JP2012185471A - 回転機構駆動装置、画像形成装置、回転機構制御プログラム、回転機構駆動システム、画像形成システム - Google Patents

回転機構駆動装置、画像形成装置、回転機構制御プログラム、回転機構駆動システム、画像形成システム Download PDF

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Abstract

【課題】動力伝達機構又は回転機構のどちらに異常等が生じているのか判別できる回転機構駆動装置、画像形成装置、回転機構制御プログラム、回転機構駆動システムを提供すること。
【解決手段】回転機構駆動装置は、入力トルクを粘性流体を介して出力する動力伝達機構と、動力伝達機構の入力軸の回転量を検出する検出部と、動力伝達機構の出力軸の回転量を検出する検出部と、動力伝達機構の入力トルクを検出する入力トルク検出部と、入力軸の回転量と出力軸の回転量との差に基づき、動力伝達機構の入力軸に対する出力軸のスリップ量を算出するスリップ量算出部と、入力トルク検出部によって検出される入力トルクを基準トルクと比較し、動力伝達機構の出力側に接続される回転機構の異常の有無を判定する第１異常判定部と、スリップ量算出部によって算出されるスリップ量を基準スリップ量と比較し、動力伝達機構の異常の有無を判定する第２異常判定部とを含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転機構駆動装置、画像形成装置、回転機構制御プログラム、回転機構駆動システム、画像形成システムに関する。
従来より、摩擦式伝動装置の入力軸回転数と出力軸回転数に基づいて摩擦式伝動装置の入力軸と出力軸のスリップ量を算出し、算出したスリップ量を用いて摩擦式伝動装置の負荷トルクを監視しながら摩擦式伝動装置の制御を行う技術がある（例えば、特許文献１参照）。負荷トルクが過大になると、動力伝動を断つことにより、システムを保護している。
しかしながら、このような技術では、スリップ量の変動の原因が、動力伝達機構としての摩擦式伝動装置の異常等であるのか、又は、動力伝達機構によって駆動される回転機構の異常等であるのかを判別することができない。
このような場合に、動力伝達機構又は回転機構のどちらに異常等が生じているのか判別できれば、例えば、異常等の原因を容易に突き止めることができて便利である。
そこで、本発明は、動力伝達機構又は回転機構のどちらに異常等が生じているのか判別できる回転機構駆動装置、画像形成装置、回転機構制御プログラム、回転機構駆動システム、画像形成システムを提供することを目的とする。
本発明の実施の形態の一観点の回転機構駆動装置は、モータと、前記モータから入力されるトルクを粘性流体を介して出力する動力伝達機構と、前記動力伝達機構の入力軸の回転量を検出する入力軸回転量検出部と、前記動力伝達機構の出力軸の回転量を検出する出力軸回転量検出部と、前記動力伝達機構の入力トルクを検出する入力トルク検出部と、前記入力軸回転量検出部によって検出される入力軸の回転量と前記出力軸回転量検出部によって検出される出力軸の回転量との差に基づき、前記動力伝達機構の入力軸に対する出力軸のスリップ量を算出するスリップ量算出部と、前記入力トルク検出部によって検出される入力トルクを基準トルクと比較し、前記動力伝達機構の出力側に接続される回転機構の異常の有無を判定する第１異常判定部と、前記スリップ量算出部によって算出されるスリップ量を基準スリップ量と比較し、前記動力伝達機構の異常の有無を判定する第２異常判定部とを含む。
また、前記基準スリップ量は、前記動力伝達機構の入力トルクに応じて増大するように設定されており、前記動力伝達機構の標準的なスリップ量に所定の許容スリップ量を付加したスリップ量であってもよい。
また、前記動力伝達機構の入力トルクに応じて増大するように設定された前記基準スリップ量を表す特性のデータを格納するデータ格納部をさらに含んでもよい。
また、前記入力軸回転量検出部又は前記出力軸回転量検出部は、それぞれ、前記前記動力伝達機構の入力軸又は出力軸の回転を検出する回転検出部の出力に基づき、前記動力伝達機構の入力軸又は出力軸の回転量を検出してもよい。
また、前記入力トルク検出部は、前記モータに印加する印加電圧に基づいて前記入力トルクを検出してもよい。
また、前記動力伝達機構は、トラクション機構、ビスカスカップリング、トルクコンバータ、又は流体クラッチであってもよい。
本発明の実施の形態の一観点の画像形成装置は、潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムから転写される現像を搬送する無端部搬送体と、前記無端部搬送体を回転駆動させる駆動ローラと、前記無端部搬送体が搬送する現像を転写紙に転写する転写ローラと、前記転写紙に転写されたトナー画像を定着させる定着ローラと、前記感光体ドラム、前記駆動ローラ、前記転写ローラ、又は前記定着ローラを前記回転機構として駆動制御を行う前記いずれかの回転機構駆動装置とを含む。
本発明の実施の形態の一観点の回転機構制御プログラムは、入力トルクを粘性流体を介して出力する動力伝達機構の出力側に接続される回転機構の制御をコンピュータに実行させる回転機構制御プログラムであって、前記コンピュータを、前記動力伝達機構の入力軸の回転量を検出する入力軸回転量検出部、前記動力伝達機構の出力軸の回転量を検出する出力軸回転量検出部、前記動力伝達機構の入力トルクを検出する入力トルク検出部、前記入力軸回転量検出部によって検出される入力軸の回転量と前記出力軸回転量検出部によって検出される出力軸の回転量との差に基づき、前記動力伝達機構の入力軸に対する出力軸のスリップ量を算出するスリップ量算出部、前記入力トルク検出部によって検出される入力トルクを基準トルクと比較し、前記回転機構の異常の有無を判定する第１異常判定部、及び前記スリップ量算出部によって算出されるスリップ量を基準スリップ量と比較し、前記動力伝達機構の異常の有無を判定する第２異常判定部として機能させる。
本発明の実施の形態の一観点の回転機構駆動システムは、モータと、前記モータから入力されるトルクを粘性流体を介して出力する動力伝達機構とを備える回転機構駆動装置と、前記動力伝達機構の入力軸の回転量を検出する入力軸回転量検出部と、前記動力伝達機構の出力軸の回転量を検出する出力軸回転量検出部と、前記動力伝達機構の入力トルクを検出する入力トルク検出部と、前記入力軸回転量検出部によって検出される入力軸の回転量と前記出力軸回転量検出部によって検出される出力軸の回転量との差に基づき、前記動力伝達機構の入力軸に対する出力軸のスリップ量を算出するスリップ量算出部と、前記入力トルク検出部によって検出される入力トルクを基準トルクと比較し、前記動力伝達機構の出力側に接続される回転機構の異常の有無を判定する第１異常判定部と、前記スリップ量算出部によって算出されるスリップ量を基準スリップ量と比較し、前記動力伝達機構の異常の有無を判定する第２異常判定部とを含む。
本発明の実施の形態の一観点の画像形成システムは、潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムから転写される現像を搬送する無端部搬送体と、前記無端部搬送体を回転駆動させる駆動ローラと、前記無端部搬送体が搬送する現像を転写紙に転写する転写ローラと、前記転写紙に転写されたトナー画像を定着させる定着ローラと、前記感光体ドラム、前記駆動ローラ、前記転写ローラ、又は前記定着ローラを前記回転機構として駆動制御を行う請求項９記載の回転機構駆動システムとを含む。
動力伝達機構又は回転機構のどちらに異常等が生じているのか判別できる回転機構駆動装置、画像形成装置、回転機構制御プログラム、回転機構駆動システム、画像形成システムを提供できる。
実施の形態１の回転機構駆動装置１００Ｙ〜１００Ｋを含む画像形成装置２００を示す図である。 実施の形態１の回転機構駆動装置１００を示す図である。 実施の形態１の回転機構駆動装置１００を示すブロック図である。 回転機構駆動装置１００の異常処理部１２０の異常判定部１２６が異常判定処理で用いる座標系を示す図である。 回転機構駆動装置１００の異常判定部１２６が異常判定処理で用いる座標系における基準トルクと基準スリップ量を示す図である。 実施の形態１の回転機構駆動装置１００の異常判定部１２６による入力軸トルクの異常判定処理を概念的に示す図である。 実施の形態１の回転機構駆動装置１００の異常判定部１２６によるスリップ量の異常判定処理を概念的に示す図である。 感光体ドラム２０６に異常が発生している場合の入力軸トルク及びスリップ量を示す図である。 トラクション機構１４０に異常が発生している場合の入力軸トルク及びスリップ量を示す図である。 感光体ドラム２０６及びトラクション機構１４０に異常が発生している場合の入力軸トルク及びスリップ量を示す図である。 実施の形態１の回転機構駆動装置１００の異常処理部１２０による異常判定処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２の回転機構駆動システムを用いた画像形成システム４００を示す図である。 実施の形態２の回転機構駆動システム及び画像形成システム４００に含まれるサーバ４２０を示すブロック図である。 実施の形態２の回転機構駆動システムを示す図である。 実施の形態２の変形例の回転機構駆動システム６００Ａを示す図である。
以下、本発明の回転機構駆動装置、画像形成装置、回転機構制御プログラム、回転機構駆動システム、画像形成システムを適用した実施の形態について説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１の回転機構駆動装置１００Ｙ〜１００Ｋを含む画像形成装置２００を示す図である。
図１に示すように、画像形成装置２００は、スキャナユニット２０１、給紙ユニット２０２、給紙ローラ２０３、紙搬送ローラ２０４、レジストローラ２０５、感光体ドラム２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｋ、中間転写ベルト２０７、中間転写スケール検出センサ２０８、斥力ローラ２０９、二次転写ローラ２１０、駆動ローラ２１１、従動ローラ２１２、定着ユニット２１３、排紙ユニット２１４、制御部２２０、及び回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋを含む。
画像形成装置２００は、カラーの画像を形成するカラー画像形成装置である。
スキャナユニット２０１は、内蔵する光源からの光を図示しない原稿に照射し、例えば、ビット単位で画像を読み取る電子走査装置である。スキャナユニット２０１によって読み取られた画像を表すデータは制御部２２０に伝送されて処理が行われ、画像データが生成される。
給紙ユニット２０２は、転写紙２３０を保管する装置である。転写紙２３０は、給紙ユニット２０２内で積載された状態で保管される。
給紙ローラ２０３は、給紙ユニット２０２内に積載された転写紙２３０を上から順番に一枚ずつ取り出すためのローラであり、給紙ローラ２０３によって給紙ユニット２０２から取り出された転写紙２３０は、紙搬送ローラ２０４へ送り出される。
紙搬送ローラ２０４は、給紙ローラ２０３から送り出された転写紙２３０をレジストローラ２０５まで搬送する。
レジストローラ２０５は、転写紙２３０のスキュー補正及び転写紙２３０の搬送等を行う。
図１に示す破線矢印Ａは、給紙ユニット２０２から給紙ローラ２０３、紙搬送ローラ２０４、レジストローラ２０５、二次転写ローラ２１０、斥力ローラ２０９、及び定着ユニット２１３を経て、排紙ユニット２１４に排出される転写紙２３０の軌跡を表す。また、一点鎖線で示す矢印Ｂは、図示しない手差しトレイから転写紙２３０が給紙される場合に、転写紙２３０が手差しトレイからレジストローラ２０５に搬送される軌跡を表す。
感光体ドラム２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、及び２０６Ｋは、それぞれ、回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋによって駆動制御が行われる。回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋの駆動制御に際しては、回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋと、制御部２２０とに上位コントローラから、画像の形成を開始する指令が入力される。
回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋは、それぞれ、感光体ドラム２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、及び２０６Ｋの回転軸に動力（トルク）を伝達する動力伝達機構と感光体ドラム２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、及び２０６Ｋとの異常を監視し、異常判定処理を実行する。回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋによる異常判定処理については、図２乃至図１１を用いて後述する。
感光体ドラム２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、及び２０６Ｋには、制御部２２０から出力される画像データに基づいてレーザ光が照射され、レーザ光の照射によって表面の電位が変化してトナーが付着することにより、それぞれ、Ｙ（イエロー）色、Ｃ（シアン）色、Ｍ（マゼンダ）色、Ｋ（黒）色の潜像が表面に形成される。
中間転写ベルト２０７は、端の無いループ状のベルトであり、斥力ローラ２０９と二次転写ローラ２１０との間のニップ部Ｎに通されるとともに、駆動ローラ２１１及び従動ローラ２１２に掛け渡されている。
また、中間転写ベルト２０７の表面は、駆動ローラ２１１と従動ローラ２１２の間の区間において、感光体ドラム２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、及び２０６Ｋに当接している。
中間転写ベルト２０７は、駆動ローラ２１１によって回転され、感光体ドラム２０６Ｙ〜２０６Ｋから転写された各色の現像を重ね合わせて搬送する無端状搬送体である。
中間転写ベルト２０７上には、中間転写ベルトスケール２０７Ａが形成されている。中間転写ベルトスケール２０７Ａは、搬送方向に沿って一定の周期で交互に配置された反射部と非反射部とを有する目盛である。
中間転写ベルト２０７近傍の、中間転写ベルトスケール２０７Ａを読み取れる位置には、中間転写スケール検出センサ２０８が配置されている。
中間転写スケール検出センサ２０８は、中間転写ベルト２０７上に形成された中間転写ベルトスケール２０７Ａの一定の周期に対応したパルス信号を出力し、中間転写ベルト２０７の回転速度を検出する。
斥力ローラ２０９は、二次転写ローラ２１０の上側に配設され、二次転写ローラ２１０との間に斥力が生じるように、二次転写ローラ２１０に対して密着しながら回転するローラである。二次転写ローラ２１０と斥力ローラ２０９の間には、中間転写ベルト２０７と転写紙２３０を挟むためのニップ部Ｎが形成される。
二次転写ローラ２１０は、斥力ローラ２０９との間のニップ部Ｎで、中間転写ベルト２０７の表面上に転写されたトナー画像を転写紙２３０に転写する。
駆動ローラ２１１は、中間転写ベルト２０７を駆動する駆動モータ（図示せず）により回転駆動され、中間転写ベルト２０７を回転させる。
従動ローラ２１２は、駆動ローラ２１１に従動して中間転写ベルト２０７を案内する。
定着ユニット２１３は、転写紙２３０の表面に転写されたトナー画像を転写紙２３０上に定着させる定着部である。定着ユニット２１３は、例えば、トナー画像を定着させるために転写紙２３０を加熱するためのヒータを内蔵する。
排紙ユニット２１４は、定着ユニット２１３で画像が定着されて排出された転写紙２３０を保持する。
制御部２２０は、スキャナユニット２０１で読み取られた画像を表すデータが転送されると、転写紙２３０に形成するための画像データを生成する。
制御部２２０は、画像データに基づいて感光体ドラム２０６Ｙ〜２０６Ｋに照射するレーザ光の制御を行う。これにより、感光体ドラム２０６Ｙ〜２０６Ｋの表面上に画像が作像される。
制御部２２０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、メインメモリ等を含み、制御部２２０の各種機能は、ＲＯＭ等に記録された制御プログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現される。ただし、制御部２２０の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。また、制御部２２０は、物理的に複数の装置により構成されてもよい。
また、図１では制御部２２０と回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋを分けて示すが、制御部２２０のＣＰＵと回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００ＫのＣＰＵは１つの共通のＣＰＵであってもよい。この場合に、制御部２２０と回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋの１つの共通のＣＰＵは、回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋのいずれかの内部に配設されてもよく、回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋの外部に配設されてもよい。
次に、図２乃至図１１を用いて、回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋについて説明する。以下の説明では、回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋを特に区別しない場合には、単に回転機構駆動装置１００と称す。同様に、感光体ドラム２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、及び２０６Ｋを特に区別しない場合には、単に感光体ドラム２０６と称す。
図２は、実施の形態１の回転機構駆動装置１００を示す図である。
回転機構駆動装置１００は、モータ制御部１１０、異常処理部１２０、モータ１３０、トラクション機構１４０、及びエンコーダ１５０、１６０を含む。トラクション機構１４０は感光体ドラム２０６に駆動力を付与する。
モータ制御部１１０は、モータ１３０の駆動制御を行う駆動制御部である。モータ制御部１１０には、エンコーダ１５０から入力されるモータ１３０の回転信号と、エンコーダ１６０から入力される感光体ドラム２０６の回転信号とが入力される。
モータ制御部１１０は、エンコーダ１５０とエンコーダ１６０から入力される回転信号に基づくフィードバック制御を行うことにより、モータ１３０の回転速度を所望の回転速度に制御するための制御指令を生成し、この制御指令を用いてモータ１３０の駆動制御を行う。
モータ制御部１１０が生成する制御指令は、例えば、モータ１３０のトルクを制御するためのトルク指令であり、モータ１３０に印加される電圧値を表す。
異常処理部１２０は、トラクション機構１４０と感光体ドラム２０６を監視し、トラクション機構１４０と感光体ドラム２０６の異常を判定する。
異常処理部１２０には、エンコーダ１５０から入力されるモータ１３０の回転信号、エンコーダ１６０から入力される感光体ドラム２０６の回転信号、及びモータ制御部１１０が生成する制御指令が入力される。
異常処理部１２０は、エンコーダ１５０とエンコーダ１６０から入力される回転信号と、モータ制御部１１０が生成する制御指令とに基づき、異常判定を行う。
異常処理部１２０は、トラクション機構１４０又は感光体ドラム２０６に異常が発生した場合に、どちらの異常であるかを判別することができる。この判別手法については後述する。
モータ１３０は、感光体ドラム２０６を回転させるための駆動力を発生させる動力発生部である。モータ１３０の回転軸１３１の一端（図２中右側）はエンコーダ１５０に接続されており、回転軸１３１の他端（図２中左側）はトラクション機構１４０の入力軸１４１に接続されている。
モータ１３０としては、例えば、ステッピングモータを用いることができる。モータ１３０は、モータ制御部１１０によって駆動制御が行われる。
トラクション機構１４０は、入力軸１４１と出力軸１４２を有し、モータ１３０の回転軸１３１から入力軸１４１に入力されるトルクを粘性流体を介して出力軸１４２に出力する動力伝達機構の一例である。粘性流体は、典型的には、所定の粘度を有するオイル（動力伝達油）である。
トラクション機構１４０の入力軸１４１にトルクが入力されると、粘性流体に剪断抵抗が発生し、この剪断抵抗によって出力軸１４２にトルクが伝達される。
このため、トラクション機構１４０は、入力軸１４１の回転に対して、出力軸１４２がある程度スリップしながら回転することになる。
トラクション機構１４０としては、例えば、日本電産シンポ株式会社製のトラクション機構（トラクション減速機）を用いることができる。
このトラクション機構は、太陽ローラと、一対のリングと、一対のリングの間に挟まれ、太陽ローラの周りを回転する３つの遊星ローラとを含む。リング、遊星ローラ、及び太陽ローラの間には粘性流体としてのオイルが充填されている。
入力軸１４１は、太陽ローラの回転軸に接続され、出力軸１４２は、リングの回転軸に接続される。太陽ローラとリングの間は、３つの遊星ローラとオイルによって接続されている。
このため、入力軸１４１を介して太陽ローラが回転すると、太陽ローラと遊星ローラとの間のオイルの剪断抵抗によって遊星ローラが回転し、遊星ローラが回転すると、遊星ローラとリングとの間の剪断抵抗によってリングが回転する。リングの回転力は出力軸１４２に伝達される。
このようなトラクション機構は、オイルの剪断抵抗を介して動力が伝達されるため、太陽ローラの回転に対して、リングの回転はスリップを有する。これにより、各速度変動のない滑らかな回転を実現でき、低騒音、低振動であり、さらにバックラッシュが生じることもない。
ここで、トラクション機構１４０の入力軸１４１は、減速機等を介さずにモータ１３０の回転軸１３１に直接的に接続されているため、トラクション機構１４０の入力軸１４１の回転量は、モータ１３０の回転軸１３１の回転量と等しい。また、トラクション機構１４０の入力軸１４１に入力されるトルクは、モータ１３０の回転軸１３１に生じるトルクと等しい。
また、トラクション機構１４０の出力軸１４２は、減速機等を介さずに感光体ドラム２０６の回転軸２０６Ａに直接的に接続されているため、トラクション機構１４０の出力軸１４２の回転量は、感光体ドラム２０６の回転軸２０６Ａの回転量と等しい。
なお、実施の形態１では、モータ１３０の駆動力を回転機構の一例である感光体ドラム２０６に伝達する動力伝達機構としてトラクション機構１４０を用いるが、動力伝達機構はトラクション機構１４０に限らず、例えば、ビスカスカップリング、トルクコンバータ、又は流体クラッチ（フルードカップリング）を用いてもよい。
エンコーダ１５０は、モータ１３０の回転軸１３１に接続されており、回転軸１３１の回転に応じた信号（回転信号）を出力する回転検出部の一例である。
エンコーダ１５０が出力する回転信号は、モータ制御部１１０と異常処理部１２０に入力される。
エンコーダ１５０としては、例えば、回転軸が一定の角度回転する度に回転信号としてのパルス信号を出力するロータリエンコーダを用いればよい。回転信号は回転軸が一定の角度回転する度にエンコーダ１５０から出力される信号である。
エンコーダ１６０は、感光体ドラム２０６の回転軸２０６Ａに接続されており、回転軸２０６Ａの回転に応じた信号（回転信号）を出力する回転検出部の一例である。
感光体ドラム２０６の回転軸２０６Ａの回転量と、トラクション機構１４０の出力軸１４２の回転量とは等しいため、エンコーダ１６０が出力する回転信号は、感光体ドラム２０６の回転軸２０６Ａの回転量を表すとともに、トラクション機構１４０の出力軸１４２の回転量を表す。
エンコーダ１６０が出力する回転信号は、モータ制御部１１０と異常処理部１２０に入力される。
エンコーダ１６０としては、例えば、回転軸が一定の角度回転する度に回転信号としてのパルス信号を出力するロータリエンコーダを用いればよい。回転信号は回転軸が一定の角度回転する度にエンコーダ１５０から出力される信号である。
次に、図３を用いて、実施の形態１の回転機構駆動装置１００の異常処理部１２０について説明する。
図３は、実施の形態１の回転機構駆動装置１００を示すブロック図である。
図３には、図２と同様に、回転機構駆動装置１００に含まれるモータ制御部１１０、異常処理部１２０、モータ１３０、トラクション機構１４０、及びエンコーダ１５０、１６０を示す。
異常処理部１２０は、入力軸トルク算出部１２１、入力軸回転量検出部１２２、出力軸回転量検出部１２３、スリップ量算出部１２４、データ保持部１２５、異常判定部１２６、判定基準格納部１２７、及びメモリ１２８を含む。異常処理部１２０には、監視部３００が接続されている。
異常処理部１２０は、感光体ドラム２０６とトラクション機構１４０との異常を監視し、どちらで異常が発生したかを判別する異常判定装置の一例である。
異常処理部１２０のうち、入力軸トルク算出部１２１、入力軸回転量検出部１２２、出力軸回転量検出部１２３、スリップ量算出部１２４、データ保持部１２５、及び異常判定部１２６は、例えば、ＣＰＵが回転機構制御プログラムを実行することによって実現される機能ブロックを表したものである。
また、同様に、モータ制御部１１０は、例えば、ＣＰＵが回転機構制御プログラムを実行することによって実現される機能ブロックを表したものである。
さらに、監視部３００は、例えば、ＣＰＵが所定の監視用のプログラムを実行することによって実現される機能ブロックを表したものである。
この場合に、入力軸トルク算出部１２１、入力軸回転量検出部１２２、出力軸回転量検出部１２３、スリップ量算出部１２４、データ保持部１２５、及び異常判定部１２６、モータ制御部１１０、及び監視部３００は、すべて共通のＣＰＵ内で機能ブロックとして実現されるように構成してもよい。
さらに、制御部２２０（図１参照）のうち、ＣＰＵによって実現される部分についても、共通のＣＰＵ内で機能ブロックとして実現されるように構成してもよい。
入力軸トルク算出部１２１は、モータ制御部１１０が生成する制御指令の電圧値に基づき、トラクション機構１４０の入力軸１４１に入力されるトルク（以下、トラクション機構１４０の入力軸トルクと称す）を算出する。
トランクション機構１４０の入力軸トルクは、モータ１３０の回転軸に生じるトルクに等しい。入力軸トルク算出部１２１が算出する入力軸トルクを表す信号は、データ保持部１２５に入力される。
入力軸トルク算出部１２１がモータ制御部１１０の制御指令の電圧値に基づいて入力軸トルクを算出することは、トランクション機構１４０の入力軸トルクを検出することと同義である。このため、入力軸トルク算出部１２１は、入力軸トルク検出部の一例である。
また、入力軸トルク算出部１２１は、モータ制御部１１０の制御指令の電圧値に基づいて入力軸トルクを算出する代わりに、トルク検出器等でトランクション機構１４０の入力軸トルクを検出してもよい。
入力軸回転量検出部１２２は、エンコーダ１５０が出力する回転信号の単位時間における変化量を導出することにより、トラクション機構１４０の入力軸１４１の回転量を検出する。入力軸回転量検出部１２２が検出する入力軸１４１の回転量を表す信号は、スリップ量算出部１２４に入力される。
出力軸回転量検出部１２３は、エンコーダ１６０が出力する回転信号の単位時間における変化量を導出することにより、トラクション機構１４０の出力軸１４２の回転量を検出する。出力軸回転量検出部１２３が検出する出力軸１４２の回転量を表す信号は、スリップ量算出部１２４に入力される。
スリップ量算出部１２４は、入力軸回転量検出部１２２によって検出されるトラクション機構１４０の入力軸１４１の回転量と、出力軸回転量検出部１２３によって検出されるトラクション機構１４０の出力軸１４２の回転量との差を表すトラクション機構１４０のスリップ量を算出する。スリップ量算出部１２４が算出するスリップ量を表す信号は、データ保持部１２５に入力される。
上述のように、モータ１３０の回転軸１３１の回転量と、トラクション機構１４０の入力軸１４１の回転量とは等しいため、エンコーダ１５０が出力する回転信号から入力軸回転量検出部１２２が出力する回転量は、モータ１３０の回転軸１３１の回転量を表すとともに、トラクション機構１４０の入力軸１４１の回転量を表す。
データ保持部１２５は、入力軸トルク算出部１２１が検出する入力軸トルクを表す信号と、スリップ量算出部１２４が算出するスリップ量を表す信号とを一時的に保持する。データ保持部１２５は、例えば、ＣＰＵ内のレジスタや内部メモリ等であってもよい。
データ保持部１２５が保持する入力軸トルクを表す信号とスリップ量を表す信号は、異常判定部１２６によって読み出される。
なお、ここではデータ保持部１２５がＣＰＵの一部である形態について説明するが、データ保持部１２５は、メモリ１２８内にあるように構成されてもよい。
異常判定部１２６は、データ保持部１２５から読み出した入力軸トルクを表す信号とスリップ量を表す信号とに基づき、トラクション機構１４０と感光体ドラム２０６の異常の有無を判定する。
異常判定部１２６は、後述する手法により、トラクション機構１４０の異常と感光体ドラム２０６の異常を判別することができる。異常判定部１２６は、トラクション機構１４０の異常と感光体ドラム２０６の異常を判別する第１異常判定部及び第２異常判定部の一例である。
判定基準格納部１２７は、メモリ１２８の一部分であり、異常判定部１２６が異常判定処理に用いる判定基準を表すデータを格納する。
判定基準格納部１２７は、入力軸トルクの判定基準となる基準トルクを表すデータと、スリップ量の判定基準となる基準スリップ量を表すデータを格納している。
トラクション機構１４０のスリップ量は、入力軸トルクの増大に応じて増大するため、基準スリップ量は、入力軸トルクの増大に応じて増大する特性を有する。
基準スリップ量の特性は、トラクション機構１４０の標準的なスリップ量を表す特性に、所定の許容スリップ量を付加した特性である。
メモリ１２８は、回転機構制御プログラムを格納する。メモリ１２８としては、例えば、ＲＡＭを用いればよい。
監視部３００は、異常判定部１２６によってトラクション機構１４０又は感光体ドラム２０６に異常が発生したと判定された場合に、例えば、回転機構駆動装置１００を含む画像形成装置２００の全体を監視する上位層の制御装置に、異常が発生したことを表す信号を伝送する。この結果、上位層の制御装置により、例えば、回転機構駆動装置１００を含む画像形成装置２００の動作は停止される。
次に、図４乃至図１０を用いて異常処理部１２０による異常判定処理について説明する。
図４は、回転機構駆動装置１００の異常処理部１２０の異常判定部１２６が異常判定処理で用いる座標系を示す図である。
図４に示す座標系は、横軸に入力軸トルクをとり、縦軸にスリップ量をとる。入力軸トルクは横軸における右方向が正であり、スリップ量は縦軸における上方向が正である。
異常判定部１２６は、データ保持部１２５から読み出した入力軸トルクを表す信号とスリップ量を表す信号に基づき、図４に示すように横軸の値Ｘ（入力軸トルク）と縦軸の値（スリップ量）Ｙを決定する。
入力軸トルクの値Ｘは、入力軸トルク算出部１２１で算出された値であり、スリップ量の値Ｙは、スリップ量算出部１２４で算出された値である。
図５は、回転機構駆動装置１００の異常判定部１２６が異常判定処理で用いる座標系における基準トルクと基準スリップ量を示す図である。
入力軸トルクの判定基準となる基準トルクを表すデータと、スリップ量の判定基準となる基準スリップ量を表すデータは、判定基準格納部１２７に格納されている。
基準トルクＸ０は、入力軸トルクが異常であるか正常であるかを判定するための判定基準となるトルクの値である。入力軸トルクが基準トルクＸ０以下であれば入力軸トルクは正常であり、入力軸トルクが基準トルクＸ０より大きければ入力軸トルクは異常である。
このため、図５において、入力軸トルクＸが基準トルクＸ０より左側の領域（Ｘ＝Ｘ０を含む領域）は、入力軸トルクが正常な範囲であり、入力軸トルクＸが基準トルクＸ０よりも右側の領域は、入力軸トルクが異常な範囲となる。
基準トルクＸ０の値は、例えば、実験値やトラクション機構１４０の設計値に基づいて決定すればよく、例えば、トラクション機構１４０の最大許容入力トルクから所定の余裕値を引いて得る値に設定すればよい。
また、上述したように、トラクション機構１４０は、粘性流体の剪断抵抗を利用して入力軸１４１に入力されるトルク（入力軸トルク）を出力軸１４２に伝達しているため、入力軸１４１に対して、出力軸１４２はある程度のスリップ量を有する。
ここで、トラクション機構１４０に生じる標準的なスリップの量を標準スリップ量と称する。標準スリップ量は、正常なトラクション機構１４０が有するスリップ量である。
また、上述のように、トラクション機構１４０のスリップ量は、入力軸トルクの増大に応じて増大する傾向を有するため、入力軸トルクに対する標準スリップ量を表す標準スリップ量特性Ｓ０は、図５に実線で示すように、入力軸トルクの増大に応じて増大する特性となる。
具体的には、標準スリップ量特性Ｓ０は、図５に実線で示すように、入力軸トルクが小さい領域では入力軸トルクに対して線形的に増大し、入力軸トルクがある一定値Ｘｐ以上になると、指数関数的に増大する特性になる。
このような標準スリップ量特性Ｓ０は、例えば、回転機構駆動装置１００の工場出荷時に個別に測定して得る特性であってもよいし、多数のトラクション機構１４０で測定した特性の平均を表す特性であってもよいし、実験的に得られる特性であってもよい。また、標準スリップ量特性Ｓ０は、トラクション機構１４０によって駆動される感光体ドラム２０６のサイズに応じて設定してもよい。
また、入力軸トルクに対する基準スリップ量の特性を表す基準スリップ量特性Ｓ１は、ばらつきや経年変化等を考慮して、標準スリップ量特性Ｓ０に所定の許容スリップ量を付加した特性である。
図５に示す基準スリップ量特性Ｓ１は、入力軸トルクの値に関係なく、一定の許容スリップ量Ｓｓを標準スリップ量特性Ｓ０に負荷しているため、標準スリップ量特性Ｓ０を縦軸の正方向に平行移動した特性になっているが、入力軸トルクの増大に合わせて許容スリップ量Ｓｓを増大又は減少させてもよい。許容スリップ量Ｓｓは、標準スリップ量特性Ｓ０と基準スリップ量特性Ｓ１の縦軸方向における差を表す値であり、例えば、実験的に得られる値を用いればよい。
以上より、トラクション機構１４０のスリップ量は、入力軸トルクとの関係で、基準スリップ量特性Ｓ１で求まるスリップ量以下の領域にあれば正常である。一方、入力軸トルクとの関係で、基準スリップ量特性Ｓ１で求まるスリップ量より上の領域にある場合は、トラクション機構１４０のスリップ量は異常である。
なお、スリップ量が正常である場合は、スリップ量が標準スリップ量特性Ｓ０を下回ることは通常生じないため、スリップ量が正常であるか異常であるかの判定は、スリップ量が基準スリップ量特性Ｓ１を上回るか否かを判定することによって行えばよい。
以上のように、実施の形態１の回転機構駆動装置１００は、図５に示す基準トルクＸ０と基準スリップ量特性Ｓ１を用いて、トラクション機構１４０の異常と感光体ドラム２０６の異常とを判別する。
次に、図６及び図７を用いて、実施の形態１の回転機構駆動装置１００の異常判定部１２６による異常判定処理について説明する。
図６は、実施の形態１の回転機構駆動装置１００の異常判定部１２６による入力軸トルクの異常判定処理を概念的に示す図である。
図７は、実施の形態１の回転機構駆動装置１００の異常判定部１２６によるスリップ量の異常判定処理を概念的に示す図である。
ここで、異常判定部１２６が異常判定処理を行う時点における入力軸トルクはＸ１（＜Ｘ０）、スリップ量はＹ１であるものとする。
異常判定部１２６は、図６に示すように、現在の入力軸トルクＸ１が基準トルクＸ０より小さいため、入力軸トルクは正常であると判定する。
一方、現在の入力軸トルクが基準トルクＸ０より大きくて異常である場合は、モータ１３０の出力が異常に大きくなっていることを意味する。このような状態は、感光体ドラム２０６に異常が発生して回転しにくくなっており、モータ制御部１１０がモータ１３０の出力を増大させている状態に相当する。このため、異常判定部１２６は、入力軸トルクが異常である場合は、感光体ドラム２０６に異常が発生していると判定する。
異常判定部１２６は、図６に示すように入力軸トルクが正常であると判定した場合は、現在のスリップ量Ｙ１と、基準スリップ量特性Ｓ１上で入力軸トルクＸ１に対応する基準スリップ量Ｙ２とを比較する。ここで、スリップ量Ｙ１は基準スリップ量Ｙ２より小さい。
異常判定部１２６は、図７に示すように、現在のスリップ量Ｙ１が基準スリップ量Ｙ２よりも小さい場合は、スリップ量は正常であると判定する。
一方、異常判定部１２６は、現在のスリップ量が基準スリップ量Ｙ２よりも大きい場合は、スリップ量は異常であると判定する。入力軸トルクが正常でスリップ量が異常になる場合は、モータ１３０から適切なトルクをトラクション機構１４０に入力しているのに、スリップ量が異常に大きくなって出力軸１４２の駆動トルクが不足している場合である。これは、トラクション機構１４０自体に故障等の異常が発生している場合に相当する。このため、異常判定部１２６は、入力軸トルクが正常でスリップ量が異常である場合は、トラクション機構１４０の異常が発生していると判定する。
以上より、図７に示すように、入力軸トルク及びスリップ量がともに正常である場合は、トラクション機構１４０及び感光体ドラム２０６がともに正常に動作している状態である。
次に、図８乃至図１０を用いて、トラクション機構１４０又は感光体ドラム２０６に異常が発生した場合について説明する。
図８は、感光体ドラム２０６に異常が発生している場合の入力軸トルク及びスリップ量を示す図である。
ここで、異常判定部１２６が異常判定処理を行う時点における入力軸トルクはＸ３（＞Ｘ０）、スリップ量はＹ３であるものとする。
異常判定部１２６は、現在の入力軸トルクＸ３が基準トルクＸ０より大きいため、入力軸トルクは異常であり、感光体ドラム２０６に異常が発生していると判定する。
また、異常判定部１２６は、スリップ量Ｙ３が標準スリップ量特性Ｓ０上で入力軸トルクＸ３に対応するスリップ量（Ｙ３）と等しく、基準スリップ量特性Ｓ１よりも下の領域にあることから、スリップ量は正常であり、トラクション機構１４０は正常であると判定する。
以上のように、図８に示す入力軸トルク及びスリップ量の関係は、感光体ドラム２０６に異常が発生している状態を表している。感光体ドラム２０６の異常としては、例えば、感光体ドラム２０６の回転軸２０６Ａに湾曲や撓みが生じている場合や、トナーの付着量が異常に多くなっている場合等がある。
図９は、トラクション機構１４０に異常が発生している場合の入力軸トルク及びスリップ量を示す図である。
ここで、異常判定部１２６が異常判定処理を行う時点における入力軸トルクはＸ４（＜Ｘ０）、スリップ量はＹ４（＞Ｙ５）であるものとする。
異常判定部１２６は、現在の入力軸トルクＸ４が基準トルクＸ０より小さいため、入力軸トルクは正常であり、感光体ドラム２０６は正常に回転していると判定する。
また、異常判定部１２６は、スリップ量Ｙ４が基準スリップ量特性Ｓ１上で入力軸トルクＸ４に対応するスリップ量Ｙ５よりも大きいことから、スリップ量は異常であり、トラクション機構１４０に異常が発生していると判定する。
以上のように、図９に示す入力軸トルク及びスリップ量の関係は、トラクション機構１４０に異常が発生している状態を表している。トラクション機構１４０の異常としては、例えば、トラクション機構１４０の内部において粘性流体による剪断抵抗が不足している場合や、粘性流体の不足による駆動状態の不良が生じている場合や、入力軸１４１又は出力軸１４２の回転状態が大幅に低下している場合等がある。
図１０は、感光体ドラム２０６及びトラクション機構１４０に異常が発生している場合の入力軸トルク及びスリップ量を示す図である。
ここで、異常判定部１２６が異常判定処理を行う時点における入力軸トルクはＸ６（＞Ｘ０）、スリップ量はＹ６（＞Ｙ７）であるものとする。
異常判定部１２６は、現在の入力軸トルクＸ６が基準トルクＸ０より大きいため、入力軸トルクは異常であり、感光体ドラム２０６に異常が発生していると判定する。
また、異常判定部１２６は、スリップ量Ｙ６が基準スリップ量特性Ｓ１上で入力軸トルクＸ６に対応するスリップ量Ｙ７よりも大きいことから、スリップ量は異常であり、トラクション機構１４０に異常が発生していると判定する。
以上のように、図１０に示す入力軸トルク及びスリップ量の関係は、感光体ドラム２０６及びトラクション機構１４０の両方に異常が発生している状態を表している。
感光体ドラム２０６及びトラクション機構１４０の両方の異常としては、例えば、感光体ドラム２０６の回転軸２０６Ａに湾曲や撓みが生じたり、トナーの付着量が異常に多くなっている場合に、トラクション機構１４０の内部において粘性流体による剪断抵抗が不足している場合や、入力軸１４１又は出力軸１４２の回転状態が大幅に低下している場合等がある。
次に、図１１を用いて、異常処理部１２０による異常判定処理の手順について説明する。
図１１は、実施の形態１の回転機構駆動装置１００の異常処理部１２０による異常判定処理の手順を示すフローチャートである。
異常処理部１２０は、例えば、回転機構駆動装置１００の電源投入によって異常判定処理を開始する（スタート）。
異常処理部１２０は、まず、初期設定を行う（ステップＳ１）。初期設定として行う処理は、例えば、回転機構制御プログラムをメモリ１２８から読み出し、判定基準格納部１２７から基準トルクＸ０と基準スリップ量特性Ｓ１を表すデータを読み出す処理である。
次に、異常処理部１２０は、モータ制御部１１０が生成する制御指令の電圧値に基づき、入力軸トルクを算出する（ステップＳ２）。ステップＳ２の処理は、異常処理部１２０内の入力軸トルク算出部１２１によって実行される処理である。入力軸トルク算出部１２１が算出する入力軸トルクを表す信号は、データ保持部１２５に入力される。
次に、異常処理部１２０は、エンコーダ１５０が出力する回転信号を用いて、トラクション機構１４０の入力軸１４１の回転量を検出する（ステップＳ３）。ステップＳ３の処理は、異常処理部１２０内の入力軸回転量検出部１２２によって実行される処理である。入力軸回転量検出部１２２が検出する入力軸１４１の回転量を表す信号は、スリップ量算出部１２４に入力される。
次に、異常処理部１２０は、エンコーダ１６０が出力する回転信号を用いて、トラクション機構１４０の出力軸１４２の回転量を検出する（ステップＳ４）。ステップＳ４の処理は、異常処理部１２０内の出力軸回転量検出部１２３によって実行される処理である。出力軸回転量検出部１２３が検出する出力軸１４２の回転量を表す信号は、スリップ量算出部１２４に入力される。
次に、異常処理部１２０は、入力軸回転量検出部１２２によって検出されるトラクション機構１４０の入力軸１４１の回転量と、出力軸回転量検出部１２３によって検出されるトラクション機構１４０の出力軸１４２の回転量との差を表すトラクション機構１４０のスリップ量を算出する（ステップＳ５）。ステップＳ５の処理は、異常処理部１２０内のスリップ量算出部１２４によって実行される処理である。スリップ量算出部１２４が算出するスリップ量を表す信号は、データ保持部１２５に入力される。
次に、異常処理部１２０は、入力軸トルク算出部１２１が検出する入力軸トルクを表す信号と、スリップ量算出部１２４が算出するスリップ量を表す信号とを一時的に保持する（ステップＳ６）。ステップＳ６の処理は、異常処理部１２０内のデータ保持部１２５にデータを保持させる処理であり、異常処理部１２０は、後述するステップＳ７〜Ｓ１１及びＳ１４が終了するまで、データ保持部１２５にデータを保持させる。
次に、異常処理部１２０は、データ保持部１２５から入力軸トルクを表す信号とスリップ量を表す信号を読み出し、トラクション機構１４０と感光体ドラム２０６の異常の有無を判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７の処理は、異常処理部１２０内の異常判定部１２６によって実行される処理であり、図７〜図１０に示した手法により、感光体ドラム２０６とトラクション機構１４０の異常を判別しながら、異常発生の有無を判定する処理である。
ステップＳ７では、異常判定部１２６は、まず入力軸トルクに基づいて感光体ドラム２０６の異常の有無を判定し、次に、スリップ量に基づいてトラクション機構１４０の異常の有無を判定する。
次に、異常処理部１２０は、ステップＳ７における異常判定においてトラクション機構１４０又は感光体ドラム２０６に異常が発生していると判定したか否かを判定する（ステップＳ８）。異常処理部１２０は、ステップＳ７において感光体ドラム２０６又はトラクション機構１４０に異常が発生していると判定している場合は、フローをステップＳ９に進行させる。
次に、異常処理部１２０は、モータ１３０の駆動を停止させるためのモータ停止指令をを監視部３００に出力する（ステップＳ９）。感光体ドラム２０６又はトラクション機構１４０に異常が発生した場合には、回転機構駆動装置１００を含む画像形成装置２００の動作を停止させるためである。
この結果、監視部３００は、回転機構駆動装置１００を含む画像形成装置２００の全体を監視する上位層の制御装置に、異常が発生したことを表す信号を伝送し、上位層の制御装置によって、回転機構駆動装置１００を含む画像形成装置２００の動作が停止される。
次に、異常処理部１２０は、データ保持部１２５から入力軸トルクを表す信号を読み出し、入力軸トルクが異常であるか否かを判定することにより、感光体ドラム２０６の異常が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。感光体ドラム２０６の異常が発生している場合は、異常処理部１２０は、フローをステップＳ１１に進行させる。
次に、異常処理部１２０は、データ保持部１２５からスリップ量を表す信号を読み出し、スリップ量が異常であるか否かを判定することにより、トラクション機構１４０の異常が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１１）。トラクション機構１４０の異常が発生している場合は、異常処理部１２０は、フローをステップＳ１２に進行させる。
次に、異常処理部１２０は、ステップＳ１１でトラクション機構１４０の異常が発生していると判定した場合は、感光体ドラム２０６とトラクション機構１４０の両方に異常が発生していることを監視部３００に通知する（ステップＳ１２）。このときの入力軸トルクとスリップ量の関係は、図１０に示す関係に相当する。
また、ステップＳ１０において、感光体ドラム２０６の異常が発生していないと判定した場合は、異常処理部１２０は、トラクション機構１４０に異常が発生していることを監視部３００に通知する（ステップＳ１３）。このときの入力軸トルクとスリップ量の関係は、図９に示す関係に相当する。
また、ステップＳ１１において、トラクション機構１４０の異常が発生していないと判定した場合は、異常処理部１２０は、感光体ドラム２０６に異常が発生していることを監視部３００に通知する（ステップＳ１４）。このときの入力軸トルクとスリップ量の関係は、図８に示す関係に相当する。
また、ステップＳ８において異常が発生していないと判定した場合は、感光体ドラム２０６とトラクション機構１４０の両方に異常が発生していない場合であるため、異常処理部１２０は、監視部３００に通知することなく、異常判定処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ１５）。
ここで、異常判定処理は、回転機構駆動装置１００を含む画像形成装置２００の電源が入っている間は繰り返し実行される処理であるため、異常判定処理を終了するか否かは、画像形成装置２００の電源が遮断されたか否かによって判定すればよい。
異常処理部１２０は、ステップＳ１５において異常判定処理を終了しないと判定した場合は、フローをステップＳ２にリターンさせ、ステップＳ３以下の処理を繰り返し実行する。
また、異常処理部１２０は、ステップＳ１５において異常判定処理を終了すると判定した場合は、一連の異常判定処理を終了する（エンド）。
なお、ステップＳ１２、Ｓ１３、Ｓ１４において監視部３００への通知を終えた場合も、異常処理部１２０は、一連の異常判定処理を終了する（エンド）。回転機構駆動装置１００内で生じた異常により、画像形成装置２００の動作が停止されるからである。
以上、実施の形態１の回転機構駆動装置１００によれば、入力軸トルクとスリップ量とを監視することにより、回転機構駆動装置１００における感光体ドラム２０６の異常とトラクション機構１４０の異常とを判別して検出することができる。
このため、感光体ドラム２０６とトラクション機構１４０とのどちらで異常が生じたかを正確に特定できるので、利便性と整備性の高い回転機構駆動装置１００及び回転機構駆動装置１００を含む画像形成装置２００を提供することができる。
また、回転機構駆動装置１００は動力伝達機構としてトラクション機構１４０を含み、トラクション機構１４０は、歯車やギアを用いた動力伝達機構に比べると、感光体ドラム２０６が停止した状態から回転し始めて回転速度が上昇する際と、この逆に回転状態から停止する際の動作が連続的で非常に滑らかであるため、感光体ドラム２０６を非常に滑らかに回転させることができる。
このため、回転機構駆動装置１００を含む画像形成装置２００では、非常に高精細でピッチむらのない画像を転写紙２３０に現像することができる。
実施の形態１によれば、このように感光体ドラム２０６を非常に滑らかに回転させることができる回転機構駆動装置１００において、入力軸トルクとスリップ量とを監視することにより、回転機構駆動装置１００における感光体ドラム２０６の異常とトラクション機構１４０の異常とを判別して検出できるため、利便性と整備性の高い回転機構駆動装置１００及び回転機構駆動装置１００を含む画像形成装置２００を提供することができる。
また、画像形成装置２００は、図１に示すように感光体ドラム２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｋを含むため、実際には、４つの回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋを含むことになる。
この場合に、監視部３００は、４つの回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋに対して１つで共通であるため、回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋのいずれかで感光体ドラム２０６又はトラクション機構１４０の異常が発生した場合に、画像形成装置２００を停止すればよい。
また、以上では、画像形成装置２００が感光体ドラム２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｋを含み、それぞれが回転機構駆動装置１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋによって回転駆動される形態について説明したが、画像形成装置２００は、感光体ドラム２０６と回転機構駆動装置１００とを１つずつ含むように構成されていてもよい。
また、以上では、動力伝達機構としてトラクション機構１４０を用いる形態について説明したが、動力伝達機構はトラクション機構１４０に限らず、入力軸と出力軸との間のトルクの伝達媒体として粘性流体を用いた機構であれば、他のものを用いてもよい。
例えば、動力伝達機構として、ビスカスカップリング、トルクコンバータ、流体クラッチ（フルードカップリング）等を用いてもよい。
また、以上では、回転機構駆動装置１００Ｙ〜１００Ｋが感光体ドラム２０６Ｙ〜２０６Ｋの駆動制御を行う形態について説明したが、回転機構駆動装置１００が駆動制御を行う対象は感光体ドラム２０６Ｙ〜２０６Ｋに限られない。
例えば、給紙ローラ２０３、紙搬送ローラ２０４、レジストローラ２０５、二次転写ローラ２１０、駆動ローラ２１１、定着ユニット２１３、又はＡＤＦ（Auto Document Feeder）のローラを回転機構駆動装置１００が駆動制御するようにしてもよい。
＜実施の形態２＞
実施の形態２では、実施の形態１の回転機構駆動装置１００の一部を外部に設置し、ネットワークを介して接続した回転機構駆動システムについて説明する。
以下、実施の形態１の回転機構駆動装置１００の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
図１２は、実施の形態２の回転機構駆動システムを用いた画像形成システム４００を示す図である。
画像形成システム４００は、画像形成装置４１０とサーバ４２０を含む。画像形成装置４１０の制御部２２０とサーバ４２０とは、ネットワーク４３０を介して接続されている。ネットワーク４３０は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）又はインターネット等であればよい。
なお、図１２には、画像形成装置４１０とサーバ４２０をネットワーク４３０で接続する形態を示すが、画像形成装置４１０とサーバ４２０は、専用のデータ転送ケーブルで接続されていてもよい。
画像形成装置４１０は、スキャナユニット２０１、給紙ユニット２０２、給紙ローラ２０３、紙搬送ローラ２０４、レジストローラ２０５、感光体ドラム２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｋ、中間転写ベルト２０７、及び中間転写スケール検出センサ２０８を含む。
画像形成装置４１０は、さらに、斥力ローラ２０９、二次転写ローラ２１０、駆動ローラ２１１、従動ローラ２１２、定着ユニット２１３、排紙ユニット２１４、制御部２２０、及び回転機構駆動装置５００Ｙ、５００Ｃ、５００Ｍ、５００Ｋを含む。
回転機構駆動装置５００Ｙ、５００Ｃ、５００Ｍ、５００Ｋは、制御部２２０及びネットワーク４３０を介して、サーバ４２０に接続されている。なお、回転機構駆動装置５００Ｙ、５００Ｃ、５００Ｍ、５００Ｋは、制御部２２０を介さずに、直接的にネットワーク４３０を介してサーバ４２０に接続されていてもよい。
実施の形態２の回転機構駆動システムは、画像形成システム４００のうちの制御部２２０、サーバ４２０、及び回転機構駆動装置５００Ｙ、５００Ｃ、５００Ｍ、５００Ｋによって構成される。実施の形態２の回転機構駆動システムの構成については、後述する。
図１３は、実施の形態２の回転機構駆動システム及び画像形成システム４００に含まれるサーバ４２０を示すブロック図である。
サーバ４２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）４２１、キャッシュ４２２、メモリコントローラ４２３、主記憶装置４２４、及び補助記憶装置４２５を含む情報処理装置である。ＣＰＵ４２１、キャッシュ４２２、メモリコントローラ４２３、主記憶装置４２４、及び補助記憶装置４２５は、例えば、専用のシステムバス４２６で接続されている。なお、サーバ４２０は、複数のＣＰＵ４２１を含んでもよい。
キャッシュ４２２は、ＣＰＵ４２１が演算処理を行う際に必要なデータを一時的に格納するメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）で実現される。
メモリコントローラ４２３は、ＣＰＵ４２１の指令に基づき、キャッシュ４２２と主記憶装置４２４との間でデータの読み書きを行う際の制御を行う制御装置である。
なお、ＣＰＵ４２１、キャッシュ４２２、及びメモリコントローラ４２３は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration：大規模集積回路）で実現される。
主記憶装置４２４は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory：読み出し専用メモリ）やＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory：ダイナミックランダムアクセスメモリ）であり、補助記憶装置４２５は、例えば、ハードディスクである。
なお、サーバ４２０は、外部装置との通信を行うためのデータ入出力ポート等を含んでいてもよい。
次に、図１４を用いて実施の形態２の回転機構駆動システムについて説明する。なお、回転機構駆動装置５００Ｙ、５００Ｃ、５００Ｍ、５００Ｋは、すべて同一の構成を有するため、以下では、回転機構駆動装置５００Ｙ、５００Ｃ、５００Ｍ、５００Ｋを特に区別せずに回転機構駆動装置５００と称す。
また、以下では、感光体ドラム２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｋを特に区別せずに、感光体ドラム２０６と称す。
図１４は、実施の形態２の回転機構駆動システムを示す図である。
回転機構駆動システム６００は、サーバ４２０、及び回転機構駆動装置５００を含む。ここで、回転機構駆動システム６００は、制御部２２０（図１２参照）を含むが、図１４では図示を省略する。
また、図１４では図示を省略するが、制御部２２０とサーバ４２０は、制御部２２０及びネットワーク４３０（図１２参照）を介して接続されている。なお、制御部２２０のＣＰＵが回転機構駆動装置５００のＣＰＵと１つのＣＰＵとして共通化されている場合は、回転機構駆動装置５００は、ネットワーク４３０を介してサーバ４２０に直接的に接続されることになる。
また、図１４では、分かり易さの観点から回転機構駆動装置５００の内部に感光体ドラム２０６を示すが、感光体ドラム２０６は、画像形成装置４１０に含まれる要素であり、回転機構駆動装置５００には含まれる要素ではない。
図１４に示すように、回転機構駆動装置５００は、モータ制御部１１０、異常処理部５２０、モータ１３０、トラクション機構１４０、及びエンコーダ１５０、１６０を含む。異常処理部５２０は、入力軸トルク算出部５２１、入力軸回転量検出部５２２、出力軸回転量検出部５２３を有する。
また、サーバ４２０は、異常処理部４５０と監視部３００を含む。異常処理部４５０は、スリップ量算出部４５１、データ保持部４５２、異常判定部４５３、判定基準格納部４５４、及びメモリ４５５を有する。
ここで、異常処理部５２０の入力軸トルク算出部５２１、入力軸回転量検出部５２２、出力軸回転量検出部５２３は、それぞれ、実施の形態１の回転機構駆動装置１００に含まれる異常処理部１２０の入力軸トルク算出部１２１、入力軸回転量検出部１２２、出力軸回転量検出部１２３と同一である。
また、サーバ４２０の異常処理部４５０に含まれるスリップ量算出部４５１、データ保持部４５２、異常判定部４５３、判定基準格納部４５４、及びメモリ４５５は、それぞれ、実施の形態１の回転機構駆動装置１００に含まれる異常処理部１２０のスリップ量算出部１２４、データ保持部１２５、異常判定部１２６、判定基準格納部１２７、及びメモリ１２８と同一である。
入力軸トルク算出部５２１、入力軸回転量検出部５２２、出力軸回転量検出部５２３、スリップ量算出部４５１、データ保持部４５２、異常判定部４５３、判定基準格納部４５４、及びメモリ４５５の接続関係は、実施の形態１の入力軸トルク算出部１２１、入力軸回転量検出部１２２、出力軸回転量検出部１２３、スリップ量算出部１２４、データ保持部１２５、異常判定部１２６、判定基準格納部１２７、及びメモリ１２８と同一である。
すなわち、実施の形態２の回転機構駆動システム６００は、実施の形態１の回転機構駆動装置１００のスリップ量算出部１２４、データ保持部１２５、異常判定部１２６、判定基準格納部１２７、及びメモリ１２８をサーバ４２０側に移した構成を有する。
このため、実施の形態２の回転機構駆動システム６００によれば、実施の形態１の回転機構駆動装置１００と同様に、入力軸トルクとスリップ量とを監視することにより、回転機構駆動システム６００における感光体ドラム２０６の異常とトラクション機構１４０の異常とを判別して検出することができる。
また、実施の形態２の回転機構駆動システム６００では、感光体ドラム２０６の異常とトラクション機構１４０の異常とをサーバ４２０で遠隔的に検出することができる。
このため、感光体ドラム２０６とトラクション機構１４０とのどちらで異常が生じたかを遠隔的に正確に特定できるので、利便性と整備性の高い回転機構駆動システム６００及び画像形成システム４００を提供することができる。
また、実施の形態１の回転機構駆動装置１００と異なり、回転機構駆動装置５００の異常処理部５２０は、入力軸トルク算出部５２１、入力軸回転量検出部５２２、出力軸回転量検出部５２３を含み、スリップ量算出部１２４、データ保持部１２５、異常判定部１２６、判定基準格納部１２７、及びメモリ１２８を含まない。このため、回転機構駆動装置５００の構成を簡略化することができる。
なお、回転機構駆動装置５００を感光体ドラム２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、及び２０６Ｋに１つずつ接続する場合は、サーバ４２０は、４つの異常監視部４６０を含むことになる。この場合に、監視部３００は、４つの異常監視部４６０で共通であってもよいし、各異常監視部４６０に１つずつ接続してもよいし、４つの異常監視部４６０をグループ分けして各グループに１つずつ接続してもよい。
また、実施の形態２では、図１４に示すように、回転機構駆動システム６００の回転機構駆動装置５００が入力軸トルク算出部５２１、入力軸回転量検出部５２２、出力軸回転量検出部５２３を有する異常処理部５２０を含み、サーバ４２０がスリップ量算出部４５１、データ保持部４５２、異常判定部４５３、判定基準格納部４５４、及びメモリ４５５を有する異常処理部４５０を含む形態について説明した。
しかしながら、入力軸トルク算出部５２１、入力軸回転量検出部５２２、出力軸回転量検出部５２３を有する異常処理部５２０は、サーバ４２０側に設けられていてもよい。
図１５は、実施の形態２の変形例の回転機構駆動システム６００Ａを示す図である。
実施の形態２の変形例の回転機構駆動システム６００Ａは、サーバ４２０Ａと回転機構駆動装置５００Ａを含む。
回転機構駆動装置５００Ａは、モータ制御部１１０、モータ１３０、トラクション機構１４０、及びエンコーダ１５０、１６０を含む。図１５に示す回転機構駆動装置５００Ａは、図１４に示す回転機構駆動装置５００とは異なり、異常処理部５２０（図１４参照）を含まない。
サーバ４２０Ａは、異常処理部４６０と監視部３００を含む。異常処理部４６０は、入力軸トルク算出部４６１、入力軸回転量検出部４６２、出力軸回転量検出部４６３、スリップ量算出部４６４、データ保持部４６５、異常判定部４６６、判定基準格納部４６７、及びメモリ４６８を有する。
入力軸トルク算出部４６１、入力軸回転量検出部４６２、出力軸回転量検出部４６３、及びスリップ量算出部４６４は、それぞれ、実施の形態１の入力軸トルク算出部１２１、入力軸回転量検出部１２２、出力軸回転量検出部１２３、及びスリップ量算出部１２４と同一である。
また、データ保持部４６５、異常判定部４６６、判定基準格納部４６７、及びメモリ４６８は、それぞれ、実施の形態１のデータ保持部１２５、異常判定部１２６、判定基準格納部１２７、及びメモリ１２８と同一である。
実施の形態２の回転機構駆動システム６００Ａでは、回転機構駆動装置５００Ａが異常処理部を含まずに、入力軸トルク算出部４６１、入力軸回転量検出部４６２、出力軸回転量検出部４６３、スリップ量算出部４６４、データ保持部４６５、異常判定部４６６、判定基準格納部４６７、及びメモリ４６８を有する異常処理部４６０をサーバ４２０Ａが含む。
このような構成においても、図１４に示す回転機構駆動システム６００と同様に、感光体ドラム２０６の異常とトラクション機構１４０の異常とをサーバ４２０Ａで遠隔的に検出することができる。
このため、感光体ドラム２０６とトラクション機構１４０とのどちらで異常が生じたかを遠隔的に正確に特定できるので、利便性と整備性の高い回転機構駆動システム６００Ａ及び画像形成システム４００Ａを提供することができる。
また、入力軸トルク算出部４６１、入力軸回転量検出部４６２、出力軸回転量検出部４６３をサーバ４２０Ａ側に備えるので、回転機構駆動装置５００Ａの構成は、図１４に示す回転機構駆動装置５００よりも簡易化される。
なお、回転機構駆動装置５００Ａを感光体ドラム２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、及び２０６Ｋに１つずつ接続する場合は、サーバ４２０Ａは、４つの異常監視部４６０を含むことになる。この場合に、監視部３００は、４つの異常監視部４６０で共通であってもよいし、各異常監視部４６０に１つずつ接続してもよいし、４つの異常監視部４６０をグループ分けして各グループに１つずつ接続してもよい。
以上、本発明の例示的な実施の形態の回転機構駆動装置、画像形成装置、回転機構制御プログラム、回転機構駆動システム、画像形成システムについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
１００、１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋ 回転機構駆動装置
１１０ モータ制御部
１２０ 異常処理部
１２１ 入力軸トルク算出部
１２２ 入力軸回転量検出部
１２３ 出力軸回転量検出部
１２４ スリップ量算出部
１２５ データ保持部
１２６ 異常判定部
１２７ 判定基準格納部
１２８ メモリ
１３０ モータ
１３１ 回転軸
１４０ トラクション機構
１４１ 入力軸
１４２ 出力軸
１５０、１６０ エンコーダ
２００ 画像形成装置
２０１ スキャナユニット
２０２ 給紙ユニット
２０３ 給紙ローラ
２０４ 紙搬送ローラ
２０５ レジストローラ
２０６ 感光体ドラム
２０６Ａ 回転軸
２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｋ 感光体ドラム
２０７ 中間転写ベルト
２０８ 中間転写スケール検出センサ
２０９ 斥力ローラ
２１０ 二次転写ローラ
２１１ 駆動ローラ
２１２ 従動ローラ
２１３ 定着ユニット
２１４ 排紙ユニット
２２０ 制御部
２３０ 転写紙
３００ 監視部
４００ 画像形成システム
４１０ 画像形成装置
４２０、４２０Ａ サーバ
４３０ ネットワーク
５００、５００Ｙ、５００Ｃ、５００Ｍ、５００Ｋ、５００Ａ 回転機構駆動装置
４２１ ＣＰＵ
４２２ キャッシュ
４２３ メモリコントローラ
４２４ 主記憶装置
４２５ 補助記憶装置
４２６ システムバス
４５０ 異常処理部
４５１ スリップ量算出部
４５２ データ保持部
４５３ 異常判定部
４５４ 判定基準格納部
４５５ メモリ
４６０ 異常処理部
４６１ 入力軸トルク算出部
４６２ 入力軸回転量検出部
４６３ 出力軸回転量検出部
４６４ スリップ量算出部
４６５ データ保持部
４６６ 異常判定部
４６７ 判定基準格納部
４６８ メモリ
５２０ 異常処理部
５２１ 入力軸トルク算出部
５２２ 入力軸回転量検出部
５２３ 出力軸回転量検出部
６００、６００Ａ 回転機構駆動システム
特開平０６−０３４０２７号公報

Claims (10)

  1. モータと、
    前記モータから入力されるトルクを粘性流体を介して出力する動力伝達機構と、
    前記動力伝達機構の入力軸の回転量を検出する入力軸回転量検出部と、
    前記動力伝達機構の出力軸の回転量を検出する出力軸回転量検出部と、
    前記動力伝達機構の入力トルクを検出する入力トルク検出部と、
    前記入力軸回転量検出部によって検出される入力軸の回転量と前記出力軸回転量検出部によって検出される出力軸の回転量との差に基づき、前記動力伝達機構の入力軸に対する出力軸のスリップ量を算出するスリップ量算出部と、
    前記入力トルク検出部によって検出される入力トルクを基準トルクと比較し、前記動力伝達機構の出力側に接続される回転機構の異常の有無を判定する第１異常判定部と、
    前記スリップ量算出部によって算出されるスリップ量を基準スリップ量と比較し、前記動力伝達機構の異常の有無を判定する第２異常判定部と
    を含む回転機構駆動装置。
  2. 前記基準スリップ量は、前記動力伝達機構の入力トルクに応じて増大するように設定されており、前記動力伝達機構の標準的なスリップ量に所定の許容スリップ量を付加したスリップ量である、請求項１記載の回転機構駆動装置。
  3. 前記動力伝達機構の入力トルクに応じて増大するように設定された前記基準スリップ量を表す特性のデータを格納するデータ格納部をさらに含む、請求項２記載の回転機構駆動装置。
  4. 前記入力軸回転量検出部又は前記出力軸回転量検出部は、それぞれ、前記前記動力伝達機構の入力軸又は出力軸の回転を検出する回転検出部の出力に基づき、前記動力伝達機構の入力軸又は出力軸の回転量を検出する、請求項１乃至３のいずれか一項記載の回転機構駆動装置。
  5. 前記入力トルク検出部は、前記モータに印加する印加電圧に基づいて前記入力トルクを検出する、請求項１乃至４のいずれか一項記載の回転機構駆動装置。
  6. 前記動力伝達機構は、トラクション機構、ビスカスカップリング、トルクコンバータ、又は流体クラッチである、請求項１乃至５のいずれか一項記載の回転機構駆動装置。
  7. 潜像が形成される感光体ドラムと、
    前記感光体ドラムから転写される現像を搬送する無端部搬送体と、
    前記無端部搬送体を回転駆動させる駆動ローラと、
    前記無端部搬送体が搬送する現像を転写紙に転写する転写ローラと、
    前記転写紙に転写されたトナー画像を定着させる定着ローラと、
    前記感光体ドラム、前記駆動ローラ、前記転写ローラ、又は前記定着ローラを前記回転機構として駆動制御を行う請求項１乃至６のいずれか一項記載の回転機構駆動装置と
    を含む、画像形成装置。
  8. 入力トルクを粘性流体を介して出力する動力伝達機構の出力側に接続される回転機構の制御をコンピュータに実行させる回転機構制御プログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記動力伝達機構の入力軸の回転量を検出する入力軸回転量検出部、
    前記動力伝達機構の出力軸の回転量を検出する出力軸回転量検出部、
    前記動力伝達機構の入力トルクを検出する入力トルク検出部、
    前記入力軸回転量検出部によって検出される入力軸の回転量と前記出力軸回転量検出部によって検出される出力軸の回転量との差に基づき、前記動力伝達機構の入力軸に対する出力軸のスリップ量を算出するスリップ量算出部、
    前記入力トルク検出部によって検出される入力トルクを基準トルクと比較し、前記回転機構の異常の有無を判定する第１異常判定部、及び
    前記スリップ量算出部によって算出されるスリップ量を基準スリップ量と比較し、前記動力伝達機構の異常の有無を判定する第２異常判定部
    として機能させる、回転機構制御プログラム。
  9. モータと、前記モータから入力されるトルクを粘性流体を介して出力する動力伝達機構とを備える回転機構駆動装置と、
    前記動力伝達機構の入力軸の回転量を検出する入力軸回転量検出部と、
    前記動力伝達機構の出力軸の回転量を検出する出力軸回転量検出部と、
    前記動力伝達機構の入力トルクを検出する入力トルク検出部と、
    前記入力軸回転量検出部によって検出される入力軸の回転量と前記出力軸回転量検出部によって検出される出力軸の回転量との差に基づき、前記動力伝達機構の入力軸に対する出力軸のスリップ量を算出するスリップ量算出部と、
    前記入力トルク検出部によって検出される入力トルクを基準トルクと比較し、前記動力伝達機構の出力側に接続される回転機構の異常の有無を判定する第１異常判定部と、
    前記スリップ量算出部によって算出されるスリップ量を基準スリップ量と比較し、前記動力伝達機構の異常の有無を判定する第２異常判定部と
    を含む回転機構駆動システム。
  10. 潜像が形成される感光体ドラムと、
    前記感光体ドラムから転写される現像を搬送する無端部搬送体と、
    前記無端部搬送体を回転駆動させる駆動ローラと、
    前記無端部搬送体が搬送する現像を転写紙に転写する転写ローラと、
    前記転写紙に転写されたトナー画像を定着させる定着ローラと、
    前記感光体ドラム、前記駆動ローラ、前記転写ローラ、又は前記定着ローラを前記回転機構として駆動制御を行う請求項９記載の回転機構駆動システムと
    を含む、画像形成システム。
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