故障予測装置及び画像形成装置
【課題】予測有用情報について、過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定した結果に基づいて被検対象の故障予測を行う構成において、被検対象に対して保守作業が行われることに起因する誤報の発生を回避する。
【解決手段】被検対象たるカラー画像形成装置のプロセスユニットについて取得したＰ値、Ｑ値、Ｒ値等の予測有用情報に基づいて、同プロセスユニットについてもうすぐ故障が発生するのか否かを判定する故障予測装置１２０において、同プロセスユニットについて取得した保守情報が保守作業の実施を示すものである場合には、その後の一定期間に、そのプロセスユニットについての予測有用情報の挙動にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行わせるようにした。
【解決手段】被検対象たるカラー画像形成装置のプロセスユニットについて取得したＰ値、Ｑ値、Ｒ値等の予測有用情報に基づいて、同プロセスユニットについてもうすぐ故障が発生するのか否かを判定する故障予測装置１２０において、同プロセスユニットについて取得した保守情報が保守作業の実施を示すものである場合には、その後の一定期間に、そのプロセスユニットについての予測有用情報の挙動にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行わせるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、故障予測に有用な予測有用情報について過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定した結果に基づいて、もうすぐ故障が発生するか否かを判定する故障予測装置に関するものである。また、かかる故障予測装置を搭載した複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、市場に出回っている様々な機械や装置においては、故障が発生すると、故障の内容によっては修理完了までかなりの期間に渡って使用不可となって、ユーザーに不便を強いてしまうことがあった。このため、故障の発生を事前に予測して、発生前に対処することが望まれる。
【０００３】
故障の発生を事前に予測する故障予測装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この故障予測装置は、被検対象としての複写機について、プリントジョブ開始時に実行される紙準備動作開始から紙準備完了までに要する紙準備時間をジョブ毎に監視している。複写機の給紙装置が故障を引き起こす予兆として、紙準備時間が長くなってくることが挙げられる。そこで、所定期間遡った過去から現在までに紙準備時間の分散を算出し、算出結果が所定の制限値を超えた時点で、ユーザーにエラーを警告する。これにより、給紙装置についてもうすぐ故障が発生しそうであることをユーザーに事前に知らせることができる。
【０００４】
【特許文献１】特公平３−６８３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この故障予測装置においては、ユーザーやサービスマンが、上述したエラーの警告とは無関係に、給紙装置の保守作業を自主的に行った場合、その直後に、給紙装置の故障到来を誤って予測してしまうおそれがあった。具体的には、複写機においては、給紙装置の故障発生直前には、紙準備時間の増加率が急激に高くなるため、過去から現在に至るまでの紙準備時間の分散が制限値を超える。これにより、給紙装置の故障発生を事前に予測することができる。ところが、給紙装置の紙準備時間は、故障発生タイミングよりもかなり早い時点から、少しずつ延長し始める。ユーザーやサービスマンが自主的に給紙装置の保守作業を行った場合、紙準備時間をそれまで少しずつ延長してきた値から、正常な値に急激に戻してしまうため、紙準備時間の分散が一時的に増大する。この増大により、分散が制限値を超えると、故障の到来が誤って予測されてしまうのである。
【０００６】
これまで、予測有用情報としての紙準備時間の分散に基づいて故障予測を行う構成において生ずる問題点について説明してきたが、かかる構成に限らず、次のような構成を採用していれば、同様の問題が発生する。即ち、紙準備時間などといった故障予測に有用な予測有用情報について、過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定した結果に基づいて故障予測を行う構成である。
【０００７】
本発明は以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような故障予測装置や画像形成装置を提供することである。即ち、予測有用情報について、過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定した結果に基づいて被検対象の故障予測を行う構成において、被検対象に対して保守作業が行われることに起因する誤報の発生を回避することができる故障予測装置等である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、故障予測に有用な予測有用情報を被検対象から所定の周期で取得する予測有用情報取得手段と、該予測有用情報取得手段によって取得された予測有用情報について、過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定し、且つ判定結果に基づいて、該被検対象についてもうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定する判定手段と、該判定手段によってもうすぐ故障が発生する旨の判定がなされた場合にその旨を報知する報知手段とを備える故障予測装置において、上記被検対象に対して保守作業が行われたか否かの保守情報を取得する保守情報取得手段を設けるとともに、保守作業が行われた旨の保守情報が該保守情報取得手段によって取得された場合には、その後の一定期間に、上記予測有用情報の挙動にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行うように、上記判定手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の故障予測装置において、上記予測有用情報として、複数種類のものをそれぞれ上記所定の周期で取得するように、上記予測有用情報取得手段を構成するとともに、複数種類の予測有用情報についてそれぞれ過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定し、それぞれの判定結果に対してそれぞれ個別の重み付け処理を施した結果に基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するように、上記判定手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の故障予測装置において、上記被検対象を構成する複数の部品又は内部装置からそれぞれ、上記予測有用情報を取得するように上記予測有用情報取得手段を構成し、それら複数の部品又は内部装置についてそれぞれ、固有の予測有用情報及び上記保守情報に基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定する処理を個別に行うように、上記判定手段を構成し、且つ、それら複数の部品又は内部装置について、もうすぐ故障が発生する旨の情報をそれぞれ個別に報知するように、上記報知手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の故障予測装置において、複数の上記部品又は内部装置のうち、他の部品又は内部装置に対する保守作業によって自らの上記予測有用情報に影響を受けてしまうものについては、そのもの自体についての上記保守情報に加えて、該他の部品又は内部装置についての上記保守情報にも基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するように、上記判定手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの故障予測装置において、上記予測有用情報について、過去の所定回数分の取得結果に基づいて過去の挙動を把握し、且つ、保守作業が行われた旨の保守情報が取得された場合には、その後、該予測有用情報が該所定回数分だけ取得されるまでの期間を上記一定期間とする処理を実施するように、上記判定手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかの故障予測装置において、画像形成装置を被検対象にすることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の故障予測装置において、上記所定の周期として、上記画像形成装置によって所定回数の画像形成動作が行われる毎の周期を用いるように、上記予測有用情報取得手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、画像情報に基づいて記録体に画像を形成する作像手段を備える画像形成装置において、自らを被検対象にする請求項６又は７の故障予測装置を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
これらの発明においては、被検対象に対して保守作業が行われた場合には、保守作業後における予測有用情報の挙動を新たに把握し直すまで、被検対象について、予測有用情報にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行うので、保守作業が行われることに起因する誤報の発生を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式によって画像を形成するカラー画像形成装置の一実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係るカラー画像形成装置１を示す概略構成図である。また、図２は、カラー画像形成装置１に搭載されている制御部１００とその周囲の電気機器との接続状態を示すブロック図である。
【００１１】
図１において、カラー画像形成装置１は、給紙部１０、中間転写ベルト２１を備えた転写ユニット２０、中間転写ベルト２１に沿って配設されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の各色のトナー像形成手段たる画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂｋなどを図示しない本体筐体内に備えている。また、中間転写ベルト２１上のトナー像のトナー付着量を検知するための付着量検知部５０等を備えている。これらの他に、カラー画像形成装置１の各機器をコントロールする制御部１００等を備えている。
【００１２】
各色の画像形成部３０について説明する。なお、ここでは、Ｂｋ色の画像形成部３０Ｂｋについて説明するが、Ｙ、Ｍ，Ｃの画像形成部３０Ｙ〜Ｃも同様の構成をしている。画像形成部３０Ｂｋは、感光体３１Ｂｋの周囲に、帯電部３２Ｂｋ、露光部３３Ｂｋ、現像部３４Ｂｋ、１次転写部３５Ｂｋ、クリーニング部３６Ｂｋ等が配設されている。
【００１３】
画像形成時には、通常運転信号がカラー画像形成装置のコントローラ１１０によって指示されると感光体３１Ｂｋは、制御部１００の制御下で図示しない駆動モータによって回転駆動される。また、図２に示すように、制御部１００のＣＰＵは感光体モータなどの駆動手段と帯電バイアスを始めとする各作像工程のバイアス出力を順次シーケンシャルに出力する。外部装置からのカラー画像信号は、制御部１００の画像信号発生回路１０１で色変換処理などの画像処理が施され、Ｂｋ色の画像信号が露光部３３Ｂｋへ出力される。露光部３３Ｂｋは、制御部１００の露光駆動回路１０２で、Ｂｋの画像信号を光信号に変換し、この光信号に基づいて露光用レーザーダイオードが点滅しながら、感光体３１Ｂｋを走査して露光することで静電潜像を形成する。
【００１４】
この感光体３１Ｂｋ上の静電潜像は現像部３４Ｂｋによって現像されてＢｋトナー像となり、転写部３５Ｂｋによって感光体３１Ｂｋ上のＢｋトナー像が中間転写ベルト２１上に転写される。感光体３１Ｂｋは、トナー像転写後にクリーニング部３６Ｂｋによって残留トナーがクリーニングされ、除電ランプ３８Ｂｋにより除電されて次の画像形成に備えられる。
【００１５】
同様にして、画像形成部３０Ｙ，Ｍ，Ｃは、感光体３１Ｙ，Ｍ，Ｃの周りに、帯電部、現像部、クリーニング部、除電ランプなどを備えている。そして、感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１ＣにＹ，Ｍ，Ｃトナー像を形成し、これらは中間転写ベルト２１上に重ね合わせて１次転写される。
【００１６】
各色の画像形成部の下方には、転写手段たる転写ユニット２０が配設されている。この転写ユニット２０は、無端状の中間転写ベルト２１、従動ローラ２２、２３、駆動ローラ２４などを備えている。複数の色のトナー像を担持する像担持体である中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２４、従動ローラ２２、２３等に張り渡されている。中間転写ベルト２１は、トナーの固着を避けるために極めて平滑性の高い材料が用いられている。例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）やポリイミドなど光沢を有する表面をもったベルト材料を好適に用いることができる。駆動ローラ２４が、図２に示す制御部１００の制御下で図外のモータ等の駆動機構により回転駆動されることにより、中間転写ベルト２１は、図１中反時計方向に回転駆動される。各色の感光体３１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナー像は、各色の１次転写ニップで中間転写ベルト２１上に重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト２１上には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００１７】
中間転写ベルト２１における駆動ローラ２４に対する掛け回し箇所には、２次転写バイアスローラ６１がベルトおもて面側から当接しており、これによって２次転写ニップ６が形成されている。この２次転写バイアスローラ６１には、図２に示すように、制御部１００の制御下で、バイアス電源回路１０４によって２次転写バイアスが印加されている。これにより、２次転写バイアスローラ６１と接地された２次転写ニップ裏側ローラ２４との間に２次転写電界が形成されている。中間転写ベルト２１上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って２次転写ニップに進入する。
【００１８】
給紙部１０は、給紙カセット１１内の記録紙（転写紙）１２を、例えば、図示しない給紙コロ１１ａと分離部材１１ｂにより１枚ずつ分離して図示しないレジストローラ対に送り出す。レジストローラ対が、給紙カセット１１から送られてきた記録紙１２のタイミング調整を行って、記録紙１２を所定のタイミングで２次転写ニップ６に向けて送り出す。２次転写ニップ６では、中間転写ベルト２１上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙１２上に一括２次転写されて、記録紙１２の白色と相まってフルカラー画像となる。
【００１９】
このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙１２は、定着部４０に搬送される。定着部４０は、フルカラー画像が形成された記録紙１２を定着ローラ４１と加圧ローラ４２で加熱・加圧することにより、各色のトナーを記録紙１２に定着させ、排紙ローラ対により図示しない排紙トレイ上に排出する。
【００２０】
なお、感光体３１、帯電部３２、露光部３３、現像部３４、１次転写部３５、及びクリーニング部３６を具備する画像形成部３０においては、それら各部のうち、露光部３３及び１次転写部３５を除く部分がプロセスユニットとして構成されている。このプロセスユニットは、感光体３１、帯電部３２、現像部３４及びクリーニング部３６を共通の保持体で保持しており、それらが１つのユニットとして画像形成装置本体に対して一体的に着脱されるものである。
【００２１】
付着量検知部５０は、ブラック（Ｂｋ）の画像形成部３０Ｂｋよりも中間転写ベルト２１の移動方向下流側に配設されており、図３に示すように、中間転写ベルト２１の幅方向にそれぞれ一対配設された光学的検知手段たる光学センサ５１、５２を備えている。光学センサ５１、５２は、それぞれ、図４、図５に示すように発光ダイオードなどからなる発光素子１５１と、乱反射光を受光する第１受光素子１５２と、正反射光を受光する第２受光素子１５３とから構成されている。第１受光素子１５２及び第２受光素子１５３は、Ｓｉフォトトランジスタや、ＰＤ（フォトダイオード）などを用いる。各素子１５１，１５２，１５３は、プリント基板１５０上に実装されている。また、射出光路上に集光レンズ１５４が配置されており、発光素子１５１からの射出光は、集光レンズ１５４により屈折して、像担持体たる中間転写ベルト２１の表面の照射目標に集光される。また、入射光路上にも、集光レンズ１５５、１５６が配置されている。中間転写ベルト１２上の照射対象物であるトナーから反射した反射光を集光レンズ１５５、１５６で集光された光を受光素子１５２、１５３が受光する。プリント基板１５０は、制御部１００に接続されている。発光素子１５１は、図２に示す制御部１００の光量調整回路１０５によって調整された電圧が印加されている。また、制御部１００は、第１、第２受光素子１５２、１５３からの出力信号をＡＤコンバータ１０６でデジタル信号に変換処理する。
【００２２】
光学センサ５１、５２としては、近赤外光および／または赤外光が検出可能なものを用いている。近赤外光および／または赤外光は、トナー像のトナー付着量が同じであれば、トナーの着色剤の影響を受けず、受光素子の出力値がほぼ同じ値を示す。具体的には、ピーク発光波長が８４０［ｎｍ］程度の波長の光を照射する光学素子を用い、ピーク分光感度が８４０［ｎｍ］程度の受光素子を用いる。また、例えば、発光素子を可視光から赤外光の領域までの光を照射する発光素子とし、受光素子を近赤外光または赤外光を受光する受光素子としてもよい。また、受光素子を可視光から赤外光までの領域の光を受光する受光素子とし、発光素子を近赤外光または赤外光を照射する発光素子としてもよい。光学センサをこのような構成にしても、近赤外光または赤外光を検出する光学センサとすることができる。なお、黒色トナーの着色剤として、低価格のカーボンブラックを用いた場合、カーボンは赤外領域でも強い吸光を示すため、図６に示すように、Ｙ、Ｍ、Ｃ色に比べて付着量検知感度が低くなる。
【００２３】
本実施形態に係るカラー画像形成装置においては、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するために現像バイアス、帯電バイアス、露光量などを調整するプロセス調整運転が行われている。電子写真方式では、経時劣化や環境変動で画像濃度が変動してしまう弱点があるので、上記プロセス調整運転を実行して画像濃度が安定するように制御しているのである。
【００２４】
このプロセス調整運転の制御フローを図７に示す。電源投入時あるいは所定枚数のプリント前後の時間を利用し、プロセス調整運転信号がコントローラ１１０によって制御部１００に指示され、プロセス調整運転がスタートする（図２参照）。
【００２５】
プロセス調整運転がスタートすると、制御部１００は、画像信号発生回路１０１を画像ナシの状態とする（Ｓ２０１）。次に、制御部１００のＣＰＵは、図４に示したように、中間転写ベルト２１に光を照射して正反射光を第２受光素子１５３で受光する。そして、第２受光素子１５３の出力（受光信号）が予め決められた所定値になるように、光量調整回路１０５で光学センサ５１、５２の発光素子１５１の発光強度Ｒを調整する（Ｓ２０２〜Ｓ２０４）。これは、図８に示すように、発光素子１５１の発光効率個体差、温度変動や経時変動により、第２受光素子１５３の出力値がばらつく。このため、第２受光素子１５３の出力値が、目標出力値となるように、発光素子１５１の発光強度Ｒを調整することで、精度良くトナー像濃度を計測することが可能となる。すなわち、Ｓ２０２〜Ｓ２０４は、光学センサ５１、５２で精度良くトナー像の付着量を計測するための光学センサ５１、５２の校正動作に相当する。
【００２６】
このような光学センサ５１、５２の校正動作が終わったら、図９に示すような、パターン画像６０を中間転写ベルト２１上における各光学センサ５１、５２に対向する位置に自動形成する（Ｓ２０５）。パターン画像６０は、濃度レベルの異なる５個程度のパッチ画像６０Ｓからなり、Ｂｋ色のパターン画像６０Ｂｋ、Ｍ色のパターン画像６０Ｍ、Ｃ色のパターン画像６０Ｃ（図示せず）、Ｙ色のパターン画像６０Ｙ（図示せず）が順次中間転写ベルト１２に形成される。このパッチ画像６０Ｓは、露光条件をそれぞれ変えて形成される。このとき帯電、現像バイアス条件は予め決められた特定値で実行される。この中間転写ベルト上のパターン画像を図５に示したように光学センサ５１、５２で光学的に計測する（Ｓ２０６）。
【００２７】
次に、各色パターン画像の各パッチ画像６０Ｓを検知して得られた乱反射光を受光する第１受光素子１５２の５点の受光信号を、先の図６に示したような付着量と受光素子の出力値との関係に基づいて構築された付着量算出アルゴリズムを用いてトナー付着量（画像濃度）に変換処理する。これにより、各パッチ画像６０Ｓのトナー付着量が検知される。本実施形態においては、近赤外および／または赤外光を用いた光学センサを用いているので、色によって第１受光素子１５２の出力値に差異がないため、付着量算出アルゴリズムを色毎に備える必要がなく、共通の付着量算出アルゴリズムを用いることができる。なお、黒色の着色剤として、カーボンブラックを用いた場合は、先の図６に示したように、Ｙ、Ｍ、Ｃと、Ｂｋとで付着量に対する受光素子の出力値が異なるので、Ｙ、Ｍ、Ｃ用と、Ｂｋ用との２つの付着量算出アルゴリズムを用いる。
【００２８】
色毎に各パッチ画像６０Ｓのトナー付着量を検知したら、各パッチ画像のトナー付着量（単位面積あたり）と、各パッチ画像を作成したときの各現像ポテンシャルとの関係から、図１０に示すように、線形近似した現像ポテンシャル−トナー付着量直線を各色求める。この現像ポテンシャル−トナー付着量直線から傾きγ、切片ｘ０を各色算出する（Ｓ２０７）。このように各色の傾きγ、切片ｘ０を求めることで、先ほど述べた濃度変動要因（経時劣化・環境変動）によって直線の傾きγおよび切片ｘ０が狙いの特性（図中点線）とずれていることが検出できる。傾きγのずれを補正するための露光光量補正パラメータＰを傾きγから決定する。また、現像が開始される現像ポテンシャル（切片Ｘ０）のズレを補正するため現像バイアス補正パラメータＱを切片ｘ０から決定する（Ｓ２０８）。
【００２９】
露光光量補正パラメータＰを露光信号に掛け合わせることで傾きγが主に補正され、現像バイアスに補正パラメータＱを掛け合わせることで切片ｘ０が主に補正されることで、狙いとする画像濃度を安定して得ることが可能となる。なお、上述では、露光光量と現像バイアスを補正しているが、帯電電位や転写電流など画像濃度に寄与するその他のプロセス制御値を補正しても良い。
【００３０】
各色の画像形成部３０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋにおける感光体表面をクリーニングするクリーニング部３６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、次のようにして、中間転写ベルト２１に転写されずに感光体３１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの表面上に残った転写残トナーを掻き落としている。即ち、ウレタンゴムブレードなどのブレード部材を感光体３１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに当接させることで、その表面から転写残トナーを掻き落としている。このようなブレードクリーニング方式においては、一部の転写残トナーがブレード部材の下に潜ってクリーニング部３６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを通過してしまう。例えば、Ｂｋ用の画像形成部３０Ｂｋを例にすると、図１１に示すように、クリーニング部３６Ｂｋを通過した転写残トナーは、帯電部３２Ｂｋ、露光部３３Ｂｋを順次通過して現像部３４Ｂｋで回収される比率が高い。しかし、通過した転写残トナーの一部は、ブレード部材ＢＬを通過するときにブレード部材ＢＬとの摩擦帯電によって帯電特性を失ったり、形状が変化してしまったりして、現像部３４Ｂｋで回収されなくなる。このような転写残トナーは、１次転写部へ移動して、中間転写ベルト２１に付着する。正常時においては、このような理由によって１次転写部へ移動する転写残トナーは、ごく微量である。よって、図１２に示すように、中間転写ベルト上通過した転写残トナーが全体にごく微量に付着するだけであり、画像品質を著しく損なうようなことは無い。
【００３１】
一方、長期の使用によってブレード部材ＢＬが磨耗してくるとブレード部材ＢＬの掻き落とし力が低下する。これにより、図１３に示すように、ブレード部材ＢＬを通過するトナーが加速度的に増えていく傾向となる。すると、ブレード部材ＢＬの摩耗箇所から大量のトナーがスジ状に通過する。ブレード部材ＢＬを通過した大量の転写残トナーは、帯電部３２Ｂｋに付着して、帯電部３２Ｂｋを汚し、帯電能力を低下させる。また、感光体３１Ｂｋ上の大量の転写残トナーの影響で、露光部３３Ｂｋで感光体表面を所定の電位まで減衰させることができなくなる。その結果、異常画像が発生してしまう。また、現像部３４Ｂｋもこのような大量の転写残トナーを回収することができず、スジ状に延びる転写残トナーが中間転写ベルト２１に転写され、中間転写ベルト２１上に縦スジ状の異常画像が発生してしまう。このように正常な画像が得られなくなった画像形成部３０Ｂｋは、ただちに修理を要する。
【００３２】
画像形成部３０Ｂｋがこのような修理を要する状態に至る少し前から、図１４に示すように、中間転写ベルト２１表面の全体に均一に付着する転写残トナーの量が増加する。この状態を「軽度の地汚れ」と言うが、使用者にとって気になるような画像劣化とはならず、気づくことは極めて少ない。ブレード摩耗によるクリーニング部３６Ｂｋや現像部３４Ｂｋの故障の予兆である「軽度地汚れ」がある状態において、プロセス調整運転を行うと、上述のパッチ画像に対するトナー付着量は、低濃度部の付着量が狙いの特性より若干高くなる。その結果、現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す直線は、図１５に示すように、傾きγの若干の低下や切片Ｘ０の若干の低下を引き起こす。但し、トナーや感光体の環境経時変動範囲（図中点線の範囲）に起因する傾きγや切片Ｘ０の変化と大差ない。
【００３３】
次に、本発明者らが行った実験について説明する。
【００３４】
本発明者らは、図１に示したカラー画像形成装置１と同様の構成のプリンタ試験機を用意した。そして、このプリンタ試験機を用いて、テスト画像を連続して出力する連続プリントを実施した。この連続プリントの実施中、１００枚の出力を行う毎に、プリントジョブを一時中止させて、上述したプロセス調整運転を実施させるようにした。そして、プロセス調整運転によって得られる上述の露光光量補正パラメータＰ（以下、Ｐ値という）、現像バイアス補正パラメータＱ（以下、Ｑ値という）及び発光強度Ｒ（以下、Ｒ値という）を、データ記憶手段に順次記憶させていった。
【００３５】
図１６は、各色のプロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフである。図示のように、Ｂｋ用のプロセスユニットにおいて、ブレードクリーニング不良に起因する異常画像が発生する少し前に、その他３つのＹ，Ｍ，Ｃ用のプロセスユニットにおいて、Ｑ値の変動量が一時的に増大していることがわかる。つまり、ある色のプロセスユニットが故障する少し前に、他色のプロセスユニットのＱ値の変動量が一時的に増大するという予兆が見られるのである。但し、同図においては、繰り返しの連続プリント試験によって得られた膨大な量のデータのうち、前述の予兆が顕著に発生しているデータを示したが、変動量が予兆と言えるほど増大しない場合もあった。
【００３６】
Ｑ値について説明したが、Ｐ値も同様の予兆が見られることがわかった。また、ある色で異常画像が発生する前に、その色のＲ値の変動量が一時的に増大する場合があることもわかった。そこで、本発明者らは、Ｐ値、Ｑ値及びＲ値を組み合わせて、故障の予測を行うことを考えた。そこで、まず、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値についてそれぞれ、過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを示す時間的特徴量を算出した。かかる時間的特徴量としては、過去所定回数分のサンプリングデータの標準偏差を例示することができる。また、過去所定回数分のサンプリングデータの移動平均値や、過去所定回数分のサンプリングデータの回帰直線の傾きなどでもよい。時間的特徴量の算出方法は、ＡＲＩＭＡモデルなど多数提案されており、適宜の方法を選択すればよい。実験では、過去１０回分のサンプリングデータの標準偏差を、時間的特徴量として算出した。
【００３７】
次に、Ｐ値、Ｑ値、Ｍ値の時間的特徴量について、それぞれブースティング法という教師付き学習アルゴリズムにより、故障の予測に寄与するための重み付け値を算出した。ブースティング法については数理科学、Ｎｏ．４８９，ＭＡＲＣＨ、２００４「統計的パタン識別の情報幾何」に詳しい説明が記載されている。要約すると、まず、複数種類のデータからなるデータ組について、正常な状態から、故障予兆状態に変化するまでの履歴を用意する。そして、各種のデータの履歴についてそれぞれ、経時変動グラフの形状から、故障予兆期間を目視で推定し、その故障予兆期間内に相当するデータにマイナス極性のラベルを付す一方で、それ以外のデータ（正常期間内のデータ）にプラス極性のラベルを付す。この操作を１００回繰り返すことで、各種のデータについてそれぞれ閾値ｂ１〜ｂ１００、判別極性ｓｇｎ１〜ｓｇｎ１００、重み付け値α１〜α１００を決定する。次に、各種のデータの時間的特徴量に基づいて、それぞれのデータについて正常であるか、異常であるかを判別する。この判別は、故障予測をする上で決定的な要素にはならないので、この時の判別は弱判別処理と呼ばれる。弱判別処理は次式のように行われる。なお、Ｃｉは、時間定期特徴量を表している。
【数１】
【数２】
【００３８】
弱判別処理を終えたら、次式に基づいて、故障予測の判定に用いるＦ値を算出する。
【数３】
【００３９】
上述した閾値、判別極性及び重み付け値は、ラベルの付された教師付きデータは適切に学習が行われ故障予兆期間に相当するものだけが、マイナス極性のＦ値になるように、決定される。よって、数３の数式によって求められるＦ値がマイナス極性である場合には、故障予兆期間に入ったと推定することができる。
【００４０】
連続プリント試験によって得られたＰ値、Ｑ値及びＲ値の時系列データに基づいて、ブースティング法によって閾値、判別極性及び重み付け値を決定して、Ｆ値の経時変化を調べてみた。この結果を図１７に示す。図示のように、異常画像が発生する少し前の時点、即ち、プロセスユニットが故障する少し前の時点で、Ｆ値がプラスからマイナスに転じており、故障の予兆を精度良く捉えていることがわかる。
【００４１】
ブースティング法によって決定された閾値、判別極性及び重み付け値が、他の個体機にも適用可能であるか否かを調べるために、先のプリンタ試験機と同じ仕様の試験機である１、２、３、５号機を用意した。そして、それぞれ、同様の閾値、判別極性及び重み付け値によってＦ値の経時変化を調べてみた。１、２、３、４、５号機におけるＦ値の経時変化を図１８、図１９、図２０、図２１、図２２に示す。何れの試験機においても、プロセスユニットが故障する少し前の時点で、Ｆ値がプラスからマイナスに転じており、故障の予兆を精度良く捉えていることがわかる。
【００４２】
以上の実験から、カラー画像形成装置においては、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値のような複数種類の予測有用情報についてそれぞれ、次のような処理を行うことで、内部装置である各色のプロセスユニットの故障予測を精度良く行えることがわかった。即ち、過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定し、それぞれの判定結果に対してそれぞれ個別の重み付け処理を施した結果に基づいて、もうすぐ故障が発生するか否かの判定を行う処理である。
【００４３】
ところが、実験により、次のようなおそれがあることがわかった。即ち、ユーザーやサービスマンが、故障予測結果とは無関係に、プロセスユニットの保守作業を自主的に行った場合、その直後に、プロセスユニットの故障到来を誤って予測してしまうおそれがある。
【００４４】
図２３は、正常な状態のＹ用のプロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフである。また、図２４は、正常な状態のＹ用のプロセスユニットにおけるＱ値（Ｙ色）の過去１０回分の標準偏差（時間的特徴量）の経時変化を示すグラフである。正常な状態のプロセスユニットでは、図２３に示すように、Ｑ値が経時変動するものの、その変動幅はそれほど大きくない。このため、図２４に示すように、Ｑ値の過去１０回分の標準偏差（以下、１０点標準偏差という）もそれほど大きく変動しない。
【００４５】
図２５は、正常な状態から故障状態に推移する際のＹ用のプロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフである。また、図２６は、正常な状態から故障状態に推移する際のＹ用のプロセスユニットにおけるＱ値の１０点標準偏差の経時変化を示すグラフである。図示のように、プロセスユニットが故障予兆期間に入ると、Ｑ値の１０点標準偏差が急激に大きくなる。この変動を捉えることで、故障予兆期間に入ったことを検出することが可能になる。
【００４６】
ところが、故障予兆期間に入っていなくても、図２７や図２８に示すように、プロセスユニットを交換すると、その直後にＱ値の１０点標準偏差が急激に大きくなる。これにより、故障予兆期間に入ったものと誤った検出がなされて、誤報を発生させるおそれがある。
【００４７】
次に、実施形態に係るカラー画像形成装置の特徴的な構成について説明する。
図２９は、実施形態に係るカラー画像形成装置に搭載されている故障予測装置１２０の電気回路を示すブロック図である。この故障予測装置１２０は、カラー画像形成装置１の制御部１００（図２参照）から送られてくるＰ値、Ｑ値、Ｒ値などの予測有用情報を取得するデータ取得部１２０ａと、予測有用情報に基づいて、もうすぐ故障が発生しそうであるか否かを判定する判定手段としての判定部１２０ｂとを具備している。また、判定部１２０ｂは、時間的特徴量算出部１２０ｃ、重み付け処理部１２０ｅ、判定器１２０ｆ等から構成されている。
【００４８】
図３０は、故障予測装置１２０によって実施される処理フローを示すフローチャートである。故障予測装置１２０のデータ取得部１２０ａは、被検対象となる内部装置（例えばプロセスユニット）について制御部１００から送られてくる複数種類の予測有用情報の組を、データセットとして図示しないデータ記憶回路に時系列で記憶していく。時間的特徴量算出部１２０ｃは、データ取得部１２０ａに記憶されている各種の予測有用情報についてそれぞれ、所定回数分の過去データをデータ取得部１２０ａから受け取って、時間的特徴量を算出する（Ｓ１〜Ｓ３）。重み付け処理部１２０ｅは、各種の予測有用情報についてそれぞれ、時間的特徴量を先に数１及び数２に示した数式に代入して、異常であるか否かを判定しながら（Ｓ４）、その判定結果に対して、先に数３に示した数式によって重み付けをしながらＦ値を求める（Ｓ５）。そして、Ｆ値がプラス極性あるいはゼロである場合には（Ｓ６でＹ）、被検対象の内部装置が故障予兆期間には入っていないので、まだ故障が発生しない旨の判定をして、そのまま処理を終了する。一方、Ｆ値がマイナス極性であう場合には（Ｓ６でＮ）、被検対象の内部装置が故障予兆期間に入っている可能性がある。但し、故障予兆期間に入っているのではなく、交換された直後であるために、Ｆ値がマイナス極性に転じてしまっている可能性もある。そこで、判定器１２０ｆは、Ｆ値がマイナス極性である場合には、保守情報であるＭ値をデータ取得部１２０ａから読み出す（Ｓ７）。
【００４９】
この読み出しに先立って、データ取得部１２０ａでは、次のような処理が行われている。即ち、内部装置の保守作業を行ったユーザーやサービスマンは、その旨の情報をカラー画像形成装置の操作パネル１１１（図２参照）に入力する。この情報は、コントローラ１１０及び制御部１００を介して、故障予測装置１２０のデータ取得部１２０ａに送られる。そして、データ取得部１２０ａは、その情報を受信すると、それ以降、予測有用情報を所定回数だけ受け取るまでの間、Ｍ値を「０」から「１」に変更する。つまり、内部装置の保守作業が行われると、その後、予測有用情報が所定回数分だけ取得されるまでの間、Ｍ値が「０」から「１」に変更されるのである。
【００５０】
判定器１２０ｆは、データ取得部１２０ａから読み出したＭ値が「１」である場合、即ち、保守作業が行われた後の一定期間内である場合には（Ｓ８でＹ）、故障予兆期間に入っていないので、そのまま処理を終了する。これに対し、データ取得部１２０ａから読み出したＭ値が「０」である場合、即ち、保守作業が行われた後の一定期間内でない場合には（Ｓ８でＮ）、故障予兆期間に入っているので、メンテナンス要求をディスプレイからなる表示部１１２に表示して、内部装置について、もうすぐ故障する旨をユーザーに報知する。かかる構成においては、被検対象たる内部装置に対して保守作業が行われた場合には、保守作業後における予測有用情報の挙動を新たに把握し直すまで、その内部装置について、Ｆ値にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行うので、保守作業が行われることに起因する誤報の発生を回避することができる。
【００５１】
Ｍ値を求める情報として、被検対象となる内部装置の累積動作回数をカウンタ情報に基づいて把握し、そのカウンタ情報がゼロにリセットされているときに、保守作業が行われたことを把握するようにしてもよい。
【００５２】
なお、Ｆ値の算出や、Ｍ値の算出は、次の表１に示すように、被検対象となる４つのプロセスユニットに対して、それぞれ個別に行われる。例えば、Ｙ用のプロセスユニットであれば、そのＰ値、Ｑ値、Ｒ値等に基づいて、Ｙ用のプロセスユニットに固有のＦ値を求め、その結果と、Ｙ用のプロセスユニットに対するＭ値とに基づいて、Ｙ用のプロセスユニットについて、もうすぐ故障が発生する旨の警告を発信するか否かを決定する。
【表１】
【００５３】
また、実施形態においては、保守作業が実施された後の一定期間内として、次のような期間を採用している。即ち、本カラー画像形成装置は、１枚のプリント動作が行われる毎に、カウント値をカウントアップするカウンタを備えている。そして、故障予測装置は、予測有用情報であるＰ値、Ｑ値、Ｒ値を、所定回数のプリント動作が行われる毎に、取得するようになっている。また、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値の時間的特徴量（１０点標準偏差）については、上述したように、過去１０回分の取得結果に基づいて算出するようになっている。このような構成では、たとえプロセスユニットに対する保守作業が行われたとしても、その後、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値についてそれぞれ１０回分のデータを取得した後には、その保守作業がＦ値に影響を及ぼすことがなくなる。そこで、保守作業が行われた場合には、その後、１０回分のＰ値、Ｑ値、Ｒ値のデータが取得されるまでの期間を、上記一定期間としている。１００枚プリント毎にＰ値、Ｑ値、Ｒ値のデータを取得する場合には、上記一定期間は、１００×１０＝１，０００枚となる。
【００５４】
次に、実施形態に係るカラー画像形成装置の各変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係るカラー画像形成装置の構成は、実施形態と同様である。
［第１変形例］
図３１は、第１変形例に係るカラー画像形成装置の故障予測装置によって実施される処理フローを示すフローチャートである。実施形態に係るカラー画像形成装置の故障予測装置は、Ｍ値の内容にかかわらず、Ｐ値、Ｑ値及びＲ値に基づくＦ値を算出してから、もうすぐ故障が発生する旨の警告を発信するか否かについて、Ｍ値に基づいて決定していた。これに対し、第１変形例に係るカラー画像形成装置の故障予測装置は、図示のように、Ｆ値の算出に先立って、Ｍ値の内容を確認する（Ｓ４）。そして、Ｍ値の内容が、保守作業が行われた後の一定期間内であることを示している場合には（Ｓ５でＹ）、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値についての弱判別処理や、それらに基づくＦ値の算出を行うことなく、一連の処理フローを終了する。これにより、保守作業が行われた後の一定期間内である場合には、弱判別処理やＦ値の算出を省略して、演算付加を低減することができる。
【００５５】
［第２変形例］
第２変形例に係るカラー画像形成装置の故障判定装置は、被検対象となる内部装置として、複数のユニット（例えばプロセスユニット）のうち、他の部品又はユニットに対する保守作業によって自らの予測有用情報（例えば、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値）に影響を受けてしまうものについては、そのユニット自体についての保守情報としてのＭ値に加えて、他の部品又はユニットについてのＭ値にも基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するようになっている。次に示すユニットＡ〜ユニットＤのうち、ユニットＣやユニットＤは、この種のユニットである。
【表２】
【００５６】
表２において、ユニットＣについては、そのもの自体であるユニットＣのＭ値に加えて、ユニットＤのＭ値にも基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するようになっている。そして、たとえＦ値が異常を示しても、ユニットＣ、ユニットＤの何れかが保守作業後の一定期間内にある場合には、予測有用情報の挙動にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行う。このため、表２に示すように、Ｆ値が異常を示しても、ユニットＣ、ユニットＤの何れかが保守作業後の一定期間内にある場合には、もうすぐ故障する旨の警告を行わない。また、ユニットＤについては、そのもの自体であるユニットＤのＭ値に加えて、ユニットＢのＭ値にも基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するようになっている。そして、たとえＦ値が異常を示しても、ユニットＤ、ユニットＢの何れかが保守作業後の一定期間内にある場合には、予測有用情報の挙動にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行う。このため、表２に示すように、Ｆ値が異常を示しても、ユニットＤ、ユニットＢの何れかが保守作業後の一定期間内にある場合には、もうすぐ故障する旨の警告を行わない。
【００５７】
以上、実施形態に係るカラー画像形成装置においては、予測有用情報として、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値などの複数種類のものをそれぞれ所定の周期（１００枚プリント毎）で取得するように、予測有用情報取得手段としてのデータ取得部１２０ａを構成している。また、それら予測有用情報についてそれぞれ、１０点標準偏差によって示される過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを弱判定処理によって判定し、それぞれの判定結果に対してそれぞれ個別の重み付け処理を施した結果に基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するように、判定手段としての判定部１２０ｂを構成している。かかる構成では、複数種類の予測有用情報についての弱判定の結果に対して、それぞれ故障予測に寄与する度合いに応じた重み付けをした結果で、最終的に、もうすぐ故障するのか否かを判定することで、判定精度を向上させることができる。
【００５８】
また、実施形態に係るカラー画像形成装置において、被検対象を構成する複数の内部装置としての複数のプロセスユニットからそれぞれ、予測有用情報を取得するようにデータ取得部１２０ａを構成している。また、それら複数のプロセスユニットについてそれぞれ、固有の予測有用情報（Ｐ値等）及び保守情報（Ｍ値）に基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定する処理を個別に行うように、判定部１２０ｂを構成している。更には、それら複数のプロセスユニットについて、もうすぐ故障が発生する旨の情報をそれぞれ個別に報知するように、報知手段としての表示部１１２を構成している。かかる構成では、複数のプロセスユニットについてそれぞれ、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、をユーザーなどに知らせることができる。
【００５９】
また、第２変形例に係るカラー画像形成装置においては、複数の内部装置としての複数のユニットのうち、他のユニットに対する保守作業によって自らの予測有用情報に影響を受けてしまうものについては、そのもの自体についての保守情報（Ｍ値）に加えて、該他のユニットについての保守情報（Ｍ値）にも基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するように、判定部１２０ｂを構成している。かかる構成では、他のユニットに対する保守作業によって自らの予測有用情報に影響を受けてしまうユニットについて、自らに対して保守作業が行われることに起因する誤報の発生に加えて、他のユニットに対して保守作業が行われることに起因する誤報の発生を回避することができる。
【００６０】
また、実施形態に係るカラー画像形成装置においては、予測有用情報としてのＰ値、Ｑ値、Ｒ値についてそれぞれ、過去の１０回分（所定回数分）の取得結果に基づいて過去の挙動である１０点標準偏差を把握し、且つ、保守作業が行われた旨の保守情報が取得された場合（Ｍ値が１である場合）には、その後、それら予測有用情報が１０回分だけ取得されるまでの期間を、予測有用情報にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行う一定期間とする処理を実施するように、判定部１２０ｂを構成している。かかる構成では、１０回分の取得タイミングの経過により、保守作業の実施が故障予測の判定に影響を及ぼすことがなくなった直後から、通常の故障予測をすぐに再開することができる。
【００６１】
また、実施形態に係るカラー画像形成装置においては、所定のサンプリング周期として、所定回数の画像形成動作が行われる毎の周期を用いるように、データ取得部１２０ａを構成している。かかる構成では、サンプリング周期を把握するための手段として、既設のプリント枚数カウンタを利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施形態に係るカラー画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】同カラー画像形成装置に搭載されている制御部とその周囲の電気機器との接続状態を示すブロック図。
【図３】同カラー画像形成装置の４つの感光体と転写ユニットとを示す斜視図。
【図４】中間転写ベルトの無垢の表面を被検対象にしている付着量検知部を示す模式図。
【図５】中間転写ベルト上のトナー像を被検対象にしている付着量検知部を示す模式図。
【図６】乱反射光を受光する受光素子からの出力と、トナー付着量との関係を示すグラフ。
【図７】同画像形成装置におけるプロセス調整運転の制御フローを示すフローチャート。
【図８】正反射光を受光する受光素子からの出力と、ＬＥＤ電流（発光量）との関係を示すグラフ。
【図９】中間転写ベルトの表面上に形成されるパターン画像を示す模式図。
【図１０】パターン画像に対するトナー付着量と現像ポテンシャルとの関係を示すグラフ。
【図１１】Ｙ用の画像形成部における転写残トナーのブレードすり抜けの初期症状を説明するための模式図。
【図１２】初期症状のブレードすり抜けによってごく軽微な地汚れを引き起こしている状態のベルト表面を示す拡大模式図。
【図１３】Ｙ用の画像形成部における転写残トナーのブレードすり抜けの初期症状を説明するための模式図。
【図１４】末期症状のブレードすり抜けによって重度の地汚れを引き起こしている状態のベルト表面を示す拡大模式図。
【図１５】軽度の地汚れによる傾きγや切片Ｘ０の低下現象を説明するグラフ。
【図１６】各色のプロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフ。
【図１７】０号機におけるＦ値の経時変化を示すグラフ。
【図１８】１号機におけるＦ値の経時変化を示すグラフ。
【図１９】２号機におけるＦ値の経時変化を示すグラフ。
【図２０】３号機におけるＦ値の経時変化を示すグラフ。
【図２１】４号機におけるＦ値の経時変化を示すグラフ。
【図２２】５号機におけるＦ値の経時変化を示すグラフ。
【図２３】正常な状態のＹ用のプロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフ。
【図２４】同プロセスユニットにおけるＱ値（Ｙ色）の１０点標準偏差の経時変化を示すグラフ。
【図２５】正常な状態から故障状態に推移する際の同プロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフ。
【図２６】正常な状態から故障状態に推移する際の同プロセスユニットにおけるＱ値の１０点標準偏差の経時変化を示すグラフ。
【図２７】ユニットに対する保守作業が行われる前後の同プロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフ。
【図２８】ユニットに対する保守作業が行われる前後の同プロセスユニットにおけるＱ値の１０点標準偏差の経時変化を示すグラフ。
【図２９】同カラー画像形成装置に搭載されている故障予測装置の電気回路を示すブロック図。
【図３０】同故障予測装置によって実施される処理フローを示すフローチャート。
【図３１】第１変形例に係るカラー画像形成装置の故障予測装置によって実施される処理フローを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６３】
１：カラー画像形成装置（被検対象）
２０：転写ユニット（作像手段の一部）
３０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ：画像形成部（内部装置、作像手段の一部）
１００：制御部（予測有用情報取得手段、判定手段）
１１１：操作パネル（保守情報取得手段）
１１２：表示部（報知手段）
１２０：故障予測装置
１２０ａ：データ取得部（予測有用情報取得手段）
１２０ｂ：判定部（判定手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、故障予測に有用な予測有用情報について過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定した結果に基づいて、もうすぐ故障が発生するか否かを判定する故障予測装置に関するものである。また、かかる故障予測装置を搭載した複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、市場に出回っている様々な機械や装置においては、故障が発生すると、故障の内容によっては修理完了までかなりの期間に渡って使用不可となって、ユーザーに不便を強いてしまうことがあった。このため、故障の発生を事前に予測して、発生前に対処することが望まれる。
【０００３】
故障の発生を事前に予測する故障予測装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この故障予測装置は、被検対象としての複写機について、プリントジョブ開始時に実行される紙準備動作開始から紙準備完了までに要する紙準備時間をジョブ毎に監視している。複写機の給紙装置が故障を引き起こす予兆として、紙準備時間が長くなってくることが挙げられる。そこで、所定期間遡った過去から現在までに紙準備時間の分散を算出し、算出結果が所定の制限値を超えた時点で、ユーザーにエラーを警告する。これにより、給紙装置についてもうすぐ故障が発生しそうであることをユーザーに事前に知らせることができる。
【０００４】
【特許文献１】特公平３−６８３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この故障予測装置においては、ユーザーやサービスマンが、上述したエラーの警告とは無関係に、給紙装置の保守作業を自主的に行った場合、その直後に、給紙装置の故障到来を誤って予測してしまうおそれがあった。具体的には、複写機においては、給紙装置の故障発生直前には、紙準備時間の増加率が急激に高くなるため、過去から現在に至るまでの紙準備時間の分散が制限値を超える。これにより、給紙装置の故障発生を事前に予測することができる。ところが、給紙装置の紙準備時間は、故障発生タイミングよりもかなり早い時点から、少しずつ延長し始める。ユーザーやサービスマンが自主的に給紙装置の保守作業を行った場合、紙準備時間をそれまで少しずつ延長してきた値から、正常な値に急激に戻してしまうため、紙準備時間の分散が一時的に増大する。この増大により、分散が制限値を超えると、故障の到来が誤って予測されてしまうのである。
【０００６】
これまで、予測有用情報としての紙準備時間の分散に基づいて故障予測を行う構成において生ずる問題点について説明してきたが、かかる構成に限らず、次のような構成を採用していれば、同様の問題が発生する。即ち、紙準備時間などといった故障予測に有用な予測有用情報について、過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定した結果に基づいて故障予測を行う構成である。
【０００７】
本発明は以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような故障予測装置や画像形成装置を提供することである。即ち、予測有用情報について、過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定した結果に基づいて被検対象の故障予測を行う構成において、被検対象に対して保守作業が行われることに起因する誤報の発生を回避することができる故障予測装置等である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、故障予測に有用な予測有用情報を被検対象から所定の周期で取得する予測有用情報取得手段と、該予測有用情報取得手段によって取得された予測有用情報について、過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定し、且つ判定結果に基づいて、該被検対象についてもうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定する判定手段と、該判定手段によってもうすぐ故障が発生する旨の判定がなされた場合にその旨を報知する報知手段とを備える故障予測装置において、上記被検対象に対して保守作業が行われたか否かの保守情報を取得する保守情報取得手段を設けるとともに、保守作業が行われた旨の保守情報が該保守情報取得手段によって取得された場合には、その後の一定期間に、上記予測有用情報の挙動にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行うように、上記判定手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の故障予測装置において、上記予測有用情報として、複数種類のものをそれぞれ上記所定の周期で取得するように、上記予測有用情報取得手段を構成するとともに、複数種類の予測有用情報についてそれぞれ過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定し、それぞれの判定結果に対してそれぞれ個別の重み付け処理を施した結果に基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するように、上記判定手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の故障予測装置において、上記被検対象を構成する複数の部品又は内部装置からそれぞれ、上記予測有用情報を取得するように上記予測有用情報取得手段を構成し、それら複数の部品又は内部装置についてそれぞれ、固有の予測有用情報及び上記保守情報に基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定する処理を個別に行うように、上記判定手段を構成し、且つ、それら複数の部品又は内部装置について、もうすぐ故障が発生する旨の情報をそれぞれ個別に報知するように、上記報知手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の故障予測装置において、複数の上記部品又は内部装置のうち、他の部品又は内部装置に対する保守作業によって自らの上記予測有用情報に影響を受けてしまうものについては、そのもの自体についての上記保守情報に加えて、該他の部品又は内部装置についての上記保守情報にも基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するように、上記判定手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの故障予測装置において、上記予測有用情報について、過去の所定回数分の取得結果に基づいて過去の挙動を把握し、且つ、保守作業が行われた旨の保守情報が取得された場合には、その後、該予測有用情報が該所定回数分だけ取得されるまでの期間を上記一定期間とする処理を実施するように、上記判定手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかの故障予測装置において、画像形成装置を被検対象にすることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の故障予測装置において、上記所定の周期として、上記画像形成装置によって所定回数の画像形成動作が行われる毎の周期を用いるように、上記予測有用情報取得手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、画像情報に基づいて記録体に画像を形成する作像手段を備える画像形成装置において、自らを被検対象にする請求項６又は７の故障予測装置を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
これらの発明においては、被検対象に対して保守作業が行われた場合には、保守作業後における予測有用情報の挙動を新たに把握し直すまで、被検対象について、予測有用情報にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行うので、保守作業が行われることに起因する誤報の発生を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式によって画像を形成するカラー画像形成装置の一実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係るカラー画像形成装置１を示す概略構成図である。また、図２は、カラー画像形成装置１に搭載されている制御部１００とその周囲の電気機器との接続状態を示すブロック図である。
【００１１】
図１において、カラー画像形成装置１は、給紙部１０、中間転写ベルト２１を備えた転写ユニット２０、中間転写ベルト２１に沿って配設されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の各色のトナー像形成手段たる画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂｋなどを図示しない本体筐体内に備えている。また、中間転写ベルト２１上のトナー像のトナー付着量を検知するための付着量検知部５０等を備えている。これらの他に、カラー画像形成装置１の各機器をコントロールする制御部１００等を備えている。
【００１２】
各色の画像形成部３０について説明する。なお、ここでは、Ｂｋ色の画像形成部３０Ｂｋについて説明するが、Ｙ、Ｍ，Ｃの画像形成部３０Ｙ〜Ｃも同様の構成をしている。画像形成部３０Ｂｋは、感光体３１Ｂｋの周囲に、帯電部３２Ｂｋ、露光部３３Ｂｋ、現像部３４Ｂｋ、１次転写部３５Ｂｋ、クリーニング部３６Ｂｋ等が配設されている。
【００１３】
画像形成時には、通常運転信号がカラー画像形成装置のコントローラ１１０によって指示されると感光体３１Ｂｋは、制御部１００の制御下で図示しない駆動モータによって回転駆動される。また、図２に示すように、制御部１００のＣＰＵは感光体モータなどの駆動手段と帯電バイアスを始めとする各作像工程のバイアス出力を順次シーケンシャルに出力する。外部装置からのカラー画像信号は、制御部１００の画像信号発生回路１０１で色変換処理などの画像処理が施され、Ｂｋ色の画像信号が露光部３３Ｂｋへ出力される。露光部３３Ｂｋは、制御部１００の露光駆動回路１０２で、Ｂｋの画像信号を光信号に変換し、この光信号に基づいて露光用レーザーダイオードが点滅しながら、感光体３１Ｂｋを走査して露光することで静電潜像を形成する。
【００１４】
この感光体３１Ｂｋ上の静電潜像は現像部３４Ｂｋによって現像されてＢｋトナー像となり、転写部３５Ｂｋによって感光体３１Ｂｋ上のＢｋトナー像が中間転写ベルト２１上に転写される。感光体３１Ｂｋは、トナー像転写後にクリーニング部３６Ｂｋによって残留トナーがクリーニングされ、除電ランプ３８Ｂｋにより除電されて次の画像形成に備えられる。
【００１５】
同様にして、画像形成部３０Ｙ，Ｍ，Ｃは、感光体３１Ｙ，Ｍ，Ｃの周りに、帯電部、現像部、クリーニング部、除電ランプなどを備えている。そして、感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１ＣにＹ，Ｍ，Ｃトナー像を形成し、これらは中間転写ベルト２１上に重ね合わせて１次転写される。
【００１６】
各色の画像形成部の下方には、転写手段たる転写ユニット２０が配設されている。この転写ユニット２０は、無端状の中間転写ベルト２１、従動ローラ２２、２３、駆動ローラ２４などを備えている。複数の色のトナー像を担持する像担持体である中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２４、従動ローラ２２、２３等に張り渡されている。中間転写ベルト２１は、トナーの固着を避けるために極めて平滑性の高い材料が用いられている。例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）やポリイミドなど光沢を有する表面をもったベルト材料を好適に用いることができる。駆動ローラ２４が、図２に示す制御部１００の制御下で図外のモータ等の駆動機構により回転駆動されることにより、中間転写ベルト２１は、図１中反時計方向に回転駆動される。各色の感光体３１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋトナー像は、各色の１次転写ニップで中間転写ベルト２１上に重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト２１上には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００１７】
中間転写ベルト２１における駆動ローラ２４に対する掛け回し箇所には、２次転写バイアスローラ６１がベルトおもて面側から当接しており、これによって２次転写ニップ６が形成されている。この２次転写バイアスローラ６１には、図２に示すように、制御部１００の制御下で、バイアス電源回路１０４によって２次転写バイアスが印加されている。これにより、２次転写バイアスローラ６１と接地された２次転写ニップ裏側ローラ２４との間に２次転写電界が形成されている。中間転写ベルト２１上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って２次転写ニップに進入する。
【００１８】
給紙部１０は、給紙カセット１１内の記録紙（転写紙）１２を、例えば、図示しない給紙コロ１１ａと分離部材１１ｂにより１枚ずつ分離して図示しないレジストローラ対に送り出す。レジストローラ対が、給紙カセット１１から送られてきた記録紙１２のタイミング調整を行って、記録紙１２を所定のタイミングで２次転写ニップ６に向けて送り出す。２次転写ニップ６では、中間転写ベルト２１上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙１２上に一括２次転写されて、記録紙１２の白色と相まってフルカラー画像となる。
【００１９】
このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙１２は、定着部４０に搬送される。定着部４０は、フルカラー画像が形成された記録紙１２を定着ローラ４１と加圧ローラ４２で加熱・加圧することにより、各色のトナーを記録紙１２に定着させ、排紙ローラ対により図示しない排紙トレイ上に排出する。
【００２０】
なお、感光体３１、帯電部３２、露光部３３、現像部３４、１次転写部３５、及びクリーニング部３６を具備する画像形成部３０においては、それら各部のうち、露光部３３及び１次転写部３５を除く部分がプロセスユニットとして構成されている。このプロセスユニットは、感光体３１、帯電部３２、現像部３４及びクリーニング部３６を共通の保持体で保持しており、それらが１つのユニットとして画像形成装置本体に対して一体的に着脱されるものである。
【００２１】
付着量検知部５０は、ブラック（Ｂｋ）の画像形成部３０Ｂｋよりも中間転写ベルト２１の移動方向下流側に配設されており、図３に示すように、中間転写ベルト２１の幅方向にそれぞれ一対配設された光学的検知手段たる光学センサ５１、５２を備えている。光学センサ５１、５２は、それぞれ、図４、図５に示すように発光ダイオードなどからなる発光素子１５１と、乱反射光を受光する第１受光素子１５２と、正反射光を受光する第２受光素子１５３とから構成されている。第１受光素子１５２及び第２受光素子１５３は、Ｓｉフォトトランジスタや、ＰＤ（フォトダイオード）などを用いる。各素子１５１，１５２，１５３は、プリント基板１５０上に実装されている。また、射出光路上に集光レンズ１５４が配置されており、発光素子１５１からの射出光は、集光レンズ１５４により屈折して、像担持体たる中間転写ベルト２１の表面の照射目標に集光される。また、入射光路上にも、集光レンズ１５５、１５６が配置されている。中間転写ベルト１２上の照射対象物であるトナーから反射した反射光を集光レンズ１５５、１５６で集光された光を受光素子１５２、１５３が受光する。プリント基板１５０は、制御部１００に接続されている。発光素子１５１は、図２に示す制御部１００の光量調整回路１０５によって調整された電圧が印加されている。また、制御部１００は、第１、第２受光素子１５２、１５３からの出力信号をＡＤコンバータ１０６でデジタル信号に変換処理する。
【００２２】
光学センサ５１、５２としては、近赤外光および／または赤外光が検出可能なものを用いている。近赤外光および／または赤外光は、トナー像のトナー付着量が同じであれば、トナーの着色剤の影響を受けず、受光素子の出力値がほぼ同じ値を示す。具体的には、ピーク発光波長が８４０［ｎｍ］程度の波長の光を照射する光学素子を用い、ピーク分光感度が８４０［ｎｍ］程度の受光素子を用いる。また、例えば、発光素子を可視光から赤外光の領域までの光を照射する発光素子とし、受光素子を近赤外光または赤外光を受光する受光素子としてもよい。また、受光素子を可視光から赤外光までの領域の光を受光する受光素子とし、発光素子を近赤外光または赤外光を照射する発光素子としてもよい。光学センサをこのような構成にしても、近赤外光または赤外光を検出する光学センサとすることができる。なお、黒色トナーの着色剤として、低価格のカーボンブラックを用いた場合、カーボンは赤外領域でも強い吸光を示すため、図６に示すように、Ｙ、Ｍ、Ｃ色に比べて付着量検知感度が低くなる。
【００２３】
本実施形態に係るカラー画像形成装置においては、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するために現像バイアス、帯電バイアス、露光量などを調整するプロセス調整運転が行われている。電子写真方式では、経時劣化や環境変動で画像濃度が変動してしまう弱点があるので、上記プロセス調整運転を実行して画像濃度が安定するように制御しているのである。
【００２４】
このプロセス調整運転の制御フローを図７に示す。電源投入時あるいは所定枚数のプリント前後の時間を利用し、プロセス調整運転信号がコントローラ１１０によって制御部１００に指示され、プロセス調整運転がスタートする（図２参照）。
【００２５】
プロセス調整運転がスタートすると、制御部１００は、画像信号発生回路１０１を画像ナシの状態とする（Ｓ２０１）。次に、制御部１００のＣＰＵは、図４に示したように、中間転写ベルト２１に光を照射して正反射光を第２受光素子１５３で受光する。そして、第２受光素子１５３の出力（受光信号）が予め決められた所定値になるように、光量調整回路１０５で光学センサ５１、５２の発光素子１５１の発光強度Ｒを調整する（Ｓ２０２〜Ｓ２０４）。これは、図８に示すように、発光素子１５１の発光効率個体差、温度変動や経時変動により、第２受光素子１５３の出力値がばらつく。このため、第２受光素子１５３の出力値が、目標出力値となるように、発光素子１５１の発光強度Ｒを調整することで、精度良くトナー像濃度を計測することが可能となる。すなわち、Ｓ２０２〜Ｓ２０４は、光学センサ５１、５２で精度良くトナー像の付着量を計測するための光学センサ５１、５２の校正動作に相当する。
【００２６】
このような光学センサ５１、５２の校正動作が終わったら、図９に示すような、パターン画像６０を中間転写ベルト２１上における各光学センサ５１、５２に対向する位置に自動形成する（Ｓ２０５）。パターン画像６０は、濃度レベルの異なる５個程度のパッチ画像６０Ｓからなり、Ｂｋ色のパターン画像６０Ｂｋ、Ｍ色のパターン画像６０Ｍ、Ｃ色のパターン画像６０Ｃ（図示せず）、Ｙ色のパターン画像６０Ｙ（図示せず）が順次中間転写ベルト１２に形成される。このパッチ画像６０Ｓは、露光条件をそれぞれ変えて形成される。このとき帯電、現像バイアス条件は予め決められた特定値で実行される。この中間転写ベルト上のパターン画像を図５に示したように光学センサ５１、５２で光学的に計測する（Ｓ２０６）。
【００２７】
次に、各色パターン画像の各パッチ画像６０Ｓを検知して得られた乱反射光を受光する第１受光素子１５２の５点の受光信号を、先の図６に示したような付着量と受光素子の出力値との関係に基づいて構築された付着量算出アルゴリズムを用いてトナー付着量（画像濃度）に変換処理する。これにより、各パッチ画像６０Ｓのトナー付着量が検知される。本実施形態においては、近赤外および／または赤外光を用いた光学センサを用いているので、色によって第１受光素子１５２の出力値に差異がないため、付着量算出アルゴリズムを色毎に備える必要がなく、共通の付着量算出アルゴリズムを用いることができる。なお、黒色の着色剤として、カーボンブラックを用いた場合は、先の図６に示したように、Ｙ、Ｍ、Ｃと、Ｂｋとで付着量に対する受光素子の出力値が異なるので、Ｙ、Ｍ、Ｃ用と、Ｂｋ用との２つの付着量算出アルゴリズムを用いる。
【００２８】
色毎に各パッチ画像６０Ｓのトナー付着量を検知したら、各パッチ画像のトナー付着量（単位面積あたり）と、各パッチ画像を作成したときの各現像ポテンシャルとの関係から、図１０に示すように、線形近似した現像ポテンシャル−トナー付着量直線を各色求める。この現像ポテンシャル−トナー付着量直線から傾きγ、切片ｘ０を各色算出する（Ｓ２０７）。このように各色の傾きγ、切片ｘ０を求めることで、先ほど述べた濃度変動要因（経時劣化・環境変動）によって直線の傾きγおよび切片ｘ０が狙いの特性（図中点線）とずれていることが検出できる。傾きγのずれを補正するための露光光量補正パラメータＰを傾きγから決定する。また、現像が開始される現像ポテンシャル（切片Ｘ０）のズレを補正するため現像バイアス補正パラメータＱを切片ｘ０から決定する（Ｓ２０８）。
【００２９】
露光光量補正パラメータＰを露光信号に掛け合わせることで傾きγが主に補正され、現像バイアスに補正パラメータＱを掛け合わせることで切片ｘ０が主に補正されることで、狙いとする画像濃度を安定して得ることが可能となる。なお、上述では、露光光量と現像バイアスを補正しているが、帯電電位や転写電流など画像濃度に寄与するその他のプロセス制御値を補正しても良い。
【００３０】
各色の画像形成部３０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋにおける感光体表面をクリーニングするクリーニング部３６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、次のようにして、中間転写ベルト２１に転写されずに感光体３１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの表面上に残った転写残トナーを掻き落としている。即ち、ウレタンゴムブレードなどのブレード部材を感光体３１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋに当接させることで、その表面から転写残トナーを掻き落としている。このようなブレードクリーニング方式においては、一部の転写残トナーがブレード部材の下に潜ってクリーニング部３６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを通過してしまう。例えば、Ｂｋ用の画像形成部３０Ｂｋを例にすると、図１１に示すように、クリーニング部３６Ｂｋを通過した転写残トナーは、帯電部３２Ｂｋ、露光部３３Ｂｋを順次通過して現像部３４Ｂｋで回収される比率が高い。しかし、通過した転写残トナーの一部は、ブレード部材ＢＬを通過するときにブレード部材ＢＬとの摩擦帯電によって帯電特性を失ったり、形状が変化してしまったりして、現像部３４Ｂｋで回収されなくなる。このような転写残トナーは、１次転写部へ移動して、中間転写ベルト２１に付着する。正常時においては、このような理由によって１次転写部へ移動する転写残トナーは、ごく微量である。よって、図１２に示すように、中間転写ベルト上通過した転写残トナーが全体にごく微量に付着するだけであり、画像品質を著しく損なうようなことは無い。
【００３１】
一方、長期の使用によってブレード部材ＢＬが磨耗してくるとブレード部材ＢＬの掻き落とし力が低下する。これにより、図１３に示すように、ブレード部材ＢＬを通過するトナーが加速度的に増えていく傾向となる。すると、ブレード部材ＢＬの摩耗箇所から大量のトナーがスジ状に通過する。ブレード部材ＢＬを通過した大量の転写残トナーは、帯電部３２Ｂｋに付着して、帯電部３２Ｂｋを汚し、帯電能力を低下させる。また、感光体３１Ｂｋ上の大量の転写残トナーの影響で、露光部３３Ｂｋで感光体表面を所定の電位まで減衰させることができなくなる。その結果、異常画像が発生してしまう。また、現像部３４Ｂｋもこのような大量の転写残トナーを回収することができず、スジ状に延びる転写残トナーが中間転写ベルト２１に転写され、中間転写ベルト２１上に縦スジ状の異常画像が発生してしまう。このように正常な画像が得られなくなった画像形成部３０Ｂｋは、ただちに修理を要する。
【００３２】
画像形成部３０Ｂｋがこのような修理を要する状態に至る少し前から、図１４に示すように、中間転写ベルト２１表面の全体に均一に付着する転写残トナーの量が増加する。この状態を「軽度の地汚れ」と言うが、使用者にとって気になるような画像劣化とはならず、気づくことは極めて少ない。ブレード摩耗によるクリーニング部３６Ｂｋや現像部３４Ｂｋの故障の予兆である「軽度地汚れ」がある状態において、プロセス調整運転を行うと、上述のパッチ画像に対するトナー付着量は、低濃度部の付着量が狙いの特性より若干高くなる。その結果、現像ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す直線は、図１５に示すように、傾きγの若干の低下や切片Ｘ０の若干の低下を引き起こす。但し、トナーや感光体の環境経時変動範囲（図中点線の範囲）に起因する傾きγや切片Ｘ０の変化と大差ない。
【００３３】
次に、本発明者らが行った実験について説明する。
【００３４】
本発明者らは、図１に示したカラー画像形成装置１と同様の構成のプリンタ試験機を用意した。そして、このプリンタ試験機を用いて、テスト画像を連続して出力する連続プリントを実施した。この連続プリントの実施中、１００枚の出力を行う毎に、プリントジョブを一時中止させて、上述したプロセス調整運転を実施させるようにした。そして、プロセス調整運転によって得られる上述の露光光量補正パラメータＰ（以下、Ｐ値という）、現像バイアス補正パラメータＱ（以下、Ｑ値という）及び発光強度Ｒ（以下、Ｒ値という）を、データ記憶手段に順次記憶させていった。
【００３５】
図１６は、各色のプロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフである。図示のように、Ｂｋ用のプロセスユニットにおいて、ブレードクリーニング不良に起因する異常画像が発生する少し前に、その他３つのＹ，Ｍ，Ｃ用のプロセスユニットにおいて、Ｑ値の変動量が一時的に増大していることがわかる。つまり、ある色のプロセスユニットが故障する少し前に、他色のプロセスユニットのＱ値の変動量が一時的に増大するという予兆が見られるのである。但し、同図においては、繰り返しの連続プリント試験によって得られた膨大な量のデータのうち、前述の予兆が顕著に発生しているデータを示したが、変動量が予兆と言えるほど増大しない場合もあった。
【００３６】
Ｑ値について説明したが、Ｐ値も同様の予兆が見られることがわかった。また、ある色で異常画像が発生する前に、その色のＲ値の変動量が一時的に増大する場合があることもわかった。そこで、本発明者らは、Ｐ値、Ｑ値及びＲ値を組み合わせて、故障の予測を行うことを考えた。そこで、まず、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値についてそれぞれ、過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを示す時間的特徴量を算出した。かかる時間的特徴量としては、過去所定回数分のサンプリングデータの標準偏差を例示することができる。また、過去所定回数分のサンプリングデータの移動平均値や、過去所定回数分のサンプリングデータの回帰直線の傾きなどでもよい。時間的特徴量の算出方法は、ＡＲＩＭＡモデルなど多数提案されており、適宜の方法を選択すればよい。実験では、過去１０回分のサンプリングデータの標準偏差を、時間的特徴量として算出した。
【００３７】
次に、Ｐ値、Ｑ値、Ｍ値の時間的特徴量について、それぞれブースティング法という教師付き学習アルゴリズムにより、故障の予測に寄与するための重み付け値を算出した。ブースティング法については数理科学、Ｎｏ．４８９，ＭＡＲＣＨ、２００４「統計的パタン識別の情報幾何」に詳しい説明が記載されている。要約すると、まず、複数種類のデータからなるデータ組について、正常な状態から、故障予兆状態に変化するまでの履歴を用意する。そして、各種のデータの履歴についてそれぞれ、経時変動グラフの形状から、故障予兆期間を目視で推定し、その故障予兆期間内に相当するデータにマイナス極性のラベルを付す一方で、それ以外のデータ（正常期間内のデータ）にプラス極性のラベルを付す。この操作を１００回繰り返すことで、各種のデータについてそれぞれ閾値ｂ１〜ｂ１００、判別極性ｓｇｎ１〜ｓｇｎ１００、重み付け値α１〜α１００を決定する。次に、各種のデータの時間的特徴量に基づいて、それぞれのデータについて正常であるか、異常であるかを判別する。この判別は、故障予測をする上で決定的な要素にはならないので、この時の判別は弱判別処理と呼ばれる。弱判別処理は次式のように行われる。なお、Ｃｉは、時間定期特徴量を表している。
【数１】
【数２】
【００３８】
弱判別処理を終えたら、次式に基づいて、故障予測の判定に用いるＦ値を算出する。
【数３】
【００３９】
上述した閾値、判別極性及び重み付け値は、ラベルの付された教師付きデータは適切に学習が行われ故障予兆期間に相当するものだけが、マイナス極性のＦ値になるように、決定される。よって、数３の数式によって求められるＦ値がマイナス極性である場合には、故障予兆期間に入ったと推定することができる。
【００４０】
連続プリント試験によって得られたＰ値、Ｑ値及びＲ値の時系列データに基づいて、ブースティング法によって閾値、判別極性及び重み付け値を決定して、Ｆ値の経時変化を調べてみた。この結果を図１７に示す。図示のように、異常画像が発生する少し前の時点、即ち、プロセスユニットが故障する少し前の時点で、Ｆ値がプラスからマイナスに転じており、故障の予兆を精度良く捉えていることがわかる。
【００４１】
ブースティング法によって決定された閾値、判別極性及び重み付け値が、他の個体機にも適用可能であるか否かを調べるために、先のプリンタ試験機と同じ仕様の試験機である１、２、３、５号機を用意した。そして、それぞれ、同様の閾値、判別極性及び重み付け値によってＦ値の経時変化を調べてみた。１、２、３、４、５号機におけるＦ値の経時変化を図１８、図１９、図２０、図２１、図２２に示す。何れの試験機においても、プロセスユニットが故障する少し前の時点で、Ｆ値がプラスからマイナスに転じており、故障の予兆を精度良く捉えていることがわかる。
【００４２】
以上の実験から、カラー画像形成装置においては、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値のような複数種類の予測有用情報についてそれぞれ、次のような処理を行うことで、内部装置である各色のプロセスユニットの故障予測を精度良く行えることがわかった。即ち、過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定し、それぞれの判定結果に対してそれぞれ個別の重み付け処理を施した結果に基づいて、もうすぐ故障が発生するか否かの判定を行う処理である。
【００４３】
ところが、実験により、次のようなおそれがあることがわかった。即ち、ユーザーやサービスマンが、故障予測結果とは無関係に、プロセスユニットの保守作業を自主的に行った場合、その直後に、プロセスユニットの故障到来を誤って予測してしまうおそれがある。
【００４４】
図２３は、正常な状態のＹ用のプロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフである。また、図２４は、正常な状態のＹ用のプロセスユニットにおけるＱ値（Ｙ色）の過去１０回分の標準偏差（時間的特徴量）の経時変化を示すグラフである。正常な状態のプロセスユニットでは、図２３に示すように、Ｑ値が経時変動するものの、その変動幅はそれほど大きくない。このため、図２４に示すように、Ｑ値の過去１０回分の標準偏差（以下、１０点標準偏差という）もそれほど大きく変動しない。
【００４５】
図２５は、正常な状態から故障状態に推移する際のＹ用のプロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフである。また、図２６は、正常な状態から故障状態に推移する際のＹ用のプロセスユニットにおけるＱ値の１０点標準偏差の経時変化を示すグラフである。図示のように、プロセスユニットが故障予兆期間に入ると、Ｑ値の１０点標準偏差が急激に大きくなる。この変動を捉えることで、故障予兆期間に入ったことを検出することが可能になる。
【００４６】
ところが、故障予兆期間に入っていなくても、図２７や図２８に示すように、プロセスユニットを交換すると、その直後にＱ値の１０点標準偏差が急激に大きくなる。これにより、故障予兆期間に入ったものと誤った検出がなされて、誤報を発生させるおそれがある。
【００４７】
次に、実施形態に係るカラー画像形成装置の特徴的な構成について説明する。
図２９は、実施形態に係るカラー画像形成装置に搭載されている故障予測装置１２０の電気回路を示すブロック図である。この故障予測装置１２０は、カラー画像形成装置１の制御部１００（図２参照）から送られてくるＰ値、Ｑ値、Ｒ値などの予測有用情報を取得するデータ取得部１２０ａと、予測有用情報に基づいて、もうすぐ故障が発生しそうであるか否かを判定する判定手段としての判定部１２０ｂとを具備している。また、判定部１２０ｂは、時間的特徴量算出部１２０ｃ、重み付け処理部１２０ｅ、判定器１２０ｆ等から構成されている。
【００４８】
図３０は、故障予測装置１２０によって実施される処理フローを示すフローチャートである。故障予測装置１２０のデータ取得部１２０ａは、被検対象となる内部装置（例えばプロセスユニット）について制御部１００から送られてくる複数種類の予測有用情報の組を、データセットとして図示しないデータ記憶回路に時系列で記憶していく。時間的特徴量算出部１２０ｃは、データ取得部１２０ａに記憶されている各種の予測有用情報についてそれぞれ、所定回数分の過去データをデータ取得部１２０ａから受け取って、時間的特徴量を算出する（Ｓ１〜Ｓ３）。重み付け処理部１２０ｅは、各種の予測有用情報についてそれぞれ、時間的特徴量を先に数１及び数２に示した数式に代入して、異常であるか否かを判定しながら（Ｓ４）、その判定結果に対して、先に数３に示した数式によって重み付けをしながらＦ値を求める（Ｓ５）。そして、Ｆ値がプラス極性あるいはゼロである場合には（Ｓ６でＹ）、被検対象の内部装置が故障予兆期間には入っていないので、まだ故障が発生しない旨の判定をして、そのまま処理を終了する。一方、Ｆ値がマイナス極性であう場合には（Ｓ６でＮ）、被検対象の内部装置が故障予兆期間に入っている可能性がある。但し、故障予兆期間に入っているのではなく、交換された直後であるために、Ｆ値がマイナス極性に転じてしまっている可能性もある。そこで、判定器１２０ｆは、Ｆ値がマイナス極性である場合には、保守情報であるＭ値をデータ取得部１２０ａから読み出す（Ｓ７）。
【００４９】
この読み出しに先立って、データ取得部１２０ａでは、次のような処理が行われている。即ち、内部装置の保守作業を行ったユーザーやサービスマンは、その旨の情報をカラー画像形成装置の操作パネル１１１（図２参照）に入力する。この情報は、コントローラ１１０及び制御部１００を介して、故障予測装置１２０のデータ取得部１２０ａに送られる。そして、データ取得部１２０ａは、その情報を受信すると、それ以降、予測有用情報を所定回数だけ受け取るまでの間、Ｍ値を「０」から「１」に変更する。つまり、内部装置の保守作業が行われると、その後、予測有用情報が所定回数分だけ取得されるまでの間、Ｍ値が「０」から「１」に変更されるのである。
【００５０】
判定器１２０ｆは、データ取得部１２０ａから読み出したＭ値が「１」である場合、即ち、保守作業が行われた後の一定期間内である場合には（Ｓ８でＹ）、故障予兆期間に入っていないので、そのまま処理を終了する。これに対し、データ取得部１２０ａから読み出したＭ値が「０」である場合、即ち、保守作業が行われた後の一定期間内でない場合には（Ｓ８でＮ）、故障予兆期間に入っているので、メンテナンス要求をディスプレイからなる表示部１１２に表示して、内部装置について、もうすぐ故障する旨をユーザーに報知する。かかる構成においては、被検対象たる内部装置に対して保守作業が行われた場合には、保守作業後における予測有用情報の挙動を新たに把握し直すまで、その内部装置について、Ｆ値にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行うので、保守作業が行われることに起因する誤報の発生を回避することができる。
【００５１】
Ｍ値を求める情報として、被検対象となる内部装置の累積動作回数をカウンタ情報に基づいて把握し、そのカウンタ情報がゼロにリセットされているときに、保守作業が行われたことを把握するようにしてもよい。
【００５２】
なお、Ｆ値の算出や、Ｍ値の算出は、次の表１に示すように、被検対象となる４つのプロセスユニットに対して、それぞれ個別に行われる。例えば、Ｙ用のプロセスユニットであれば、そのＰ値、Ｑ値、Ｒ値等に基づいて、Ｙ用のプロセスユニットに固有のＦ値を求め、その結果と、Ｙ用のプロセスユニットに対するＭ値とに基づいて、Ｙ用のプロセスユニットについて、もうすぐ故障が発生する旨の警告を発信するか否かを決定する。
【表１】
【００５３】
また、実施形態においては、保守作業が実施された後の一定期間内として、次のような期間を採用している。即ち、本カラー画像形成装置は、１枚のプリント動作が行われる毎に、カウント値をカウントアップするカウンタを備えている。そして、故障予測装置は、予測有用情報であるＰ値、Ｑ値、Ｒ値を、所定回数のプリント動作が行われる毎に、取得するようになっている。また、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値の時間的特徴量（１０点標準偏差）については、上述したように、過去１０回分の取得結果に基づいて算出するようになっている。このような構成では、たとえプロセスユニットに対する保守作業が行われたとしても、その後、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値についてそれぞれ１０回分のデータを取得した後には、その保守作業がＦ値に影響を及ぼすことがなくなる。そこで、保守作業が行われた場合には、その後、１０回分のＰ値、Ｑ値、Ｒ値のデータが取得されるまでの期間を、上記一定期間としている。１００枚プリント毎にＰ値、Ｑ値、Ｒ値のデータを取得する場合には、上記一定期間は、１００×１０＝１，０００枚となる。
【００５４】
次に、実施形態に係るカラー画像形成装置の各変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係るカラー画像形成装置の構成は、実施形態と同様である。
［第１変形例］
図３１は、第１変形例に係るカラー画像形成装置の故障予測装置によって実施される処理フローを示すフローチャートである。実施形態に係るカラー画像形成装置の故障予測装置は、Ｍ値の内容にかかわらず、Ｐ値、Ｑ値及びＲ値に基づくＦ値を算出してから、もうすぐ故障が発生する旨の警告を発信するか否かについて、Ｍ値に基づいて決定していた。これに対し、第１変形例に係るカラー画像形成装置の故障予測装置は、図示のように、Ｆ値の算出に先立って、Ｍ値の内容を確認する（Ｓ４）。そして、Ｍ値の内容が、保守作業が行われた後の一定期間内であることを示している場合には（Ｓ５でＹ）、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値についての弱判別処理や、それらに基づくＦ値の算出を行うことなく、一連の処理フローを終了する。これにより、保守作業が行われた後の一定期間内である場合には、弱判別処理やＦ値の算出を省略して、演算付加を低減することができる。
【００５５】
［第２変形例］
第２変形例に係るカラー画像形成装置の故障判定装置は、被検対象となる内部装置として、複数のユニット（例えばプロセスユニット）のうち、他の部品又はユニットに対する保守作業によって自らの予測有用情報（例えば、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値）に影響を受けてしまうものについては、そのユニット自体についての保守情報としてのＭ値に加えて、他の部品又はユニットについてのＭ値にも基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するようになっている。次に示すユニットＡ〜ユニットＤのうち、ユニットＣやユニットＤは、この種のユニットである。
【表２】
【００５６】
表２において、ユニットＣについては、そのもの自体であるユニットＣのＭ値に加えて、ユニットＤのＭ値にも基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するようになっている。そして、たとえＦ値が異常を示しても、ユニットＣ、ユニットＤの何れかが保守作業後の一定期間内にある場合には、予測有用情報の挙動にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行う。このため、表２に示すように、Ｆ値が異常を示しても、ユニットＣ、ユニットＤの何れかが保守作業後の一定期間内にある場合には、もうすぐ故障する旨の警告を行わない。また、ユニットＤについては、そのもの自体であるユニットＤのＭ値に加えて、ユニットＢのＭ値にも基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するようになっている。そして、たとえＦ値が異常を示しても、ユニットＤ、ユニットＢの何れかが保守作業後の一定期間内にある場合には、予測有用情報の挙動にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行う。このため、表２に示すように、Ｆ値が異常を示しても、ユニットＤ、ユニットＢの何れかが保守作業後の一定期間内にある場合には、もうすぐ故障する旨の警告を行わない。
【００５７】
以上、実施形態に係るカラー画像形成装置においては、予測有用情報として、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値などの複数種類のものをそれぞれ所定の周期（１００枚プリント毎）で取得するように、予測有用情報取得手段としてのデータ取得部１２０ａを構成している。また、それら予測有用情報についてそれぞれ、１０点標準偏差によって示される過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを弱判定処理によって判定し、それぞれの判定結果に対してそれぞれ個別の重み付け処理を施した結果に基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するように、判定手段としての判定部１２０ｂを構成している。かかる構成では、複数種類の予測有用情報についての弱判定の結果に対して、それぞれ故障予測に寄与する度合いに応じた重み付けをした結果で、最終的に、もうすぐ故障するのか否かを判定することで、判定精度を向上させることができる。
【００５８】
また、実施形態に係るカラー画像形成装置において、被検対象を構成する複数の内部装置としての複数のプロセスユニットからそれぞれ、予測有用情報を取得するようにデータ取得部１２０ａを構成している。また、それら複数のプロセスユニットについてそれぞれ、固有の予測有用情報（Ｐ値等）及び保守情報（Ｍ値）に基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定する処理を個別に行うように、判定部１２０ｂを構成している。更には、それら複数のプロセスユニットについて、もうすぐ故障が発生する旨の情報をそれぞれ個別に報知するように、報知手段としての表示部１１２を構成している。かかる構成では、複数のプロセスユニットについてそれぞれ、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、をユーザーなどに知らせることができる。
【００５９】
また、第２変形例に係るカラー画像形成装置においては、複数の内部装置としての複数のユニットのうち、他のユニットに対する保守作業によって自らの予測有用情報に影響を受けてしまうものについては、そのもの自体についての保守情報（Ｍ値）に加えて、該他のユニットについての保守情報（Ｍ値）にも基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するように、判定部１２０ｂを構成している。かかる構成では、他のユニットに対する保守作業によって自らの予測有用情報に影響を受けてしまうユニットについて、自らに対して保守作業が行われることに起因する誤報の発生に加えて、他のユニットに対して保守作業が行われることに起因する誤報の発生を回避することができる。
【００６０】
また、実施形態に係るカラー画像形成装置においては、予測有用情報としてのＰ値、Ｑ値、Ｒ値についてそれぞれ、過去の１０回分（所定回数分）の取得結果に基づいて過去の挙動である１０点標準偏差を把握し、且つ、保守作業が行われた旨の保守情報が取得された場合（Ｍ値が１である場合）には、その後、それら予測有用情報が１０回分だけ取得されるまでの期間を、予測有用情報にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行う一定期間とする処理を実施するように、判定部１２０ｂを構成している。かかる構成では、１０回分の取得タイミングの経過により、保守作業の実施が故障予測の判定に影響を及ぼすことがなくなった直後から、通常の故障予測をすぐに再開することができる。
【００６１】
また、実施形態に係るカラー画像形成装置においては、所定のサンプリング周期として、所定回数の画像形成動作が行われる毎の周期を用いるように、データ取得部１２０ａを構成している。かかる構成では、サンプリング周期を把握するための手段として、既設のプリント枚数カウンタを利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施形態に係るカラー画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】同カラー画像形成装置に搭載されている制御部とその周囲の電気機器との接続状態を示すブロック図。
【図３】同カラー画像形成装置の４つの感光体と転写ユニットとを示す斜視図。
【図４】中間転写ベルトの無垢の表面を被検対象にしている付着量検知部を示す模式図。
【図５】中間転写ベルト上のトナー像を被検対象にしている付着量検知部を示す模式図。
【図６】乱反射光を受光する受光素子からの出力と、トナー付着量との関係を示すグラフ。
【図７】同画像形成装置におけるプロセス調整運転の制御フローを示すフローチャート。
【図８】正反射光を受光する受光素子からの出力と、ＬＥＤ電流（発光量）との関係を示すグラフ。
【図９】中間転写ベルトの表面上に形成されるパターン画像を示す模式図。
【図１０】パターン画像に対するトナー付着量と現像ポテンシャルとの関係を示すグラフ。
【図１１】Ｙ用の画像形成部における転写残トナーのブレードすり抜けの初期症状を説明するための模式図。
【図１２】初期症状のブレードすり抜けによってごく軽微な地汚れを引き起こしている状態のベルト表面を示す拡大模式図。
【図１３】Ｙ用の画像形成部における転写残トナーのブレードすり抜けの初期症状を説明するための模式図。
【図１４】末期症状のブレードすり抜けによって重度の地汚れを引き起こしている状態のベルト表面を示す拡大模式図。
【図１５】軽度の地汚れによる傾きγや切片Ｘ０の低下現象を説明するグラフ。
【図１６】各色のプロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフ。
【図１７】０号機におけるＦ値の経時変化を示すグラフ。
【図１８】１号機におけるＦ値の経時変化を示すグラフ。
【図１９】２号機におけるＦ値の経時変化を示すグラフ。
【図２０】３号機におけるＦ値の経時変化を示すグラフ。
【図２１】４号機におけるＦ値の経時変化を示すグラフ。
【図２２】５号機におけるＦ値の経時変化を示すグラフ。
【図２３】正常な状態のＹ用のプロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフ。
【図２４】同プロセスユニットにおけるＱ値（Ｙ色）の１０点標準偏差の経時変化を示すグラフ。
【図２５】正常な状態から故障状態に推移する際の同プロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフ。
【図２６】正常な状態から故障状態に推移する際の同プロセスユニットにおけるＱ値の１０点標準偏差の経時変化を示すグラフ。
【図２７】ユニットに対する保守作業が行われる前後の同プロセスユニットにおけるＱ値の経時変化を示すグラフ。
【図２８】ユニットに対する保守作業が行われる前後の同プロセスユニットにおけるＱ値の１０点標準偏差の経時変化を示すグラフ。
【図２９】同カラー画像形成装置に搭載されている故障予測装置の電気回路を示すブロック図。
【図３０】同故障予測装置によって実施される処理フローを示すフローチャート。
【図３１】第１変形例に係るカラー画像形成装置の故障予測装置によって実施される処理フローを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６３】
１：カラー画像形成装置（被検対象）
２０：転写ユニット（作像手段の一部）
３０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ：画像形成部（内部装置、作像手段の一部）
１００：制御部（予測有用情報取得手段、判定手段）
１１１：操作パネル（保守情報取得手段）
１１２：表示部（報知手段）
１２０：故障予測装置
１２０ａ：データ取得部（予測有用情報取得手段）
１２０ｂ：判定部（判定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
故障予測に有用な予測有用情報を被検対象から所定の周期で取得する予測有用情報取得手段と、該予測有用情報取得手段によって取得された予測有用情報について、過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定し、且つ判定結果に基づいて、該被検対象についてもうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定する判定手段と、該判定手段によってもうすぐ故障が発生する旨の判定がなされた場合にその旨を報知する報知手段とを備える故障予測装置において、
上記被検対象に対して保守作業が行われたか否かの保守情報を取得する保守情報取得手段を設けるとともに、
保守作業が行われた旨の保守情報が該保守情報取得手段によって取得された場合には、その後の一定期間に、上記予測有用情報の挙動にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行うように、上記判定手段を構成したことを特徴とする故障予測装置。
【請求項２】
請求項１の故障予測装置において、
上記予測有用情報として、複数種類のものをそれぞれ上記所定の周期で取得するように、上記予測有用情報取得手段を構成するとともに、
複数種類の予測有用情報についてそれぞれ過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定し、それぞれの判定結果に対してそれぞれ個別の重み付け処理を施した結果に基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するように、上記判定手段を構成したことを特徴とする故障予測装置。
【請求項３】
請求項１又は２の故障予測装置において、
上記被検対象を構成する複数の部品又は内部装置からそれぞれ、上記予測有用情報を取得するように上記予測有用情報取得手段を構成し、
それら複数の部品又は内部装置についてそれぞれ、固有の予測有用情報及び上記保守情報に基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定する処理を個別に行うように、上記判定手段を構成し、
且つ、それら複数の部品又は内部装置について、もうすぐ故障が発生する旨の情報をそれぞれ個別に報知するように、上記報知手段を構成したことを特徴とする故障予測装置。
【請求項４】
請求項３の故障予測装置において、
複数の上記部品又は内部装置のうち、他の部品又は内部装置に対する保守作業によって自らの上記予測有用情報に影響を受けてしまうものについては、そのもの自体についての上記保守情報に加えて、該他の部品又は内部装置についての上記保守情報にも基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するように、上記判定手段を構成したことを特徴とする故障予測装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかの故障予測装置において、
上記予測有用情報について、過去の所定回数分の取得結果に基づいて過去の挙動を把握し、且つ、保守作業が行われた旨の保守情報が取得された場合には、その後、該予測有用情報が該所定回数分だけ取得されるまでの期間を上記一定期間とする処理を実施するように、上記判定手段を構成したことを特徴とする故障予測装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかの故障予測装置において、
画像形成装置を被検対象にすることを特徴とする故障予測装置。
【請求項７】
請求項６の故障予測装置において、
上記所定の周期として、上記画像形成装置によって所定回数の画像形成動作が行われる毎の周期を用いるように、上記予測有用情報取得手段を構成したことを特徴とする故障予測装置。
【請求項８】
画像情報に基づいて記録体に画像を形成する作像手段を備える画像形成装置において、
自らを被検対象にする請求項６又は７の故障予測装置を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
故障予測に有用な予測有用情報を被検対象から所定の周期で取得する予測有用情報取得手段と、該予測有用情報取得手段によって取得された予測有用情報について、過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定し、且つ判定結果に基づいて、該被検対象についてもうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定する判定手段と、該判定手段によってもうすぐ故障が発生する旨の判定がなされた場合にその旨を報知する報知手段とを備える故障予測装置において、
上記被検対象に対して保守作業が行われたか否かの保守情報を取得する保守情報取得手段を設けるとともに、
保守作業が行われた旨の保守情報が該保守情報取得手段によって取得された場合には、その後の一定期間に、上記予測有用情報の挙動にかかわらず、まだ故障が発生しない旨の判定を行うように、上記判定手段を構成したことを特徴とする故障予測装置。
【請求項２】
請求項１の故障予測装置において、
上記予測有用情報として、複数種類のものをそれぞれ上記所定の周期で取得するように、上記予測有用情報取得手段を構成するとともに、
複数種類の予測有用情報についてそれぞれ過去の挙動に対して特異な動きをしているか否かを判定し、それぞれの判定結果に対してそれぞれ個別の重み付け処理を施した結果に基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するように、上記判定手段を構成したことを特徴とする故障予測装置。
【請求項３】
請求項１又は２の故障予測装置において、
上記被検対象を構成する複数の部品又は内部装置からそれぞれ、上記予測有用情報を取得するように上記予測有用情報取得手段を構成し、
それら複数の部品又は内部装置についてそれぞれ、固有の予測有用情報及び上記保守情報に基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定する処理を個別に行うように、上記判定手段を構成し、
且つ、それら複数の部品又は内部装置について、もうすぐ故障が発生する旨の情報をそれぞれ個別に報知するように、上記報知手段を構成したことを特徴とする故障予測装置。
【請求項４】
請求項３の故障予測装置において、
複数の上記部品又は内部装置のうち、他の部品又は内部装置に対する保守作業によって自らの上記予測有用情報に影響を受けてしまうものについては、そのもの自体についての上記保守情報に加えて、該他の部品又は内部装置についての上記保守情報にも基づいて、もうすぐ故障が発生するのか、あるいはまだ故障が発生しないのか、の何れであるのかを判定するように、上記判定手段を構成したことを特徴とする故障予測装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかの故障予測装置において、
上記予測有用情報について、過去の所定回数分の取得結果に基づいて過去の挙動を把握し、且つ、保守作業が行われた旨の保守情報が取得された場合には、その後、該予測有用情報が該所定回数分だけ取得されるまでの期間を上記一定期間とする処理を実施するように、上記判定手段を構成したことを特徴とする故障予測装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかの故障予測装置において、
画像形成装置を被検対象にすることを特徴とする故障予測装置。
【請求項７】
請求項６の故障予測装置において、
上記所定の周期として、上記画像形成装置によって所定回数の画像形成動作が行われる毎の周期を用いるように、上記予測有用情報取得手段を構成したことを特徴とする故障予測装置。
【請求項８】
画像情報に基づいて記録体に画像を形成する作像手段を備える画像形成装置において、
自らを被検対象にする請求項６又は７の故障予測装置を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【公開番号】特開２０１０−１０１９４８（Ｐ２０１０−１０１９４８Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７０８１４（Ｐ２００８−２７０８１４）
【出願日】平成２０年１０月２１日（２００８．１０．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２１日（２００８．１０．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]