(57)【要約】【課題】複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の定着部の故障に関する故障診断装置、故障診断方法、かかる故障診断装置あるいはかかる故障診断方法によりかかる故障を診断される画像形成装置、かかる故障診断方法を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記録媒体の提供。【解決手段】画像形成装置１００の定着部の用紙搬送時間を取得する用紙搬送時間取得手段によって取得されたかかる用紙搬送時間を記録する用紙搬送時間記録手段によって記録された複数のかかる用紙搬送時間の平均を示す第１の特徴量を算出する第１の特徴量算出手段１１３と、かかる複数の用紙搬送時間のばらつきを示す第２の特徴量を算出する第２の特徴量算出手段１１３と、第１の特徴量と第２の特徴量とを用いて、定着部の障害の原因の推定を含んだ故障を診断する診断手段１１３とを用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置の定着部の障害に関する故障診断装置であって、
前記定着部の用紙搬送時間を取得する用紙搬送時間取得手段によって取得された前記用紙搬送時間を記録する用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間の平均を示す第１の特徴量を算出する第１の特徴量算出手段と、
前記用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間のばらつきを示す第２の特徴量を算出する第２の特徴量算出手段と、
少なくとも第１の特徴量算出手段によって算出された第１の特徴量と第２の特徴量算出手段によって算出された第２の特徴量とを用いて、前記定着部の障害の原因の推定を含んだ故障を診断する診断手段とを有する故障診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の故障診断装置において、
前記用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間の中の最大遅れ時間を示す第３の特徴量を算出する第３の特徴量算出手段を有し、
前記診断手段は、少なくとも第１の特徴量算出手段によって算出された第１の特徴量と第２の特徴量算出手段によって算出された第２の特徴量と第３の特徴量算出手段によって算出された第３の特徴量とを用いて、前記故障を診断することを特徴とする故障診断装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の故障診断装置において、
前記診断手段は、前記故障の予備的な診断結果を算出するための、ブースティング法を用いて作成されたスタンプ弱判別器を備えていることを特徴とする故障診断装置。
【請求項４】
請求項３記載の故障診断装置において、
前記診断手段は、前記スタンプ弱判別器によって算出した前記診断結果を用いて重み付き多数決を行なって前記故障を診断するための重み付き多数決計算手段を有することを特徴とする故障診断装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載の故障診断装置において、
前記診断手段は、診断する故障が前記定着部に備えられた定着駆動ギアの破損に関することを特徴とする故障診断装置。
【請求項６】
画像形成装置の定着部の障害に関する故障診断方法であって、
前記定着部の用紙搬送時間を取得する用紙搬送時間取得手段によって取得された前記用紙搬送時間を記録する用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間の平均を示す第１の特徴量を算出する第１の特徴量算出手段と、
前記用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間のばらつきを示す第２の特徴量を算出する第２の特徴量算出手段と、
少なくとも第１の特徴量算出手段によって算出された第１の特徴量と第２の特徴量算出手段によって算出された第２の特徴量とを用いて、前記定着部の障害の原因の推定を含んだ故障を診断する診断手段とを用いる故障診断方法。
【請求項７】
前記用紙搬送時間取得手段を有し、請求項１ないし５の何れか１つに記載の故障診断装置、または、請求項６記載の故障診断方法により、前記故障を診断される画像形成装置。
【請求項８】
請求項６記載の故障診断方法を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の故障、特に定着部の故障に関する故障診断装置、故障診断方法、かかる故障診断装置あるいはかかる故障診断方法によりかかる故障を診断される画像形成装置、かかる故障診断方法を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、多くのユニットあるいは部品で構成されている。これらユニット等の故障や寿命により画像形成装置の異常が起きた場合には、その交換を行うなどの修理やメンテナンスを行う必要がある。修理等を施す間は、画像形成装置の一部、あるいは全ての機能を停止させる必要があるが、修理等を行なうにあたって、異常の原因を突き止めるために、長時間を要することもあり、ユーザは、修理等の正味時間のみならず、この間も、画像形成装置の使用ができなくなるという不便を被るという問題がある。これは異常の起きる前に異常が起こりうる部分についてメンテナンスを施す場合も同様に生じる問題である。この問題を解決するには、画像形成装置の異常がどこで起きているのかもしくは起こるのか診断し、メンテナンス等を施すことにより、ダウンタイムを低減することが望まれる。
【０００３】
この点、従来より、故障箇所を推定する技術（たとえば、〔特許文献１〕参照）、故障箇所や故障を起こす可能性のある箇所の候補を抽出する技術（たとえば、〔特許文献２〕参照）、装置の異常状態の有無を判別したり、装置の故障の発生を予測したりする技術（たとえば、〔特許文献３〕参照）などが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、かかる画像形成装置に備えられている定着部について、その障害の原因を推定する技術は未だ提案されていない。定着部に関係する不具合や故障は、様々な原因が考えられるため、メンテナンスを行う時間が長時間化する傾向が強いとともに、原因とは異なる箇所の不要なメンテナンスを行なってしまう可能性がある。よって、定着部の故障の原因を推定してメンテナンス等によるダウンタイムを軽減することは重要である。
【０００５】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の定着部の故障に関する故障診断装置、故障診断方法、かかる故障診断装置あるいはかかる故障診断方法によりかかる故障を診断される画像形成装置、かかる故障診断方法を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、画像形成装置の定着部の障害に関する故障診断装置であって、前記定着部の用紙搬送時間を取得する用紙搬送時間取得手段によって取得された前記用紙搬送時間を記録する用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間の平均を示す第１の特徴量を算出する第１の特徴量算出手段と、前記用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間のばらつきを示す第２の特徴量を算出する第２の特徴量算出手段と、少なくとも第１の特徴量算出手段によって算出された第１の特徴量と第２の特徴量算出手段によって算出された第２の特徴量とを用いて、前記定着部の障害の原因の推定を含んだ故障を診断する診断手段とを有する故障診断装置にある。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の故障診断装置において、前記用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間の中の最大遅れ時間を示す第３の特徴量を算出する第３の特徴量算出手段を有し、前記診断手段は、少なくとも第１の特徴量算出手段によって算出された第１の特徴量と第２の特徴量算出手段によって算出された第２の特徴量と第３の特徴量算出手段によって算出された第３の特徴量とを用いて、前記故障を診断することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の故障診断装置において、前記診断手段は、前記故障の予備的な診断結果を算出するための、ブースティング法を用いて作成されたスタンプ弱判別器を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の故障診断装置において、前記診断手段は、前記スタンプ弱判別器によって算出した前記診断結果を用いて重み付き多数決を行なって前記故障を診断するための重み付き多数決計算手段を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の故障診断装置において、前記診断手段は、診断する故障が前記定着部に備えられた定着駆動ギアの破損に関することを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、画像形成装置の定着部の障害に関する故障診断方法であって、前記定着部の用紙搬送時間を取得する用紙搬送時間取得手段によって取得された前記用紙搬送時間を記録する用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間の平均を示す第１の特徴量を算出する第１の特徴量算出手段と、前記用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間のばらつきを示す第２の特徴量を算出する第２の特徴量算出手段と、少なくとも第１の特徴量算出手段によって算出された第１の特徴量と第２の特徴量算出手段によって算出された第２の特徴量とを用いて、前記定着部の障害の原因の推定を含んだ故障を診断する診断手段とを用いる故障診断方法にある。
【００１２】
請求項７記載の発明は、前記用紙搬送時間取得手段を有し、請求項１ないし５の何れか１つに記載の故障診断装置、または、請求項６記載の故障診断方法により、前記故障を診断される画像形成装置にある。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の故障診断方法を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記録媒体にある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、画像形成装置の定着部の障害に関する故障診断装置であって、前記定着部の用紙搬送時間を取得する用紙搬送時間取得手段によって取得された前記用紙搬送時間を記録する用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間の平均を示す第１の特徴量を算出する第１の特徴量算出手段と、前記用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間のばらつきを示す第２の特徴量を算出する第２の特徴量算出手段と、少なくとも第１の特徴量算出手段によって算出された第１の特徴量と第２の特徴量算出手段によって算出された第２の特徴量とを用いて、前記定着部の障害の原因の推定を含んだ故障を診断する診断手段とを有する故障診断装置にあるので、故障の診断が障害の原因の推定を含むため、故障の診断が行われたときの修理やメンテナンスが容易化可能であり、またこれによりダウンタイムを軽減可能な、信頼性の高い故障診断装置を提供することができる。
【００１５】
前記用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間の中の最大遅れ時間を示す第３の特徴量を算出する第３の特徴量算出手段を有し、前記診断手段は、少なくとも第１の特徴量算出手段によって算出された第１の特徴量と第２の特徴量算出手段によって算出された第２の特徴量と第３の特徴量算出手段によって算出された第３の特徴量とを用いて、前記故障を診断することとすれば、故障の診断に第１の特徴量、第２の特徴量のみならず第３の特徴量が用いられ、故障の診断が障害の原因の推定を含むとともに、故障の診断精度が向上するため、故障の診断が行われたときの修理やメンテナンスがより容易化可能であり、またこれによりダウンタイムをより軽減可能な、信頼性の高い故障診断装置を提供することができる。
【００１６】
前記診断手段は、前記故障の予備的な診断結果を算出するための、ブースティング法を用いて作成されたスタンプ弱判別器を備えていることとすれば、故障の診断を高速且つ高精度で行うことができるとともに、故障の診断が障害の原因の推定を含むため、故障の診断が行われたときの修理やメンテナンスがより容易化可能であり、またこれによりダウンタイムをより軽減可能な、信頼性の高い故障診断装置を提供することができる。
【００１７】
前記診断手段は、前記スタンプ弱判別器によって算出した前記診断結果を用いて重み付き多数決を行なって前記故障を診断するための重み付き多数決計算手段を有することとすれば、故障の診断をより高速且つ高精度で行うことができるとともに、故障の診断が障害の原因の推定を含むため、故障の診断が行われたときの修理やメンテナンスがさらに容易化可能であり、またこれによりダウンタイムをさらに軽減可能な、信頼性の高い故障診断装置を提供することができる。
【００１８】
前記診断手段は、診断する故障が前記定着部に備えられた定着駆動ギアの破損に関することとすれば、故障の診断が障害の原因である定着駆動ギアの破損発生の推定を含むため、定着駆動ギアが定着部を配設する対象に設けられており定着部の通常の交換では故障が治らないような場合でも、定着駆動ギアが破損している場合にはこれが分かるためにピンポイントで修理等を行うことが可能となるから、故障の診断が行われたときの修理やメンテナンスがより容易化可能であり、またこれによりダウンタイムをより軽減可能な、信頼性の高い故障診断装置を提供することができる。
【００１９】
本発明は、画像形成装置の定着部の障害に関する故障診断方法であって、前記定着部の用紙搬送時間を取得する用紙搬送時間取得手段によって取得された前記用紙搬送時間を記録する用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間の平均を示す第１の特徴量を算出する第１の特徴量算出手段と、前記用紙搬送時間記録手段によって記録された複数の前記用紙搬送時間のばらつきを示す第２の特徴量を算出する第２の特徴量算出手段と、少なくとも第１の特徴量算出手段によって算出された第１の特徴量と第２の特徴量算出手段によって算出された第２の特徴量とを用いて、前記定着部の障害の原因の推定を含んだ故障を診断する診断手段とを用いる故障診断方法にあるので、故障の診断が障害の原因の推定を含むため、故障の診断が行われたときの修理やメンテナンスが容易化可能であり、またこれによりダウンタイムを軽減可能な、信頼性の高い故障診断方法を提供することができる。
【００２０】
本発明は、前記用紙搬送時間取得手段を有し、かかる故障診断装置、または、かかる故障診断方法により、前記故障を診断される画像形成装置にあるので、定着部の故障の診断が障害の原因の推定を含むため、定着部の故障の診断が行われたときの修理やメンテナンスが容易化可能であり、またこれによりダウンタイムを軽減可能な、信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。
【００２１】
本発明は、かかる故障診断方法を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記録媒体にあるので、故障の診断が障害の原因の推定を含むため、故障の診断が行われたときの修理やメンテナンスが容易化可能であり、またこれによりダウンタイムを軽減可能な、信頼性の高い故障診断方法を実現するためのプログラムを提供できる記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用した故障診断装置の概略を示した制御ブロック図である。
【図２】図１に示した画像形成装置の概略正面図である。
【図３】図２に示した画像形成装置に備えられた定着部の構成及び故障診断装置を示した制御ブロック図である。
【図４】第１ないし第３の特徴量が定着部の故障の診断に有効であることを示す相関図である。
【図５】第１ないし第３の特徴量を用いて作成した診断手段において、同診断手段を作成するのに用いたかかる特徴量を用いて定着部の故障の診断を行った結果を示す相関図である。
【図６】第１ないし第３の特徴量を用いて作成した診断手段において、同診断手段を作成するのに用いたのと異なる第１ないし第３の特徴量を用いて定着部の故障の診断を行った結果を示す相関図である。
【図７】本発明を適用した故障診断装置を備えた画像形成装置の一部の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１に本発明を適用した故障診断システムの概略を示す。
故障診断システム１は、本発明を適用した故障診断装置１１０と、故障診断装置１１０による故障診断対象である複数の画像形成装置１００と、複数の画像形成装置１００のうち所定のエリア内にある画像形成装置１００同士を接続した第１のネットワークである複数のＬＡＮ１２０と、複数のＬＡＮ１２０と故障診断装置１１０とを接続した第２のネットワークであるインターネット１３０とを有している。
【００２４】
故障診断システム１はまた、故障診断装置１１０の操作及び保守・管理、並びに、画像形成装置１００の保守・管理等を行う管理者等のオペレータである操作者が操作する操作端末としての端末であるＰＣ１４０と、故障診断装置１１０とＰＣ１４０とを接続した第３のネットワークであるＬＡＮ１５０とを有している。
【００２５】
故障診断装置１１０は、ＰＣ１４０に対するサーバとして構成されている。その他、故障診断装置１１０の詳細については後述する。
ＬＡＮ１２０は、画像形成装置１００が接続されているとともにインターネット１３０が接続されたＨＵＢ部１２１を備えている。ただし、ＬＡＮ１２０、ＨＵＢ部１２１、インターネット１３０は必須でなく、適宜組み合わせて用いられるものであって、画像形成装置１００がインターネット１３０あるいは故障診断装置１１０に直接接続されていても良いし、ＬＡＮ１２０が故障診断装置１１０に直接接続されていても良い。ＬＡＮ１２０とＬＡＮ１５０とは同一のものであっても良い。
【００２６】
図２に画像形成装置１００の概略を示す。画像形成装置１００は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であってフルカラーの画像形成を行うことができるようになっている。画像形成装置１００は、プリンタ、ファクシミリとして用いられる場合には、ＬＡＮ１２０あるいは電話回線等、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。
【００２７】
画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをも転写材であり記録用紙であるシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。
【００２８】
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体としての潜像担持体である円筒状の感光体ドラム２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃを並設したタンデム構造を採用したタンデム方式すなわちタンデム型のカラー画像形成装置である。
【００２９】
感光体ドラム２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃは、互いに同一径であり、画像形成装置１００の本体９９の内部のほぼ中央部に配設された無端ベルトである中間転写体たる中間転写ベルトとしての転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に、等間隔で並んでいる。転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能となっている。
【００３０】
感光体ドラム２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃは、Ａ１方向の上流側からこの順で並設されている。各感光体ドラム２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃはそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの画像を形成するための、画像形成部としての作像部たる作像手段である画像ステーション６０ＢＫ、６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃに備えられている。
【００３１】
各感光体ドラム２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、記録媒体である転写媒体たる転写紙Ｓに一括転写されるようになっている。
【００３２】
転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃに形成されたトナー像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃのそれぞれに対向する位置に配設された転写チャージャとしての１次転写ローラ１２ＢＫ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして、各感光体ドラム２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃと転写ベルト１１との対向位置である転写位置にて行われる。
【００３３】
画像形成装置１００は、上下方向において中央位置を占める本体９９と、本体９９の上側に位置し原稿を読み取るスキャナとしての読取装置２１と、読取装置２１の上側に位置し原稿を積載され積載された原稿を読取装置２１に向けて送り出すＡＤＦといわれる自動原稿給紙装置２２と、本体９９の下側に位置し感光体ドラム２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃと中間転写ベルト１１との間に向けて搬送される転写紙Ｓを積載した給紙テーブルとしてのシート給送装置２３とを有している。
【００３４】
画像形成装置１００はまた、４つの画像ステーション６０ＢＫ、６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃと、各感光体ドラム２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃの下方に対向して配設され、転写ベルト１１を備えた中間転写装置である中間転写ユニットとしての転写ベルトユニット１０と、転写ベルトユニット１０の下方に対向して配設され、転写ベルト１１上のトナー像を転写紙Ｓに転写する転写手段としての２次転写手段である２次転写装置４７とを有している。
【００３５】
画像形成装置１００はまた、方向Ａ１における２次転写装置４７と画像ステーション６０ＢＫとの間において転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置としての中間転写ベルトクリーニングユニットであるクリーニング装置３２とを有している。
【００３６】
画像形成装置１００はまた、画像ステーション６０ＢＫ、６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃの上方に対向して配設された書き込み手段である光書き込み装置としての潜像形成手段たる光走査装置８と、２次転写装置４７の下方において２次転写装置４７に対向するように配設された中間転写体用廃トナー収納部３４と、クリーニング装置３２と中間転写体用廃トナー収納部３４とを接続した図示しないトナー搬送経路とを有している。
【００３７】
画像形成装置１００はまた、シート給送装置２３から搬送されてきた転写紙Ｓを、画像ステーション６０ＢＫ、６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、転写ベルト１１と２次転写装置４７との間の２次転写部に向けて繰り出すレジストローラ対１３と、転写紙Ｓの先端がレジストローラ対１３に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
【００３８】
画像形成装置１００はまた、トナー像を転写され矢印Ｃ１方向に搬送されることで進入してきた転写紙Ｓに同トナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着手段である定着部たる定着装置６と、定着装置６を経た転写紙Ｓを本体９９の外部に排出する排紙ローラ７と、定着装置６に対向する位置に配設された開閉自在の側板８９とを有している。
【００３９】
画像形成装置１００はまた、本体９９の上部に配設され排紙ローラ７により本体９９の外部に排出された転写紙Ｓを積載する排紙部としての排紙トレイ１７と、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを充填された図示しないトナーボトルとを有している。
【００４０】
画像形成装置１００はまた、図３に示すように、画像形成装置１００の動作等の全般を制御する制御手段としての制御部３６と、ＬＡＮ１２０が接続され制御部３６によって制御されて故障診断装置１１０との通信を行う通信手段としての通信部３７と、ユーザ等のオペレータすなわち操作者が画像形成装置１００の操作を行う等するための操作パネル４０とを備えている。
【００４１】
図２に示すように、画像形成装置１００は、排紙トレイ１７が本体９９の上方でかつ読取装置２１の下側に位置した胴内排紙型の画像形成装置である。排紙トレイ１７上に積載された転写紙Ｓは、同図において左方に対応するＤ１方向下流側に取り出されるようになっている。
【００４２】
転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１の他に、１次転写ローラ１２ＢＫ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃと、中間転写ベルト１１を巻き掛けられた、テンションローラ７２と、中間転写ベルト１１を介してクリーニング装置３２に対向した駆動ローラを兼ねたクリーニング対向ローラ７３と、中間転写ベルト１１を介して２次転写装置４７に対向した従動ローラであり張架ローラである２次転写対向ローラとしての転写入口ローラ７４と、テンションローラ７２をクリーニング対向ローラ７３から離間する方向に付勢したバネ２８と、転写ベルト１１を張架している各ローラすなわちテンションローラ７２、クリーニング対向ローラ７３および転写入口ローラ７４をそれぞれの両側において回転自在に支持するとともに、中間転写ベルト１１を挟むように配置された図示しない一対の中間転写ユニット側板とを有している。
【００４３】
２次転写装置４７は、転写ベルト１１への当接位置において転写ベルト１１と同方向に回転する転写部材としての２次転写対向ローラである２次転写ローラ５と、２次転写ローラ５に接続され、転写ベルト１１に対して２次転写バイアスを印加し、転写ベルト１１上のトナー像を転写紙Ｓに転移させる図示しない高圧電源とを有している。高圧電源によって印可されるバイアス値は制御部３６によって制御されるようになっている。
【００４４】
２次転写ローラ５は、転写ベルト１１を介して転写入口ローラ７４と対向し、中間転写ベルト１１との間に２次転写部を形成している。２次転写ローラ５は、ＳＵＳ等の金属製芯金上に、導電性材料によって抵抗値を調整されたウレタン性の弾性体を被覆することで構成されている。
【００４５】
クリーニング装置３２は、転写入口ローラ７３との対向位置において転写ベルト１１に当接したクリーニングブレードとしての中間転写クリーニングブレード３５を備えており、中間転写クリーニングブレード３５により転写ベルト１１上の転写残トナー、紙粉等の不要物を掻き取ることで転写ベルト１１のクリーニングを行う。
【００４６】
中間転写クリーニングブレード３５は、転写ベルト１１に対してカウンタ当接している。中間転写クリーニングブレード３５によって掻き取られた転写残トナー等の不要物はトナー搬送経路を通り中間転写体用廃トナー収納部３４に収納される。転写ベルト１１の、中間転写クリーニングブレード３５が当接するクリーニングニップ部に該当する部分、あるいは中間転写クリーニングブレード３５のエッジ部、の少なくとも一方は、組み付け時に潤滑剤、トナー、ステアリン酸亜鉛等の塗布剤が塗布されており、クリーニングニップ部における中間転写クリーニングブレード３５の捲れ上がりが防止されているとともに、クリーニングニップ部にダム層を形成することでクリーニング性能を高めている。
【００４７】
光走査装置８は、光源としてレーザダイオードを用いたレーザビームスキャナであって、感光体ドラム２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃの表面によって構成された被走査面をそれぞれ走査して露光し、静電潜像を形成するための、画像信号に基づくレーザービームとしてのレーザー光であるビームＬＢＫ、ＬＹ、ＬＭ、ＬＣを発するものである。光走査装置８は、ＬＥＤを光源としても良い。
【００４８】
光走査装置８は、本体９９に対し着脱自在となっており、離脱時には、画像ステーション６０ＢＫ、６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃにそれぞれ備えられた後述するプロセスカートリッジをそれぞれ独立で本体９９から上方に取り出せるようになっている。
【００４９】
シート給送装置２３は、転写紙Ｓを積載した給紙トレイ１５と、給紙トレイ１５上に積載された転写紙Ｓを送り出す給紙搬送ローラとしての給紙コロ１６とを有している。
【００５０】
読取装置２１は、本体９９の上方に位置し、画像形成装置１００のＤ１方向上流側端部言い換えると画像形成装置１００の奥側に配設された軸２４により本体９９に回動自在に一体化され本体９９に対して開閉可能となっている。
【００５１】
読取装置２１は、Ｄ１方向下流側端部に、読取装置２１を本体９９に対して開くときに把持するための把持部２５を有している。読取装置２１は、軸２４を中心に回動自在であって、把持部２５を把持して上方に回動させることで本体９９に対して開く。本体９９に対する読取装置２１の開放角度はほぼ９０度であり、本体９９内部へのアクセス、読取装置２１を閉じる作業等が容易となっている。
【００５２】
読取装置２１は、原稿を載置するコンタクトガラス２１ａ、コンタクトガラス２１ａに載置された原稿に光を照射する図示しない光源及び光源から原稿に照射され反射された光を反射する図示しない第１の反射体を備え図２における左右方向に走行する第１走行体２１ｂ、第１走行体２１ｂの反射体によって反射された光を反射する図示しない第２の反射体を備えた第２走行体２１ｃ、第２走行体２１ｃからの光を結像するための結像レンズ２１ｄ、結像レンズ２１ｄを経た光を受け原稿の内容を読み取る読み取りセンサ２１ｅ等を備えている。
【００５３】
自動原稿給紙装置２２は、読取装置２１の上方に位置し、画像形成装置１００のＤ１方向上流側端部に配設された軸２６により読取装置２１に回動自在に一体化され読取装置２１に対して開閉可能となっている。
【００５４】
自動原稿給紙装置２２は、Ｄ１方向下流側端部に、自動原稿給紙装置２２を読取装置２１に対して開くときに把持するための把持部２７を有している。自動原稿給紙装置２２は、軸２６を中心に回動自在であって、把持部２７を把持して上方に回動させることで読取装置２１に対して開き、コンタクトガラス２１ａを露出させる。
【００５５】
自動原稿給紙装置２２は原稿を載置する原稿台２２ａと、原稿第２２ａに載置された原稿を給送する、図示しないモータ等を備えた駆動部とを有している。画像形成装置１００を用いて複写を行うときには、原稿を自動原稿給送装置２２の原稿台２２ａにセットするか、自動原稿給送装置２２を上方に向けて回動して手動でコンタクトガラス２１ａ上に原稿を載置してから自動原稿給送装置２２を閉じて原稿をコンタクトガラス２１ａに押圧する。読取装置２１に対する自動原稿給紙装置２２の開放角度はほぼ９０度であり、コンタクトガラス２１ａ上に原稿を載置する作業、コンタクトガラス２１ａのメンテナンス作業等が容易となっている。
【００５６】
図３に示すように、定着装置６は、熱源としての加熱ローラヒータ６１と、加熱ローラヒータ６１を内部に有する加熱ローラ６２と、加熱ローラ６２に巻き掛けられた定着ベルト６４と、加熱ローラ６２とともに定着ベルト６４を巻き掛けた定着ローラ６５と、定着ローラ６５との間で定着ベルト６４に圧接し圧接部である定着ニップ８０を形成する加圧ローラ６３とを有している。
【００５７】
定着装置６はまた、加熱ローラ６２及び定着ローラ６５とともに定着ベルト６４を巻き掛けた補助ローラ７５と、加熱ローラ６２に巻き掛けられている部分の定着ベルト６４の温度を検知する第１のサーミスタ７６及び第１のサーモスタット７７と、加圧ローラ６３の回転方向において定着ニップ８０上流側近傍の加圧ローラ６３の温度を検知する第２のサーミスタ７８及び第２のサーモスタット７９とを有している。
【００５８】
定着装置６はまた、Ｃ１方向において定着ニップ８０の上流側に位置し転写紙Ｓを定着ニップ８０に案内する入口ガイド板８１と、Ｃ１方向において定着ニップ８０の下流側に位置し定着ニップ８０を通過した転写紙Ｓを定着装置６外部に案内し排出する出口ガイド板８２とを有している。
【００５９】
定着装置６はまた、定着装置６内部に進入してきて入口ガイド板８１に案内される転写紙Ｓの先端を検知する定着入口センサ８３と、定着ニップ８０を通過し出口ガイド板８２に案内されて定着装置６外部に排出される転写紙Ｓの先端を検知する定着出口センサ８４と、加熱ローラ６２、加圧ローラ６３、定着ベルト６４、定着ローラ６５及び補助ローラ７５を回転駆動するための、本体９９側に配設された画像形成装置本体側部材としての図示しない定着駆動ギアと、定着装置６に備えられた以上の構成のうち定着駆動ギアを除く構成を囲繞した態様で支持した定着ケース８５とを有している。
【００６０】
定着装置６に備えられた以上の構成のうち定着駆動ギアを除く構成は、本体９９に着脱自在の定着ユニットを形成している。定着装置６は、側板８９を開くと本体９９外部に露出し、定着ユニットが本体９９の外部に取り出し可能となる。このようにユニット化すると、交換部品として取り扱うことが可能となり、また本体９９から取り出した状態での修理等のアクセスが容易化するため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。定着ユニットを本体９９から取り出すと、定着装置６に備えられた以上の構成のうち定着駆動ギアのみが本体９９側に残留するとともに、定着駆動ギアが本体９９外側に向けて露出して定着駆動ギアに対する本体９９外側からのアクセスが容易となり、修理、交換等が容易となる。
【００６１】
定着入口センサ８３、定着出口センサ８４は何れも、反射型のフォトインタラプタによって構成されており、転写紙Ｓが通過しているときの反射光を検知することで転写紙Ｓの先端を検知する。定着入口センサ８３、定着出口センサ８４は何れも、転写紙Ｓを検知している旨の信号を制御部３６に入力する。
【００６２】
第１のサーミスタ７６、第１のサーモスタット７７、第２のサーミスタ７８、第２のサーモスタット７９は、定着ニップ８０を定着に適した温度を保つために用いられるものであって、加熱ローラヒータ６１の駆動制御には、これらの検知した温度が適宜用いられる。
【００６３】
定着装置６は、トナー像を担持した転写紙Ｓを定着ニップ８０に挟み込む態様で通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙Ｓの表面に定着するようになっている。
【００６４】
定着装置６は、転写紙Ｓの種類によって定着時のプロセス速度すなわち定着ローラ６２、加圧ローラ６３、定着ベルト６４、定着ローラ６５及び補助ローラ７５の回転速度を変更する。具体的には紙厚に応じて、紙厚が厚いほどプロセス速度が遅くなるようにし、転写しＳが厚いほど定着ニップ８０を時間を掛けて通過することで、トナー像の定着性を確保している。
【００６５】
制御部３６は、図示を省略するが、ＣＰＵ、及び、メモリとして、画像形成装置１００の動作プログラム及びこの動作プログラムの動作に必要な各種データを記憶した第１の記憶手段としてのＲＯＭ、画像形成装置１００の動作に必要なデータを記憶する第２の記憶手段としてのＲＡＭ等を備えた構成となっている。
【００６６】
制御部３６は、定着入口センサ８３、定着出口センサ８４それぞれからの信号受信開始時刻の差分により、転写紙Ｓの先端が定着入口センサ８３によって検知され始めた時点から定着出口センサ８４によって検知され始めた時点までの所要時間を、定着装置６における用紙搬送時間としてＣＰＵで算出し取得するとともに、ＲＡＭに記憶する。この点、制御部３６は、用紙搬送時間算出手段、用紙搬送時間取得手段、第１の用紙搬送時間記録手段としての用紙搬送時間記録手段として機能する。なお、用紙搬送時間算出手段、用紙搬送時間取得手段は、制御部３６に加えて定着入口センサ８３、定着出口センサ８４を含むものであっても良い。
【００６７】
制御部３６は、画像形成枚数積算値が設定値以上となっている状態において、画像形成装置１００の動作電圧投入直後または画像形成動作が終了したときに、通信部３７を駆動して、用紙搬送時間記録手段としての制御部３６に記憶されている用紙搬送時間を、当該画像形成装置１００を特定して故障診断装置１２０に送信するための通信の要求を故障診断装置１１０に行う。
制御部３６のその余の動作、機能等については後述する。
【００６８】
操作パネル４０は、画像形成枚数等を指定するためのテンキー４１と、画像形成の開始を指示するプリントスタートキー４２と、画像形成装置１００の状態をユーザ等に表示する表示手段としての液晶表示装置４３等を有している。
【００６９】
図２を用いて、画像ステーション６０ＢＫ、６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０ＢＫを備えた画像ステーション６０ＢＫの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像ステーションの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、画像ステーション６０ＢＫの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーションの構成に付し、また詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にＢＫ、Ｙ、Ｍ、Ｃが付されたものはそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。
【００７０】
感光体ドラム２０ＢＫを備えた画像ステーション６０ＢＫは、感光体ドラム２０ＢＫの周囲に、図中時計方向であるその回転方向Ｂ１に沿って、１次転写ローラ１２ＢＫと、感光体ドラム２０ＢＫをクリーニングするためのクリーニング手段としてのクリーニング装置７０ＢＫと、感光体ドラム２０ＢＫを高圧に帯電するための帯電手段である帯電装置としての帯電チャージャたる帯電装置３０ＢＫと、感光体ドラム２０Ｙを現像するための現像手段としての現像器である現像装置５０ＢＫとを有している。
【００７１】
感光体ドラム２０ＢＫと、クリーニング装置７０ＢＫと、帯電装置３０ＢＫと、現像装置５０ＢＫとは一体化されており、プロセスカートリッジを構成している。プロセスカートリッジは本体９９に対して着脱自在となっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことができるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。
【００７２】
感光体ドラム２０ＢＫは周速１２０ｍｍ／ｓで回転駆動される。
帯電装置３０ＢＫは、詳細な図示を省略するブラシローラと、ブラシローラにバイアスを印加する図示しない高圧電源とを有している。ブラシローラは、感光体ドラム２０ＢＫ表面に圧接され、感光体ドラム２０ＢＫに従動回転する。高圧電源は、ブラシローラにＤＣにＡＣを重畳したバイアスを印加するが、ＤＣバイアスを印加しても良い。帯電装置３０ＢＫにより、感光体ドラム２０ＢＫの表面は一様に−５００Ｖに帯電されるようになっている。
【００７３】
現像装置５０ＢＫは、感光体ドラム２０ＢＫに対向する位置に配設された現像ローラ５１ＢＫと、現像ローラ５１ＢＫを回転駆動する駆動源としての図示しない現像ローラ駆動用モータと、現像ローラ５１ＢＫに現像バイアスを印加する図示しない高圧電源とを有している。
【００７４】
現像ローラ５１ＢＫは径φ１２ｍｍであり、駆動ローラ駆動用モータによって線速１６０ｍｍ／ｓで回転駆動される。現像ローラ駆動用モータは制御部３６によって駆動を制御される。現像装置５０ＢＫは、１成分接触現像を行うものであり、現像剤として、正規帯電特性がマイナス極性のトナーを用いている。現像装置５０ＢＫは、新規の状態において、言い換えると初期的に、かかるトナーを１８０ｇ収納している。
【００７５】
以上のような構成の画像形成装置においてフルカラー画像形成を行う場合、操作パネル４０においてプリントスタートキー４２が押下されると、感光体ドラム２０ＢＫは、Ｂ１方向への回転に伴い、帯電装置３０ＢＫにより表面を一様に帯電され、光走査装置８からのビームＬＢＫの露光走査によりブラック色に対応した画像情報に基づく静電潜像を形成される。この静電潜像の形成は、ビームＬＢＫが、紙面垂直方向である主走査方向に走査するとともに、感光体ドラム２０ＢＫのＢ１方向への回転により、感光体ドラム２０ＢＫの円周方向である副走査方向へも走査することによって行われる。
【００７６】
このようにして形成された静電潜像には、現像装置５０ＢＫにより供給される帯電したブラック色のトナーが付着し、ブラック色に現像されて顕像化され、現像により得られたブラック色の可視画像たるトナー像は、１次転写ローラ１２ＢＫによりＡ１方向に移動する転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナー等の異物はクリーニング装置７０ＢＫにより掻き取り除去され備蓄されて、感光体ドラム２０ＢＫは、帯電装置３０ＢＫによる次の帯電に供される。
【００７７】
他の感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃにおいても同様に各色のトナー像が形成等され、形成された各色のトナー像は、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃにより、Ａ１方向に移動する転写ベルト１１上の同じ位置に順次１次転写される。
【００７８】
転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像は、転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ローラ５との対向位置である２次転写部である転写部まで移動し、制御部３６の制御によって２次転写装置４７の高圧電源により所定の大きさの２次転写バイアスが印加されることで、転写部において転写紙Ｓに転移し、２次転写が行われる。
【００７９】
転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙Ｓは、シート給送装置２３から繰り出され、レジストローラ対１３によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト１１上のトナー像の先端部が２次転写ローラ５に対向するタイミングで送り出されたものである。
【００８０】
転写紙Ｓは、すべての色のトナー像を一括転写され、担持すると、転写入口ローラ７４の曲率によって転写ベルト１１から分離され、Ｃ１方向に搬送されて定着装置６に進入し、定着ニップ８０を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、この定着処理により、転写紙Ｓ上に合成カラー画像たるフルカラーのカラー画像が形成される。
【００８１】
定着装置６を通過した定着済みの転写紙Ｓは、排紙ローラ７を経て、排紙トレイ１７上にスタックされる。２次転写を終えた転写ベルト１１は、その都度、クリーニング装置３２によってクリーニングされ、次の１次転写に備える。
【００８２】
このような画像形成装置１００は、故障診断装置１１０により、定着装置６の故障を、後述のようにして診断される。
【００８３】
故障診断装置１１０は、定着装置６の故障を診断するために次のような構成となっている。故障診断装置１１０は、用紙搬送時間取得手段としての制御部３６によって取得され用紙搬送時間記録手段としての制御部３６によって記録された複数の用紙搬送時間を、通信部３７、ＬＡＮ１２０及びインターネット１３０を介して収集するために、インターネット１３０に接続されたデータ収集器１１１と、データ収集器１１１によって収集されたかかる複数の用紙搬送時間を、各画像形成装置１００に対応する形式で記憶し蓄積する第２の用紙搬送時間記録手段としての用紙搬送時間記録手段である状態データベース１１２と、状態データベース１１２に蓄積された各画像形成装置１００における複数の用紙搬送時間を用いて、当該画像形成装置１００の定着装置６の故障を診断する診断手段としての推論エンジン１１３と、ＬＡＮ１５０を介してＰＣ１４０を接続され、データ収集器１１１、状態データベース１１２及び推論エンジン１１３を制御するシステムコントローラ１１４とを有している。
【００８４】
データ収集器１１１は、各画像形成装置１００についてかかる複数の用紙搬送時間を収集するための通信を行う所定の通信機能を有している。データ収集器１１１は、通信部３７からの、上述した、用紙搬送時間記録手段としての制御部３６に記憶されている複数の用紙搬送時間を故障診断装置１２０に送信するための通信の要求を受信するようになっており、かかる要求を受信すると、かかる複数の用紙搬送時間を送信するように当該画像形成装置１００に指示し、当該画像形成装置１００から、かかる複数の用紙搬送時間を一括して受信する。
【００８５】
状態データベース１１２はかかる複数の用紙搬送時間を記憶するための記憶機能を有するものであり、半導体媒体（たとえば、ＲＯＭ、不揮発性メモリ等）、光媒体（たとえば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ−Ｒ等）、磁気媒体（たとえば、ハードディスク、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等によって構成されている。状態データベース１１２は、データ収集器１１１において受信した複数の用紙搬送時間を新たなファイルとして当該画像形成装置１００に対応させて追加記録する。
【００８６】
推論エンジン１１３は、かかる診断を行うための計算を行うＣＰＵ等を備えている。推論エンジン１１３は、定着装置６が故障していると診断すると、サービスエンジニアやユーザへ電子メール等を送信する等して、定着装置６の故障が生じている旨を、その故障が生じた画像形成装置１００を特定して通知する機能も有する。この点については後述する。
【００８７】
システムコントローラ１１４は、かかる制御を行うとともに制御に必要なデータを記憶するために、ＣＰＵ、及び、メモリとして、故障診断装置１１０の動作プログラム及びこの動作プログラムの動作に必要な各種データを記憶した第１の記憶手段としてのＲＯＭ、故障診断装置１１０の動作に必要なデータを記憶する第２の記憶手段としてのＲＡＭ等を備えている。
【００８８】
故障診断装置１１０は、次に述べる状態判別方法により、各画像形成装置１００における定着装置６の故障を診断する故障診断方法を行う。
【００８９】
［状態判別方法の説明］
故障状態は正常なときには安定していたデータの経時変化が様々な形で特異な不安定な動きを示したことによって捉えられると考える。
故障診断装置１１０は、故障状態判定の対象データとして、推論エンジン１１３において次のようにして算出された第１ないし第３の特徴量を用いる。
【００９０】
第１の特徴量は、用紙搬送時間取得手段としての制御部３６によって取得され用紙搬送時間記録手段としての制御部３６によって記録された複数の用紙搬送時間であって状態データベース１１２に記録された当該画像形成装置１００における複数の用紙搬送時間の平均を示すものであり、かかる複数の用紙搬送時間の平均時間として推論エンジン１１３により算出される。この点、推論エンジン１１３は、かかる第１の特徴量を算出する第１の特徴量算出手段、平均値算出手段として機能する。
【００９１】
第２の特徴量は、用紙搬送時間取得手段としての制御部３６によって取得され用紙搬送時間記録手段としての制御部３６によって記録された複数の用紙搬送時間であって状態データベース１１２に記録された当該画像形成装置１００における複数の用紙搬送時間のばらつきを示すものであり、かかる複数の用紙搬送時間の標準偏差として推論エンジン１１３により算出される。この点、推論エンジン１１３は、かかる第２の特徴量を算出する第２の特徴量算出手段、ばらつき算出手段、標準偏差算出手段として機能する。第２の特徴量は、かかる複数の用紙搬送時間の分散であってもよく、この場合、推論エンジン１１３は分散算出手段として機能する。
【００９２】
第３の特徴量は、用紙搬送時間取得手段としての制御部３６によって取得され用紙搬送時間記録手段としての制御部３６によって記録された複数の用紙搬送時間であって状態データベース１１２に記録された当該画像形成装置１００における複数の用紙搬送時間の最大遅れ時間を示すものであり、かかる複数の用紙搬送時間の最大値として推論エンジン１１３により算出、具体的には選択される。この点、推論エンジン１１３は、かかる第３の特徴量を算出する第３の特徴量算出手段、最大値算出手段として機能する。
【００９３】
第１ないし第３の特徴量が互いに同じ複数の搬送時間から算出された場合、この第１ないし第３の特徴量によって構成される３つの値の組は、当該画像形成装置１００におけるコンディションデータＣを構成する。コンディションデータＣは、後述するように時系列上で漸次ずらした互いに異なる複数の搬送時間に基づいて複数算出され、これによって当該画像形成装置１００におけるコンディションデータセットＣ１〜Ｃｎが構成される。コンディションデータセットＣ１〜Ｃｎは当該画像形成装置１００におけるコンディションデータＣの時間的変化、言い換えると当該画像形成装置１００における第１ないし第３の特徴量の時間的変化を示す。
【００９４】
診断手段としての推論エンジン１１３は、コンディションデータセットＣ１〜Ｃｎを用いて、次のように、各画像形成装置１００ごとに、当該画像形成装置１００に備えられている定着装置６の故障を診断する。
【００９５】
コンディションデータセットＣ１〜Ｃｎは、後述のようにして作成され推論エンジン１１３によって構成された判別器に送られ、判別器としての推論エンジン１１３によって定着装置６が故障しているか否かの予備的な診断結果が算出される。
具体的には、判別器としての推論エンジン１１３は、各コンディションデータＣを構成する各特徴量についてそれぞれ、次の（１）式に基づいて、正常であるか、異常であるかを判別し、正常である場合と異常である場合とで互いに異なるＯｕｔｉ値、ここでは１又は−１を付与する。（１）式において、ｉ＝１〜ｎである。また（１）式において、ｂｉ、ｓｇｎｉはそれぞれ後述するブースティング法を用いて定められる判定条件であって、ｂｉは各コンディションデータＣｉを構成する各特徴量についての閾値であり、ｓｇｎｉは各コンディションデータＣｉを構成する各特徴量についての判別極性である。つまり判別器は、特徴量計算結果であるコンディションデータセットＣ１〜Ｃｎの各々について作成される。
【００９６】
【数１】
2011017948.tif 000003
【００９７】
この予備的は判別は、故障診断をする上で決定的な要素にはならないので、このときの判別は弱判別処理と呼ばれる。この点、推論エンジン１１３によって構成されているかかる判別器はスタンプ弱判別器といわれる弱判別器となっている。また、診断手段としての制御部３６は、予備的診断結果算出手段、弱判別処理手段として機能する。
【００９８】
診断手段として機能する推論エンジン１１３は、Ｏｕｔｉ値を用い、次の（２）式に基づいて、定着装置６が正常な状態か故障状態かの判別を行う判別器を構成する。
具体的には、この判別器は、（２）式に示した重み付き多数決によって、重み付き多数決判別結果の投票結果値としての判別指標値Ｆを計算し、０以下ならば故障状態と判別するものである。（２）式において、ｉ＝１〜ｎである。また（２）式において、αｉは後述するブースティング法を用いて定められる重み付き多数決の計算方法であって、各コンディションデータＣｉを構成する各特徴量に積算される値を持ち、各積算値の和によって判別指標値Ｆｉが算出される。この点、診断手段としての推論エンジン１１３は、重み付き多数決計算手段、重み付き多数決判別器、判別指標値算出手段として機能する。
【００９９】
【数２】
2011017948.tif 000004
【０１００】
なお、弱判別器としてのスタンプ判別器は、ＣＰＵ演算が極めて高速に行えるメリットがあり、しかも重み付き多数決を用いる本方法では十分な精度が得られるので精度良くコストをかけずに故障状態判別技術を実現するには大変好適である。
【０１０１】
ブースティング法について説明する。ブースティング法は教師付き学習アルゴリズムであって、数理科学、Ｎｏ．４８９，ＭＡＲＣＨ、２００４「統計的パタン識別の情報幾何」に詳しいが、一般に知られた方法であるためここでの説明を省略する。
【０１０２】
ブースティング法を用いてｂｉ、ｓｇｎｉ、αｉを定めるべく、まず正常な状態であると予め分かっている場合におけるコンディションデータと、故障状態あるいは故障予兆状態にあると分かっている場合におけるコンディションデータとを作成する。そのため、図２に示したカラー画像形成装置と同様の構成の試験機を用意し、このプリント試験機を用いて、テスト画像を連続して出力する連続プリントを実施し、用紙搬送時間を順次記録した。なお、用紙種類により用紙搬送時間が異なることに起因して故障状態にあるとの誤検知がなされないようにするために、薄紙から厚紙まで複数種類の紙を実験に用いた。
【０１０３】
本実験で対象とした定着装置６の障害、故障は、定着ジャムの頻発の原因となる定着駆動ギアの破損である。
図４に、定着駆動ギアの破損による定着ジャムが頻発した時期を含む用紙搬送時間の時系列データを示す。同図において、横軸は定着枚数（ｋｐ）、縦軸は特徴量（ｍｓ）である。縦軸に関し、同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、第１の特徴量である用紙搬送時間の平均値、第２の特徴量である用紙搬送時間の標準偏差、第３の特徴量である用紙搬送時間の最大遅れ時間を縦軸としている。これら特徴量の算出及びプロットは、たとえば、１〜１０（ｋｐ）の定着にそれぞれ要した用紙搬送時間を用いて平均値、標準偏差、最大遅れ時間を算出し、算出したこれらの値を１（ｋｐ）の部分にプロットし、次に２〜１１（ｋｐ）の定着にそれぞれ要した用紙搬送時間を用いて平均値、標準偏差、最大遅れ時間を算出し、算出したこれらの値を２（ｋｐ）の部分にプロットし、・・・最後に２０００〜２００９（ｋｐ）の定着にそれぞれ要した用紙搬送時間を用いて平均値、標準偏差、最大遅れ時間を算出し、算出したこれらの値を２０００（ｋｐ）の部分にプロットする、というように繰り返し行う。
【０１０４】
同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の何れにおいても、１３７０ｋｐ付近の突然大きな値を示している領域が定着駆動ギア破損による定着ジャム頻発時期に一致した。よって、第１〜第３の特徴量が、定着駆動ギアの破損による定着装置６の故障診断に用いるのに適していることが分かる。
【０１０５】
なお、実験に複数種類の紙を用いたことは同図（ａ）に良く現れている。すなわち、同図（ａ）において１〜２００（ｋｐ）付近（厚紙通紙）と、２００〜６００ないし９００（ｋｐ）付近（中厚紙通紙）と、６００ないし９００〜２０００（ｋｐ）付近（薄紙通紙）との互いの境界で、用紙搬送時間の平均値が比較的顕著に階段状に変化しているが、これは主に用紙種類の変更によって生じたものである。これに対し、同図（ｂ）、（ｃ）においては、かかる変化は現れていない。そのため、第１の特徴量に加えて第２、第３の特徴量を用いることで、用紙種類の変更によって誤った故障判別がなされることが排除される。
【０１０６】
上述のようにして算出した特徴量からなるコンディションデータを、ブースティング法による学習すなわちｂｉ、ｓｇｎｉ、αｉの作成と、同法によるテストすなわち作成されたｂｉ、ｓｇｎｉ、αｉの効果確認とに適用するために、故障時期に相当するコンディションデータが、学習用データとテスト用データのどちらにも含まれるようランダムに振り分け、これによって作成された特徴量の変化すなわち各コンディションデータセットをそれぞれ学習用コンディションデータセット、テスト用コンディションデータセットとした。
【０１０７】
次いで、ブースティング法による学習を行うにあたって、学習用コンディションデータセットの特徴量の変化をプリント枚数積算値を横軸とするグラフで表し、目視により異常期間の推定を行い、学習用コンディションデータセットの異常期間に該当する区間のラベルすなわちＯｕｔｉを−１（故障期間）、それ以外のラベルすなわちＯｕｔｉを１（正常期間）と与え、ブースティングによる１００回の繰り返し学習を行わせ、ｂ１〜ｂ１００、ｓｇｎ１〜ｓｇｎ１００、α１〜α１００を決定した。なお、ブースティングによる１００回の繰り返し学習を行わせるために、学習には、１００個のコンディションデータを用いている。
【０１０８】
学習に用いたデータを使ってＦ値を計算した結果を図５に示す。ラベルのついた教師付きデータは適切に学習が行われ、これによって故障期間該当部分だけがＦ値でマイナスに変化する弱判別器と重み付き多数決による判別器が生成されたことが確認された。次に、テスト用コンディションデータセットを用いて、かかる弱判別器及び重み付き多数決による判別器の精度を検証した結果を図６に示す。テストにも、学習用コンディションデータセットと同様、１００個のコンディションデータセットを用いている。先に決定したｂ、ｓｇｎ、αによって演算を行う判別器出力Ｆ値は意図した通り同様の定着駆動ギア破損による定着ジャムが頻発する時期にマイナスに変化しており、故障を精度良く捉えていることが確認された。
【０１０９】
したがって、故障診断装置１１０では、推論エンジン１１３に、予め上述のようにして作成したｂｉ、ｓｇｎｉ、αｉを用いた判別器としての機能を持たせるとともに、その他上述の各手段として機能させることで、上述した画像形成動作を繰り返し行うときに、Ｆ値がマイナスの値を示したことに基づき、定着装置６の故障、特に定着駆動ギアの破損という、定着装置６の障害の原因の推定、あるいは特定、あるいはかかる推定による特定を含んだ、定着装置６の故障を診断し、検出することが可能となる。
【０１１０】
一般的に、定着装置に関係する不具合、障害や故障は、その原因が多種多様のため、故障原因の推定等は、修理やメンテナンスを行う時間の短縮化や、故障原因とは異なる箇所の不要な修理等の抑制に極めて有効であって、本発明の適用は、定着装置６の障害の原因を推定して修理等によるダウンタイムの軽減に非常に有効である。
【０１１１】
本形態では、定着装置６の障害の原因の推定等を、定着駆動ギアの破損に限っているが、上述のように、一般に定着装置に関する不具合や故障の原因は多種多様のため、より多くの故障原因について、推論エンジン１１３に、上述と同様にして作成されるｂｉ、ｓｇｎｉ、αｉを用いた判別器としての機能を持たせるとともに、その他上述の各手段と同様の手段として機能させ、故障診断装置１１０を形成すれば、さらに多種の、定着装置６の障害の原因の推定を含んだ故障の診断が可能となり、故障原因とは異なる箇所の不要な修理等の抑制により有効となり、修理等によるダウンタイムの軽減により有効となる。
【０１１２】
また、上述のようにして作成されるｂｉ、ｓｇｎｉ、αｉの値を調整することで、故障の診断には、実際に故障が発生していることの診断のみならず、故障が近々発生することの予期、予測すなわち故障の予兆を含めた故障の診断を行なうことも可能であり、故障診断装置１１０においてはｂｉ、ｓｇｎｉ、αｉの値がそのように設定されている。
【０１１３】
すでに簡略に述べたように、推論エンジン１１３は、定着装置６が故障と診断された場合に故障が生じた画像形成装置１００を特定してその旨をサービスエンジニア、ユーザ等に電子メール等にて通知する。この点、推論エンジン１１３は、アラーム発信手段として機能する。アラーム発信手段として機能する推論エンジン１１３は、具体的には、上述の各手段として機能する推論エンジン１１３によって算出されたＦ値がマイナスの値となり定着装置６が故障と診断されたときには、図５、図６に示すように、画像形成装置１００を特定しながら、定着装置６が故障していることに併せて定着装置６の定着駆動ギアが破損している旨、あるいはこれに代えてまたはこれに加えて、かかる故障、破損が近々起こると推定される旨を通知することでアラーム発報を行う。これにより、修理やメンテナンスに要するダウンタイムが上述のように軽減される。電子メール等を受信してサービスエンジニア等にかかる旨を通知して報知するＰＣ等の端末等は報知手段として機能する。
【０１１４】
なお、アラーム発信手段としての機能は、推論エンジン１１３でなく、故障診断装置１１０の他の部位、たとえば通信機能を有するデータ収集器１１１に持たせても良い。また、ユーザ等へのかかる旨の通知を、当該画像形成装置１００の液晶表示装置４３に、アラーム発信手段としての推論エンジン１１３あるいはデータ収集器１１１によってインターネット１３０経由で表示させ報知しても良いし、当該画像形成装置１００が、音声等の音を発することが可能なアラーム通報機等を備えている場合にはこれを用いて、同様にして、かかる旨を報知するものであっても良いし、これらを適宜組み合わせても良い。画像形成装置１００においてかかる報知を行う場合、かかる液晶表示装置４３等はかかる旨をユーザ等に報知する報知手段として機能する。
【０１１５】
以上のような、故障診断装置１１０の動作、機能、故障診断方法の実行は、システムコントローラ１１４のメモリに記憶された故障診断プログラムすなわちかかる故障診断方法を実行するためのプログラムの実行によって実現される。この点、システムコントローラ１１４は、故障診断プログラム記憶手段として機能する。
【０１１６】
故障診断プログラム及びこれを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体について説明すると、かかるプログラムは、システムコントローラ１１４のメモリに記憶され、システムコントローラ１１４のＣＰＵまたは推論エンジン１１３のＣＰＵで実行されるものであり、かかるメモリがコンピュータ読取可能な記録媒体に相当する。ただし、かかるプログラムを記憶するコンピュータ読取可能な記録媒体は、半導体媒体（たとえば、ＲＯＭ、不揮発性メモリ等）、光媒体（たとえば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ−Ｒ等）、磁気媒体（たとえば、ハードディスク、磁気テープ、フレキシブルディスク等）の何れでも良い。かかる記録媒体には、かかるプログラムを記憶した外部情報入力装置等におけるサーバコンピュータのハードディスク等の記憶装置も、インターネット、ＬＡＮ等のネットワークで接続された利用者のコンピュータ等を通じてかかるプログラムをダウンロードして配布する場合等においては、これに含まれる。プログラムの実行の態様には、ロードしたプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステム等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述の方法が実現される場合が含まれる。
【０１１７】
この点においては、ＰＣ１４０におけるそのような半導体媒体等の記録媒体も、コンピュータ読取可能な記録媒体に相当する。そして、ＰＣ１４０を操作する操作者は、適宜、状態データベース１１２に記憶されている用紙搬送時間を閲覧等し、当該画像形成装置１００に対する推論エンジン１１３を新たに生成、補正、削除する等して、故障診断装置１１０の更新、保守等を行うことが可能である。
【０１１８】
故障診断装置１１０は、複数台の画像形成装置１００に接続され、これらのそれぞれについて、上述のように、故障の診断を行うことを可能としているものであるから、故障の診断を行う上で用いる上述の各特徴量の演算方法をはじめとするデータ生成方法の改善や、ｂｉ、ｓｇｎｉ、αｉ等の判別定数の改善を一元的且つ確実に行うことが可能であり、故障診断の品質を容易且つ確実に向上することが可能となっている。また、上述のように、比較的ステップ数が少ないブースティング法を用いているため、状態データベース１１２に蓄積している用紙搬送時間に関するデータ量が膨大になっても、診断を適時に高速に行うことが可能となっている。
【０１１９】
故障の診断は、比較的ステップ数が少ない処理によって行われるため、故障診断装置１１０の機能を、制御部３６など、上述の画像形成装置１００自体に実装することも可能であり、この場合は画像形成装置１００が故障診断システム１を構成することとなる。画像形成装置１００において制御部３６が上述の故障診断装置１１０と同様の機能を有する場合の構成例を図７に図示する。同図に示されているように、この構成例では、制御部３６が診断手段、故障診断プログラム記憶手段、アラーム発信手段など、上述の故障診断装置１１０、特に上述の推論エンジン１１３に備えられた各手段、各判別器の機能を持っている。また、故障診断装置としての制御部３６は、用紙搬送時間算出手段、用紙搬送時間取得手段、用紙搬送時間記録手段としての機能も有しているとともに、故障診断方法、故障診断プログラムの実行には、用紙搬送時間算出手段、用紙搬送時間取得手段、用紙搬送時間記録手段が用いられる。
【０１２０】
また、この構成例では、液晶表示装置４３が、定着装置６が故障と診断された場合にその旨をユーザ等に表示して報知するための報知手段として機能するようになっている。具体的には、報知手段として機能する液晶表示装置４３は、制御部３６による制御のもと、故障診断装置として機能する制御部３６によって算出されたＦ値がマイナスの値となり定着装置６が故障と診断されたときには、図５、図６に示すように、定着装置６が故障していることに併せて定着装置６の定着駆動ギアが破損している旨、あるいはこれに代えてまたはこれに加えて、かかる故障、破損が近々起こると推定される旨を表示することでアラーム発報を行う。これにより、修理やメンテナンスに要するダウンタイムが上述のように軽減される。なお、報知手段は、液晶表示装置４３に限らず、音声等の音を発することが可能なアラーム通報機等が画像形成装置１００に備えられている場合にはこれを用いてかかる旨を報知するものであっても良いし、画像形成装置１００が上述のＬＡＮ１２０、インターネット１３０等の通信機能を備えている場合にはこれを用いてサービスエンジニアやユーザへ電子メール等を送信するものであっても良いし、これらを適宜組み合わせても良い。
【０１２１】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１２２】
たとえば、故障の診断に用いる特徴量として、第１及び第２の特徴量のみを用いた場合より診断精度を向上するため、上述の形態では第１ないし第３の特徴量を用いているが、故障の診断に用いる特徴量は第１及び第２の特徴量のみであっても良いし、第３の特徴量として他のたとえば統計的な値を用いても良いし、上述の第１ないし第３の特徴量に加えた他のたとえば統計的な値を用いるようにしても良い。
【０１２３】
図１に示した構成例において、用紙搬送時間取得手段が取得した用紙搬送時間をリアルタイムで故障診断装置に送信して記録するようにすれば、画像形成装置側の用紙搬送時間記録手段を省略することが可能である。
定着部は、上述の定着装置６のようなベルト定着方式による定着装置でなく、ローラ定着方式等の他の方式を採用した他の定着装置であっても良い。
【０１２４】
画像形成装置は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、１つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる１ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。
【０１２５】
画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機でなく、これらの単体であっても良いし、その他、複写機とプリンタとの複合機等の他の組み合わせの複合機であっても良い。
【０１２６】
いずれのタイプの画像形成装置でも、中間転写体を用いず、各色のトナー像を転写材に直接転写する直接転写方式を採用しても良い。この場合、複数の像担持体上のトナー像は、直接、シートに転写される。
【０１２７】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１２８】
６    定着部
３６    故障診断装置、用紙搬送時間取得手段、用紙搬送時間記録手段、第１の特徴量算出手段、第２の特徴量算出手段、第３の特徴量算出手段、診断手段、スタンプ弱判別器、重み付き多数決計算手段、記録媒体
１００    画像形成装置
１１０    故障診断装置
１１３    第１の特徴量算出手段、第２の特徴量算出手段、第３の特徴量算出手段、診断手段、スタンプ弱判別器、重み付き多数決計算手段
１１４    記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２９】
【特許文献１】特開平０６−２０８２６５号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９０７７号公報
【特許文献３】特開２００８−１０２４７４号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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