(57)【要約】【課題】特別のモードに移行することなく、かつ故障診断時期が特定されることなく、各駆動機構の駆動電流の総和によって故障を判断する際に、専用の接続手段を必要とせず、汎用性を持たせる。【解決手段】故障検知に必要な実動電流波形の取り込み時期を、専用のインターフェースを用いて制御部１００等から認識しなくても、例えば、ユーザーインターフェースの操作指示を起点として、実動電流波形の開始時期よりも前、かつ終了時期よりも後までの時間範囲で電流波形を取り込み、その後、正常電流波形との一致度合いを示す相互相関係数ｒを演算することによって、正常電流波形と実動電流波形との同期をとることができ、精度の高い故障検知機能に、さらに汎用性を持たせることができる。【選択図】図１２
2008176576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動機構が駆動開始から終了までの正常動作時間範囲の駆動電流を正常電流波形として記憶する正常電流波形記憶手段と、
実際に駆動機構が駆動しているときに、前記正常動作時間よりも広い時間範囲での実動電流波形を取り込む実動電流波形取込手段と、
前記正常電流波形と、前記実動電流波形とを、時間軸を移動させながら繰り返し比較し、それぞれの比較結果である相関情報を出力する相関情報出力手段と、
前記相関情報出力手段から出力される相関情報に基づいて、前記正常電流波形と前記実動電流波形との一致度合いが最も高い時期を同期時期として選別する同期時期選別手段と、
前記同期時期選別手段で選別された同期時期での、前記正常電流波形と前記実動電流波形との一致度合いに基づいて故障が発生しているか否かを判定する故障判定手段と、
を有する故障検知装置。
【請求項２】
前記実動電流波形取込手段による前記実動電流波形の取り込み開始時期が、実動の指示後かつ実動前の任意の時期であり、かつ取り込み終了時間時期が、実動後の任意の時期であることを特徴とする請求項１記載の故障検知装置。
【請求項３】
前記正常電流波形は、全ての駆動機構が正常動作しているときの駆動電流の総和であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の故障検知装置。
【請求項４】
前記正常電流波形は、一部の駆動機構が正常動作しているときの駆動電流の総和であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の故障検知装置。
【請求項５】
前記相関情報が、前記正常電流波形の前記比較時の電流値Ｘiの平均値をＸave、前記実動電流波形の前記比較時の電流値Ｙiの平均値をＹaveとした場合に、以下の（１）式で算出される相互相関係数ｒであり、前記相互相関係数ｒは−1.0＜ｒ＜＋1.0であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の故障検知装置。
【数１】
2008176576.tif 000005
【請求項６】
駆動機構が駆動開始から終了までの正常動作時間範囲の駆動電流を正常電流波形として記憶する正常電流波形記憶工程と、
実際に駆動機構が駆動しているときに、前記正常動作時間よりも広い時間範囲での実動電流波形を取り込む実動電流波形取込工程と、
前記正常電流波形と、前記実動電流波形とを、時間軸を移動させながら繰り返し比較し、それぞれの比較結果である相関情報を出力する相関情報出力工程と、
前記相関情報出力工程から出力される相関情報に基づいて、前記正常電流波形と前記実動電流波形との一致度合いが最も高い時期を同期時期として選別する同期時期選別工程と、
前記同期時期選別工程で選別された同期時期での、前記正常電流波形と前記実動電流波形との一致度合いに基づいて故障が発生しているか否かを判定する故障判定工程と、
を含む処理をコンピュータに実行させる故障検知プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動電流の供給により駆動される機械系駆動機構の故障検知装置及び故障検知プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動電流が供給されることにより駆動される機械系駆動機構として、モータ、ソレノイド、クラッチ、冷却用ファン等があり、これらの駆動機構は画像形成装置や複合機等に複数設けられている。
【０００３】
これらの駆動機構に故障が発生した場合、良好な処理が行えない、という不具合が生じるため、装置に備えられた各部品の故障を検知することが必要である。
【０００４】
従来、故障を検知する方法としては、ＣＰＵからの命令によりポリゴンモータ、ソレノイド、およびクラッチをそれぞれ単体で駆動させて、各ドライバやモータなどの駆動機構に供給される電流を、抵抗の両端の電位差により検知し、ＣＰＵにおいて検知された電流値をモニタし、入力された電圧値に基づき、ポリゴンモータ、ソレノイド、およびクラッチの故障診断を行なうことが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、コンピュータメモリに、ある特定の部品が適正に機能していることを示す基準電流を保存しておき、その特定の部品のみが電流を消費している間に、特定の部品を含む画像形成装置に供給されている電流を読みとって、読みとった電流値とメモリに記憶している基準電流を比較して、基準電流と一致しているか否かによって部品の故障検知を行うことも提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
また、複数の部品が同時に動作している場合であっても、駆動している各駆動機構の駆動電流の総和に基づいて故障が発生しているか否かを判定することで、故障を検知するための特別な動作を実行させることなく故障検知を行うことができる故障検知装置が提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−２２８０５６公報
【特許文献２】特開２００３−２２８４１９公報
【特許文献３】特開２００６−２６６８４４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献３の故障検知自体は、サービスマンがメンテナンスする現場で使用するツールとして、従来にない、非常に優れた手段であり、駆動電流の総和（全電流）は、電流プローブ等を用いることで簡単に測定することができるが、各駆動機構（コンポーネント）の動作タイミングは、別途コントローラからの信号を読み出して、同期をとる必要がある。
【０００８】
この同期をとる作業に、専用のコネクタや端子（コントローラとの接続用インターフェース）を設けておかなくてはならず、汎用性に乏しかった。
【０００９】
本発明は、このような背景技術の状況の中でなされたもので、各駆動機構の駆動電流の総和によって故障を判断する際に、特別のモードに移行することなく、かつ故障診断時期が特定されることなく、各駆動機構（コンポーネント）の動作タイミングを専用のコネクタや端子（コントローラとの接続用インターフェース）を設けて、別途コントローラからの信号を読み出すような専用の接続手段を必要とせず、汎用性を持たせることができる故障検知装置及び故障検知プログラムを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、駆動機構が駆動開始から終了までの正常動作時間範囲の駆動電流を正常電流波形として記憶する正常電流波形記憶手段と、実際に駆動機構が駆動しているときに、前記正常動作時間よりも広い時間範囲での実動電流波形を取り込む実動電流波形取込手段と、前記正常電流波形と、前記実動電流波形とを、時間軸を移動させながら繰り返し比較し、それぞれの比較結果である相関情報を出力する相関情報出力手段と、前記相関情報出力手段から出力される相関情報に基づいて、前記正常電流波形と前記実動電流波形との一致度合いが最も高い時期を同期時期として選別する同期時期選別手段と、前記同期時期選別手段で選別された同期時期での、前記正常電流波形と前記実動電流波形との一致度合いに基づいて故障が発生しているか否かを判定する故障判定手段と、を有している。
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、駆動している各駆動機構の実動駆動電流に基づいて故障が発生しているか否かを判定するので、故障を検知するための特別なモードや動作状態での動作を実行させることなく故障検知を行うことができる。
【００１２】
ここで、実動駆動電流波形と正常電流波形とを比較する故障検知時期であるが、従来は、例えば、駆動機構を制御する制御プログラム等からの情報を得て、その情報に基づいて同期をとり行っていた。このため、同期をとるための特別な手段（例えば、情報を得るための接続用インターフェース等）が必要であった。
【００１３】
これに対し、請求項１の発明では、前記正常電流波形と、前記実動電流波形とを、時間軸を移動させながら繰り返し比較し、それぞれの比較結果である相関情報を出力する（相関情報出力手段）。
【００１４】
この相関情報に基づいて、前記正常電流波形と前記実動電流波形との一致度合いが最も高い時期を同期時期として選別する（同期時期選別手段）。
【００１５】
当該同期時期での、前記正常電流波形と前記実動電流波形との一致度合いに基づいて故障が発生しているか否かを判定する（故障判定手段）。
【００１６】
これにより、同期をとるための特別な手段が不要となり、汎用性に優れた故障判定装置を得ることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記実動電流波形取込手段による前記実動電流波形の取り込み開始時期が、実動の指示後かつ実動前の任意の時期であり、かつ取り込み終了時間時期が、実動後の任意の時期であることを特徴としている。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、実動電流波形取込手段による実動電流波形の取り込み開始時期を実動の指示後かつ実動前の任意の時期とし、かつ取り込み終了時間時期を実動後の任意の時期とすることで、特に駆動系の制御プログラム情報に頼らず、実動電流波形の全電流波形の取り込みが可能である。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記正常電流波形は、全ての駆動機構が正常動作しているときの駆動電流の総和であることを特徴としている。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、全ての駆動機構が正常動作しているときの駆動電流の総和を正常電流波形とすることで、同期時期を得る相関情報が明確となる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、前記請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の発明において、前記正常電流波形は、一部の駆動機構が正常動作しているときの駆動電流の総和であることを特徴としている。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、記憶容量を軽減でき、かつ相関情報に基づく同期時期の選別までの制御負担を軽減することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、前記請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の発明において、前記相関情報が、前記正常電流波形の前記比較時の電流値Ｘiの平均値をＸave、前記実動電流波形の前記比較時の電流値Ｙiの平均値をＹaveとした場合に、以下の（１）式で算出される相互相関係数ｒであり、前記相互相関係数ｒは−1.0＜ｒ＜＋1.0であることを特徴としている。
【００２４】
【数２】
2008176576.tif 000003
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、相関情報として相互相関係数を演算で得る。これにより、故障検知（判定）を定量的に行うことができるため、完全自動制御による故障検知が容易に可能となる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、駆動機構が駆動開始から終了までの正常動作時間範囲の駆動電流を正常電流波形として記憶する正常電流波形記憶工程と、実際に駆動機構が駆動しているときに、前記正常動作時間よりも広い時間範囲での実動電流波形を取り込む実動電流波形取込工程と、前記正常電流波形と、前記実動電流波形とを、時間軸を移動させながら繰り返し比較し、それぞれの比較結果である相関情報を出力する相関情報出力工程と、前記相関情報出力工程から出力される相関情報に基づいて、前記正常電流波形と前記実動電流波形との一致度合いが最も高い時期を同期時期として選別する同期時期選別工程と、前記同期時期選別工程で選別された同期時期での、前記正常電流波形と前記実動電流波形との一致度合いに基づいて故障が発生しているか否かを判定する故障判定工程と、を含む処理をコンピュータに実行させる故障検知プログラム。
【００２７】
請求項６記載の発明によれば、駆動している各駆動機構の実動駆動電流に基づいて故障が発生しているか否かを判定するので、故障を検知するための特別なモードや動作状態での動作を実行させることなく故障検知を行うことができる。
【００２８】
ここで、実動駆動電流波形と正常電流波形とを比較する故障検知時期であるが、従来は、例えば、駆動機構を制御する制御プログラム等からの情報を得て、その情報に基づいて同期をとり行っていた。このため、同期をとるための特別な手段（例えば、情報を得るための接続用インターフェース等）が必要であった。
【００２９】
これに対し、請求項６の発明では、前記正常電流波形と、前記実動電流波形とを、時間軸を移動させながら繰り返し比較し、それぞれの比較結果である相関情報を出力する（相関情報出力工程）。
【００３０】
この相関情報に基づいて、前記正常電流波形と前記実動電流波形との一致度合いが最も高い時期を同期時期として選別する（同期時期選別工程）。
【００３１】
当該同期時期での、前記正常電流波形と前記実動電流波形との一致度合いに基づいて故障が発生しているか否かを判定する（故障判定工程）。
【００３２】
これにより、同期をとるための特別な手段が不要となり、汎用性に優れた故障判定プログラムを得ることができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明した如く本発明では、特別のモードに移行することなく、かつ故障診断時期が特定されることなく、各駆動機構の駆動電流の総和によって故障を判断する際に、専用の接続手段を必要とせず、汎用性を持たせることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１には、本実施の形態に係る画像形成装置１０の構成が概略的に示されている。なお、本実施の形態では、画像形成装置に本発明を適用した形態について説明する。
【００３５】
同図に示されるように、画像形成装置１０は、用紙を搬送する搬送部１２と、画像を形成する画像形成部１４と、により構成されている。
【００３６】
搬送部１２には給紙トレイ２０が備えられており、画像を形成する記録媒体としての用紙が積み重ねられて格納される。給紙トレイ２０に積み重ねられた用紙の上面側には、ピックアップロール２２及び給紙ロール２６が設けられている。当該ピックアップロール２２はナジャーソレノイド２４の動作により用紙に当接又は離間されると共に回転可能に構成されている。
【００３７】
また、給紙ロール２６も回転可能となっており、ピックアップロール２２が用紙に当接された状態で回転されると、用紙が１枚給紙トレイ２０から持ち出される。持ち出された用紙の先端が給紙ロール２６に到達すると、給紙ロール２６の回転により用紙は画像形成部１４への搬送経路上に給紙される。
【００３８】
給紙ロール２６の用紙の給紙方向下流側には、用紙検出センサ３０が設けられており、給紙ロール２６の下流側における用紙の有無が検出される。また、当該用紙検出センサ３０の下流側には、複数の搬送ロール２８Ａが用紙の搬送経路に沿って配設されている。なお、用紙検出センサ３０による用紙の検出信号は、搬送ロール２８Ａの回転制御のトリガとして用いられる。
【００３９】
さらに、用紙の搬送経路上の画像形成部１４近傍の所定位置には、当該位置における用紙の有無を検出する用紙検出センサ３２が配設されており、その下流側には、レジループソレノイド３４及びツメ３６が配設されている。ツメ３６は、レジゲートソレノイド３８の動作により用紙の搬送系路上に押し出され或いは搬送経路から引き込められるようになっており、ツメ３６が搬送系路上に押し出されることで搬送系路上を搬送されてきた用紙の先端を一旦停止させて搬送タイミングを調節する。レジループソレノイド３４は、ツメ３６により搬送が停止された用紙が搬送経路から離脱しないようにループを形成させる。
【００４０】
なお、用紙検出センサ３２による用紙の検出信号は、レジループソレノイド３４及びレジゲートソレノイド３８の制御のトリガとして用いられる。
【００４１】
一方、画像形成部１４には、円筒状の感光体ドラム５０が備えられており、その上流側に搬送ロール２８Ｂが配設されている。この搬送ロール２８Ｂと感光体ドラム５０との間には、用紙検出センサ４０が配設されている。
【００４２】
感光体ドラム５０の周面には、クリーナロール５２、ランプ５４、帯電器５６、レーザ露光装置５８、現像ロール６０及び転写ロール６２がそれぞれ順に配設されており、感光体ドラム５０は軸心が固定されて回転されて表面が各部位に順次対向されるようになっている。
【００４３】
クリーナロール５２は、感光体ドラム５０の表面に付着したトナー等を吸着して除去し、ランプ５４は感光体ドラム５０表面を除電する。また、帯電器５６は感光体ドラム５０表面を一様な電位に帯電する。
【００４４】
レーザ露光装置５８は、一様に帯電された感光体ドラム５０表面に画像形成の対象となる画像データに基いてレーザ光を照射することにより感光体ドラム５０の表面に静電潜像を形成する。また、現像ロール６０には、周面にトナーが均一に付着されて回転されるようになっており、感光体ドラム５０の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像を形成する。転写ロール６２は、感光体ドラム５０に搬送されてきた用紙を密着させ、感光体ドラム５０の表面のトナー像を用紙に転写させる。
【００４５】
用紙の搬送経路には、感光体ドラム５０及び転写ロール６２の下流側に定着ロール６４が設けられている。定着ロール６４は、加熱ロールと押圧ロールとにより構成されており、これら２つのロールでトナーが転写された用紙を挟持搬送しながら用紙表面のトナーを溶融・圧着して用紙に定着させる。
【００４６】
定着ロール６４の搬送方向下流側には排出ロール７０が設けられており、当該排出ロール７０により画像が形成された用紙が搬送されて排出トレイ１６上に排出される。
【００４７】
図２には、本実施の形態に係る画像形成装置１０の各部位を駆動するための駆動系を中心としたブロック図が示されている。
【００４８】
同図に示されるように、画像形成装置１０は、全体の動作を制御する制御部１００と、上述した各種ロール及びドラム等を回転駆動するための駆動源としてのフィードモータ１４０、プレレジモータ１４２、ドラムモータ１４４及びメインモータ１４６と、各モータを駆動させるためのフィードモータドライバ１１０、プレレジモータドライバ１１２、ドラムモータドライバ１１４及びメインモータドライバ１１６と、を含んで構成されている。各モータは、それぞれ対応するモータドライバを介して制御部１００に接続されており、各モータドライバは、制御部１００による指示に応じた駆動状態となるように各モータを駆動させる。なお、制御部１００は、Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１３０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３２、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１３４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３６、及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）１３８で構成されている（図１３参照）。そして、ＲＯＭ１３６は書き込み不可能な不揮発性の記憶装置であり、制御プログラム（例えば、図５や図１２のフローチャートを基にしたプログラム等）が格納されている（図１３参照）。また、ＨＤＤ１３８は読み書き可能な記憶装置であり、各種データや命令などの情報を記憶することができるので、制御プログラムも格納してもよいが、制御プログラムはＨＤＤ１３８に格納せずにＲＯＭ１３６に格納した方がよい（図１３参照）。さらに、ＲＡＭ１３２は読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ１３４の命令によってデータ等を処理する作業領域である。また、ＨＤＤ１３８もＲＡＭ１３２と同様に作業領域を持つ記憶装置としてもよい（図１３参照）。さらに、ＣＰＵ１３４は中央処理装置であり、ＲＯＭ１３６（またはＨＤＤ１３８）に格納された制御プログラムを基にＲＡＭ１３２（またはＨＤＤ１３８）上でデータ等の情報処理等の作業を行わせ、データ等の情報のやり取りを制御し、Ｉ／Ｆ１３０へデータや命令を送受信させ、制御部１００全体を制御する（図１３参照）。また、Ｉ／Ｆ１３０は、ＣＰＵ１３４や外部から送受信された命令やデータ等の情報を入出力する（図１３参照）。
【００４９】
フィードモータ１４０の駆動力はピックアップロール２２及び給紙ロール２６に、プレレジモータ１４２の駆動力は搬送ロール２８Ａに、ドラムモータ１４４の駆動力は感光体ドラム５０、クリーナロール５２、搬送ロール２８Ｂ及び転写ロール６２に、メインモータ１４６の駆動力は現像ロール６０、定着ロール６４及び排出ロール７０に、それぞれ伝達されて各ロール及びドラム等を回転させる。
【００５０】
また、同図に示されるように、画像形成装置１０は、上述したナジャーソレノイド２４、レジループソレノイド３４及びレジゲートソレノイド３８をそれぞれ動作させるためのナジャーソレノイドドライバ１１８、レジループソレノイドドライバ１２０及びレジゲートソレノイドドライバ１２２を含んで構成されており、各ソレノイドドライバは制御部１００に接続されている。各ソレノイドドライバは、制御部１００による指示に応じて各ソレノイドを動作させる。
【００５１】
さらに、画像形成装置１０は、直流電源１０２を含んで構成されており、直流電力を必要とする各モータドライバ及び各ソレノイドドライバに直流電力が供給されるようになっている。
【００５２】
ところで、本実施の形態では、上記各ドライバを流れた電流値を検出するための電流値検出部１６０と、各ドライバが正常に動作している場合に電流値検出部１６０において検出されるべき電流値が予め記憶された電流値記憶部１６２と、が設けられており、それぞれ制御部１００に接続されている。なお、上記電流値検出部１６０は、電流値検出のための抵抗や比較器、Ａ／Ｄコンバータ等を含んで構成されている（図６の電流検知回路と同様）。
【００５３】
制御部１００では、入力された検出電流値と記憶された電流値とを比較することにより各ドライバにより駆動される部位に故障が発生しているか否かを判定する故障検知処理が実行される。
【００５４】
ここで、図３には、各部位が正常に動作している場合に電流値検出部１６０において検出されるべき電流値（以下、「正常電流値」という）が電流値記憶部１６２に記憶された状態が模式的に示されている。正常電流値は一般的に時間経過に伴い変化するものであるので、本実施の形態では、縦軸を正常電流値、横軸を時間として正常電流値の推移をプロットして得られる正常電流波形として記憶している。
【００５５】
また、正常電流波形は、用紙サイズや給紙トレイの位置、片面印刷か両面印刷か、及び印刷枚数等の諸条件によって異なってくるので、本実施の形態では、画像形成装置１０の動作状態や動作条件等に応じたパターン（１〜ｎ）毎にそれぞれ各部位の正常電流波形を記憶している。
【００５６】
さらに、本実施の形態に係る制御部１００では、何れかの部位がＯＮ/ＯＦＦする毎に電流を比較して故障検知するようにしており、各パターンにおいて各部位がＯＮ／ＯＦＦされるタイミング（Ａ〜Ｊ）で区切った検知期間毎に正常電流波形を記憶している。
【００５７】
図４には、電流値記憶部１６２に記憶されている正常電流波形の一例がタイミングチャートとして示されている。なお、同図に示す例は、用紙サイズがＡ４であり、給紙トレイ２０から給紙し、片面印刷を行う場合（図３におけるパターン１）の各部位の正常電流波形である。また、同図に示すＡ〜Ｊは各部位のＯＮ／ＯＦＦのタイミングであり、図３のＡ〜Ｊに相当する。
【００５８】
同図に示される各部位の正常電流波形を合成（総和）したものが全電流の正常電流波形であり、各部位が正常に動作している場合、実動電流波形は同図の「全電流」に示されるような波形となる。
【００５９】
制御部１００では、故障が発生している場合には、入力された検出電流値と読み出した正常電流値との差の絶対値を各部位の正常電流値と比較して、最も近い正常電流値の部位を故障した部位として特定する。
【００６０】
図６は、参考として正常電流波形の取り込みを行うための回路構成の一例を示すものである。同図に示されるように、直流電源３００から供給されてモータドライバ回路３０２やソレノイドドライバ回路３０４を通る電流が電流検知回路３０６を介してコントロール回路３０８に取り込まれる。このような構成の回路において各部位を単独で動作させることにより、各部位の正常電流波形が測定される。
【００６１】
なお、電流検知回路３０６は、負荷抵抗器３１０、オペアンプ３１２及びＡ／Ｄコンバータ３１４等を含んで構成されており、電流検知回路では、オペアンプ３１２により負荷抵抗器３１０の両端の電位差に応じた電流値がＡ／Ｄコンバータ３１４に入力され、Ａ／Ｄコンバータ３１４を介してデジタル化される。
【００６２】
例えば、ナジャーソレノイドの正常電流波形を取り込む場合は、ＯＮからＯＦＦまでの間にプレレジモータがＯＮしているので、Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃの２つに分割する。したがって、ナジャーソレノイドＯＮから１００ｍsecの電流波形を期間Ａ−Ｂのナジャーソレノイドの正常電流波形としてメモリ等に格納する。次に、ナジャーソレノイドＯＮ後１００ｍsec時点から８０ｍsecの電流波形を期間Ｃ−Ｄのナジャーソレノイドの正常電流波形としてメモリ等に格納する。
【００６３】
また、フィードモータの正常電流波形を取り込む場合は、ＯＮからＯＦＦまでの間に、プレレジモータのＯＮと、ナジャーソレノイドのＯＦＦがあるので３分割する。フィードモータＯＮから１００ｍsecをフィードモータＡ−Ｂとしてメモリに格納する。フィードモータＯＮ後１００ｍsec時点から８０ｍsecの電流波形を期間Ｂ−Ｃのフィードモータの正常電流波形としてメモリ等に格納する。フィードモータＯＮ後１８０ｍsec時点から１８０ｍsecの電流波形を期間Ｃ−Ｄのフィードモータの正常電流波形としてメモリ等に格納する。
【００６４】
他の部品も同様にして、図４に示す分割単位で電流波形をメモリの格納しておく。
【００６５】
上記構成により、予め記憶した正常電流波形と、実際に駆動しているときの電流波形（実動電流波形）とを比較し、その一致度合いによって、各駆動系の動作状態（正常か否か）を判定することが可能となる（詳細は図５のフローチャートを用いて後述する）。
【００６６】
ところで、この上記比較は、時間軸で正常電流波形と実動電流波形とが同期していることが必須である。なお、ここで言う「同期」とは駆動開始時期と駆動終了時期が同一時期であることを言う。
【００６７】
この同期をとるためには、図２に示す制御部１００から現在の画像形成装置１０の動作状態情報を入手する必要がある。言い換えれば、この動作状態情報の入手を必須とするため、専用の動作実行プログラムシミュレーションデータを出力する専用端子や専用コネクタ（専用インターフェース）を準備しておかなければならず、故障検知機能としては簡便であり作業効率がよいにも関わらず、汎用性に問題があった。
【００６８】
そこで、本実施の形態では、専用のインターフェースを不要として汎用性を持たせ、本願発明の主たる目的の１つである故障検知機能の利便性の向上を確立した。
【００６９】
図７は、図４に示す正常電流波形の内、全電流波形のみを抽出したものである。
【００７０】
この正常電流波形を記憶しておくのは、前述のとおりであるが、この正常電流波形と比較する対象、すなわち実動電流波形を取り込む際に、実動を開始する前から取り込みを開始し、実動を終了した後に取り込みを終了させればよい。言い換えれば、特に、綿密な取り込み精度が不要であり、例えば、ユーザーの画像形成指示信号（ユーザーインターフェースのスタートボタンの操作等）に基づいて、電流波形の取り込みを開始し、実動時間にある程度予測可能な実動前後のインターバル時間を多めに加算した時間経過後に取り込みを終了させればよい。
【００７１】
具体的には、正常電流波形の開始から終了までの時間（図７では、約１４５０ｍsec）の２倍以上の時間範囲で取り込んでおり、その結果、図８では、取り込み開始から終了までの時間が約３６００ｍsecとなっている。
【００７２】
図９は、前記図８で取り込んだ実動電流波形と、図７の正常電流波形とを相対的に時間軸をずらしながら比較し（ここでは、１ｍsecピッチで正常電流波形をずらして比較し）、その一致度合い（相関情報）を、定量的（数値的）に示したタイミングチャートである。
【００７３】
相関情報として、本実施の形態では、相互相関係数（或いは、相関係数）ｒを用いている。相互相関係数ｒは、以下の（１）式によって得ることができ、その範囲は、−1.0＜ｒ＜＋1.0であり、＋1.0が最も相関が高い（一致している）ことになる。
【００７４】
【数３】
2008176576.tif 000004
【００７５】
この図９によれば、正常電流波形が０ｍsec位置から６６０ｍsec進んだ時点で最も相互相関係数ｒが高く（＋1.0）、一致度合いが最高であると判断できる。
【００７６】
以下に本実施の形態の作用を説明する。
【００７７】
本実施の形態に係る画像形成装置１０において画像形成指示が入力されると、用紙を送りためのナジャーソレノイド、フィードモータをＯＮして作動し、給紙トレイ２０から用紙を搬送経路上に送り出す。このとき、ドラムモータとメインモータも同時にＯＮして画像の形成を開始し、これにより感光体ドラム５０に対して画像形成指示の対象となる画像データに基づく露光、現像等のゼログラフィーのプロセスが実行される。
【００７８】
用紙が給紙ロールを通過するとプレレジモータ、レジループソレノイド、レジゲートソレノイド等を順次ＯＮし作動させる。
【００７９】
図５は、画像形成指示が入力された場合に制御部１００により実行される故障検知処理の流れを示すフローチャートであり、以下、同図を参照して本実施の形態に係る故障検知処理について説明する。
【００８０】
ここで、図５における故障検知処理を実行するにあたり、事前に正常電流波形と実動電流波形との同期をとっておく必要がある。
【００８１】
図１２は、この同期をとるための処理であり、図５の故障検知処理の実行前に行われる。
【００８２】
図１２のステップ２５０では、メモリから正常電流波形を（図７参照）を読み出す。この正常電流波形は開始から終了までの時間が１４５０ｍsecである。
【００８３】
次に、ステップ２５２では、実動開始前（例えば、ユーザーインターフェースの画像形成指示操作等）を起点として、実動電流波形をの取り込みを開始し、実動時間とその前後のインターバル時間（予測）よりも多めの時間（目安としては、実動時間の約２倍）が経過した後取り込みを終了する。なお、本実施の形態では、図８に示される如く、３６００ｍsec分の実動電流波形が取り込まれる。
【００８４】
次のステップ２５４では、比較回数を示す変数ｋをクリア（ｋ＝０に初期化）し、ステップ２５６へ移行する。なお、変数ｋはフローチャートの処理時間に依存するものであり、５ｍsec〜１０ｍsecで繰り返されるのが好ましい。
【００８５】
ステップ２５６では、図８の実動電流波形の内、０＋ｋ〜１４５０＋ｋまでの期間の波形を抽出し、次いで、ステップ２５８へ移行して図７の基準波形０〜１４５０ｍsecと比較して、相互相関係数ｒを（１）式に従い演算する。
【００８６】
次のステップ２６０では、変数ｋが所定値（３６００−１４５０）に到達したか否かが判断され、否定判定された場合には、ステップ２６２へ移行して変数ｋの値と相互相関係数ｒとを記憶し、次いでステップ２６４で変数ｋをインクリメントしてステップ２５６へ戻り、ステップ２６０で肯定判定されるまで、上記工程を繰り返す。なお、記憶した結果を模式的に示すと、図９に示される如く、横軸を時間、縦軸を相互相関係数ｒとしたグラフにプロットされていく。
【００８７】
ステップ２６０で肯定判定されると、ステップ２６６へ移行して、変数ｋと相互相関係数ｒの記憶データから、最大の相互相関係数ｒとそのときのｋの値を選別（抽出）し、次いでステップ２６８へ移行して、抽出した相互相関係数ｒがしきい値（すなわち、＋1.0−Δｒ：Δｒは一致度合いの許容範囲を示す）か否かが判断され、肯定判定された場合には、ステップ２７０へ移行して、当該相互相関係数ｒと共に記憶されている変数ｋを実動電流波形の開始時期（基準電流波形の開始時期と同期した時期）として設定し、このルーチンは終了する。
【００８８】
また、ステップ２６８で否定判定された場合には、ステップ２７２へ移行して、正常電流波形を変更（例えば、図１０に示すレジゲートソレノイドの正常電流波形に変更）し、ステップ２５２へ戻り、再度実動電流波形を取得する。なお、前回に取得した実動電流波形を適用するようにしてもよい。この場合、ステップ２７２からステップ２５４へ移行するようにすればよい。なお、ステップ２７２を経由した場合は、ステップ２６２で記憶されている今までの変数ｋと相互相関係数ｒの特性結果は破棄され、新たに図１１のような特性データが記憶されることになる。
【００８９】
すなわち、全電流の総和である正常電流波形（図７参照）において、実動に異常があるとき、一致度合いが低い結果となる。このような場合には、個々の駆動系の何れか１つ或いは２以上の組み合わせの電流波形を正常電流波形として用いればよい（なお、ここでは、レジゲートソレノイドの駆動時の電流波形としている。）。
【００９０】
図１２の処理により、同期時期が決まると、図５の故障検知処理が実行される。
【００９１】
まず、ステップ２００では、検知期間を設定し、次のステップ２０２で検知期間のカウントを開始し、その後にステップ２０４に移行して検出電流値を取得する。
【００９２】
上記検知期間の設定は、画像形成指示に応じた用紙サイズや印刷条件に基づくパターン（パターン１〜パターンｎ）と、現在の検知期間に応じて設定され、例えば、パターン１の期間Ｂ−Ｃであれば８０ｍｓ（図４参照）が設定される。
【００９３】
また、全電流は、各部位のドライバを通過した電流線路に電流センサを設置して検知することができる。この電流の検知には、抵抗を使ってもよいが、抵抗では電圧ドロップが生じ部品の動作に支障を来す場合は、電圧ドロップがないホール素子使っても良い。
【００９４】
また、電流の取り込みは、通常Ａ／Ｄコンバータでデジタル化されコントローラに取り込まれ（例えば、図６参照）、このＡ／Ｄコンバータのサンプリング周波数は、正常電流波形の取り込みと同じサンプリング周波数が望ましい。
【００９５】
次のステップ２０６では、設定された検知期間が経過したか否かを判定し、当該判定が否定判定となった場合は再びステップ２０４に戻る。一方、ステップ２０６で肯定判定となった場合は、検知期間の検出電流値を全て取得したものと判断してステップ２０８に移行し、全電流の検出電流波形を生成する。なお、検出電流波形の生成は、正常電流波形と同様、縦軸に検出電流値、横軸に時間をとることにより生成される。
【００９６】
次のステップ２１０では、検出電流波形から各部位の正常電流波形が減算される。例えば、期間Ａ−Ｂの検出電流波形から、同じく期間Ａ−Ｂのナジャーソレノイド、フィードモータ、ドラムモータ、メインモータの正常電流波形を減算する。もし、この検知期間において各部品が正常に動作していれば、期間Ａ−Ｂの検出電流波形は、期間Ａ−Ｂのナジャーソレノイド、フィードモータ、ドラムモータ、メインモータの正常電流波形の合算に等しいので、減算結果は電流値＝０の波形になる。つまり、減算結果によって部品に故障が生じているかどうかがわかる。
【００９７】
例えば、フィードモータドライバの駆動回路が断線していると仮定すると、画像形成装置１０を動作させたときの全電流は、Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｃ−Ｄ区間でフィードモータを単体で動作させたときの電流波形分だけ少なくなる。
【００９８】
なお、電流波形の減算は、正常電流波形のサンプル数単位で行っても良いし、予め電流を波形を分割区間単位で平均したり、二乗平均したりした値を用いても良い。平均値や、二乗平均値を用いる場合は、波形取り込みの段階で電流波形を平均値や二乗平均値として取り込んでも良い。平均値や二乗平均値として取り込んだ場合、波形をそのまま取り込むより、メモリを消費しないメリットがある。
【００９９】
次のステップ２１２では、減算の結果、電流値＝０となったか否かを判定し、当該判定が肯定判定となった場合は各部位が正常に動作しているものと判断してステップ２１４に移行し、全検知期間の処理が終了したか否かを判定する。ステップ２１４で否定判定となった場合は再びステップ２００に戻り、次の検知期間の処理を実行する。一方、ステップ２１４で肯定判定となった場合は、本故障検知処理を終了する。
【０１００】
また、ステップ２１２で否定判定となった場合は、正常に動作していない部位が存在するものと判断してステップ２１６に移行し、減算後の波形と絶対値が最も近い正常電流波形の部位を故障が発生している部位として特定し、その後に本故障検知処理を終了する。
【０１０１】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、モータやソレノイド等、複数の駆動機構を駆動させるための複数の駆動ドライバを介して直流電源１０２により各駆動機構に電力を供給し、予め設定された複数の動作パターンの何れかを選択し、選択した動作パターンに応じて前記各駆動ドライバを介して各駆動機構のＯＮ／ＯＦＦ制御を実行し、前記制御手段による前記ＯＮ／ＯＦＦ制御の実行時に前記複数の駆動ドライバの駆動電流の総和を検出すると共に、前記複数の駆動機構がそれぞれ正常に駆動しているときの駆動電流の総和の経時変化を示す正常電流波形を前記動作パターン毎に予め電流値記憶部１６２に記憶しておき、電流値検出部１６０で検出された駆動電流の経時変化を示す実動電流波形と前記動作パターンに応じた正常電流波形とを比較し、比較の結果、実動電流波形と正常電流波形とが異なる場合に前記駆動機構に故障が発生していると判定するようにしているので、複数の部品が同時に動作している場合であっても、故障を検知するための特別な動作を実行させることなく故障検知を行うことができる。
【０１０２】
また、この故障検知に必要な実動電流波形の取り込み時期を、専用のインターフェースを用いて制御部１００等から認識しなくても、例えば、ユーザーインターフェースの操作指示を起点として、実動電流波形の開始時期よりも前、かつ終了時期よりも後までの時間範囲で電流波形を取り込み、その後、正常電流波形との一致度合いを示す相互相関係数ｒを演算することによって、正常電流波形と実動電流波形との同期をとることができ、精度の高い故障検知機能に、さらに汎用性を持たせることができる。
【０１０３】
また、本実施の形態によれば、各部位の制御状態に応じて各部位の駆動をＯＮ/ＯＦＦするタイミング（Ａ〜Ｊ）で区分された検知期間毎に正常電流波形を予め記憶しておき、各検知期間毎に故障判定を行うようにしているので、各部位の駆動電流の変化等に着目して故障検知を精度よく行える。
【０１０４】
さらに、本実施の形態では、各駆動機構毎の正常駆動電流についても予め記憶しておき、故障が発生している個所について特定するようにしているので、故障発生個所の特定をオペレータが別途行わなくてもよい。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、各部位の正常電流波形を予め記憶する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、全電流の正常電流波形のみを記憶しておき、故障の発生の有無のみを検知する形態とすることもできる。
【０１０６】
また、本実施の形態では、故障検知処理についてのみ説明したが、当該故障検知処理により故障を検知した場合には、その旨を示す情報を報知するようにしてもよい。この報知を行うための報知手段としては、画像形成装置に操作パネル等を設けて当該操作パネルに表示するようにしてもよいし、ブザー等を設けて鳴動させてもよいし、スピーカ等を設けて音声を再生するようにしてもよい。また、別途通信手段等を設けて、駆動機構に故障が発生した旨を示す情報を装置外部の管理者やカスタマーセンター等の端末やコンピュータ等に出力するようにしてもよい。
【０１０７】
なお、本実施の形態では、検出結果そのものを用いて故障検知を行う形態について説明したが、検出結果に基づいて導出される全電流と各駆動機構の電流との相互相関係数を用いて故障検知を行うようにすることもできる。
【０１０８】
例えば、各駆動機構がそれぞれ正常に駆動している場合の前記各駆動機構の正常駆動電流波形の総和と前記各駆動機構の正常駆動電流波形との相互相関係数をそれぞれ予め記憶しておき、検出駆動電流波形と各正常駆動電流波形との相互相関係数をそれぞれ導出して、導出された相互相関係数と導出に用いた検出駆動電流波形の検出時の制御状態（パターン）に応じた相互相関係数とをそれぞれ比較し、両者が異なる駆動機構に故障が発生していると判定することができる。
【０１０９】
各駆動機構毎の相互相関係数は、各駆動機構の駆動電流の総和の変化量に対する各駆動機構の駆動電流の変化量の相関を示すものであり、何れかの部位に故障が発生した場合、検出駆動電流波形と故障している駆動機構の正常駆動電流波形との相互相関係数と、正常駆動電流波形と故障している駆動機構の正常駆動電流波形との相互相関係数との間には、差が生じることになる。なお、正常な駆動機構に関しては、両者に顕著な差は生じない。
【０１１０】
より具体的には、予め個々の各部品の電流波形を区間毎に全電流と相互相関係数を計算しておきその値をその区間の電流波形とともにメモリ等に格納しておく。調べたい区間の全電流と部品の波形の相互相関係数を計算し、その結果が予め格納している相互相関係数と異なれば、その部品が故障している判断できる。この相互相関係数は用いた場合、上記実施例のように検出結果そのものを用いて減算を行う場合より、若干、メモリ容量を多く消費するが、減算では部品の特定ができない過負荷時の過電流の場合も、どの故障が故障しているか検知可能となる。さらに、同じ区間で動作している部品が２個以上故障していても、どれとどれが故障しているか検知可能である。
【０１１１】
例えば、図４のＡ−Ｂ区間では、プレレジモータが動作しないが、仮にプレレジモータが故障により動作していない、と設定すると、相互相関係数は、それぞれ以下のようになる。
ナジャーソレノイド          ０．６６
フィードモータ              ０．８４
ドラムモータ                ０．１０５９０７４
メインモータ                ０．１８６０３７
プレレジモータ            −０．０４３２１２３１
これにより、プレレジモータの相関がほとんどないことがわかる。ナジャーソレノイド、フィードモータは比較的特徴的な波形なので大きな相互相関係数である。一方、ドラムモータ、メインモータと特徴がないので相互相関係数としては小さい。従って、予め正常な状態で相互相関係数を算出しておいて、その相互相関係数に対して小さいか否か等により故障検知が可能である。
【０１１２】
なお、本実施の形態における画像形成装置１０の構成（図１乃至図４参照）及び処理の流れ（図５参照）は一例であり、適宜変更可能であることは言うまでもない。
【０１１３】
さらに、制御部１００は、図２における制御部の詳細図である図１３に示すように構成され、ＣＰＵ１３４がＩ／Ｆ１３０を介し、駆動している各駆動機構の実動駆動電流に基づいて故障が発生しているか否かを判定するので、故障を検知するための特別なモードや動作状態での動作を実行させることなく故障検知を行うことができる。
【０１１４】
制御部１００では、ＲＯＭ１３６（またはＨＤＤ１３８）に格納されている正常電流波形と、外部から入力される実動電流波形とを、ＣＰＵ１３４によって時間軸を移動させながら繰り返し比較し、それぞれの比較結果である相関情報をＲＡＭ１３２（またはＨＤＤ１３８）へ出力（記憶）させる。この相関情報に基づいて、前記正常電流波形と実動電流波形との一致度合いが最も高い時期をＣＰＵ１３４が同期時期として選別する。当該同期時期での、前記正常電流波形と実動電流波形との一致度合いに基づいて故障が発生しているか否かをＣＰＵ１３４によって判定する。これにより、同期をとるための特別な手段が不要となり、汎用性に優れた故障判定プログラムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態に係る画像形成装置の各部位を駆動するための駆動系を中心としたブロック図である。
【図３】実施の形態に係る正常電流波形が電流値記憶部に記憶された状態を示す模式図である。
【図４】正常電流波形の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】実施の形態に係る故障検知処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】正常電流波形の取り込みを行うための回路構成の一例を示すものである。
【図７】図４における全電流の正常電流波形のみを抽出したタイミングチャートである。
【図８】実動電流波形を取り込んだときのタイミングチャートである。
【図９】正常電流波形を実動電流波形に対して１ｍsec毎ずらしたときの相互相関係数ｒ値のタイミングチャートである。
【図１０】相互相関係数ｒ値を得るための変形例であり、動作の後半に駆動するレジゲートソレノイドの電流波形を用いる場合のレジゲートソレノイド駆動時正常電流波形のタイミングチャートである。
【図１１】レジゲートソレノイド正常電流波形を実動電流波形に対して１ｍsec毎ずらしたときの相互相関係数ｒ値のタイミングチャートである。
【図１２】正常電流波形と実動電流波形との比較をするときの同期時期を設定するための同期判定制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】図２における制御部の詳細図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１０    画像形成装置
２０    給紙トレイ
２２    ピックアップロール
２４    ナジャーソレノイド
２６    給紙ロール
２８    搬送ロール
３４    レジループソレノイド
３８    レジゲートソレノイド
５０    感光体ドラム
５２    クリーナロール
６０    現像ロール
６２    転写ロール
６４    定着ロール
７０    排出ロール
１００    制御部
１０２    直流電源
１１０    フィードモータドライバ
１１２    プレレジモータドライバ
１１４    ドラムモータドライバ
１１８    ナジャーソレノイドドライバ
１２０    レジループソレノイドドライバ
１２２    レジゲートソレノイドドライバ
１４０    フィードモータ
１４２    プレレジモータ
１４４    ドラムモータ
１４６    メインモータ
１６０    電流値検出部
１６２    電流値記憶部
【図１】
2008176576.tif 000006
【図２】
2008176576.tif 000007
【図３】
2008176576.tif 000008
【図４】
2008176576.tif 000009
【図５】
2008176576.tif 000010
【図６】
2008176576.tif 000011
【図７】
2008176576.tif 000012
【図８】
2008176576.tif 000013
【図９】
2008176576.tif 000014
【図１０】
2008176576.tif 000015
【図１１】
2008176576.tif 000016
【図１２】
2008176576.tif 000017
【図１３】
2008176576.tif 000018