(57)【要約】【課題】装置のばらつきや設置環境などの状況に応じた異常の診断（検出や予測）の精度を向上させつつ、新たな異常現象も学習しながら診断を可能する。【解決手段】画像形成装置２０１の動作時の音特性を収集する集音手段２０２と、集音した音データを記憶している音データ記憶手段２０３と、当該画像形成装置の保守作業の実績を入力する保守実績入力手段２０４と、入力された保守実績を記憶する保守実績記憶手段２０５と、保守実績記憶手段と音データ記憶手段２０３に記憶されているデータから必要な保守作業を予測するための演算処理を行なう演算処理手段２０６と、演算処理手段２０６によって得られた結果を外部に出力する出力手段２０７とを備えた画像形成装置の保守管理システムである。【選択図】図１４
2008090070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置の動作時の音特性を収集する集音手段と、
集音した音データを記憶している音データ記憶手段と、
当該画像形成装置の保守作業の実績を入力する保守実績入力手段と、
入力された保守実績を記憶する保守実績記憶手段と、
保守実績記憶手段とデータ記憶手段に記憶されているデータから必要な保守作業を予測するための演算処理を行なう予測手段と、
予測手段によって得られた結果を外部に出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置の保守管理システム。
【請求項２】
前記データ記憶手段は、前記音データがフーリエ変換されて周波数領域ごとのデータとなった形で記憶することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置の保守管理システム。
【請求項３】
前記予測手段は、新たに前記集音手段から音データが得られたとき、前記保守実績記憶手段に記憶されている保守作業の内容と、データ記憶手段に記憶されている各周波数領域のデータとの関係から、必要となる作業内容を選定する演算処理を行なうことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置の保守管理システム。
【請求項４】
前記保守実績記憶手段及び前記データ記憶手段はいずれも追加記憶が可能とすることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の画像形成装置の保守管理システム。
【請求項５】
前記保守実績入力手段は、入力すべき保守作業の実績を直接または端末から通信手段を経由して入力できるものであることを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の画像形成装置の保守管理システム。
【請求項６】
前記出力手段は、前記予測手段が予測した結果を画像形成装置本体に表示するもの、あるいはプリントアウトするものであることを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載のの画像形成装置の保守管理システム。
【請求項７】
前記出力手段は、前記予測手段が予測した結果を通信回線を通じて他の機器へ送信するものであることを特徴とする請求項１ないし６いずれか記載の画像形成装置の保守管理システム。
【請求項８】
前記集音手段とデータ記憶手段および予測手段との間、または、前記集音手段およびデータ記憶手段と予測手段との間は通信回線で接続されていることを特徴とする請求項１ないし７いずれか記載の画像形成装置の保守管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置の保守管理システムに係り、特に診断の精度を向上させつつ新たな異常現象を学習しながら診断を可能とする画像形成装置の保守管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機等の画像形成装置のメンテナンスでは、画像形成装置の稼働時間やプリント枚数を基準として各構成部品の交換や消耗品の補充を行なったり、清掃を行なったりしている。それに加えて、画像形成装置の動作に関わる故障が発生した場合は、修理や部品交換など、その都度必要な保守作業を行なうようにしている。
【０００３】
また、保守業務全体を効率化して使用者の便を図るとともに保守コストを低減するため、遠隔管理システムによりそれぞれの画像形成装置の故障の発生の検知または予知（以下総称して診断と呼ぶ）を行ない、その結果に応じて必要な作業のための準備を行なって、該当する装置の設置場所に訪問することが行なわれている。
【０００４】
例えば、画像形成装置とサービスセンタ等に設置された管理装置（収集装置）とを公衆回線等の通信回線を利用してオンラインで接続し、遠隔操作によって画像形成装置に関するデータを送受信できるものが知られている。
【０００５】
特許文献１に記載された遠隔管理システムでは、複写機は異常を検出するとセンタに異常を通信し、これに対してセンタは、複写機の運転停止が必要であると判断すると、遠隔操作により複写機の運転を停止させる。
【０００６】
また、複写機の動作音をサンプリングし異常を検出する方法は、検出手段が比較的単純であるにもかかわらず、複写機の重要な異常が発見しやすく、優れた方法である。
【０００７】
例えば、特許文献２に記載された遠隔管理システムにおいて、センタは、複写機の正常な音または振動の情報を保持し、複写機からコピー動作時の音または振動の検知情報を受信し、音または振動のレベルが所定レベルを超えているとき、保持している情報と比較して異常箇所を特定する。そして、必要なら複写機の内部の異常と判断されたユニットの使用を禁止する。
【０００８】
特許文献３に記載された複写機の遠隔診断システムでは、複写機内部の動作音を電気信号として取得し、その信号に基づいて複写機の異常状態を検出する複数の異常検知手段を備え、複写機の動作状態に応じて異常解析手段を切り換える。異常解析手段の１つとして、複写機内部の回転体の回転周期に同期して音のサンプリング解析を行い、回転周波数に対して高調波が検出された場合、その回転体の部品は異常と検知する。
【０００９】
【特許文献１】特開平４−２１８５９号公報
【特許文献２】特開平７−３０２０１９号公報
【特許文献３】特開２０００−８１８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述した従来の技術では、画像形成装置の音のレベルや特定の高調波成分の検出を行ない、それらがあるしきい値を超えた場合に異常と判断している。しかし一般に異常の形態は様々であり、一律な診断は難しい。例えば装置１台１台の公差レベルのわずかな差や置かれている環境（周囲の音や振動、温湿度、など）が音の発生に大きく影響することがある。また、診断する対象を特定の個所あるいは現象に特定しなければならず、他の異常モードは従来どおり発生後に対処するしか方法がない。
【００１１】
本発明の目的は、取得した音データに基づいて、装置のばらつきや設置環境などの状況に応じた異常の診断（検出や予測）の精度を向上させつつ、新たな異常現象も学習しながら診断が可能となる画像形成装置の保守管理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、画像形成装置の動作時の音特性を収集する集音手段と、集音した音データを記憶している音データ記憶手段と、当該画像形成装置の保守作業の実績を入力する保守実績入力手段と、入力された保守実績を記憶する保守実績記憶手段と、保守実績記憶手段とデータ記憶手段に記憶されているデータから必要な保守作業を予測するための演算処理を行なう予測手段と、予測手段によって得られた結果を外部に出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置の保守管理システムである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置の保守管理システムにおいて、前記データ記憶手段は、前記音データがフーリエ変換されて周波数領域ごとのデータとなった形で記憶することを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２に記載の画像形成装置の保守管理システムにおいて、前記予測手段は、新たに前記集音手段から音データが得られたとき、前記保守実績記憶手段に記憶されている保守作業の内容と、データ記憶手段に記憶されている各周波数領域のデータとの関係から、必要となる作業内容を選定する演算処理を行なうことを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１ないし３いずれか記載の画像形成装置の保守管理システムにおいて、前記保守実績記憶手段及び前記データ記憶手段はいずれも追加記憶が可能とすることを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１ないし４いずれか記載の画像形成装置の保守管理システムにおいて、前記保守実績入力手段は、入力すべき保守作業の実績を直接または端末から通信手段を経由して入力できるものであることを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１ないし５いずれか記載の画像形成装置の保守管理システムにおいて、前記出力手段は、前記予測手段が予測した結果を画像形成装置本体に表示するもの、あるいはプリントアウトするものであることを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１ないし６いずれか記載の画像形成装置の保守管理システムにおいて、前記出力手段は、前記予測手段が予測した結果を通信回線を通じて他の機器へ送信するものであることを特徴とする。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれか記載の画像形成装置の保守管理システムにおいて、前記集音手段とデータ記憶手段および予測手段との間、または、前記集音手段およびデータ記憶手段と予測手段との間は通信回線で接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る画像形成装置の保守管理システムによれば、取得した音データに基づいて、装置のばらつきや設置環境などの状況に応じた異常の検出や予測等の診断の精度を向上させつつ、新たな異常現象も学習しながら診断が可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００２２】
以下本発明に係る画像形成装置の保守管理システムの実施の形態について図１乃至図２０に基づいて説明する。図１は、実施の形態に係る保守管理システムが管理する画像形成装置の全体構成例を示す概略断面図、図２は画像形成装置の光学ユニットを示す概略断面図である。以下、画像形成装置９１は複数モードを持つ機器であるものとして説明する。
【００２３】
画像形成装置９１は、電子写真方式を採用したディジタルカラープリンタであり、光学ユニット１と、感光体ユニット３と、現像ユニット４と、転写ユニット５と、定着ユニット４６と、給紙部１１０とを備えている。
【００２４】
画像形成装置９１は、画像形成時に、当該画像形成装置９１の最下部に配置された給紙部１１０に収容された画像形成対象シート（印刷用紙やＯＨＰシート等も含むが、以下用紙とする）が図の右下側から左斜め上側へ上がる所定の搬送経路に沿って搬送させられる。このように搬送される用紙は、給紙部１１０から繰り出されて、給紙部１１０の上方側に図の右下から左上側への斜め方向の搬送経路に沿って搬送される。この間、用紙は同様に搬送経路に沿って並んで配置される４つの感光体ユニット３および現像ユニット４と転写ユニット５との間を通過させられ、所定の画像が転写される。かかる画像転写がなされた用紙は、感光体ユニット３、現像ユニット４および転写ユニット５のさらに左斜め上側に配置される定着ユニット４６へ搬送され、定着ユニット４６によって転写画像が定着させられる。
【００２５】
図２に示すように、光学ユニット１は、図２の右下から左上方向といった斜め方向である用紙搬送路に沿って延在するユニットであって、その方向に沿って配置されるハウジング１１を有している。ハウジング１１の上部には、４つの色毎のレーザダイオード（ＬＤ）１７（Ｂｋ：ブラック），１８（Ｃ：シアン），１９（Ｍ：マゼンダ），２０（Ｙ：イエロー）が取り付けられている。
【００２６】
また、ハウジング１１には、主操作ライン操作のためのポリゴンミラーモータ２、ドット位置補正のための２層ｆθレンズ２１，２２、面倒れ補正を行うための長尺ＷＴＬレンズ２３，２４，２５，２６、図示せぬレーザビーム径補正のためのシリンダレンズ等が取り付けられている。
【００２７】
ポリゴンミラーモータ２には、上下２枚の６面のポリゴンミラー２７が一体となって形成されており、このポリゴンミラー２７にＬＤ１７，１８，１９，２０が発したレーザ光が照射される。
【００２８】
各色に対応するＬＤ１７，１８，１９，２０は、用紙の搬送タイミングにあわせて発光し、その光（図中太線で示す）がシリンダレンズ、ポリゴンミラー２７、２層ｆθレンズ２１，２２、長尺ＷＴＬレンズ２３，２４，２５，２６を経由して各色の感光体ドラム２８に照射される。
【００２９】
なお、ブラックに対応するＬＤユニット１７については、２ビーム方式のものを採用することが好ましい。すなわち、２ビーム方式のＬＤを採用することで、モノクロ画像形成時に２ビームを同時に書き込むことができ、ポリゴンミラーモータ２の回転数を抑えながら、かつ迅速な書き込みを行うことができるからである。このようにポリゴンミラーモータ２の回転数を低減することで、騒音が抑制されるといった効果や、モータの寿命が延びるといった効果も得られる。例えば、カラーモードで印刷する場合にポリゴンミラー２７の回転数が２９５２８ｒｐｍ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）で印刷速度２８ｐｐｍ（ｐａｇｅｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）であるが、モノクロ印刷時にはポリゴンミラー２７の回転数が２１８５０ｒｐｍ  と回転速度が小さいにもかかわらず、印刷速度３８ｐｐｍ  となるといった具合である。
【００３０】
図１に戻り、この画像形成装置９１における感光体ユニット３、現像ユニット４および転写ユニット５の構成について説明する。同図に示すように、この画像形成装置は、４連ドラムのタンデム作像方式を採用した装置であり、この方式を採用することでフルカラー印刷モードおよびモノクロ印刷モードの印刷速度を向上させている。また、上述したように感光体ユニット３、現像ユニット４および転写ユニット５を斜めに配置することで設置スペースを小さくし、これにより装置全体を小型にしている。
【００３１】
感光体ユニット３、現像ユニット４は、それぞれ各色で独立したユニットとなっている。つまり、マゼンダ（Ｍ）用の感光体ユニット３および現像ユニット４、シアン（Ｃ）用の感光体ユニット３および現像ユニット４、イエロー（Ｙ）用の感光体ユニット３および現像ユニット４、ブラック（Ｂｋ）用の感光体ユニット３および現像ユニット４があり、これらが図１の右下側から左上側に上記順序で並んで配置されている。なお、Ｂｋ用を除いたＭ用、Ｃ用、Ｙ用の感光体ユニット３は全く同一の構成であるため、新しいユニットであればどの色用（Ｍ、Ｃ、Ｙ）に用いるようにしてもよい。
【００３２】
転写ユニット５は、上述した順序で斜め方向に配置される感光体ユニット３および現像ユニット４の下方側に、当該斜め方向に沿って延在するユニットであり、その斜め方向に沿うよう配置されている。転写ユニット５は、複数のローラと、当該ローラに巻き掛けられたエンドレスの転写ベルト２９とを有している。図示せぬモータによってローラが回転させられることにより転写ベルト２９が図中半時計回りに回転させられ、給紙部１１０から送り出された用紙はかかる転写ベルト２９に載って図の右下側から左上側に搬送させられる。また、転写ユニット５の搬送方向の下流側（図の左上側）には、Ｐセンサ６が配置されており、かかるＰセンサ６が転写ベルト２９上に形成されたＰセンサパターンの濃度を検知し、かかる検知結果が制御に利用される。
【００３３】
図３は、色に対応する感光体ユニットおよび現像ユニットの断面図である。同図に示すように、感光体ユニット３は、感光体ドラム２８（例えばφ３０）を有している。感光体ドラム２８は中空円柱状であり、後述する駆動機構によって図中時計回りに回転させられるようになっている。
【００３４】
感光体ドラム２８の上方側には帯電ローラ３６（例えば、φ１１）が配置されている。帯電ローラ３６は、その表面が感光体ドラム２８の表面から０．０５ｍｍ程度離間した位置に配置されている。そして、帯電ローラ３６は、感光体ドラム２８と逆方向、つまり図中半時計周りに回転させられ、感光体ドラム２８の面上に均一な電荷を印加している。
【００３５】
また、帯電ローラ３６の上方側にはクリーニングブラシ３７が配置されている。感光体ドラム２８の左斜め上側にはクリーニングブラシ３９およびカウンターブレード３８が配置され、これらによって感光体ドラム２８のクリーニングがなされる。
【００３６】
また、クリーニングブラシ３９の左側には、廃トナー回収コイル４０が配置されており、かかる廃トナー回収コイル４０によって回収された廃トナーは、図１に示す廃トナーボルト１６に搬送されるようになっている。
【００３７】
次に、現像ユニット４は、乾式２成分磁気ブラシ現像方式を採用したものであり、現像ローラ３０と、現像ドクタ３１と、搬送スクリュー左３２と、搬送スクリュー右３３と、トナー濃度センサ３４と、剤カートリッジ３５とを備える。
【００３８】
図４は感光体ユニットの駆動機構であり、図を参照しながら説明する。感光体ユニット３は、各色毎に設けられており、４つのユニットがあるが、Ｍ用、Ｃ用、Ｙ用（カラー用）の３つの感光体ユニット３と、Ｂｋ用の感光体ユニット３とは別々の駆動機構によって駆動されるようになっている。すなわち、カラー用の感光体ユニット３の駆動は、カラードラム駆動モータ４１を駆動源とし、この駆動力を伝達するギヤ４３，４４、ジョイント４５とによって行われる。
【００３９】
一方、ブラック用の感光体ユニット３の駆動は、別の黒ドラム駆動モータ４２を駆動源とし、この駆動力を伝達する別のギヤ４４、ジョイント４５によって行われる。したがって、カラーモード印刷時には、カラードラム駆動モータ４１のみが動作し、黒ドラム駆動モータ４２は停止している。一方、モノクロモード印刷時には、黒ドラム駆動モータ４２のみが動作し、カラードラム駆動モータ４１は停止している。なお、カラードラム駆動モータ４１および黒ドラム駆動モータ４２はステッピングモータである。
【００４０】
図５および図６に示すように、この定着ユニット４６は、ベルト定着方式を採用したものであり、ベルトは定着ローラと比べて熱容量が小さいことから、この方式を採用することで、定着ローラを用いる方式よりもウォームアップ時間の短縮、待機時のローラ設定温度を低下できる等のメリットがある。
【００４１】
この定着ユニット４６は、画像が転写された用紙を加熱・加圧し、用紙上にトナー像を定着させるものであり、定着ベルト１３と、オイル塗布ユニット４７とを有している。オイル塗布ユニット４７内には、ジェルがオイルから染み出し、これが塗布フェルト４８から塗布ローラ４９に供給される。そして、塗布ローラ４９が回転しながら定着ベルト１３に微量のシリコーンオイルを塗布している。
【００４２】
このように定着ベルト１３にオイルを塗布することで、定着ベルト１３と用紙とが剥離しやすくなるようにしている。なお、かかるオイル塗布ユニット４７による塗布動作は、用紙が１枚搬送される毎になされるようになっており、図示せぬソレノイドやスプリングを有する機構によって、用紙１枚が搬送される都度オイル塗布ユニット４７が駆動され、定着ベルト１３と接触させられる。一方、用紙１枚が通過すると、上記機構によってオイル塗布ユニット４７が定着ベルト１３から離間させられるようになっている。
【００４３】
また、図５に示すように、定着ベルト１３の用紙搬送方向上流側には、クリーニングローラ５０が設けられており、かかるクリーニングローラ５０が定着ベルト１３上の汚れを吸着し、これによりベルトクリーニングがなされる。
【００４４】
以上が定着ユニット４６の構成であり、かかる定着ユニット４６を通過した用紙は、搬送ローラによって図１に示す本体トレー１５に搬送される。
【００４５】
図７を参照しながら給紙部１１０の構成について説明する。かかる給紙部１１０は、第１トレー９と、第２トレー１０と、手差し給紙トレー８といった３つのトレーを有している。これらの各トレーは、トレーに収容された用紙を送り出す方式として、ＦＲＲ給紙方式を採用している。ＦＲＲ給紙方式による送り出し機構は、給紙トレー内に積層された用紙束中から送り出された用紙を一枚づつに分離する為に、給紙方向に回転駆動される給紙コロに対して逆転コロを当接させた構成となっている。
【００４６】
この構成の下、逆転コロは、給紙コロとは逆方向へ向かう弱いトルクがトルクリミッタを介して付与されているため、給紙コロと接触している状態、或は一枚の用紙が両コロ間に進入した状態では給紙コロに連れ回りする一方で、給紙コロと離間した状態、或は２枚以上の用紙が両コロ間に進入した状態では逆回転する。このため、重送用紙の進入時には逆転コロに接する側の用紙は給紙方向下流側へ戻されて、重送が防止されることとなる。
【００４７】
第１トレー９に収容された用紙は、第１給紙ユニット５１によって１枚分離されて第１トレー９から送り出される。そして、送り出された用紙は、中継ローラ５３によって搬送され、搬送ローラ５５に到達する。ここで、用紙は搬送ローラ５５によってターンさせられながら、左斜め上方側のレジストローラ７に向けて搬送される。
【００４８】
搬送された用紙は、停止しているレジストローラ７に突き当たり、これにより用紙の斜行が補正される。そして、感光体ユニット３等による画像形成工程とのタイミング調整を行い、所定のタイミングで図示せぬレジストクラッチが繋がれてレジストローラ７が駆動され、用紙が転写ユニットへ向けて搬送される。以降用紙は、上述したように転写ベルト２９によって搬送され、所定の画像転写等の処理がなされる。
【００４９】
なお、第２トレー１０に収容された用紙の送り出しは、第２給紙ユニット５２、中継ローラ５４によって搬送ローラ５５に向けて用紙が搬送され、その後は第１トレー９に収容された用紙と同様である。また、手差し給紙トレー８にセットされた用紙は、給紙ユニット５６によってレジストローラ７に向けて搬送され、以降は上記第１トレー９からの用紙搬送と同様である。
【００５０】
次に、上述したように第１トレー９および第２トレー１０から用紙を送り出す第１給紙ユニット５１および第２給紙ユニットを駆動する構成について説明する。
【００５１】
図８に示すように、これらの両ユニットは、１つのステッピングモータ８３によって駆動されており、各々のユニットへの駆動力伝達は第１給紙クラッチ５７および第２給紙クラッチ５８を介して行われる。すなわち、第１トレー９から用紙を送り出すときは第１給紙クラッチ５７のみが繋がれた状態となり、第２トレー１０から用紙を送り出すときは第２給紙クラッチ５８のみが繋がれた状態となる。
【００５２】
この画像形成装置は９１、上述したようにカラー用感光体ユニット３等を有しており、モノクロ印刷とカラー印刷ができるようになっている。より具体的には、表１に示すように、「モノクロモード」、「カラーモードＩ」、「カラーモードＩＩ」、「ＯＨＰ／厚紙モード」といった４つの印刷モードを有しており、ユーザが操作部等を操作してモードを選択した場合、あるいはパソコンからの指令でモードを選択した場合、その選択にしたがって図示せぬ当該画像形成装置の制御部（動作制御手段）が装置各部を制御し、その動作モードで各部を動作させる。この画像形成装置では、制御部がユーザに選択されたモードによって画像形成速度を３種類（１８２．５ｍｍ／ｓ＝３８ｐｐｍ（ｐａｇｅｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）、１２５．０ｍｍ／ｓ＝２８ｐｐｍ、６２．５ｍｍ／ｓ＝１４ｐｐｍ）に切り替えるようになっている。
【００５３】
すなわち、選択された動作モードによってステッピングモータ８３、黒ドラム駆動モータ４２、カラードラム駆動モータ４１といったモータの回転速度を変化させるよう制御しているのである。なお、本明細書においては、「ｐｐｍ  」はＡ４横サイズの用紙の１分あたりの出力枚数である。
【００５４】
【表１】
2008090070.tif 000003
【００５５】
ここで、高解像度の「カラーモードＩＩ」や「ＯＨＰ／厚紙モード」では、印刷速度（画像形成速度）が１４ｐｐｍであるのに対し、「モノクロモード」では印刷速度が３８ｐｐｍ  であり、３倍近い速度差がある。このような大きな速度差を１つのモータで実現するため、この画像形成装置では用紙搬送機構系等の駆動源としてステッピングモータを採用している。
【００５６】
本システムでは、画像形成装置９１が動作時に発生する音を、集音手段６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７（図１，２，３，４，５，８中に図示）によって集音し、後述するような解析を行なう。集音手段はマイクロフォンなどの従来知られている手段を用いることができる。
【００５７】
図９は画像形成装置が動作中に、一つの集音手段が採取した音データを示すグラフであるる。このようなデータを周波数と音圧レベルの関係に変換し、解析を行なう。
【００５８】
ところで、正常に動作する場合であっても、音データは同じ波形になるわけではなく、様々な形を取りうる。
【００５９】
その例として、以下に画像形成装置の３つの速度ごとに、同じ装置の初期状態と８ヵ月後に得られるデータを示す。これらはいずれも正常に動作しているものである。
【００６０】
図１０はカラー２８ｐｐｍ時、つまり印刷速度が２８ｐｐｍで動作したときの初期と８ヵ月後の騒音の周波数分析の結果を比較したものである。
【００６１】
図１１は同じくカラー１４ｐｐｍ時、つまり印刷速度が１４ｐｐｍで動作したとき、図１２はモノクロ３８ｐｐｍ時、つまり印刷速度３８ｐｐｍで動作したときのデータである。
【００６２】
図１３は画像形成装置の３つの画像形成速度ごとに稼動音の音響パワーレベルの経時変化を測定した結果である。これによれば、初期値から２ヶ月間は上昇し、一旦下降するがその後上下動する。変動の幅は１（ｄＢ）以上ある。これはメカ的に駆動機構が馴染んだり、正常範囲内でへたったり、磨耗したり様々な要因が考えられるが、故障したわけではなく、正常に動作して良好な画像を形成している状態である。
【００６３】
このように、経時によって画像形成装置を構成するモータ等の部品の音のレベルは変化することが分かる。つまり、設置当初の音を基準に判断していると誤診断を起こすことになる。
【００６４】
同様な違いが稼働時間だけでなく、画像形成装置の１台１台や、設置場所や温湿度条件によっても見出される。
【００６５】
異常が発生した場合の音の周波数は、原因が明確であれば特定することが可能であるが、上記の様々な正常状態における周波数ごとの音圧レベルは、基準を設定することが現実には困難である。上下限にしきい値を求めるような方法では誤診断が起こりやすくなる。
【００６６】
本発明は、全周波数領域のデータを使った総合的な判定を行なうものであり、さらにその信頼性は保守員が行なった実際の保守作業との対応関係を逐次蓄積していくことにより、維持・向上させていくようにする。
【００６７】
＜診断システムの構成＞
図１４は画像形成装置の異常の診断を行なうシステムのブロック図である。この例では、画像形成装置の保守管理システムは、画像形成装置２０１と、この画像形成装置２０１に配置されたマイクロフォン等で構成される複数の集音手段２０２と、集音手段２０２で集音した音を記憶する音データ記憶手段２０３とを備える。また、保守管理システムには、画像形成装置２０１の保守作業の実績を入力する保守実績入力手段２０４と、入力された保守実績を記憶する保守実績記憶手段２０５とを備える。音データ記憶手段２０３と、保守実績記憶手段２０５には演算処理手段２０６が接続され、演算処理手段２０６には出力手段２０７が接続されている。
【００６８】
画像形成装置２０１から、複数の集音手段２０２で取得された音データは周波数変換されて、音データ記憶手段２０３に記憶される。この音データは定期的に蓄積されていく。その周期は、短くなるほど診断精度が向上するが、扱うデータ容量が大きくなり、システムへの負荷が増す。長くなればシステムの負荷が軽減するが診断精度は低下し、さらに対応の遅れなどによるユーザの不満度が増す。装置の使用頻度も含めて総合的に考慮して決められるが、５時間から５日に１回程度が望ましい。
【００６９】
一方、保守員やユーザが行なう保守作業の実績が保守実績記憶手段２０５に記憶される。保守実績記憶手段２０５は、画像形成装置の様々な不具合に対応した実績が本体のタッチパネルなどから直接入力されたり、パソコン端末から通信回線を通じて入力される保守実績入力手段からの情報を蓄積する。このようにすれば保守実績とそのときの音データが対応する。通常、各音データに対応する保守実績は、何もしない場合が大部分となるが、それは正常であったとみなす。
【００７０】
波形データと保守実績データの関係は演算処理手段２０６（予測手段）で関連付けられる。この関連付けの具体例は後述する。このようにすれば、音データが得られたときに、どのような保守作業が必要になるかを、画像形成装置を見ることなく推定することができる。さらに現象が発生する前に必要な作業を知ることもできる。その結果は出力手段２０７に出力されることとなり、保守作業の準備を効率的に行なうことができるようになる。
【００７１】
集音手段２０２及び保守実績入力手段２０４には常時データが蓄積されるので、時間が経つにつれて診断システムの信頼性は向上していく。また、蓄積するデータ容量に制限を設け、古くなったデータを排除することにより、経時的な変化にも対応した診断を行なうことが可能になる。
【００７２】
＜診断の具体的な方法＞
図１７は診断システムの動作フローチャートである。画像形成装置がユーザのもとに入荷され、動作可能な状態になったのち、以下のようなステップで動作する。
Ａ−１：画像形成装置の動作状態で定期的に音データを収集する。
Ａ−２：集積データと予測式に基づく診断が演算処理手段（予測手段）にて行なわれる。その内容は、後で詳細に説明する。
Ａ−３：結果を出力手段から出力する。
Ａ−４：保守員が行なった保守実績が入力されると、保守実績記憶手段に記憶する。
Ａ−５：音データ記憶手段と保守実績記憶手段にて、診断システムのデータベースが構築される。内容は後述する。
Ａ−６：保守内容別の予測式を、演算処理部にて構築する。内容は後に詳述する。
その後、ステップＡ−１に戻る。
【００７３】
図１８は上述したステップＡ−１の内容を示すフローチャートである。以下のようなステップで動作する。
Ｂ−１：各集音手段（マイクロフォンなど）から図１０などに示すような周波数のデータを得る。
Ｂ−２：１００Ｈｚから１００００Ｈｚの周波数領域を、対数で１０等分する。すなわち、周波数をｆとすると、ｌｏｇ（ｆ）で２から４を１０等分する。以下等分したそれぞれの領域を周波数区分と呼ぶ。
Ｂ−３：各集音手段ごとに、各周波数区分の音圧レベルのデータを音データ記憶手段に記憶する。集音手段が７つある場合は、１回につき１０×７＝７０個のデータとなる。これらをｘｊ（ｊ＝１，２，・・・，７０）で表す。
この結果は図１４の音データ記憶手段に保存される。
【００７４】
ステップＢ−２における区分数は、少なすぎると発生する現象との相関がなくなり、診断の精度が低くなるので少なくとも５以上は必要である。逆に多すぎると、扱うデータ容量が増え、演算のためのハードウェア構成が複雑になったり、結果を得るまでの時間がかかりすぎたりする。これらの条件から適宜決定される。
【００７５】
図１７のステップＡ−４では、以下のような形で保守実績記憶手段に保守実績が蓄積される。即ち、音データを取得したタイミングでの保守実績をｍｋとする。ここでｋは保守内容を示し、１０種類の異常の診断をおなう場合は１から１０までの値をとる。ｍｋはその保守作業が行なわれたときは１、行なわれなかったときは０として、保守実績記憶手段に記憶される。
【００７６】
図１５は直接取得されるデータの構成を示すグラフである。データ取得の時間間隔ごとに、音データｘｊ（ｊ＝１，２，・・・，７０）とｍｋ（ｋ＝１，２，・・・，１０）が得られる。
【００７７】
図１９は図１７に示したステップＡ−５で行なわれる内容を示すフローチャートである。以下のようなステップで動作する。
Ｃ−１：ステップαを基準として、データ取得間隔を単位とした期間ｑだけ遡った期間のｘｊの時系列データから以下の３通りの情報に変換する。それらをａ、ｂ、ｃの添え字を付けて表す。
（ａ）ｘｊａ：期間ｑのうちの最新のデータ
を数式で表すと
【００７８】
【数１】
2008090070.tif 000004
…式１
となる。
【００７９】
（ｂ）ｘｊｂ：期間ｑのなかでの回帰直線の傾き
これは以下の式２で求められる。
【００８０】
【数２】
2008090070.tif 000005
…式２
【００８１】
ここでＴは時刻αからの時間を表し、ΣはＴに関する期間ｑ内の和であることを示す。
（ｃ）ｘｊｃ：期間ｑのなかでの変動係数（標準偏差を平均値で割ったもの）
これは以下の式３で求められる。
【００８２】
【数３】
2008090070.tif 000006
…式３
【００８３】
ここでσｊ（α）は、期間ｑ中のｘｊの標準偏差、ｘｊａｖ（α）は期間ｑ中のｘｊの平均値を表す。
【００８４】
７０種すべての項目の時系列データについてこのようなパラメータの導出を行ない、２１０種類のあらたなデータ項目を得る。
【００８５】
Ｃ−２：時刻αからあとの時間ｐまでに発生した保守実績ｍｋの総和を状態評価値Ｍｋ（α）とする。
以上の関係より、各ステップごとにｘｊａ、ｘｊｂ、ｘｊｃ（ｊ＝１，２，・・・，７０）とＭの値が対応した形で得られる。
【００８６】
ｘｊａ、ｘｊｂ、ｘｊｃ（ｊ＝１，２，・・・，７０）を独立な項目とみなし、これらをｙｊ（ｊ＝１，２，・・・，２１０）と書く。データ構成は表２のようになる。これは、ステップαより過去の音データと、ステップαより将来の保守作業との対応関係を表すものとなっていて、これに基づいた将来的な予測ができる。
【００８７】
なお、ｙ１，・・・ｙ２１０をデータ項目、Ｍ１，・・・Ｍ１０を保守項目と呼ぶ。
【表２】
2008090070.tif 000007
【００８８】
Ｃ−３：状態評価値Ｍｋ（保守実績のステップ期間ｐ内の和）から、正常なデータ組（すべてのｋについて、Ｍｋ＝０のとき）を抽出し、正常データ群とする。また残りを異常データ群とする。
【００８９】
図２０は図１７に示したステップＡ−６で行なわれる診断の予測式の構築の方法を示すフローチャートである。ここでの目的は、現時点を基準として、将来の一定期間（ｐ）に必要となる保守内容を予測することである。以下、データ項目数、保守項目数を一般化して、それぞれｓ、ｔで表す。
【００９０】
Ｄ−１：表２のうち、正常組データ群となるデータを抽出し、式４のように平均値からの差を求め、基準化する（−は正常データ群内の平均値を表す）。この結果を表３に示す。ｎは正常データの数である。
【００９１】
【数４】
2008090070.tif 000008
…式４
【００９２】
【表３】
2008090070.tif 000009
【００９３】
Ｄ−２：異常組データ群のα番目の取得データｘｊ（α）とそれに対応する状態評価値Ｍ（α）より、式４と同様にＸｊ（α）を定義し、Ｍｋ（α）と関連付ける。このｘｊ（α）を以下の式５に示す。
【００９４】
【数５】
2008090070.tif 000010
…式５
Ｄ−３：異常データだけを用いて、以下の計算式によりβｊ、ηｊを求める（Σは異常データ群に関する和を表す）。
【００９５】
【数６】
2008090070.tif 000011
…式６
【００９６】
【数７】
2008090070.tif 000012
…式７
【００９７】
【数８】
2008090070.tif 000013
…式８
【００９８】
【数９】
2008090070.tif 000014
…式９
【００９９】
【数１０】
2008090070.tif 000015
…式１０
【０１００】
Ｄ−４：必要性を判断しようとする保守項目（ｋ）を選択する。
Ｄ−５：採用するデータ項目を決定する。これについては後述する。
Ｄ−６：以上の関係を利用して、予測対象である任意のＸｊ０の組（ｊ＝１，２，・・・，ｋ）が得られたとき、以下の式で定義されるＤを算出する。ΣはＤ−５で選択されたデータ項目（ｓ個）についての和を取ることを示す。
【０１０１】
【数１１】
2008090070.tif 000016
…式１１
【０１０２】
Ｄ−７：式１１により指標値Ｄが求められたとき、以下のようにして特定の保守作業項目ｋとの関連付けを行なう。
【０１０３】
音データ記憶手段と保守実績記憶手段に記憶されているｚ個の組合せのデータに基づき、以下の計算を行なう。期間ｐで実施した項目ｋに関する保守実績の和をＭｋ（α）、指標値をＤ（α）とする。ここで、αはデータが取得された時刻を表し、このようなデータがｚ個ある。この蓄積情報の概念図を図１６に示す。両者の関係として、原点をとおる直線関係を仮定し、その傾きβ０を以下のように定義する。
【０１０４】
【数１２】
2008090070.tif 000017
…式１２
【０１０５】
ここでΣはｚ個すべてのデータについての和であることを示す。
図１４の演算処理部では、β０を用いて推定値を求める。すなわち、時刻αで取得してあるデータの組から求めた指標値Ｄ（α）から、保守作業項目ｋに関する保守作業の推定値＜Ｍｋ＞（α）を以下のように求める。
【０１０６】
【数１３】
2008090070.tif 000018
…式１３
【０１０７】
Ｄ−８：予測式、式１３の精度を評価するために、推定値＜Ｍｋ＞（α）と実際の保守実績Ｍｋを比較し、その関連性を評価する。そのための評価値ηを以下の式１４のように定義する。Σは異常データ全体に関する和を表す。
【０１０８】
【数１４】
2008090070.tif 000019
…式１４
【０１０９】
【数１５】
2008090070.tif 000020
…式１５
【０１１０】
【数１６】
2008090070.tif 000021
…式１６
【０１１１】
【数１７】
2008090070.tif 000022
…式１７
【０１１２】
ここで、Σはｚ個すべてのデータについての和であることを示す。
【０１１３】
Ｄ−９：データ項目の別の組合せで計算を行なう場合は、ステップＤ−５に戻る。
Ｄ−１０：別の保守項目について計算を行なう場合は、ステップＤ−４に戻る。そうでなければ終了する。
【０１１４】
上記ステップＤ−５における具体的な方法は以下のとおりである。
（１）直交表Ｌ２５６を用いる方法
Ｌ２５６は２水準系の直交表で、２１０通りのデータ項目を割り付ける。その際、第一水準をその項目を採用する、第二水準を採用しないと設定し、２５６通りの組合せでそれぞれ式１１以下を計算する。式１１において、加え合わせるデータ項目の種類を、Ｌ２５６の行番号によって決める。このようにして、式１７のηが２５６通り得られ、その結果より要因効果を求めて、第一水準がηを大きくするような項目だけを選んで、再度式１１から式１７により、ηを求める。
保守項目ｋを入れ替えて、それぞれで採用するデータ項目（ｊ）を決定する。
【０１１５】
（２）逐次的計算方法
基準状態を決め（例えば全項目採用）、それから２１０のデータ項目を一つずつ採用・不採用を入れ替え、式１１から式１７により、ηを求める。
【０１１６】
２１０通りのηのうち、最大になった条件を基準として、同様のことを繰り返し、ピークに達したときに採用されたデータ項目（ｊ）を用いるようにする。
【０１１７】
＜結果の利用＞
以上のようにして、各保守作業項目ごとに、推定式、式１３の式が決定される。保守作業項目ごとの式の違いは、採用されるデータ取得項目の組合せである。
データを取得したタイミングごとに、これらの結果が表示される。表示される内容の例は、表４のようなものである。
【０１１８】
【表４】
2008090070.tif 000023
【０１１９】
さらに、結果が通信回線を通じて、画像形成装置の保守管理システムの中央管理装置に伝送される。そこで保守作業の計画が作成される。この場合、表３のような内容だけではなく、式１３のＤやその他の計算結果を同時に送信するようにすると、中央管理装置ではより詳しい計画を作成することができる。
【０１２０】
なお、以上の実施例では、予測手段（演算処理手段）を画像形成装置に一体的に装着させる構成を前提に説明したが、図１４における集音手段までが画像形成装置に一体的になっていて、音データ記憶手段・保守実績記憶手段・予測手段は画像形成装置の保守管理システムの中央管理装置側に備えるような構成であっても、まったく同様な機能を実現することができる。この場合、通信回線を通じてデータが伝送される。あるいは、記憶手段まで画像形成装置側で備え、予測手段は中央管理装置で備えるような構成であっても、同様である。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】実施の形態に係る保守管理システムが管理する画像形成装置の全体構成例を示す概略断面図である。
【図２】画像形成装置の光学ユニットを示す概略断面図である。
【図３】色に対応する感光体ユニットおよび現像ユニットの断面図である。
【図４】感光体ユニットの駆動機構を示す斜視図である。
【図５】定着ユニットを示す斜視図である。
【図６】定着ユニットを示す概略断面図である。
【図７】給紙部の構成を示す概略断面図である。
【図８】第１給紙ユニット及び第２給紙ユニットの構成を示す斜視図である。
【図９】画像形成装置が動作中に、一つの集音手段が採取した音データを示すグラフである。
【図１０】カラー印刷速度２８ｐｐｍで動作したときの初期と８ヵ月後の騒音の周波数分析の結果を比較したグラフである。
【図１１】カラー印刷速度１４ｐｐｍで動作したときの初期と８ヵ月後の騒音の周波数分析の結果を比較したグラフである。
【図１２】モノクロ印刷速度３８ｐｐｍで動作したときの初期と８ヵ月後の騒音の周波数分析の結果を比較したグラフである。
【図１３】画像形成装置の３つの画像形成速度ごとに稼動音の音響パワーレベルの経時変化を測定した結果を示すグラフである。
【図１４】画像形成装置の異常の診断を行なうシステムのブロック図である。
【図１５】直接取得されるデータの構成を示すグラフである
【図１６】蓄積情報の概念図である。
【図１７】診断システムの動作フローチャートである。
【図１８】診断システムの動作フローチャートである。
【図１９】診断システムの動作フローチャートである。
【図２０】診断システムの動作フローチャートである。
【符号の説明】
【０１２２】
１  光学ユニット
２  ポリゴンミラーモータ
３  感光体ユニット
４  現像ユニット
５  転写ユニット
６  Ｐセンサ
７  レジストローラ
８  手差し給紙トレー
９  第１トレー
１０  第２トレー
１１  ハウジング
１２  本体トレー
１３  定着ベルト
１５  本体トレー
１６  廃トナーボルト
１７  ＬＤユニット
２１，２２  ２層ｆθレンズ
２３，２４，２５，２６  長尺ＷＴＬレンズ
２７  ポリゴンミラー
２８  感光体ドラム
２９  転写ベルト
３０  現像ローラ
３１  現像ドクタ
３２  搬送スクリュー左
３３  搬送スクリュー右
３４  トナー濃度センサ
３５  剤カートリッジ
３６  帯電ローラ
３７  クリーニングブラシ
３９  クリーニングブラシ
４０  廃トナー回収コイル
４１  カラードラム駆動モータ
４２  黒ドラム駆動モータ
４３，４４  ギヤ
４５  ジョイント
４６  定着ユニット
４７  オイル塗布ユニット
４８  塗布フェルト
４９  塗布ローラ
５０  クリーニングローラ
５１  第１給紙ユニット
５２  第２給紙ユニット
５３  中継ローラ
５４  中継ローラ
５５  搬送ローラ
５６  給紙ユニット
５７  第１給紙クラッチ
５８  第２給紙クラッチ
６１，６２，６３，６４，６５，６６  集音手段
８３  ステッピングモータ
９１  画像形成装置
１１０  給紙部
２０１  画像形成装置
２０２  集音手段
２０３  音データ記憶手段
２０４  保守実績入力手段
２０５  保守実績記憶手段
２０６  演算処理手段
２０７  出力手段
【図９】
2008090070.tif 000024
【図１】
2008090070.tif 000025
【図２】
2008090070.tif 000026
【図３】
2008090070.tif 000027
【図４】
2008090070.tif 000028
【図５】
2008090070.tif 000029
【図６】
2008090070.tif 000030
【図７】
2008090070.tif 000031
【図８】
2008090070.tif 000032
【図１０】
2008090070.tif 000033
【図１１】
2008090070.tif 000034
【図１２】
2008090070.tif 000035
【図１３】
2008090070.tif 000036
【図１４】
2008090070.tif 000037
【図１５】
2008090070.tif 000038
【図１６】
2008090070.tif 000039
【図１７】
2008090070.tif 000040
【図１８】
2008090070.tif 000041
【図１９】
2008090070.tif 000042
【図２０】
2008090070.tif 000043