(57)【要約】【課題】機械の傾向を診断および分析することのできる機械サーバを提供する。【解決手段】画像処理機械に電気的に接続されたサーバは、局所のデータアクセスを提供し、かつ、モニタ構成要素（２０２）と、機械の傾向を追跡し機械サブシステムおよび要素の障害を予測するためにデータを分析する分析および予測構成要素（２０４）と、より高い水準で機械を診断することのできる診断構成要素（２０６）とを含み、この診断構成要素は、モニタ構成要素と、分析および予測構成要素とに接続され、さらに、遠隔通信リンクを提供する通信構成要素（２０８）を含む。【選択図】図４
2007317207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１水準の診断構成要素を有する制御装置と少なくとも一つの動作サブシステムを含む画像処理機械に電気的に接続されたサーバであって、
前記動作サブシステムおよび制御装置によって生成されるデータと、第１水準の診断データを受け取るためのモニタ構成要素と、
機械動作装置の傾向データ及び障害予測データを提供するための、前記モニタ構成要素に接続された分析予測構成要素と、
前記モニタ構成要素及び分析予測構成要素に接続され、第２水準の診断データを生成する診断構成要素と、
前記診断構成要素及び分析予測構成要素に接続され、前記傾向データ、障害予測データ、及び第２水準の診断データへの局所アクセス、及び／又は第３水準の診断を行う遠隔サーバへのこれらデータの遠隔通信を提供する通信構成要素と、
を備えたことを特徴とするサーバ。
【請求項２】
前記制御装置が、各々が一以上のコントローラを有する複数の水準と、様々な水準のコントローラ間の対話を調整する制御スーパバイザとからなるアーキテクチャを備える、請求項１に記載のサーバ。
【請求項３】
第１水準の診断構成要素を有する制御装置と、前記制御装置に電気的に接続されたサーバモジュールを含む画像処理機械において、機械動作を診断する方法であって、
サーバモジュールにより第１水準の診断データ及び機械センサにより生成されたデータを受け取り、
前記第１水準の診断データ及び機械センサにより生成されたデータを分析し、機械の傾向を追跡した傾向データ、及び、予測される機械イベント及び障害データを提供し、
前記第１水準の診断データ及び機械センサにより生成されたデータの分析に応じて第２水準の診断データを提供し、
前記傾向データ、障害予測データ、及び第２水準の診断データへの局所アクセス、及び／又は第３水準の診断を行う遠隔サーバへのこれらデータの遠隔通信を提供すること
を含む、方法。
【請求項４】
前記予測される機械イベント及び障害データ、及び第２水準の診断データへのアクセスのために、前記サーバモジュールに局所通信リンクを提供することをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記サーバモジュールのメモリに前記第２水準の診断データ、機械分析及び予測される機械イベントに関連するデータを記憶することをさらに含む、請求項３又は４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械データを監視し、傾向を予測し、補正応答を提供するためのサーバに関し、単独の機械、機械群、あるいは、複数の機械群に基づいて、所定の応答量を提供するサーバからなる階層システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度拡張診断能力を有する高性能ホストコンピュータを用いて、遠隔の発生源からの複数の複写機械(reprographic machine)の動作を監視するためのシステムが導入されてきた。これらのシステムは、診断のために自動的に起動されるリクエストまたは診断のためにユーザが起動するリクエストを受信するためにその監視される機械と遠隔で対話する能力、そして、より高い水準の診断分析を可能にする記憶データを受信するためにそのリクエストしている機械と対話する能力を有する。そのようなシステムは、本発明の譲受人が所有する米国特許第 5,038,319号および米国特許第 5,057,866号（これらの明細書は、参照のためにここに引用されている）に示される。これらのシステムは、適切な通信回線を介してホストコンピュータが設置された遠隔地側に選択された機械の動作データ（機械の物理的なデータとして参照される）を転送することを可能にする遠隔対話通信（ＲＩＣ : Remote Interactive Communication ）を使用する。この機械の物理的なデータは、監視されるドキュメントシステムから遠隔地側に所定の時間に自動的に伝送されてもよいし、および／または、ホストコンピュータからの特定のリクエストに応答して伝送されてもよい。
【０００３】
典型的なＲＩＣシステムにおいては、ホストコンピュータは、公衆加入電話システムを経由して、または公衆システムと専用システムを組み合わせたものを経由してモデムを介して局所の複写機械にリンクされる。このホストコンピュータは、異なった種類の複数の機械と通信することを可能にするコンパイラと、その機械内の診断システムによって得られるものよりも高い水準の機械の物理的なデータの分析を実行するエキスパート診断システムとを含んでもよい。分析の後、このエキスパートシステムは、障害を克服するためにドキュメントシステム側の機械オペレータが利用することのできる指示メッセージを提供してもよい。
【０００４】
あるいは、もしエキスパートシステムが、より大がかりな修理が必要であると判定すれば、あるいは、予防修理を行うことが望ましいと判定すれば、機械を識別し、かつ必要とされる保全処置の種類を一般的に指示するメッセージが局所の現場作業事務所に送られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したシステムの１つの難点は、遠隔伝送における大量のデータ伝送および大容量の帯域幅が必要とされることである。米国特許第 5,394,458号は、局所または遠隔のいずれかでデータを診断装置に転送するための機械通信インタフェースを開示するものである。しかしながら、通信の主要な構成要素は、標準モデムおよびＲＳ−２３２インタフェースである。このシステムの難点は、遠隔監視を行うには比較的に狭いデータ帯域幅と、ほんのわずかな回数しか監視することができない能力とである。さらに重要なことには、局所または遠隔のいずれかでデータを転送するには比較的に処理能力の乏しい(dumb)通信インタフェースが開示されている。インタフェース内での傾向分析能力および診断能力が欠如しており、また、伝送する前の機械の状態に関する生データを減少させることができない。さらに、上述の特許に開示されるシステムは、単一の機械またはファミリーの機械に適用することのできる分析と診断からなる段階的な技術すなわち階層構造を用いられるネットワーク上の他のサーバとの対話能力がない。
【０００６】
将来の事務機器は、顧客、製品製造業者の代理人、または、第３者のサービス組織を含む様々な単位の団体によって保守サービスがなされることが期待されている。この保守サービスは、部品の修理または交換、調整、あるいはソフトウェアの更新を含み、可能な限り簡便で容易に利用できるものでなければならない。どんな場合にも複雑である製品においてこの簡便な保守サービスの新しい水準を達成するために、機械の状態に関する迅速で簡単に理解することができる情報をその製品を保守すると考えられる者に提供するための新しい方法が開発される必要がある。経済的に実現可能な方法を達成するために、製品設計は、品質改善が可能なハードウェアおよびソフトウェアを備えたモジュール化された態様によって、同じ基本技術、そして、センサ技術および診断技術を用いたシリーズの製品に拡張することができる保守サービスを提供するように準備されなければならない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、局所または遠隔のホストとの比較的に大きな容量のデータインタフェースを従来通り提供するとともに、機械の傾向を診断および分析することのできる機械サーバを提供することである。本発明のもう１つの目的は、単一の機械、ファミリーの機械、または、種々のファミリーの機械の傾向を監視および診断するために、ネットワーク上のサーバの段階的な水準すなわち階層構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの態様においては、画像処理機械に電気的に接続されたサーバは、局所のデータアクセスを提供し、かつ、モニタ構成要素と、機械の傾向を追跡し機械サブシステムおよび要素の障害を予測するためにデータを分析する分析および予測構成要素と、より高い水準で機械を診断することのできる診断構成要素とを含み、この診断構成要素は、モニタ構成要素と、分析および予測構成要素とに接続され、さらに、遠隔通信リンクを提供する通信構成要素を含む。
【０００９】
第２の態様においては、第１の水準のサーバモジュールは、所定の機械に直接に接続され、傾向分析能力および診断能力を有する第２の水準のサーバモジュールが、ネットワークに接続され、ネットワークの機械群に関連付けられ、第３の水準のサーバモジュールが、ネットワーク上の複数の機械群に関連付けられ、分析および予測構成要素と、診断構成要素とが、複数の機械群に関する傾向データと、障害予測データと、機械補正データとを提供する。
【００１０】
本発明の請求項１の態様に従うと、画像処理機械が、データ収集構成要素と第１の診断構成要素とを有する制御装置を含み、サーバが、保守サービス代理人へのアクセスを提供する、画像処理機械に電気的に接続されたサーバにおいて、前記データ収集構成要素および前記第１の診断構成要素によって生成されるデータを受け取るために、前記制御装置に接続されたモニタ構成要素と、データを分析し、機械の傾向を追跡し、そして、機械サブシステムおよび構成要素の障害を予測するための、前記モニタ構成要素に接続された分析および予測の構成要素と、機械動作をさらに診断するために、前記分析予測構成要素と前記第１の診断構成要素とに応答する第２の診断構成要素とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、機械の傾向を診断および分析することのできる機械サーバを提供し、単一の機械、ファミリーの機械、または、種々のファミリーの機械の傾向を監視および診断するためのネットワーク上のサーバの段階的な水準すなわち階層構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明によるサーバとともに使用するのに適しているプリンタの種類は、米国特許第 4,986,526号に記述される。本発明による制御システムアーキテクチャを用いた類似する複写カラープリンタ１０が図１に示される。このサーバは、様々な種類のＩＯＴによって実現されてもよく、必ずしも図１に示される特定の印刷システムに限定されることはないことを理解すべきである。例えば、本発明は、リソグラフィサーマルインクジェット、液体現像、あるいは、熱転写のような電子写真のほかに、様々なマーキングシステム(marking system)に適合する。
【００１４】
図１において、印刷システムが動作中に、多色原稿３８が、ラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ）１２に載置される。ＲＩＳ１２は、原稿全体を取り込んでそれを一連のラスタ走査線に変換する。この情報が画像処理システム（ＩＰＳ）１４に送られる。所望の画像に対応する信号が、出力複写画像を生成するＲＯＳ１６にＩＰＳ１４から送られる。ＲＯＳ１６は、回転するポリゴンミラーのブロックを備えたレーザ装置を含む。潜像が、シアン、マゼンタ、黄、および、黒の現像剤によってそれぞれ現像される。複写用紙に多色画像を形成するために、これらの現像された画像が、複写用紙に転写され、お互いを位置合わせして重畳される。そして、この多色画像が、複写用紙に定着させられてカラーコピーを形成する。
【００１５】
さらに図１を参照すると、プリンタまたはマーキングエンジン１８は、静電記録式印刷機械である。この静電記録式印刷機械は、感光体すなわち光導電性ベルト２０を用いる。ベルト２０が、矢印２２の方向に移動して、光導電性表面からなる連続する部分を移動経路の周囲に配置された様々な処理ステーションを通って継続的に前進させる。まず最初に、光導電性ベルト２０のある部分が、帯電ステーション３４を通過する。帯電ステーション３４において、コロナ発生装置すなわちスコロトロンが、光導電性ベルト２０を比較的に高いほぼ均一な電位に帯電させる。
【００１６】
つぎに、ベルト２０の帯電した光導電性表面は、露光ステーション３６に移動する。露光ステーション３６は、そこに載置された多色原稿３８を有するＲＩＳ１２からの画像情報を受け取る。ＲＩＳ１２は、原稿３８から画像全体を取り込み、それを一連のラスタ走査線に変換し、それがＩＰＳ１４に電気信号として送られる。ＲＩＳ１２からの電気信号は、原稿のそれぞれの点における赤、緑、および、青の濃度に対応する。そして、ＩＰＳ１４は、所望の画像に対応する信号をＲＯＳ１６に送る。ＲＯＳ１６は、回転するポリゴンミラーのブロックを備えたレーザ装置を含む。１つの潜像が、シアンの現像剤によって現像されるように適合されている。もう１つの潜像は、マゼンタの現像剤によって現像され、第３の潜像は、黄の現像剤によって現像され、第４の潜像は、黒の現像剤によって現像されるように適合される。これらの潜像は、ＩＰＳ１４からの信号に対応する光導電性ベルト上にＲＯＳ１６によって形成される。
【００１７】
静電潜像が光導電性ベルト２０上に記録された後、ベルト２０は、それの静電潜像を現像ステーション３７に前進させる。この現像ステーションは、従来の方法と同じように適切な色のトナー粒子を用いて静電潜像を現像する４つの独立した現像ユニット４０、４２、４４、および、４６を含む。現像した後、そのトナーが、転写ステーション４８に移動させられ、そこで、トナー画像が、支持体５２の例えば普通紙のような用紙に転写される。転写ステーション４８において、用紙コンベヤ５０からなる給紙装置は、用紙を移動させて光導電性ベルト２０に接触させる。このように、４つの色のトナー画像は、お互いを位置合わせして重畳されることで用紙に転写される。用紙が用紙コンベヤ５０の周囲に４回供給された後、その用紙は、排出されて用紙搬送装置５４に供給され、矢印５６の方向で定着ロール５８と加圧ロール６０との間に供給され、そして、用紙受け皿６２に載置される。
【００１８】
図２に概略的に示されるように、階層によるプロセス制御アーキテクチャ１１０は、診断サーバに必要とされるデータを提供するために、図１に示されるプリンタ１０のようなプリンタに、あるいは、他の適切などんなマーキング装置にも導入することができる。この階層によるプロセス制御アーキテクチャ１１０は、図１に示されるようにマーキングエンジン１８のプロセス制御装置１１に導入され、診断サーバと保守サービスされるマーキングエンジンとの間の密接な関係を示す。本発明によれば、動作および動作の状態に関する根本的な低い水準の詳細が、マーキングエンジンから診断サーバに一定間隔で頻繁に通知される。この制御アーキテクチャ１１０は、服を縫う者(sewer) と服地にはさみを入れる者(marker)との間の親密な結合からなるより一般的な概念を示す１つの例である。異なった技術に対する制御構造の内部は異なってもよいが、必要とされるデータを診断サーバに提供するために、機械エンジンのマーキング装置の状態と動作に関する根本的かつ詳細なデータを診断サーバに提供する点は類似している。
【００１９】
プロセス制御装置１１におけるアーキテクチャ１１０は、プリンタ１０によって出力される画像の品質を制御するためにＩＰＳ１４およびＲＯＳ１６と通信する。アーキテクチャ１１０の主要な目的は、所望の階調再現曲線（ＴＲＣ）を維持することによって所望のＩＯＴ画像品質を維持することである。複写または印刷されるべき入力画像は、特有のＴＲＣを有する。所望の画像を出力するＩＯＴは、固有のＴＲＣを有する。もしＩＯＴが制御されないで動作すれば、ＩＯＴによって出力される画像のＴＲＣが、画像のカラー描写を歪ませる。したがって、ＩＯＴは、それ固有のＴＲＣを入力画像のＴＲＣに一致させるように制御されなければならない。湿度または温度、および、電子写真材料の老化年齢（経時）、すなわち、現像剤(developer) 、受光体（例えば、感光体）、などが新品であったときからの印刷された回数のような制御することのできない特定の変数の変化のために、ＩＯＴの固有のＴＲＣは変化することがある。図２に示されるように、様々な変化を取り込んで補正するために、アーキテクチャ１１０は、システム全体にわたってＩＯＴのマーキングエンジンを観察し、ＩＯＴの様々な物理的なサブシステム１１３と、サブシステム１１３間の相互関係とのいずれをも制御する。
【００２０】
図２からわかるように、アーキテクチャ１１０は、３つの水準に、すなわち、水準１、水準２、水準３に分割することができる。さらに、アーキテクチャ１１０は、様々な水準のコントローラ間の対話を調整する制御スーパバイザ１１２を有する。水準１は、サブシステム１１３のそれぞれに対するコントローラ１１４を含む。サブシステム１１３は、例えば、電子写真装置の帯電ステーション、露光ステーション、現像ステーション、および、定着ステーションであってもよい。水準２は、水準１のコントローラ１１４と協同する少なくとも２つのコントローラ１１５を含む。水準３は、少なくとも１つのコントローラ１１６を含む。コントローラのそれぞれは、直接に接続されるだけでなく、制御スーパバイザ１１２に提供される特別のインタフェースを介して他のコントローラとともに機能しかつ通信する。
【００２１】
一般的には、水準１において、アルゴリズムは、それに対応するサブシステムをそれの設定値に維持する責任がある。水準２は、これらの設定値がどのくらいであるべきかを判定し、それらを変更するために水準１のアルゴリズムにその判定を通知する。水準２は、例えば、感光体の原稿間領域にパッチスケジューリングアルゴリズムによって配置されるトナーパッチを検査し、光学センサが、これらのパッチを読み取って、現像システムによってそこに配置されたトナー量を判定する。このパッチは、完全な黒の領域のパッチか、あるいは５０％（例として）のハーフトーンパッチのいずれでもよい。これらのパッチの濃さから、水準２のアルゴリズムが、静電電圧およびトナー濃度に関する適切な設定値を決定する。水準２は、ＴＲＣを実在するもの(entity)としては認識せず、ただ単に３つの点（最大の暗さ、白、および、ある中間の暗さ（この例では５０％））として認識する。水準３は、多くの離散する点（一般的には、水準２からの３つの点に加えてさらに約４〜６個の点）からなる曲線としてＴＲＣを取り扱う。制御アーキテクチャ１１０のさらなる詳細については、ここに引用された米国特許第 5,471,313号を参照されたい。
【００２２】
水準２のアルゴリズムによって要求されるサブシステム１１３の短期安定性を提供するために、水準１のコントローラ１１４は、サブシステム１１３のそれぞれに対するスカラーの設定値を維持することが要求される。サブシステム１１３のそれぞれは、その特定のサブシステムの特定のパラメータすなわち動作設定値を直接に制御する独立したコントローラ１１４を有する。図２に示されるコントローラ１１４を描写する直接の制御ループで局所的に示されるように、水準１のコントローラ１１４には、サブシステムの動作パラメータを検知する様々な情報センサから情報が送られる。この検知されたパラメータは、ただ１つのプロセスステップすなわちアルゴリズムを介して送られ、そのアルゴリズムからは、様々なＩＯＴサブシステム１１３を制御するための作動制御パラメータが出力される。２つの独立したアルゴリズムが、水準１のコントローラ１１４のそれぞれに提供されてもよい。水準２のコントローラ１１５によって要求される素早い安定性を提供するために、水準１のサブシステムの設定値が変更されたとき、１つのアルゴリズムが素早い応答時間を提供する。設定値が変更されない通常のサブシステムの動作中に、第２のアルゴリズムが雑音余裕度を提供する。制御スーパバイザは、どのアルゴリズムが活性剤の量(activator value) を調節するかを判定する手段を提供する。
【００２３】
水準２のコントローラ１１５は、水準１のコントローラ１１３のように局所的に動作するのではなく地域的に動作する。水準２のコントローラ１１５は、中間プロセスの出力を制御する。水準２のコントローラ１１５のアルゴリズムへの入力は、温度、湿度、現像剤の年齢（経時）、および、水準２のコントローラ１１５に影響を及ぼす他のあらゆる要因をも含むスカラー量を混成した群からなる。地域的な制御形態の２つの例が図２に示されるが、地域的に動作する適切な形態であればどんな形態でも使用することができる。水準２のコントローラ１１５は、プリンタ１０の情報処理システムあるいは複写機のスキャナ、または、ユーザインタフェースのいずれかから入力データを受け取る。この入力データは、顧客が出力されることを所望するものを水準２のコントローラ１１５に通知する。顧客によって所望される画像出力は、入力されたものと必ずしも厳密に同じ画像ではないかもしれないことに注意することは重要なことである。すなわち、顧客は、その画像の外観をカストマイズまたは変更したいのかもしれない。
【００２４】
水準２のコントローラ１１５に入力されるデータは、画像出力ターミナル(IOT) によって出力されるべき所望の画像の画素ごとの複数ビットからなる。この入力データが、送出されるときに正確に再現されると仮定する。すなわち、入力画像の三色表色系は、ＩＯＴによって出力される画像の対応する領域において計測される三色表色系に一致すべきである。この三色表色系を一致させる機能を本発明のアーキテクチャが実現するためには、特定のＩＯＴに固有のＴＲＣが判定されなければならない。特定のＩＯＴのＴＲＣは、感光体に配置された試験パッチを検査する光学センサによって検知される。いったん特定のＩＯＴの固有のＴＲＣが判定されると、水準２のコントローラ１１５は、固有のＴＲＣの離散する点を制御して入力画像データのＴＲＣに一致させる。すなわち、この階調再現曲線によって、ＩＯＴは、顧客が所望する画像に対応する画像を出力することができる。水準２のコントローラ１１５は、ＩＯＴの固有の階調再現曲線に対応する様々な離散した設定値を検知し導き出すことによって、これを実行する。さらに、水準２のコントローラ１１５は、所望のＴＲＣの対応する設定値に関して、階調再現曲線の設定値の成果を検知する。
【００２５】
水準２のコントローラ１１５は、水準１のサブシステムの動作パラメータに関する助言を制御スーパバイザ１１２に送る。後で説明するように、制御スーパバイザ１１２は、これらのパラメータに関する助言を受け入れるかまたは調整し、それらを水準１のサブシステムのアクチュエータに送って水準１のサブシステム１１３の動作を変更する。制御された数量によって水準１のサブシステムの動作を変更することによって、水準２の設定値は、階調再現曲線のそれらの所望の位置に維持される。固有のＴＲＣを検知および生成するために、水準２のコントローラ１１５は、入力データストリームから最も暗いビットすなわち最も濃密なビットを選択し、階調再現曲線の最も高い設定値に対応する値をこの濃さに割り当てる。さらに、水準２のコントローラ１１５は、ある濃度レベル、例えば５０％の濃度レベルを選択し、階調再現曲線の別の設定値に対応するもう１つの濃度値をこのビットに割り当てる。階調再現曲線の最も低い設定値は、つねに０であり、入力画像の背景または白の領域に対応する。水準２のコントローラ１１５は、入力画像の白領域すなわち濃度０領域を設定し、一定値Ｖclean を維持することによってこの背景領域を維持する。したがって、水準２のコントローラ１１５は、画像出力プロセスを制御するのに使用される階調再現曲線に少なくとも３つの点を設定する。
【００２６】
さらに、水準２のコントローラ１１５は、水準２のコントローラ１１５によって入力画像の階調再現曲線に設定されたいくつかの離散する点に対応するＩＯＴの動作を検知する。すなわち、水準２のコントローラは、どのくらいの濃度レベルが出力されるか、また、どのくらいの濃度レベルが入力されるかを検知し、この２つを比較する。固有のＴＲＣの設定値が、変動すれば、あるいは、入力濃度レベルと異なれば、コントローラ１１５は、この差分を補正するために、水準１のパラメータに関する助言を送る。水準２のコントローラは、階調再現曲線のいくつかの離散する点を制御するためにこれらの点の出力を継続的に検査する。
【００２７】
水準２のコントローラは、黒領域およびハーフトーン領域すなわちＴＲＣの上側領域および中央領域を制御し、かつ、Ｖclean は、ＴＲＣの下端を維持するが、所望の色安定性でもって画像を生成するためには、階調再現曲線に沿った他の設定値が設定および制御されなければならない。これらの残りの領域は、他の領域とまったく同じように出力濃度値が変動するハイライト領域およびシャドウ領域として知られる。水準３のコントローラ１１６は、このハイライト領域およびシャドウ領域の出力を制御するための設定値を提供し、これらの設定値を制御して高品質の出力画像を生成する。水準３のコントローラ１１６は、ハイライト領域およびシャドウ領域の設定値に対応する画像出力ターミナルの動作を検知し、この動作データを入力データと比較する。さらに、水準３のコントローラ１１６は、ＲＩＳ１２が入力画像をどう解釈するかを変更することによって、出力動作データと入力データとの間のいかなる差分をも補正する。
【００２８】
図３に示される１つの実施の形態において、制御されるべき水準１のサブシステムは、帯電サブシステム１１８、露光サブシステム１２０、現像サブシステム１２２、および、定着サブシステム１２６を含む。さらに、プリンタまたは複写機の他のどのような物理的なサブシステムであっても容易に制御することができ、また、このアーキテクチャに包含することができる。水準１のサブシステムのコントローラは、次のコントローラのどのコントローラでもまたはそのすべてを含んでもよい。すなわち、帯電コントローラ、レーザ電力コントローラ、トナー濃度コントローラ、転写効率コントローラ、定着（フューザ）温度コントローラ、クリーニングコントローラ、デカーラコントローラ、および、定着ストリッパコントローラである。コントローラを簡便に設計することによって、ここに記述されないＩＯＴの様々な物理的サブシステムを制御する他のＩＯＴコントローラが使用されてもよく、その結果、制御スーパバイザ１１２によってそれらのコントローラを図２に示されるように制御でき、また、それらのコントローラはプラグに差し込まれて上述のような態様で動作できる。
【００２９】
複写機／プリンタ製品に関する保守サービス情報を提供するアドオンハードウェアモジュールおよびアドオンソフトウェアモジュールを用いて付加価値のある診断保守サービスを顧客に提供するために、機械サーバの階層構造が、本発明に従って説明される。以下では、"機械"という用語は、典型的には、その動作が監視されている装置を表現するのに用いられるが、複写機またはプリンタに限定されるものではない。"サーバ"という用語は、監視機能および分析機能を実行し、かつ、"機械"と保守サービス環境との間の通信インタフェースを提供している装置を表現するのに用いられる。そのようなサーバは、機械内に配置された様々なセンサからの生データを継続的に頻繁な間隔で適切に受け取り、機械のサブシステムおよびシステムの機能的状態に関するそのようなデータおよびレポートを解釈するためのソフトウェアおよびハードウェアだけでなく、補助的な構成要素をも備えたコンピュータからなる。機械から受け取られる直接のセンサデータに加えて、プロセス制御装置が、機械パラメータ、材料ドリフト(materials drift) 、および、その他の画像品質に影響するものを補正することを試みることを認めるために、プロセス制御アルゴリズム（水準１、２、および３）におけるパラメータに関する情報も連絡される。制御システムの１つの特質は、ドリフトの影響が、動作限界（許容度）に達するまで補償作動(compensatory actuation)によって隠されることである。したがって、許容限界へのシステムの推移を評価するために、制御システムのアルゴリズムパラメータが問い合わせられる。もし限界からの距離を判定することができ、かつ、これらの限界へのシステム劣化速度が評価されるならば、限界に近づきつつある構成要素の故障が発生する時期を予測することができる。そのようなサーバは、十分な記憶容量を有することによって、サーバが促されて局所的なディスプレイまたはネットワークを介して報告するような時点まで、機械データおよびそれらの解釈を記憶することができる。さらに、このサーバは、サーバによって検出されたときに機械の状態が即座の注意を要する場合、警報信号を局所的に提供するように、または、ネットワーク接続を介して提供するようにプログラムされてもよい。
【００３０】
さらに、構成要素または性能の劣化が検出された場合、今にも起ころうとしている故障を予測することによって、機械のための保守サービスの方法に基づいて一連の処置を取ることができる。これらの処置は、保守サービスに関する予測される必要性を主たるオペレータに通知することから、実際に部品が故障する前に適切な部品を"適時に"実際に注文することまでの範囲に及ぶものである。サーバは、ファミリーの製品それぞれに対して特定の機能群を実行するように構成され、機械を維持しかつ機械の動作を最適化するのに必要となるかもしれない修理、部品交換、などどんなことをも実施するように顧客または保守サービス代理人に指示を提供する。このような機能は、磨耗により定期的に部品を交換する状態、あるいは、様々なモジュールの動作パラメータの調整または不具合のある構成要素の交換が必要となるかもしれない画像品質を判定する状態を含む。
【００３１】
そのようなサーバに設置されるソフトウェアは、部分的に、すべての機械の間で共通するモジュールに汎用的なものであり、かつ、部分的に、顧客が購入した機械に特有なものである。サーバは、同じキャンパス(campus)内の１つまたは複数の機械に役に立つように構成され、無線送信機、電話回線、あるいは、ネットワーク接続を介して様々な機械から送られるようなデータを受け取ることができる。したがって、サーバは、機械（あるいは複数の機械）の様々な構成要素およびモジュールから継続的に送られる複雑な生データを解釈し、機械の最適な動作を維持するために取られる必要がある処置の本質に関する顧客情報を提供することができる。
【００３２】
"基本的な診断"は"付加価値のある診断"であるという概念は、基本的な診断構成要素としての機械インタフェースにおいて解釈されていない（生の）データだけを提供することによって達成される。機械部品の実際の故障および予測される故障のいずれもの特定の適切な診断の結果として生じる短縮された保守サービス時間（顧客が保全処置を実施すればまったく時間がかからないことさえある）を提供するために、サーバは、この生データを受け入れて解釈する。このサーバは、監視されている機械との相互作用(inter working) に関する非常に根本的な詳細を提供し、上述のように、個々の構成要素それぞれの状態に関する詳細な情報も同様に提供する。これらの情報は、現場の保守サービス診断だけでなく、製品寿命の前および後で、故障した部品を正確に思い出し、部品に特有のデータベースエントリとしての情報と一連番号とを提供し、再生産の際に、個々の構成要素の動作を試験してそれを規格の既知の正しい動作と比較することによって製造するときにも役に立つものである。
【００３３】
基本的には２つのサーバの特徴が存在する。"局所的な"サーバ（ハンドヘルド装置を含む）は、単一の機械に接続され、監視機能、分析機能、診断機能、および、通信機能を実行する。第２の実施の形態は、ネットワークおよびサーバを備え、その診断は、それに接続される機械群を必要とする。解決方法の組み合わせを比較することによって、顧客は損益分岐点を判定することができる。
【００３４】
これらのサーバは、本発明によれば、機械内に配置されたサーバの診断能力と遠隔の保守サービス施設に配置されたサーバの診断能力との間にある中間水準の診断能力を提供する。中間とは、動作することのできる範囲の大きさにおいてだけではなく、複雑性、帯域幅、分析の範囲、および、応答時間においても中間であることを意味する。製品自身に組み込まれた診断能力は、生センサデータへの最も直接のアクセス、最も可能性の高い帯域幅、そして、最も速い応答可能時間を有するが、それは、分析の水準、分析範囲の広さ、および、維持することのできる記憶容量における経費と機能面での要件によって制限される。他方、遠隔の診断サーバは、監視および傾向分析のための仮想の制限されない記憶能力、問題の機械の集団をよりグローバルに把握する能力、および、利用できるデータならなんでも詳細に分析するより強力な計算能力を有する。これらの局所およびネットワークに基づくサーバは、既存の内部システムと遠隔システムとの間で連続的に製品を診断することを提供することを可能にする。
【００３５】
現在の方法は、精巧な技術を用いて、それぞれの機械に関する診断情報がそれから得られる生の（ＮＶＭ）データを遠隔地に送ることである。現在の状況は、主に、データ内容の領域、帯域幅、および、応答時間によって制限されている。遠隔アクセスは、一般に、関連する低速料金および接続料金によって電話回線を介して行われる。データの抽出は、典型的には、１日（１週）に約１回発生し、多くの場合、予防処置をとるのに十分な応答をなすものではなく、および／または、素早くパラメータを変更することによって傾向を正確に判定するものではない。
【００３６】
診断サーバは、本発明によれば、顧客が調査に出向く時間を減少させるために、あるいは、顧客に部品を交換する能力を提供して顧客が調査に出向くことをまったく回避するために、内部機械の診断能力を増加させて、保守サービス方法に使用することのできる改善された診断および予測情報によって減少した不就業時間に見合う価値を顧客に提供する。
【００３７】
ネットワーク上の多数の機械（典型的には複写機およびプリンタであるが限定はされない）は、ただ１つのネットワークサーバに接続される。ネットワークまたは特にこの目的のために新規に購入したものの既存の計算能力は、ジョブ単位に基づいてまたはもし必要であればさらに頻繁に機械状態を抽出する能力を有するソフトウェアを備えている。診断サーバに基づくネットワークは、中央"司令部"型の現場保守サービスオペレーションに逆戻りして施設全体への接触点として動作するので、顧客によって要求される外部接続の数を減少させる。このネットワークサーバは、継続的に更新される詳細な機械状態データベースを維持する。このデータベースは、装着された用紙の大きさ、色、ジョブ待ち行列の混雑状態、および、現在の品質能力のようなエラーでない状態の情報を含む。多くの能力（機械状態を記述するのに必要とされるあらゆるものを含む）を有するこのデータベースは、診断よりも優れた保守サービスを可能にし、印刷されるジョブに対する顧客の要求に基づいて機械にジョブを最適にマッピングするために、ジョブスケジューリング、プリントキュー管理、資源割り当て、および、ユーザへの通知を含む。
【００３８】
図４を参照すると、符号２００で概略的に示されるサーバは、サブシステムおよび構成要素のモニタ２０２、分析および予測の構成要素２０４、診断構成要素２０６、および、通信構成要素２０８を含む。適切なメモリーが、もともとサーバ２００のモニタの構成要素、分析および予測の構成要素、診断の構成要素、および、通信の構成要素に備わっていることを理解すべきである。このモニタ構成要素は、特徴抽出器を含んで前処理能力を備え、この特徴抽出器は、分析予測構成要素に転送されるべきデータの関連部分を分離する。一般に、モニタ構成要素２０２は、符号２１０で示されるような機械データを受け取り、機械の動作および状態を分析し、また、使用量データおよび構成要素とサブシステムとの磨耗データはもちろん使い捨ての構成要素の使用量のような機械の傾向を追跡するために分析予測構成要素２０４に適切なデータを提供する。診断構成要素２０６は、分析予測２０４からのデータだけでなく様々な機械センサデータおよび機械制御データをモニタ２０２から受け取り、ネットワーク上の遠隔サーバまたはエキスパートシステムのような様々な診断ツールを備えた集中型ホスト機械に相互接続されたネットワークへの回線２１２上の通信構成要素２０８を介して、重大な診断情報および保守サービス情報を提供するだけでなく符号２１６で示されるような即座の機械補正も提供する。適切なアラーム状況報告、空になった消耗品の補給リクエスト、および、機械をより徹底した診断を実行するのに足りるデータを含んでもよい。さらに、あらゆる適切な診断装置に相互接続するためだけでなく、サーバ２００に記憶される様々な分析データ、予測データ、および診断データを利用するために、局所アクセス２１４すなわち局所の保守サービス代理人とのインタフェースが提供される。
【００３９】
図５を参照すると、ネットワーク２２０に接続されるだけでなく印刷機械または他の適切などのような描画機械２２２にも相互接続される典型的な機械サーバ２００が開示される。本発明の目的は、機械ネットワークおよび他のネットワークサーバへの相互接続だけでなく、機械サーバの様々な形態を考察することであることを理解すべきである。本発明は、分析予測構成要素、階層構造の診断水準が可能な診断構成要素、および、機械から検知データおよび被制御データを受け取るための様々な形態のような機械サーバの様々な変形を包含することを理解すべきである。例えば、図５において、符号２２８で示されるある種の検知データは、モニタ２０２および機械制御装置２２４のいずれにも提供される。符号２２６で示される他のデータは、モニタ２０２だけに直接に提供され、このモニタ２０２は、また、回線２３０の制御データを受け取る。通信構成要素２０８および制御装置２２４のいずれもが、ネットワーク２２０に接続されるように図示される。ネットワーク２２０に接続されたネットワークサーバ２１８は、機械サーバ２００よりも高い水準の分析および診断を機械２２に提供し、また、図６に示されるように、より高い水準の分析および診断をネットワークのその他の機械に提供する。
【００４０】
図６は、回線２３６、２４４、および、２５２を介してネットワーク２２０に相互接続された機械１−２３２、機械２−２４０、および、機械３−２４８、を示す。機械１にはサーバ２３４が取り付けられ、機械２にはサーバ２４２が取り付けられ、機械３にはサーバ２５０が取り付けられる。本発明の範囲内においては、これらの機械サーバのそれぞれは、機械の一体部品であり、スタンドアロン（独立）型の構成要素であってもよいが、所定の機械に永久的に取り付けられてもよく、あるいは、別の機械に容易に移される付加的なまたは携帯性のある構成要素であってもよい。さらに、サーバ２３４、２４２、および、２５０は、回線２３８、２４６、および、２５４を介してネットワーク２２０に相互接続される。１つの実施の形態においては、回線２５８を介してネットワークに相互接続されるネットワークサーバ２５６は、機械１、２、および、３に専用使用される。ネットワークサーバ２５６は、局所アクセス構成要素のほかに、典型的な機械サーバと同じ基本構成要素、すなわち、モニタ構成要素、分析予測構成要素、診断構成要素、および、通信構成要素を有してもよい。好ましい実施の形態においては、ネットワークサーバ２５６は、所定のファミリーの機械を監視し、傾向を予測し、かつ、診断するときに、次の位の水準の精巧さを提供する。図６にさらに示されるように、サーバ２６２を備えた機械Ａ−２６０、サーバ２７８を備えた機械Ｂ−２７６、および、サーバ２７０を備えた機械Ｃ−２６８が、回線２６４、２６６、２７２、２７４、２８０、および、２８２を介してネットワーク２２０に相互接続される。さらに、ネットワークサーバ２８４が、回線２８６を介してネットワーク２２０に相互接続され、このネットワークサーバ２８４は、さらなる水準での分析および診断を機械Ａ、Ｂ、および、Ｃに提供する。１つの実施の形態においては、機械１、２、および、３は、描画装置からなる１つのクラスに属し、また、機械Ａ、Ｂ、および、Ｃは、ファミリーの描画装置からなる第２のクラスに属する。したがって、ネットワークサーバ２５６および２８４は、動作が相当に異なってもよく、まったく異なるクラスの機械を監視するように調整される。さらに、ネットワークサーバ２９０が、ネットワークサーバ２５８および２８４に相互接続され、このネットワークサーバ２９０は、次の位の水準でもって、機械１、２、３、Ａ、Ｂ、および、Ｃに対するサーバ２５６あるいは２８４のいずれかよりも高い分析能力、診断能力、そして、ジョブルーティングさえも提供する。さらに、１つの実施の形態において、回線２９２を介してネットワーク２２０に相互接続されるネットワークサーバ２９０は、傾向分析、特徴分析、形態分析、および、部品供給追跡のための様々なエキスパート分析ツールを備えた中央診断ステーションにおけるホストマシンである。
【００４１】
図７を参照すると、段階的な水準の監視、分析、および、診断を所定の機械に提供するために、様々な機械サーバおよびネットワーク上のネットワークサーバを相互接続する所定の筋書きがフローチャートの形態で開示される。ブロック３００において、所定の機械の状態を水準１で検知することが示される。水準１の状態は、ある数の機械センサおよび被制御データから検知されてもよいことを理解すべきである。ブロック３０２は、水準１の分析を示し、判断ブロック３０４において、水準１の応答が要求されているかどうかの判定が３０２でのこの水準１の分析に基づいてなされる。水準１の分析は、所定の機械におけるセンサおよび制御によって自動的に提供される単なる分析および補正フィードバックであってもよいことを理解すべきである。
【００４２】
しかしながら、本発明においては、水準１の分析は、所定の機械における通常または決まりきった分析を越えてまたそれより優れて機械サーバによって実施される分析である。したがって、図４を参照すれば、水準１の分析は、典型的な機械分析のほかに、モニタ構成要素２０２、分析予測構成要素２０４、および、診断構成要素２０６によってなされるさらなる分析である。この分析は、ある水準の、機械の障害傾向を追跡するような傾向追跡、構成要素の磨耗の追跡、および、上述したような機械の使用量の追跡を含んでもよい。この水準の情報は、ネットワークを介してより精巧なモニタに転送されてもよく、さらに、局所または遠隔アクセスによって保守サービス代理人または訓練されたオペレータに利用されてもよい。
【００４３】
ブロック３０４において水準１の応答が要求されているならば、ブロック３０６に示されるように、所定の機械に対して水準１の処置が取られる。ブロック３０８は、ブロック３０２での水準１の分析に関して、この処置が完了したどうかを判定する。補正が完了していなければ、例えば、水準１の分析に基づくいくつかの水準１の処置があれば、ブロック３０２での水準１の分析が続行される。判断ブロック３０４において要求されるさらなる水準１の応答はないと判定されると、あるいは、判断ブロック３０８において補正が完了したと判定されると、システムは、水準２において機械状態を検知する。水準２の分析において、さらなるセンサ情報またはさらなる制御情報と第１の水準の診断分析情報とが考察される。水準２のブロック３１４において状態を検知することによって提供されるデータが、ブロック３１６において分析される。水準１のループと同様に、判断ブロック３１８が、水準２の応答が要求されているかどうかを判定する。もし要求されていなければ、この分析は、水準３で状態を検知し続ける。しかしながら、もし水準２の分析が応答を要求すれば、ブロック３２０において水準２の処置が取られる。
【００４４】
本発明によれば、この水準２の分析は、図６のネットワークサーバ２５６または２８４のいずれかで提供されるようなネットワーク分析のサーバに対応する。この水準において、要求される応答は、１つより多い機械への応答であってもよく、例えば、ネットワークサーバ２５６は、機械１、２、および、３に対する応答、または、機械１、２、および、３の組み合わせに対する応答を判定してもよく、ネットワークサーバ２８４は、機械Ａ、Ｂ、および、Ｃの組み合わせに必要な応答を判定してもよい。判断ブロック３２２において判定されるとき、補正処置が完了していれば、あるいは、判断ブロック３１８において、水準２の要求される応答がなければ、システムは、ブロック３２８において水準３モードでの状態検知に入る。監視、分析、および、診断のループは、３つの水準において順番に示されていることを理解すべきである。しかしながら、分析からなる部分は、３つの水準で同時に実行されてもよいことを理解すべきである。なぜなら、共通のセンサデータおよび制御データは、そして、利用できる診断データは、同時に得ることもできるからである。
【００４５】
ブロック３２８における水準３での状態の検知は、ブロック３３０に示される水準３の分析にデータを提供する。図６に関しては、水準３の分析は、サーバ２５６および２８４の両方から様々な分析データおよび診断データを受け取るネットワークサーバ２９０の分析に対応する。前のループと同様に、判断ブロック３３２は、水準３の応答が要求されているかどうかを判定し、もし要求されていれば、水準３の処置がブロック３３４に示される。この例では例えばネットワークサーバ２９０によって、水準３の処置は、機械１、２、３、Ａ、Ｂ、および、Ｃへの処置、または、これらのあらゆる組み合わせへの処置を必要とする。上述において論議したように、それは、階層構造の水準の監視、分析、傾向設定、スケジューリング予測、および、診断における次の位の水準の分析および診断である。水準３での補正が完了すれば、あるいは、水準３の要求される応答がなければ、システムは、所定の時間周期の後に、あるいは、所定のイベントの完了または所定のイベントの発生の後に水準１での状態の検知が起動されるまでアイドル状態のままである。
【００４６】
本発明は、説明のための限定するものでない好ましい実施の形態を参照して説明された。本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更をなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を組み込んだカラー複写マーキングエンジンと印刷システムを示す概略図である。
【図２】図１に示すシステムのための制御アーキテクチャを示す概略構成図である。
【図３】図１に示すシステムのための制御アーキテクチャの別の構成図である。
【図４】本発明による機械サーバおよびインタフェースの概略構成図である。
【図５】本発明による機械サーバおよびインタフェースの別の概略構成図である。
【図６】本発明による複数の機械サーバおよびネットワークサーバの階層構造を示す概略構成図である。
【図７】本発明による傾向分析および診断の階層構造を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１０  プリンタ
１１  プロセス制御装置
１２  ＲＩＳ
１８  マーキングエンジン
３７  現像ステーション
１１０  プロセス制御アーキテクチャ
１１２  制御スーパバイザ
１１４  水準１のコントローラ
１１５  水準２のコントローラ
１１６  水準３のコントローラ
２００  機械サーバ
２１８  ネットワークサーバ
【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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