(57)【要約】【課題】動作音の記憶装置の容量を削減可能な装置を提供すること。【解決手段】本発明は、装置１０００の動作音を処理して異常を検知する装置であって、動作音の取得タイミングであると判断する動作音取得タイミング判断手段７３５と、動作音取得タイミング判断手段が動作音の取得タイミングであると判断した場合、装置の動作音を取得する動作音取得手段７３１と、前記動作音取得手段が取得した動作音の動作音データが記憶される動作音記憶装置８５と、前記動作音記憶装置に記憶された動作音データを、既知動作音記憶装置に予め記憶されている既知動作音と比較して、異常の有無を判定する異常判定手段７３３と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の動作音を処理して異常を検知する装置であって、
装置の動作中に、動作音の取得タイミングであると判断する動作音取得タイミング判断手段と、
前記動作音取得タイミング判断手段が動作音の取得タイミングであると判断した場合、装置の動作音を取得する動作音取得手段と、
前記動作音取得手段が取得した動作音の動作音データが記憶される動作音記憶装置と、
前記動作音記憶装置に記憶された動作音データを、既知動作音記憶装置に予め記憶されている既知動作音と比較して、異常の有無を判定する異常判定手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記動作音取得タイミング判断手段は、異常がある場合に異常音が発生することが既知のタイミングが到来した場合、前記動作音の取得タイミングであると判断する、
ことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記既知のタイミングは、動作モードごとに、異常がある場合に異常音が発生するタイミングとして予め定められており、
前記動作音取得タイミング判断手段は、動作モードに応じた前記既知のタイミングが到来した場合、動作音の取得タイミングであると判断する、
ことを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記既知のタイミングは、動作モードごとに、異常音の発生条件を満たす場合にのみ、異常がある場合に異常音が発生するタイミングとして予め定められており、
前記動作音取得タイミング判断手段は、前記発生条件を満たす動作モードで、前記既知のタイミングが到来した場合、動作音の取得タイミングであると判断する、ことを特徴とする請求項２又は３記載の装置。
【請求項５】
前記動作音記憶装置に記憶された動作音データと閾値を比較する比較手段を有し、
前記比較手段が動作音データが前記閾値よりも大きいと判断した場合、前記異常判定手段は、前記装置が動作していないタイミングで、前記動作音記憶装置に記憶された動作音データと既知動作音記憶装置に予め記憶されている既知動作音とを比較して、異常の有無を判定する、を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記装置は装置用記憶装置を用いて動作するものであり、
前記異常判定手段は、前記装置が動作していないタイミングで、動作音データ又はその解析結果を前記装置用記憶装置に記憶させ、動作音データと既知動作音記憶装置に予め記憶されている既知動作音とを比較して、異常の有無を判定する、
ことを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記動作音記憶装置は、第１の記憶装置と第２の記憶装置を有しており、
前記動作音取得手段は、前記第１の記憶装置の第１領域が動作音データで満たされると、第２領域への動作音データの記憶を開始し、前記第２領域が動作音データで満たされると、前記第１領域への動作音データの記憶を開始し、
動作音データで満たされた前記第１領域又は前記第２領域から前記第２の記憶装置に動作音データを転送するデータ転送手段を有し、
前記比較手段は、前記第１の記憶装置への動作音データの記憶と並行して、前記第２の記憶装置から動作音データを読み出し、閾値と比較する処理を行う、
ことを特徴とする請求項５又は６記載の装置。
【請求項８】
前記異常判定手段が異常があると判定した場合、異常が生じた部品を特定し、
前記部品の部品名を出力する出力手段を有する、
ことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記異常判定手段は、異常があると判定した場合、異常が生じた部品を特定し、
動作音データと前記既知動作音との比較結果を用いて、前記部品の交換時期を推定し、  前記部品の部品名と前記交換時期を出力する出力手段を有する、
ことを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
請求項１〜９いずれか１項記載の装置と、
画像を形成する画像形成手段と、
を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置の動作音を処理して異常を検知する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
装置に異常が生じると異常音が発生する場合があり、マイクなどで取得された装置の動作音を用いて、異常の検知が可能であることが知られている。具体的には、取得した音が異常音であるか否かを判断し、異常音の場合、装置が故障する前に装置の情報をサービスセンターなどに通知し、駆動を停止させる技術が知られている。
【０００３】
このような技術では、装置の内部に配置したマイクを用いて装置の動作音を取得し、取得した音が予め設定した閾値以上の大きさである場合に異常音であると判定する。これにより、装置が故障する前に動作を停止させることができる。また、この閾値として、定期的に取得した過去の動作音とすることが考えられている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、メモリに新たな動作音を含むデータが記憶されると、該新たなデータと該メモリに記憶された過去のデータとを比較して、新たな動作音が過去の動作音より所定の閾値以上大きな動作音であると、異常の兆しのある動作音であると判定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、動作音は、定着ヒータや給紙機構などの各部位毎に取得することが好ましいため、特許文献１のように所定の期間毎（例えば所定日時）にマイクで動作音を取得すると、取得された動作音データの量が膨大になる。このため、動作音データを記憶する記憶手段の容量が増大するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、動作音の記憶装置の容量を削減可能な装置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】
本発明は、装置の動作音を処理して異常を検知する装置であって、装置の動作中に、動作音の取得タイミングであると判断する動作音取得タイミング判断手段と、前記動作音取得タイミング判断手段が動作音の取得タイミングであると判断した場合、装置の動作音を取得する動作音取得手段と、前記動作音取得手段が取得した動作音の動作音データが記憶される動作音記憶装置と、前記動作音記憶装置に記憶された動作音データを、既知動作音記憶装置に予め記憶されている既知動作音と比較して、異常の有無を判定する異常判定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
動作音の記憶装置の容量を削減可能な装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施例の画像形成装置が動作音を取得する処理の概略を説明する図の一例である。
【図２】画像形成装置の概略構成図の一例である。
【図３】画像形成装置の機能ブロック図の一例である。
【図４】異常音検知制御部の機能ブロック図の一例である。
【図５】既知異常音データメモリに記憶されている既知異常音データについて説明する図の一例である。
【図６】既知異常音データメモリに記憶されている部品データを模式的に示す図の一例である。
【図７】動作音取得部が取得し動作音分析部が分析した動作音データを模式的に示す図の一例である。
【図８】部品交換時期換算データメモリに記憶されている部品交換時期換算データを模式的に示す図の一例である。
【図９】異常音検知制御部が動作音データが異常音か否かを判断する手順を示すフローチャート図の一例である。
【図１０】画像形成装置が動作音を取得する処理の概略を説明する図の一例である。
【図１１】異常音検知制御部が搭載されたＩＰＵ(イメージプロセスユニット)の構成図の一例である。
【図１２】異常音検知制御部のハードウェア構成図の一例である。
【図１３】異常音検知制御部の機能ブロック図の一例である。
【図１４】集音された正常音と異常音の波形の一例を示す図である。
【図１５】集音マイクおける振幅（音圧レベル）の一例を示す図である。
【図１６】異常音発生タイミングと音データ保存期間の対応の一例を示す図である。
【図１７】ＳＲＡＭとシリアルＦＲＯＭを有する異常音検知制御部のハードウェア構成図の一例である。
【図１８】ＣＰＵがＳＲＡＭ及びシリアルＦＲＯＭに音データを保存する手順を示すフローチャート図の一例である。
【図１９】図１８の異常音検知処理の処理手順を示すフローチャート図の一例である。
【図２０】異常音検知制御部による簡易確認の手順を示すフローチャート図の一例である。
【図２１】異常音検知制御部による詳細確認の手順を示すフローチャート図の一例である。
【図２２】最尤判定を模式的に説明する図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本実施例の画像形成装置が動作音を取得する処理の概略を説明する図の一例である。画像形成装置は、既知異常音データメモリ８７を有している。既知異常音データメモリ８７には、動作モードと発生タイミングが対応づけて登録されている。動作モードは、画像形成装置が実行するジョブの種別、ジョブの実行以外の保守動作など、単なる情報処理ではなく動作音を伴ういくつかの動作をいう。すなわち、機械や駆動部が動作する動作中の状況が相当する。また、発生タイミングは、各動作モードにおいて異常音が発生するタイミングを規定したものである。
【００１１】
動作音取得タイミング制御部７３５は動作モードを検知して、動作モードに対応付けられた発生タイミングになると動作音を取得する。
【００１２】
既知の異常音というのは、その異常音が発生するための特定の動作モードがあるため、印刷ジョブ毎に動作音を取得しても意味のないデータとなってしまうことが多い。これに対し、本実施例では、動作音の取得を予め既知の動作モードの動作タイミングのみで実施するので、動作音の取得データ量を削減することができる。このため、動作音データを記憶する記憶手段の容量を増大させることなく、動作音に基づき異常を検知することが可能になる。
【００１３】
＜構成例＞
図２は、画像形成装置の概略構成図の一例である。画像形成装置１０００は、プリンタ、コピー機、ＦＡＸ装置、スキャナ装置、又は、これらの１つ以上の機能を搭載した複合機などである。本実施例では、画像形成装置１０００が複合機であるとして説明する。
【００１４】
画像形成装置１０００は、主に給紙テーブル２００、プリンタ部１００、画像読取りユニット３００、及び、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００を有している。
【００１５】
プリンタ部１００は、ほぼ中央に中間転写ベルト１０を有している。中間転写ベルト１０は、例えば伸びの少ないフッ素樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層に、弾性層を設けた複層ベルトである。弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムの表面に、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層を形成したものである。
【００１６】
中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１４〜１６に掛け廻されており、不図示の中間転写モータにより時計廻り（紙面から見て）に回動駆動される。支持ローラ１５と１６の間には、中間転写ベルト１０上に残留した残留トナーを除去する中間転写体クリーニングユニット１７が配置されている。
【００１７】
中間転写ベルト１０の支持ローラ１４と支持ローラ１５との間には、中間転写ベルト１０の移動方向に沿って、各色の、感光体ドラム４０，チャージャユニット１８、トナー容器１９、現像ユニットおよびクリーニングユニットからなる作像装置２０が配置されている。各色とは、トナーの色であり、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）でる。
【００１８】
作像装置２０は、ＩＣタグを備え、プリンタ本体に対して脱着可能に装着されている。作像装置２０の上方には、各色の感光体ドラム４０に画像形成のためのレーザ光を照射する書き込みユニット２１が配置されている。
【００１９】
また、中間転写ベルト１０の下方には、２次転写ユニット２２がある。２次転写ユニット２２は、１対のローラ２３の間に無端ベルトである２次転写ベルト２４が掛け渡されている。紙面右側のローラ２３は、中間転写ベルト１０を押し上げて支持ローラ１６に押当てられるように配置されている。
【００２０】
この２次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０上の画像を、用紙上に転写する。２次転写ユニット２２の用紙の搬送方向（下流側）には、用紙上に転写された転写画像を定着する定着ユニット２５が配置されている。トナー像が転写された用紙は定着ユニット２５に送り込まれる。
【００２１】
定着ユニット２５は、無端ベルトである定着ベルト２６と、定着ベルト２６に押し当てられたに加熱加圧ローラ２７を有している。２次転写ユニット２２及び定着ユニット２５の下方に、シート反転ユニット２８が配置されている。シート反転ユニット２８は、表面に画像が形成された直後の用紙の表裏を反転して、再度、２次転写ユニット２２に送り出す。これにより、用紙の裏面にも画像が形成可能になる。
【００２２】
次に、画像読取りユニット３００と原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００について説明する。原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００の原稿給紙台３０上に原稿が載値されているものとする。この場合、図３で示す操作表示部７５のスタートスイッチが押下されると、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００は原稿をコンタクトガラス３２上に搬送する。
【００２３】
原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００に原稿が無い場合、原稿はユーザによりコンタクトガラス３２に手置きされる。その後、ユーザはスタートスイッチを押下する。
【００２４】
コンタクトガラス３２上の原稿を読むために、画像読取りユニット３００はスキャナとしての動作を開始する。画像読取りユニット３００は第１キャリッジ３３および第２キャリッジ３４を、読取り走査のため駆動する。そして、第１キャリッジ３３上の光源からコンタクトガラス３２に光を照射するとともに原稿面からの反射光を第１キャリッジ３３の第１ミラーで反射して第２キャリッジ３４に向ける。第２キャリッジ３４上のミラーはこの光を反射して結像レンズ３５に反射し、反射光は、結像レンズ３５を通過して読取りセンサである読取りセンサ３６に結像される。読取りセンサ３６で得た画像信号に基づいてＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの各色の画像データが生成される。
【００２５】
また、スタートスイッチが押下された時に、中間転写ベルト１０の回動駆動が開始されるとともに、作像装置２０の各ユニットの作像準備が開始され、各色の作像の作像シーケンスが開始される。各色用の感光体ドラム４０に各色の画像データに基づいて変調された露光レーザが投射され、各色の作像プロセスにより、各色のトナー像が中間転写ベルト１０上に一枚の画像として、重ねて転写される。このトナー画像の先端が２次転写ユニット２２に進入する時に、同時に用紙の先端が２次転写ユニット２２に進入するようにタイミングをはかって用紙が、レジストローラ４９から２次転写ユニット２２に送り込まれる。これにより中間転写ベルト１０上のトナー像が用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は定着ユニット２５に送り込まれ、そこでトナー像が用紙に定着される。
【００２６】
なお、上述の用紙は、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の1つが選択的に回転駆動され、給紙ユニット４３に多段に備える給紙トレイ４４の１つから用紙を繰り出し、分離ローラ４５で1枚だけ分離して、搬送が開始される。用紙は搬送コロユニット４６に入れられ、搬送ローラ４７で搬送してプリンタ部１００内の搬送コロユニット４８に導かれる。搬送コロユニット４８のレジストローラ４９に突き当てて止めてから、前述のタイミングで２次転写ユニット２２に送り出される。
【００２７】
手差しトレイ５１上に用紙を差し込んで給紙することもできる。ユーザが手差しトレイ５１上に用紙を差し込んでいる場合、プリンタ部１００が給紙ローラ５０を回転駆動して手差しトレイ５１上の用紙の一枚を分離して手差し給紙路５３に引き込み、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００２８】
給紙テーブル２００には、例えばフォトセンサからなるセンサが搭載されており、給紙トレイ４４に収納されている用紙の残量や有無を検知するペーパーエンドセンサ、用紙のサイズや向きを検出するサイズ検知センサ、各トレイが画像形成装置１０００のプリンタ部１００に装着されているか否かを検出するトレイセット検知がある。
【００２９】
また、用紙の搬送中に用紙が好適に搬送されているか否か、搬送ジャム（紙詰まり）の発生の有無を検出する紙搬送センサが各給紙トレイにある。
【００３０】
定着ユニット２５で定着処理され排出される用紙は、切換爪５５で排出ローラ５６に案内され排紙トレイ５７上にスタックされる。または、切換爪５５でシート反転ユニット２８に案内され、そこで反転して再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像が形成された後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーは、中間転写体クリーニングユニット１７で除去し、再度の画像形成に備える。
【００３１】
＜画像形成装置の機能ブロック＞
次に、図３を用いて、画像形成装置１０００の機能又は機能ブロック図について説明する。図３は、画像形成装置１０００の機能ブロック図の一例である。画像形成装置１０００はエンジン部７１、操作表示部７５、エンジン制御部７２、コントローラ部７４、異常音検知制御部７３、及び、ＲＯＭ７８を有している。
【００３２】
エンジン部７１は、スキャナ７１１、画像形成部７１２、給紙部７１３、及び、定着部７１４を有している。エンジン部７１は、ジョブの実行の際、主にアクチュエータやヒータなどを駆動する機械的な動作を行う。動作音は主にエンジン部７１から発せられる。スキャナ７１１は主に画像読取りユニット３００と原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００に相当し、画像形成部７１２はプリンタ部１００に相当し、給紙部７１３は給紙テーブル２００が相当し、定着部７１４は定着ユニット２５が相当する。
【００３３】
エンジン制御部７２は、本体ＣＰＵ７２３、ＲＯＭ７２１、及び、ＲＡＭ７２２等を備えており、画像形成装置１０００のエンジン部７１を制御して画像形成制御処理を実行する。
【００３４】
コントローラ部７４は、画像形成装置１０００の各部を制御して画像形成装置としての処理を実行するとともに、操作表示部７５の制御、ＰＣ７６及びネットワーク７７とのＩ／Ｆ制御を行う。したがって、画像形成装置内の情報は、ＰＣ７６及びネットワーク７７を介して外部のサービスセンター等へ通知することができる。なお、コントローラ部７４とＰＣ７６は例えばシリアルケーブルなどで接続されており、コントローラ部７４とネットワーク７７はＬＡＮケーブルなどで接続されている。
【００３５】
操作表示部７５は、画像形成装置１０００を操作するのに必要な各種キーを備えるとともに、タッチパネル式のディスプレイやＬＥＤ等のランプを備えている。操作キー（ソフトキー、ハードキー）の押下により、画像形成装置１０００を利用した複写処理、プリント処理、スキャナ処理等の各種画像処理に必要な各種操作が入力される。例えば、画像形成に使用する記録用紙の種別指定操作が行われ、ディスプレイには、操作キーから入力された命令内容や画像形成装置１０００からオペレータに通知する各種情報が表示される。
【００３６】
異常音検知制御部７３は、装置内の動作音を取得、分析し、動作音に異常があった場合に部品の交換時期を推定するなどの処理を行う。異常音検知制御部７３は、動作音取得部７３１、動作音分析部７３２、異常音検出部７３３、部品交換時期処理部７３４、及び、動作音取得タイミング制御部７３５を有している。これらについて詳細は後述する。
【００３７】
図４は、異常音検知制御部７３の機能ブロック図の一例を示す。異常音検知制御部７３の各機能は、不図示のＣＰＵがＲＯＭ７８に記憶されたプログラムを実行することで実現されてもよいし、ＩＣのようなハードウェア回路で実現されてもよい。
【００３８】
動作音取得部７３１は、画像形成装置１０００の各部が発する動作音を取得する機能を提供する。動作音取得部７３１は、動作音集音部８１、Ａ／Ｄ変換部８２、及び、動作音メモリ８３を有している。
【００３９】
動作音集音部８１は、いわゆるマイクロフォンと周辺回路などを有している。マイクロフォンは、画像形成装置内の数箇所に設置されており、動作音を集音する。Ａ／Ｄ変換部８２は、集音されたアナログ形式の動作音を、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇｕｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換することで、デジタル形式の動作音に変換する。デジタル形式の動作音は動作音メモリ８３に記憶される。動作音メモリ８３は例えば動作音記憶装置の一例である。
【００４０】
動作音メモリ８３は、例えばＲＡＭ７２２、不図示のＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などに構築される記憶領域又は記憶手段である。また、ネットワーク７７に接続されたＮＡＳ（Network Attached Storage）やサーバなどの記憶装置に構築してもよい。
【００４１】
動作音分析部７３２は、ＦＦＴ分析部８４と動作音データメモリ８５を有している。ＦＦＴ分析部８４はデジタル形式の動作音をフーリエ変換する。これにより、動作音は周波数と音圧レベル（強度）の関係に変換される。ＦＦＴ分析部８４は、周波数を予め設定された周波数範囲に区分して、この周波数範囲毎に各音圧レベルをサンプリングして、動作音データメモリ８５に記憶させる。
【００４２】
異常音検出部７３３は、異常音判定部８６と既知異常音データメモリ８７とを有している。異常音判定部８６は、動作音データメモリ８５に記憶された動作音データと、既知異常音データメモリ８７の既知異常音データを比較し、動作音集音部８１が集音した動作音が異常音かどうかを判定する。
【００４３】
既知異常音データメモリ８７については後述するが、既知異常音データは、実験等により予め取得された、画像形成装置１０００に異常が生じている又は異常が生じるおそれがある状態の動作時の異常音データである。既知異常音データメモリ８７は既知動作音記憶装置の一例である。
【００４４】
異常音データは動作モードに応じて複数個、用意されている。既知異常音データメモリ８７は、ＲＯＭ７２１、７８や不図示のＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などに構築される記憶領域又は記憶手段である。また、ネットワーク７７に接続されたＮＡＳやサーバなどの記憶装置に構築してもよい。
【００４５】
また、既知異常音データメモリ８７には、異常音データに対し部品が登録されており、異常音判定部８６は異常音を発した可能性がある部品を推定できる。
【００４６】
部品交換時期処理部７３４は、部品交換時期算出部８８、部品交換時期通知部８９、及び、部品交換時期換算データメモリ９０を有している。
【００４７】
部品交換時期算出部８８は、異常音判定部８６で動作音が異常音であると判定された場合、異常の発生の兆しのある部品の交換時期を算出し、部品交換時期データを部品交換時期換算データメモリ９０に記憶させる。
【００４８】
また、部品交換時期換算データメモリ９０には、部品データの交換時期を算出するためのデータが記憶されている。
【００４９】
部品交換時期通知部８９は、部品交換時期算出部８８で算出された部品交換時期を本体ＣＰＵ７２３に通知する。この情報は、コントローラ部７４を介して、操作表示部７５のディスプレイ、又はＰＣ７６が有する画面上に表示させることが好ましい。このため、部品交換時期通知部８９は通知メッセージを生成する。または、ネットワーク７７を介して外部のサービスセンター等に通知してもよい。
【００５０】
動作音取得タイミング制御部７３５は、既知異常音データメモリ８７に予め記憶されている、異常音が発生する動作モードと発生タイミングから、動作音を取得するタイミング情報を本体ＣＰＵ７２３に通知する。本体ＣＰＵ７２３はその情報を元に、動作音取得部７３１に動作音を取得する処理を実行させる。
【００５１】
＜既知異常音データメモリ＞
図５（ａ）は、既知異常音データメモリ８７に記憶されている既知異常音データについて説明する図の一例である。
【００５２】
既知異常音データメモリ８７には、異常音データ、動作モード、発生条件、及び、発生タイミングが登録されている。
異常音データ…実験等により取得されている画像形成装置の動作時の異常音
動作モード…単なる情報処理ではなく動作音を伴う動作の名称（ジョブ以外の保守動作等を含む）
発生条件…動作モードにおいて異常音が発生する条件
発生タイミング…動作モードのどのタイミングで異常音が発生するか
動作モードは、画像形成装置１０００が実行するジョブの種別（コピー、プリント）、ジョブの実行以外の保守動作（トナー補給、プロセスコントロール）などである。なお、プロセスコントロールとは、中間転写ベルト上に濃度パターンを描画し、センサで読み取り、画像形成装置１０００が画像濃度を調整することをいう。
【００５３】
発生条件は動作モードにおいて異常音が発生する条件である。例えば、異常音Ｎｏ１の「定着スリーブ異常音」では、「用紙条件なし」であるが、異常音Ｎｏ２の「用紙搬送異常音」では「Ａ３印刷」が発生条件となる。また、異常音Ｎｏ７のように発生条件がない場合がある。異常音Ｎｏ３の「手差し給紙異常音」では発生条件は「手差し印刷」である。異常音Ｎｏ４の「スキャナモータ異常音」では発生条件は「圧板原稿スキャン時」である。異常音Ｎｏ５の「冷却ファン異常音」では発生条件は「厚紙印刷」である。異常音Ｎｏ６の「トナーボトル異常音」では発生条件は「トナーニアエンド時」である。
【００５４】
発生タイミングは、異常音Ｎｏ１の「定着スリーブ異常音」では「用紙定着中」が発生タイミングであり、用紙が定着部で定着されているタイミングで異常音が発生すると登録されている。より具体的には、何らかの基準となる信号からの経過時間などで規定されている。例えば、「用紙定着中」であれば、レジストローラ４９が用紙の搬送を開始してからｔ１（用紙の先端が定着部に到達）〜ｔ２（用紙の後端が定着部を通過）秒の間の如くである。
【００５５】
また、「用紙搬送中」であれば給紙ローラ４２を回転させる信号から例えばレジストローラ４９で停止するまでのタイミングである。また、「手差し給紙中」であれば、例えば、手差しトレイの給紙ローラの駆動を開始させる信号から駆動を終了する信号までのタイミングである。「圧板原稿スキャン中」であれば読取開始の信号から終了の信号までのタイミングである。「冷却ファン高速回転中」であれば冷却ファンの回転数を閾値以上に制御する信号から閾値未満に制御する信号までのタイミングである。「トナー補給中」であれば、トナー容器のスクリュー又は補給口の開閉機構を駆動する信号から停止する信号までのタイミングである。「２次転写当節時」であれば、レジストローラ４９が用紙の搬送を開始してから２次転写ユニット２２に用紙の先端が到達する前後の期間のタイミングである。
【００５６】
このように、既知異常音データメモリ８７には、異常音の項目ごとに、ある動作モードにおいて発生条件が適合する場合に（発生条件がある場合）、発生タイミングに異常音が発生することが登録されている。動作モードと発生タイミングで異常音の取得タイミングを制限するので動作音データメモリ８５のサイズを低減できる。発生条件が規定されている場合はさらに低減できる。以下、動作モード、発生条件、及び、発生タイミングをまとめて「集音条件」という。
【００５７】
図５（ｂ）（ｃ）を用いて異常音データについて説明する。図５（ｂ）は異常音Ｎｏ１の異常音データを模式的に示す図の一例であり、図５（ｃ）は異常音Ｎｏ２の異常音データを模式的に示す図の一例である。
【００５８】
異常音Ｎｏ１の異常音データは「定着スリーブ異常音」であり、異常音Ｎｏ２の異常音データは「用紙搬送異常音」である。それぞれ、異常音が生じた状態で集音された動作音（異常音）をＦＦＴ分析部８４がフーリエ変換することで得られた、周波数ごとの音圧レベルが登録されている。図５ではこの２つの異常音データのみ例示しているが、このような異常音データが例えば７種類、既知異常音データメモリ８７に格納されている。
【００５９】
７種類の異常音データは、それぞれ発生する動作モード、発生条件、又は、発生タイミングの１つ以上が異なり、図５（ａ）に記載された条件が整う時のみ発生するものである。
【００６０】
＜部品データ＞
図６は既知異常音データメモリ８７に記憶されている部品データを模式的に示す図の一例である。部品データには、異常音Ｎｏに対応づけて部品名が登録されている。したがって、異常音Ｎｏの異常音データを超える動作音が取得された場合、どの部品に故障の兆しがあるかを部品データにより推定できるようになっている。
【００６１】
＜動作音データ＞
次に、図７を用いて動作音データについて説明する。図７は動作音取得部７３１が取得し動作音分析部７３２が分析した動作音データを模式的に示す図の一例である。図７（ａ）は異常音Ｎｏ１の集音条件が成立した場合に取得された動作音データであり、図７（ｂ）は異常音Ｎｏ２の集音条件が成立した場合に取得された動作音データである。
【００６２】
動作音データメモリ８５には、動作音取得部７３１が発生タイミングごとに生成する各動作音の動作音データ（周波数毎の音圧レベル）が記憶される。動作音データメモリ８５は、例えば、数回分の動作音データを記憶可能なデータ容量を有しており、動作音データメモリ８５に記憶されたデータ数が予め設定された所定数を超えると、古いデータから順次新しいデータにより上書きされる。
【００６３】
動作音データメモリ８５の動作音データは、既知異常音データメモリ８７の異常音データと比較される。各動作音データはどの集音条件で取得されたのかが記録されているので、既知異常音データメモリ８７の異常音データのうち、集音条件が適合する異常音データと比較すればよい。
【００６４】
＜＜動作音データと異常音データの比較＞＞
異常音判定部８６は、例えば、異常音データの音圧レベルと動作音データの音圧レベルの差を周波数毎に求め、それらの和が閾値未満か否かにより、異常の兆しがあるか否かを判定する。例えば、異常音Ｎｏ１と動作音Ｎｏ１を比較する場合は、以下のように判定される。
Δ１＝異常音１level-1  −  動作音１level-1
Δ２＝異常音１level-2  −  動作音１level-2
：
Δｎ＝異常音１level-n  −  動作音１level-n
そして、Δ１＋Δ２＋…＋Δｎ＝「異常音データと動作音データの差の合計」が閾値未満なら、動作音データが異常音データに近いと判断でき、異常の兆しがあると判断できる。仮に、動作音データが異常音データより大きい場合（例えば、異常が進行している場合）、「異常音データと動作音データの差の合計」は負値になる可能性があるが、閾値未満になっている。
【００６５】
＜部品交換時期換算データメモリ＞
次に、図８を用いて部品交換時期換算データについて説明する。図８は部品交換時期換算データメモリ９０に記憶されている部品交換時期換算データを模式的に示す図の一例である。部品交換時期換算データは、「異常音データと動作音データの差の合計（異常音データと動作音データの比較結果）」と「交換時期」とを対応づけるデータである。
【００６６】
「異常音データと動作音データの差の合計」は、異常の兆しがあるか否かで算出されたΔ１＋Δ２＋…＋Δｎである。したがって、「異常音データと動作音データの差の合計」が小さいほど、異常の兆しが明瞭になっていることを示す。
【００６７】
「交換時期」は「異常音データと動作音データの差の合計」の大きさに応じた部品の適切な交換時期として実験的に定められている。これにより、例えば「異常音データと動作音データの差の合計」がＡの値では３週間、「異常音データと動作音データの差の合計」がＢの値では６週間、「異常音データと動作音データの差の合計」がＣの値では９週間、のように交換時期を推定できる。
【００６８】
なお、部品交換時期換算データの斜線部分は、「異常音データと動作音データの差の合計」が異常の兆しがないとみなせる十分に大きな範囲を示している。すなわち、「異常音データと動作音データの差の合計」がＤの値を超えた場合、異常音判定部８６で異常の兆しがあると判定されない。
【００６９】
＜動作手順＞
図９は、異常音検知制御部７３が動作音データが異常音か否かを判断する手順を示すフローチャート図の一例である。図９の手順は、例えば画像形成装置１０００が動作を開始するとスタートする。なお、図９では、異常の兆しがある部品が「搬送モータ」であり、異常音Ｎｏ２の「用紙搬送異常音」を集音する場合を例に説明を行う。
【００７０】
まず、動作音取得タイミング制御部７３５は、任意の動作モードになると、異常音が発生する動作モードか否かを判定する（Ｓ１０）。用紙搬送異常音は、コピーやプリントの印刷ジョブにて発生する異常音で、発生条件としてＡ３用紙の印刷のみで発生するものである。
【００７１】
このため、動作音取得タイミング制御部７３５は、Ａ３印刷の時まで（Ａ３が選択されるまで）待機する（Ｓ２０）。ここで、Ａ３による印刷が開始されても全ての用紙で動作音を取得しなくてよい。すなわち、予め設定している動作音取得時期（例えば、Ａ３印刷枚数が100ページ毎）に達した時に動作音を取得することで、動作音の取得頻度を低減できるので、動作音データメモリ８５のサイズを低減できる。
【００７２】
Ａ３が選択された場合又は動作音取得時期に到来した場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、動作音取得タイミング制御部７３５は動作音取得部７３１を制御して、用紙搬送音（図７（ｂ）の動作音Ｎｏ２）を取得する（Ｓ３０）。この時の集音のタイミングは「用紙搬送中」である。用紙搬送中の期間のみ取得することで、メモリ量を削減することができる。動作音集音部８１が取得した用紙搬送音のアナログ形式の動作音は、Ａ／Ｄ変換部８２により順次デジタル形式の動作音に変換される。そして、変換されたデジタル形式の動作音は、動作音取得部７３１により、動作音メモリ８３に順次記憶される。
【００７３】
次に、動作音メモリ８３に記憶されたデジタル形式の動作音を、動作音分析部７３２のＦＦＴ分析部８４がフーリエ変換して、動作音データ（各周波数毎の音圧レベル）を生成する（Ｓ４０）。動作音データは、動作音Ｎｏに対応付けられて、動作音データメモリ８５に記憶される。
【００７４】
動作音データメモリ８５に新たな動作音データが記憶されると、異常音検出部７３３が異常の兆しのある動作音の検出を行う。異常音判定部８６では異常の兆しのある動作音の有無の判定を行う。
【００７５】
異常音判定部８６は動作音データメモリ８５に記憶された新たな動作音データと、既知異常音データメモリ８７の異常音データとを比較する（Ｓ５０）。比較の結果、動作音データが基準値以上の音圧レベルに達していた場合（Ｓ６０のＹｅｓ）は、異常音判定部８６は異常の兆しのある動作音であると判定する（Ｓ７０）。
【００７６】
音圧レベルが基準値に達していない場合は（Ｓ６０のＮｏ）、異常音判定部８６は異常の兆しのある動作音でないと判定し（Ｓ１２０）、全ての動作音を判定したか否かを判定する（Ｓ１００）。全ての動作音を判定するまでは、ステップＳ５０に戻る。この全ての動作音とは、画像形成装置１０００が１回動作する間に、複数回、集音条件を満たす場合に取得された複数の動作音である。
【００７７】
次に、ステップＳ８０において、異常の兆しのある動作音と判定された場合は、部品交換時期算出部８８が、部品交換時期換算データメモリ９０の部品交換時期換算データを用いて部品交換時期を算出する（Ｓ８０）。
【００７８】
そして、部品交換時期通知部８９は搬送モータの交換時期の情報を含む通知メッセージを作成する（Ｓ９０）。
【００７９】
次に、異常音検出部７３３は、全ての動作音について判定したか否かを判定する（Ｓ１００）。全ての動作音を判定するまでは、ステップＳ５０に戻る。
【００８０】
全ての動作音を判定した場合（Ｓ１００のＹｅｓ）、部品交換時期処理部７３４は操作表示部７５にメッセージを表示したり、ＰＣ７６に送信してＰＣ７６のディスプレイに表示させる（Ｓ１１０）。また、ネットワーク７７を介して外部のサービスセンターに通知してもよい。
【００８１】
本実施形態では、７種類の異常音について、その動作モード、発生条件、及び、発生タイミングにて順次制御され、各動作音が異常音と判定された場合は同様の動作となる。
【００８２】
以上のように、本実施例の画像形成装置１０００によれば、動作音の取得を予め既知の動作モードの動作タイミングのみで実施するので、動作音の取得データ量を削減することができる。動作音の取得タイミングをさらに発生条件で制限することでさらに動作音の取得データ量を削減することができる。したがって、動作音データメモリ８５のサイズを低減できる。
【実施例２】
【００８３】
図１０は、本実施例の画像形成装置１０００が動作音を取得する処理の概略を説明する図の一例である。本実施例の画像形成装置１０００は、異常音の判定において、「簡易確認」と「詳細確認」の動作モードを有している。動作モード制御部９６は、「簡易確認」と「詳細確認」の動作モードを切り替えて異常音の判定を行う。
【００８４】
簡易確認は画像形成時（画像形成装置の動作中）に行われ、フーリエ変換を行わない。このため、使用するメモリを低減できる。また、画像形成中の画像形成装置１０００のＣＰＵの処理負荷が増大することを抑制できる。
【００８５】
そして、簡易確認の結果、異常がある可能性があると判定されると、動作モード制御部９６は詳細確認を行う。詳細確認は画像形成時以外のタイミングで行われる。
【００８６】
詳細確認中は画像形成時でないため、異常音検知制御部７３は画像形成時に使用されるメモリを使ってフーリエ変換を行う。このため、より詳細に異常の有無を確認できる。
【００８７】
したがって、本実施例では、常態としてはデータ使用量が少ない簡易確認を実行するので、異常音の検知のためのメモリの容量を低減できる。また、簡易確認ではフーリエ変換を行わないので、画像形成装置１０００が動作した状態で簡易確認してもＣＰＵの処理負荷が増大しにくい。また、簡易確認の結果に応じて、行われる詳細確認では画像形成用のメモリを使用できるので、メモリを増設する必要がなく、フーリエ変換を行う詳細な異常音の検知が可能になる。
【００８８】
＜構成例＞
図１１は、異常音検知制御部７３が搭載されたＩＰＵ(イメージプロセスユニット)５００の構成図の一例である。異常音検知制御部７３は例えばＡＳＩＣなどのＩＣ回路により実現されている。ＩＰＵ５００は異常音検知制御部７３の他、画像蓄積用ＦＰＧＡ５０４、画像蓄積用メモリ５０３、画像処理ＡＳＩＣ５０５、２つの読取りＩ／Ｆ５０１、及び、書込みＩ／Ｆ５０２を有している。
【００８９】
この画像形成装置１０００は、原稿の表面と裏面用に２つ読取り部７１５を備えている。読取り部７１５は、スキャナとして動作するものであり、それぞれがＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの各色の画像データを生成する。読取り部７１５はそれぞれ読取りＩ／Ｆ５０１に接続されており、読取りＩ／Ｆ５０１はＡ／Ｄ変換等を行ない画像蓄積用ＦＰＧＡ５０４に画像データを出力する。画像蓄積用ＦＰＧＡ５０４は読取り部７１５用のガンマ変換などの画像処理を行い画像蓄積用メモリ５０３に記憶させる。画像蓄積用メモリ５０３は装置用記憶装置の一例である。
【００９０】
画像形成動作時、画像蓄積用ＦＰＧＡ５０４は画像蓄積用メモリ５０３に蓄積された画像データを読み出して、画像処理ＡＳＩＣ５０５に出力する。画像処理ＡＳＩＣ５０５は書込み部７１６用のガンマ変換などの画像処理を行ないコントローラ部７４に送る。
【００９１】
コントローラ部７４は、画像データを蓄積した後、再び画像処理ＡＳＩＣ５０５に送り、画像処理ＡＳＩＣ５０５は書込みＩ／Ｆ５０２を通して画像データを書込み部７１６に送る。
【００９２】
異常音検知制御部７３は直接、画像データを取り扱わないため、画像形成時には画像蓄積用ＦＰＧＡ５０４との通信は発生せず、後述するように、集音マイク７５１が集音した数秒の音データを内部メモリ７５６に格納し、簡易確認として順次処理を実行することができる。
【００９３】
この簡易確認で閾値より大きな音が発生したと判定された場合は、画像蓄積用ＦＰＧＡ５０４を通して画像蓄積用メモリ５０３に音データを記憶し、異常音解析用のメモリとして使用して詳細確認を実行する。なお、画像蓄積用メモリ５０３は、後述する「外部メモリ」に相当する。
【００９４】
図１２は、本実施例の異常音検知制御部７３のハードウェア構成図の一例を示す。異常音検知制御部７３はＣＰＵ７５５により制御され、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ Converter）７５２、内部メモリ７５６、ＴＩＭＥＲ７５３、及び、割り込みコントローラ７５４を有している。
【００９５】
ＡＤＣ７５２には集音マイク７５１（区別するため集音マイク１〜３という）が接続されており、ＣＰＵ７５５には内部メモリ７５６と外部メモリ７５７が接続されている。また、ＣＰＵ７５５と外部メモリ７５７は本体ＣＰＵ７２３と接続されている。
【００９６】
ＡＤＣ７５２は集音されたアナログ形式の音データを、Ａ／Ｄ変換することで、デジタル形式の音データに変換する。ＣＰＵ７５５は、簡易確認及び詳細確認の際、デジタルの音データを取得して内部メモリ７５６に書き込む。また、簡易確認（音データと閾値を比較する際）及び詳細確認（音データと学習データを比較する際）、内部メモリ７５６から音データを読み出す。
【００９７】
ＴＩＭＥＲ７５３は所定時間毎に割り込みコントローラ７５４に割り込み要求信号を出力する。所定時間は、集音マイク１〜３が順番に集音する時間であり、例えば数秒間である。したがって、割り込み要求信号は、１つの集音マイク７５１が動作音を集音する毎に出力される。割り込みコントローラ７５４は不図示の割り込み要因との優先順位を管理してＣＰＵ７５５に割り込み要求する。ＣＰＵ７５５は割り込み要求により簡易確認又は詳細確認を開始できる。
【００９８】
内部メモリ７５６は、ＲＡＭやフラッシュメモリなどの記憶素子である。上記のように、内部メモリ７５６には簡易確認と詳細確認の音データが記憶される。また、外部メモリ７５７は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ、ＳＳＤなどの記憶素子である。外部メモリ７５７は、本体ＣＰＵ７２３が画像形成する際に画像データ等が記憶される。また、外部メモリ７５７は詳細確認のフーリエ変換のために利用されたり、フーリエ変換された音データ（解析結果）が記憶される。
【００９９】
内部メモリ７５６は異常音検知制御部７３の内部に設置されるため、外部メモリ７５７よりも容量が少ない。しかし、内部メモリ７５６は簡易確認でだけ使用されるので、本実施例では少ないメモリで、異常音が生じている可能性があることを検知できる。
【０１００】
次に、動作について説明する。ＣＰＵ７５５（次述する音圧判定部９３）は、画像形成時、集音マイク１〜３の１チャネルを使用し簡易確認を行なう。すなわち、複数のマイクを同時に使用せず、簡易確認が完了した集音マイク１〜３から順に切り替えて簡易確認していく。
【０１０１】
集音マイクから簡易確認のための音データが内部メモリ７５６に格納された場合、ＴＩＭＥＲ７５３から割り込み要求信号を割り込みコントローラ７５４に送り、格納された音データを用いてＣＰＵ７５５（次述する音圧判定部９３）が簡易確認を実施する。
【０１０２】
簡易確認の結果、ＣＰＵ７５５（次述する音圧判定部９３）が詳細確認を行う必要があると判断した場合のみ、異常音検知制御部７３は操作部画面に判定結果を表示する。そして、画像形成時以外の時間を使用して詳細確認を行う。詳細確認を行っている間、操作部画面には詳細確認を行っている旨が表示される。
【０１０３】
図１３は、異常音検知制御部７３の機能ブロック図の一例を示す。異常音検知制御部７３は、動作モード制御部９６、簡易確認で動作する機能９６１、及び、詳細確認で動作する機能９６２を有している。これらは、ＡＳＩＣなどのＩＣで実現されてもよく、ＣＰＵ７５５がＲＯＭ７８に記憶されたプログラムを実行することで実現されてもよい。
【０１０４】
まず、動作モード制御部９６は、異常音検知制御部７３の動作モードを簡易確認とするか、詳細確認とするかを切り替える。具体的には、一例として、判定結果記憶部９４に詳細確認すべきという判定結果が記憶されていない場合は簡易確認の動作モードに設定し、記憶されている場合は詳細確認の動作モードに設定する。
【０１０５】
簡易確認で動作する機能９６１は、音圧判定部９３と判定結果記憶部９４である。音圧判定部９３は内部メモリ７５６に記憶された音データと閾値を比較して、音データの方が大きい場合に、詳細確認すべきと判定する。また、詳細確認すべきという判定結果を判定結果記憶部９４に記憶させる。
【０１０６】
詳細確認で動作する機能９６２は、ＦＦＴ分析部８４、異常音判定部８６、学習データ記憶部９５、及び、部品交換時期処理部７３４である。ＦＦＴ分析部８４と部品交換時期処理部７３４は実施例１と同様の機能を提供する。
【０１０７】
異常音判定部８６も、実施例１と同様に、音データが異常音かどうかを判定するが、本実施例では学習データと音データを比較して異常音かどうかを判定する。学習データ記憶部９５は、不揮発性メモリ（例えばＲＯＭ）であり、学習データ記憶部９５には異常音の学習データが記憶されている。
【０１０８】
＜集音について＞
図１４は集音された正常音と異常音の波形の一例を示す図である。図１４（ａ）が正常音、図１４（ｂ）は異常音をそれぞれ示している。０．５秒くらいと２．７秒くらいのところで、音圧（音データの振幅）が大きくなるが、図１４（ｂ）では０．５秒くらいと２．７秒くらいの音圧が図１４（ａ）よりも大きい。このため図１４（ｂ）の波形では異常音が検出されたと判断されている。
【０１０９】
また、図１４（ａ）の正常音を見ても分かるように、異常音の他に定常的に音圧が検出されている。この音圧は背景音であり種々のユニットの動作音である。画像形成装置１０００は、紙搬送、転写、定着、トナーボトルなど多くの回転体を有するユニットから構成されている。このため、画像形成装置内で発生する音は、上記ユニットが回転する音や、印刷用紙の用紙搬送ローラを通過する音などがある。特定のユニットに何らかの異常が発生した場合、そのユニットからの発生音は変化するが、他のユニットの動作音が常に背景音として含まれている。
【０１１０】
簡易確認では、この背景音の個体差や画像形成装置１０００の周辺の騒音が存在するため、音圧レベルで異常音を特定することは難しい。そこで、簡易確認は計算量が膨大な詳細確認を行うかどうか判断するために行われる。そして、詳細確認では音圧レベル以外に、周波数変換や周波数変換して求められる特徴量を抽出して異常音かどうか、また異常音だった場合どのユニットから発生している異常音かを特定する。
【０１１１】
次に、図１５，１６を用いて動作音の測定時間について説明する。図１５は、集音マイク７５１おける振幅（音圧レベル）の一例を示す図である。異常音１〜５は、部品に異常がある（故障している）と判断されている状況で集音された音である。
【０１１２】
異常音１〜５は総じて正常音よりも最大値が大きく、最小値が小さい（絶対値が大きい）傾向にある。しかし、異常音５は、正常音よりも最大値が小さく、最小値が大きい。したがって、振幅(音圧レベル)だけでは正常音なのか異常音なのかを判別できない。
【０１１３】
しかしながら、異常音５が発生するタイミングはほぼ固定的であるため、異常音検知制御部７３は、実際に音が発生するタイミングを予め設定しておき、異常音５を対象として集音することが可能である。したがって、異常音５に限定した動作期間において、異常音５に最適化した閾値を用意しておき、振幅値を監視して閾値（一定の（振幅）音圧レベル）を超える場合に異常と判別することが可能である。
【０１１４】
また、音圧レベルの確認は、各音データの最大値、最小値を求めることにより比較的簡単に求めることができるため、ＣＰＵ負荷が少なく、メモリも音データ保存用のメモリ量さえ確保できれば、各異常音の最小値、最大値を保存するのみで対応できる。したがって、異常音検知制御部７３に異常音１〜５が発生するタイミング及び異常音１〜５用の閾値が設定されることで、簡易確認が可能になる。
【０１１５】
図１６は、異常音発生タイミングと音データ保存期間の対応の一例を示す。動作音ごとに発生タイミングはほぼ決まっているため、異常音検知制御部７３は発生する期間のみの音データを取得する。例えば、区間１〜５でそれぞれ動作音１〜５が集音される。この期間は実施例１の発生タイミングのように決定されている。
【０１１６】
また、区間１〜５の動作音にはそれぞれ特徴があり、動作音１〜５が異常となる場合の振幅（音圧レベル）も決まっているため、それぞれの異常音に対して振幅（音圧レベル）の閾値を決定しておくことができる。
【０１１７】
音データの取得期間は、区間１〜５がカバーする最大の範囲であり、図１６の例では、区間１の始まり〜区間４の終わり、及び、区間５が取得期間となる。そして、音データの取得期間で、区間１〜５が重複している場合は、重複期間では、異常音検知制御部７３は、各区間の閾値と重複して音圧レベルと比較する。
【０１１８】
したがって、ＣＰＵ負荷が高くなる画像形成時に、異常音検知制御部７３は簡易確認として、各異常音の発生タイミング（区間１〜５）で、３つの集音マイク１〜３で音データを取得し、振幅（音圧レベル）と各異常音ごとに用意してある閾値と比較することができる。なお、３つの集音マイク１〜３のうち音圧レベルが大きい集音マイク（集音マイク１〜３のいずれか）で音を集音することが好ましい。集音するタイミングによって、異常音を生じさせるユニットに最も近い集音マイク７５１が分かっているので、最も近い集音マイク７５１により音データを取得する。集音マイク１〜３と区間１〜５は予め対応づけられている。
【０１１９】
そして、簡易確認によりどれか１つの区間でも異常音発生の疑いがある場合に、異常音検知制御部７３は、詳細確認として音の類似度を比較する手法を用いて、異常の有無の判定を行うことができる。すなわち、外部メモリ（画像蓄積用メモリ５０３）を使用して、音データを保存し、フーリエ変換などを行う。この詳細確認は、簡易確認が行われた画像形成動作の直後、電源投入時や予め画像形成が終わってから一定時間経った後、又は、時計機能を利用して昼休みや夜間など、画像形成を行なっていない時期であればいつでもよい。
【０１２０】
＜内部メモリの具体例＞
図１７は、ＳＲＡＭ７５６１とシリアルＦＲＯＭ７５６２を有する異常音検知制御部７３のハードウェア構成図の一例である。図１２との違いは、内部メモリ７５６がＳＲＡＭ７５６１とシリアルＦＲＯＭ７５６２に置き換わっている。また、ＤＭＡＣ７５６３がＳＲＡＭ７５６１からシリアルＦＲＯＭ７５６２に音データをＤＭＡ転送する。
【０１２１】
ＳＲＡＭ７５６１はスタティックランダムアクセスメモリであり、記憶素子にフリップフロップを採用しているため高速な書き込み及び読み出しが可能である。また、シリアルＦＲＯＭ７５６２はフラッシュメモリを記憶素子とするＲＯＭであり、データ通信のバスにＩ２Ｃなどのシリアルバスを用いたものである。
【０１２２】
ＳＲＡＭ７５６１は、領域Ａ、Ｂなどの複数に分割されている。これにより、領域Ａ（第１領域）への書込と領域Ｂ（第２領域）からの読み出しを並列に行うことができ、ＳＲＡＭ７５６１が効率的に活用される。ＣＰＵ７５５は、ＡＤＣ７５２によってデジタル化された音データをＳＲＡＭ７５６１の領域Ａ又はＢに記憶させる。
【０１２３】
簡易確認、詳細確認のどちらの場合も、異常音検知制御部７３は音データを取得し内部メモリ７５６に保存するため、効率よく内部メモリ７５６に保存する必要がある。また、音データは、異常音解析が終われば保存しておく必要のないデータになるため、音データの解析に必要な期間の音データを保存しておき、解析が終われば削除する。この期間は、上記の区間１〜５であり、ＴＩＭＥＲ７５３が期間毎に割り込み要求信号を出力することで、各期間を判断できる。また、異常音検知制御部７３は各区間毎に、異常音を生じさせるユニットに最も近い集音マイク１〜３に切り替える。
【０１２４】
＜動作手順＞
図１８は、ＣＰＵ７５５がＳＲＡＭ７５６１及びシリアルＦＲＯＭ７５６２に音データを保存する手順を示すフローチャート図の一例である。
【０１２５】
まず、異常音検知制御部７３は必要全データを取り込んだか否かを判定する（Ｓ１）。必要全データとは、簡易確認では区間１〜５の音データであり、詳細確認では振幅（音圧レベル）が閾値を超えた区間１〜５の１つ以上である。
【０１２６】
必要全データが取り込まれた場合（Ｓ１のＹｅｓ）、異常音検知制御部７３は異常音検知処理を行う（Ｓ１０）。ステップＳ１０の処理は図１９で説明する。
【０１２７】
必要全データが取り込まれていない場合（Ｓ１のＮｏ）、ＡＤＣ７５２は、アナログの音データを順次、Ａ／Ｄ変換する（Ｓ２）。
【０１２８】
異常音検知制御部７３は、音データのＡ／Ｄ変換を完了させる（Ｓ３）。
【０１２９】
次に、異常音検知制御部７３はデジタルの音データをＳＲＡＭ７５６１の指定書込みエリア（領域Ａ又はＢ）へ書込む（Ｓ４）。
【０１３０】
次に、ＤＭＡＣ７５６３はＳＲＡＭ７５６１の指定書込みエリアが書込みフルか否かを判定する（Ｓ５）。書込みフルとは、領域Ａ又はＢが音データで満たされたことをいう。
【０１３１】
書込みフルでない場合（Ｓ５のＮｏ）、処理はステップＳ１に戻りステップＳ１〜Ｓ４の処理が実行される。
【０１３２】
書込みフルである場合（Ｓ５のＹｅｓ）、ＤＭＡＣ７５６３は、ＳＲＡＭ７５６１の指定書込みエリアの音データをシリアルＦＲＯＭ７５６２へＤＭＡ転送する（Ｓ６）。
【０１３３】
ＤＭＡＣ７５６３は、ＳＲＡＭ７５６１の指定書込みエリアの設定（書込み可又は書込み禁止）を変更する（Ｓ７）。すなわち、ＳＲＡＭ７５６１の領域Ａが書込みフルになった場合、領域Ａを書込み可から書込み禁止に変更し、領域Ｂを書込み禁止から書込み可に変更する。ＳＲＡＭ７５６１の指定書込みエリアを書込み禁止から書込み可に変更すること、又は、その逆をトグル動作という。これにより、ＳＲＡＭ７５６１の指定書込みエリアは次の音データの保存に使用できる。
【０１３４】
このように、ＳＲＡＭ７５６１の指定書込みエリアをトグル動作の変更で行なうことによって、少ない内部メモリ７５６で解析に必要な音データを保存できる。すなわち、領域Ａ又はＢに音データが書き込まれる間、並行して、ＣＰＵ７５５はシリアルＦＲＯＭに記憶されている音データを読みだすことができる。シリアルＦＲＯＭの音データの簡易確認が終わってシリアルＦＲＯＭが空けば、領域Ａ又はＢからシリアルＦＲＯＭに音データを転送できるので、転送しながら領域Ａ又はＢに音データを書込むことができる。なお、詳細確認の場合は、外部メモリ７５７を使用できるため、シリアルＦＲＯＭから外部メモリに音データを転送すればよい。
【０１３５】
したがって、図１２のように単に内部メモリ７５６を構築するよりも効率よくＳＲＡＭ７５６１とシリアルＦＲＯＭ７５６２を使用できる。
【０１３６】
図１９は、図１８の異常音検知処理の処理手順を示すフローチャート図の一例である。図１９の処理は、例えば、画像形成装置１０００の電源がＯＮの間に繰り返し実行される。異常音検知処理により、簡易確認と詳細確認とが実行される。
【０１３７】
まず、異常音検知制御部７３は画像形成時か否かを判定する（Ｓ１０−１）。画像形成時か否かは例えば、画像蓄積用ＦＰＧＡ５０４に問い合わせたり、定着ユニット２５の動作状態を検出することで判断できる。
【０１３８】
画像形成時の場合（Ｓ１０−１のＹｅｓ）、異常音検知制御部７３は簡易確認のみ行なう（Ｓ１０−２）。簡易確認の処理は図２０にて説明する。
【０１３９】
画像形成でない場合（Ｓ１０−１のＮｏ）、動作モード制御部９６は画像形成時に行った簡易確認で異常が検知されたか否かを判定する（Ｓ１０−３）。すなわち、判定結果記憶部９４に詳細確認すべきという判定結果が記憶されているか否かを判定し、簡易確認で異常が検知されていない場合、図１９の処理は終了する。
【０１４０】
簡易確認で異常が検知されていた場合（Ｓ１０−３のＹｅｓ）、動作モード制御部９６が詳細確認に動作モードを切り替え、異常音検知制御部７３は集音マイク１〜３を使用して画像形成装置周辺の騒音レベルが閾値以下か否かを判定する（Ｓ１０−４）。すなわち、異常音の詳細確認の障害になるような音が発生しているかどうか確認する。
【０１４１】
画像形成装置周辺の騒音レベルが閾値以下でない場合（Ｓ１０−４のＮｏ）、処理はステップＳ１０−１に戻る。これにより、騒音が大きい時は詳細確認を行うことを延期できる。
【０１４２】
画像形成装置周辺の騒音レベルが閾値以下である場合（Ｓ１０−４のＹｅｓ）、異常音検知制御部７３は詳細確認を行う（Ｓ１０−５）。詳細確認の処理は図２２で説明する。
【０１４３】
異常音検知制御部７３は、詳細確認で異常と判断されたか否かを判定する（Ｓ１０−６）。詳細確認で異常と判断されない場合（Ｓ１０−６のＮｏ）、図１９の処理は終了する。
【０１４４】
詳細確認で異常と判断された場合（Ｓ１０−６のＹｅｓ）、異常音検知制御部７３は、ネットワーク７７等を利用して外部の例えばサービスセンター等へ異常音が発生していることを通知する（Ｓ１０−７）。また、画像形成装置１０００の操作部画面に表示することもできる。
【０１４５】
図２０は異常音検知制御部７３による簡易確認の手順を示すフローチャート図の一例である。図２０の手順は、図１９のステップＳ１０−２で実行される。
【０１４６】
まず、本体ＣＰＵ７２３が画像形成のために処理を行っている際に、ＡＤＣ７５２が集音マイク１〜３が集音した音をＡ／Ｄ変換する（Ｓ１０−２１）。画像形成のために外部メモリ７５７が使用されるため、異常音検知を行うＣＰＵ７５５は外部メモリ７５７を使用せずに、容量が少ない内部メモリ７５６で簡易的な確認のみを行なう。
【０１４７】
次に、音圧判定部９３は割り込み要求で音データが内部メモリ７５６に記憶されたことを検知して、前処理を行う（Ｓ１０−２２）。前処理は、集音マイク１〜３による集音時に発生する一定のオフセット値を除去する直流成分除去である。
【０１４８】
次に、音圧判定部９３は前処理された音データに対し音圧確認を行う（Ｓ１０−２３）。すなわち、音データと閾値を比較して、異常音が発生しているかどうかを判定する。フーリエ変換が行われていないので、各集音マイク１〜３毎に、時系列の音データ（電圧データ）のそれぞれを閾値と比較する。
【０１４９】
そして、閾値以上の音が発生しているか否かの異常判定を行う（Ｓ１０−２４）。集音マイク１〜３の１つでも閾値を超えた音データを検出した場合、詳細確認が行われる。集音マイク１〜３のいずれも、閾値を超えた音データを検出しない場合、図２０の処理は終了する。
【０１５０】
次に、図２１を用いて詳細確認の処理について説明する。図２１は異常音検知制御部７３による詳細確認の手順を示すフローチャート図の一例である。図２１の手順は、図１９のステップＳ１０−５で実行される。
【０１５１】
詳細確認では、本体ＣＰＵ７２３が画像形成のために画像データに対し外部メモリ７５７を使用していない時間を選び実行するため、外部メモリ７５７を使用して詳細な確認を行う。
【０１５２】
ステップＳ１０のＡ／Ｄ変換、Ｓ２０の前処理までの処理フローは簡易確認と同じである。これに対し、詳細確認では、ＦＦＴ分析部８４が音データをフーリエ変換する（Ｓ１０−５３）。フーリエ変換された音データは外部メモリ７５７に記憶されるが、異常音検知専用ではなく画像形成のために使用される元々あるメモリが使用されため、メモリを有効に活用できさらに追加する必要はない。
【０１５３】
次に、異常音判定部８６は、フーリエ変換により周波数変換された音データに対して、特徴量を抽出する（Ｓ１０−５４）。特徴量の抽出には、フィルタバンク処理を利用する。フィルタバンク処理は、バンドパスフィルタにより、入力信号を複数の周波数帯域成分を含むコンポーネントに分割する処理である。これにより、音データの特徴が出やすい周波数帯を強調できる。そして、フィルタバンク処理が行われた音データをメル尺度に圧縮する。メル尺度とは、音高の知覚的尺度である。1000Hz  40dBの音の高さが1000メル(mel)と定義され、高さが2倍に感じられる音が2000メル、半分に感じられる音が500メルと定義される。周波数が高くなると、メル尺度の値も大きくなる。変換式は以下のようになる。
【０１５４】
【数１】
2016014818.tif 000003
ただし、ｍがメル尺度、ｆが周波数、ｆ０が基準とする周波数（たとえば７００Hzに固定）である。
【０１５５】
次に、異常音判定部８６はメル尺度を用いて最尤度判定を行う（Ｓ１０−５５）。詳細は図２２で説明するが、学習データには異常音の特徴量（メル尺度と音圧レベル）が記憶されている。学習データ記憶部９５には、典型的ないくつかの異常音の特徴量が記憶されている。音データの周波数範囲は数桁に及ぶのに対し、メル尺度では桁数が少なくなるので、音データとの比較に用いられる学習データの容量を少なくすることができる。
【０１５６】
そして、異常音判定部８６は抽出した特徴量と学習データを比較して最も近い学習データを現在発生している音データとして判定する最尤判定を行う。
【０１５７】
なお、異常音判定部８６は、判定結果を用いて、取得した音データが正常音か異常音かを判定する。すなわち、最も近い学習データと取得した音データの差に基づき、異常か否かを判定する。なお、異常音であると判定された場合は、異常音判定部８６はユニットを特定する。
【０１５８】
図２２は、最尤判定を模式的に説明する図の一例である。図２２（ａ）は学習データメモリに記憶されている学習データの構成例を示し、図２２（ｂ）は異常音１〜５の学習データを模式的に示す。
【０１５９】
図２２（ａ）に示すように、学習データメモリには異常音１〜５の学習データが記憶されている。そして、各異常音１〜５の学習データは、図２２（ｂ）に示すように、横軸をメル尺度、縦軸を音圧レベルとした散布図として表すことができる。
【０１６０】
異常音判定部８６は、詳細確認として集音マイク７５１が集音した音データと、異常音１〜５の学習データをそれぞれ比較する。比較は、例えばメル尺度毎に音圧レベルの差を求め、各メル尺度の２乗和を算出することで行う。そして、この２乗和が最も小さい異常音１〜５いずれかの学習データを決定する。これが最尤判定に相当する。
【０１６１】
そして、２乗和が閾値未満であれば、異常音であると判定し、閾値以上であれば正常音であると判定する。
【０１６２】
また、図２２（ａ）の学習データメモリには、異常音１〜５に対応づけてユニットＡ〜Ｅが登録されている。学習データとして異常音１〜５が取得される際、画像形成装置１０００のどのユニットが異常音を発しているかは特定されている。このため、異常音１〜５には予めユニットＡ〜Ｅを対応づけておくことができ、音データが異常音であると判定された場合、どのユニットが異常音を発しているかを特定することができる。
【０１６３】
なお、ユニットＡ〜Ｅは例えば、給紙モータ、二次転モータ、トナーボトル、定着ローラ（定着ヒータ）などである。
【０１６４】
以上のように、本実施例の画像形成装置１０００によれば、異常音かどうかの最終的な判断を外部メモリを使って行うので、内部メモリのサイズを低減することができる。また、簡易確認は画像形成時に行い、詳細確認は画像形成時以外に行うので、画像形成装置の生産性を維持しつつ、異常音を検知できる。
【０１６５】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１６６】
例えば、本実施形態では、画像形成装置を例に説明したが、画像形成装置以外の、プロジェクター、ＴＶ会議端末、電子ホワイトボードなどの装置にも適用できる。
【０１６７】
また、異常音検知制御部７３の全体又は一部の機能は、ネットワーク上に搭載してもよい。この場合、画像形成装置１０００は音データを異常音検知制御部７３に送信するため、画像形成装置１０００と異常音検知制御部７３はシステムとして動作する。これにより、異常音検知制御部７３を複数の画像形成装置１０００に共通にできるのでコストを低減できる。
【符号の説明】
【０１６８】
７１    エンジン部
７２    エンジン制御部
７３    異常音検知制御部
７４    コントローラ部
７５    操作表示部
８１    動作音集音部
８３    動作音メモリ
８５    動作音データメモリ
８６    異常音判定部
８７    既知異常音データメモリ
９３    音圧判定部
９６    動作モード制御部
７３５  動作音取得タイミング制御部
７５５  ＣＰＵ
７５６  内部メモリ
７５７  外部メモリ
１０００  画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６９】
【特許文献１】特開２０１２−１７７７４８号公報
【図１】
2016014818.tif 000004
【図２】
2016014818.tif 000005
【図３】
2016014818.tif 000006
【図４】
2016014818.tif 000007
【図５】
2016014818.tif 000008
【図６】
2016014818.tif 000009
【図７】
2016014818.tif 000010
【図８】
2016014818.tif 000011
【図９】
2016014818.tif 000012
【図１０】
2016014818.tif 000013
【図１１】
2016014818.tif 000014
【図１２】
2016014818.tif 000015
【図１３】
2016014818.tif 000016
【図１４】
2016014818.tif 000017
【図１５】
2016014818.tif 000018
【図１６】
2016014818.tif 000019
【図１７】
2016014818.tif 000020
【図１８】
2016014818.tif 000021
【図１９】
2016014818.tif 000022
【図２０】
2016014818.tif 000023
【図２１】
2016014818.tif 000024
【図２２】
2016014818.tif 000025