CN113495453A - 图像形成装置、异常诊断方法和图像形成系统 - Google Patents

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CN113495453A CN202110367351.6A CN202110367351A CN113495453A CN 113495453 A CN113495453 A CN 113495453A CN 202110367351 A CN202110367351 A CN 202110367351A CN 113495453 A CN113495453 A CN 113495453A
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Abstract

本发明公开了图像形成装置、异常诊断方法和图像形成系统。所述图像形成装置包括：图像形成单元，所述图像形成单元具有多个部件；控制单元，所述控制单元被配置为，在所述图像形成单元形成图像的第一操作模式下，控制所述多个部件的操作；以及声音收集单元，所述声音收集单元被配置为，收集在所述第一操作模式执行期间在装置中出现的声音，以生成声音信号。当基于声音信号确定出现了异常声音时，所述控制单元通过在所述第一操作模式结束之后转变成第二操作模式并且在所述第二操作模式下使异常声音可能来源的一个或多个部件与其他部件分开操作，来确定异常声音来源。

Description

图像形成装置、异常诊断方法和图像形成系统
技术领域
本公开涉及图像形成装置、异常诊断方法和图像形成系统。
背景技术
在诸如复印机和打印机的图像形成装置中，继续使用已达到预期使用寿命的部件可能导致部件出现异常声音。日本专利特开No.4863802公开了一种通过分析在图像形成装置中收集的声音的每个频率分量中的声压级来识别异常声音来源的部件的方法。
发明内容
然而，在日本专利特开No.4863802公开的频率分析方法中，如果多个部件在重叠带中同时产生声音，那么就无法正确地分离这些声音，从而难以准确地识别异常声音来源。
因此，需要一种当异常声音出现时能够更准确地识别图像形成装置中的异常声音来源的系统。
根据本公开的一方面，提供一种图像形成装置，所述图像形成装置包括：图像形成单元，所述图像形成单元包括多个部件；控制单元，所述控制单元被配置为，在所述图像形成单元在记录材料上形成图像的第一操作模式下，控制所述多个部件的操作；以及声音收集单元，所述声音收集单元被配置为，收集在所述第一操作模式执行期间在所述图像形成装置中出现的声音，以生成声音信号。所述控制单元被配置为，当基于所述声音收集单元生成的声音信号确定出现了异常声音时，通过在所述第一操作模式结束之后转变成第二操作模式并且在所述第二操作模式下使异常声音可能来源的一个或多个部件与其他部件分开操作，来确定异常声音来源。
根据本公开的另一方面，提供一种图像形成装置执行的异常诊断方法，所述图像形成装置包括图像形成单元、声音收集单元和控制单元。所述异常诊断方法包括：在第一操作模式下，通过操作所述图像形成单元的多个部件而形成图像；通过所述声音收集单元收集在所述图像形成单元中出现的声音，以生成声音信号；基于所述声音收集单元生成的声音信号，通过所述控制单元确定是否出现了异常声音；以及当确定出现了异常声音时，在所述第一操作模式结束之后转变成第二操作模式，并且在所述第二操作模式下，通过所述控制单元使异常声音可能来源的一个或多个部件与其他部件分开操作，来确定异常声音来源。
根据本公开的另一方面，提供一种图像形成系统，所述图像形成系统包括图像形成装置和服务器装置。所述图像形成装置包括：图像形成单元，所述图像形成单元包括多个部件；控制单元，所述控制单元被配置为，在所述图像形成单元在记录材料上形成图像的第一操作模式下，控制所述多个部件的操作；声音收集单元，所述声音收集单元被配置为，收集在所述第一操作模式执行期间在所述图像形成装置中出现的声音，以生成声音信号；以及通信单元，所述通信单元被配置为，基于所述声音收集单元生成的声音信号，将数据传输到所述服务器装置。所述服务器装置包括：诊断单元，所述诊断单元被配置为，使用从所述图像形成装置接收到的数据，诊断所述图像形成装置的状态。所述诊断单元被配置为，当基于所述数据确定在所述图像形成装置中出现了异常声音时，指示所述图像形成装置的所述控制单元在所述第一操作模式结束之后转变成第二操作模式，并且在所述第二操作模式下，使异常声音可能来源的一个或多个部件与其他部件分开操作。所述诊断单元被配置为，基于在所述第二操作模式下生成的声音信号，使用所述数据确定异常声音来源。
根据以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
图1是例示根据实施例的图像形成装置的整体配置的示例的示意图。
图2是例示根据实施例的图像形成装置的驱动机构的示例的示意图。
图3是详细例示图1中所示的控制单元的配置的示例的框图。
图4A至图4E是例示用于识别异常声音可能来源的部件的方法的示例的说明图。
图5A至图5C是例示用于识别异常声音来源的方法的第一示例的说明图。
图6A和图6B是例示用于识别异常声音来源的方法的第二示例的说明图。
图7A至图7D是例示在正常模式下执行作业之后的分开驱动模式下的操作的第一说明图。
图8A至图8D是例示在正常模式下执行作业之后的分开驱动模式下的操作的第二说明图。
图9是例示实施例中执行的异常诊断处理流程的示例的流程图。
图10是详细例示在分开驱动模式下进行的来源确定处理流程的示例的流程图。
图11是例示根据变形示例的图像形成系统的整体配置的示例的示意图。
具体实施方式
下文将参照附图详细描述实施例。应注意，以下实施例并非旨在限制本发明权利要求的范围。虽然在实施例中描述了多个特征，但并非对需要所有此类特征的发明进行限制，并且可以适当地对多个此类特征进行组合。此外，在附图中，为相同或类似配置赋予相同附图标记，并且省略其冗余描述。
1、简介
该部分主要描述将根据本公开的技术应用于打印机的示例。然而，根据本公开的技术可应用于各种其他类型的图像形成装置，例如，诸如复印机和多功能外围设备的图像形成装置。除非另有说明，否则以下所述的诸如装置、设备、模块和芯片的每个组成元件可以由单个实体组成，或者可以由多个物理上不同的实体组成。
1-1、整体装置配置
图1是例示根据实施例的图像形成装置1的整体配置的示例的示意图。这里，假设图像形成装置1是配有异常诊断功能的电子照相式图像形成装置。更具体而言，图像形成装置1是采用中间转印带的串联式彩色激光打印机。然而，根据本公开的技术并不局限于这一类型。
在图1中，附在附图标记后的“Y”、“M”、“C”和“K”表示由相应部件处理的调色剂颜色分别为黄色、品红色、青色或黑色。然而，在以下描述中，如果没有必要区分个别颜色，则参考编号将不会附带字母。在图像形成过程中，沿图1中的顺时针方向旋转地驱动作为图像载体的感光部件11。充电辊12将感光部件11的表面充电至统一电位(uniform potential)。光学单元13通过使感光部件11曝光而在感光部件11上形成静电潜像。显影器14包含显影剂，并且通过使用显影辊15在感光部件11上进行静电潜像显影而形成显影剂图像(图像)。一次转印辊16输出一次转印偏压，并通过将感光部件11上的静电潜像转印到作为图像载体的中间转印带17上，而在中间转印带17上形成显影剂图像。注意，可通过将在感光部件11Y、11M、11C和11K上形成的显影剂图像以重叠方式转印到中间转印带17上，而在中间转印带17上形成全色显影剂图像。
中间转印带17由驱动辊18、张力辊25和二次转印对置辊20拉伸，并且在图像形成期间，响应于驱动辊18旋转而沿图1中的逆时针方向被旋转地驱动。从而，将转印到中间转印带17的显影剂图像传送到二次转印辊19的相对位置。同时，盒2以堆叠状态保持预传送的记录材料P。通过送纸辊4将盒2中所保持的记录材料(也称为“纸”)P给送到传送路径。当从盒2给送记录材料P时，分离辊5一次分离一张记录材料P。当电磁离合器(未示出)处于传输状态时，将来自送纸马达(未示出)的旋转驱动力传输到送纸辊4，因此旋转地驱动送纸辊4。当电磁离合器处于切断状态时，切断旋转驱动力从送纸马达到送纸辊4的传输。传送辊对6通过对准辊对7将给送的记录材料P传送到传送路径的下游，并且朝向二次转印辊19的相对位置传送。二次转印辊19输出二次转印偏压，并且将中间转印带17上的显影剂图像转印到记录材料P上。注意，通过清洁刮片35将未转印到记录材料P上而残留在中间转印带17上的显影剂收集到清洁单元36中。在对显影剂图像转印之后，通过定影辊21传送记录材料P。定影辊21通过加压和加热记录材料P，将显影剂图像定影到记录材料P上。在对显影剂图像定影之后，通过排出辊对22将记录材料P排出到排出托盘。
图像形成装置1还包括布置在传送记录材料P所沿传送路径附近的声音收集单元60以及控制单元3。在图1中所示的示例中，声音收集单元60布置在给送记录材料P所涉及的辊附近。声音收集单元60是收集在图像形成装置1中出现的声音以产生声音信号的单元。声音收集单元60可包括微机电系统(micro-electro mechanical system，MEMS)麦克风以及电极端子，所述MEMS麦克风将振动板中因压力所致的振动位移转换成电压变化。然而，注意，声音收集单元60可以包括任何类型的声音收集单元来代替MEMS麦克风，诸如电容器麦克风。声音收集单元60将表示振动板中的振动位移的声音信号作为电压电平输出到控制单元3。
控制单元3通过信号线(未示出)连接到图像形成装置1的各个部分。控制单元3至少包括信号处理单元70和CPU 80。如图1中所示，通过各自由某种驱动力驱动的多个部件实现图像形成装置1的图像形成功能。CPU 80是通过控制这些部件的操作而使图像形成装置1形成图像的控制单元。在从图像形成装置1外部的装置(未示出；例如，主计算机)接收包括用于打印的图像数据的打印作业时，CPU 80开始控制参照图1描述的各个部件的操作。这些部件中的数个在图像形成操作期间产生声音。这些声音由声音收集单元60收集并且被转换成声音信号。信号处理单元70处理从声音收集单元60输入的这些声音信号。稍后，将更加详细地描述控制单元3的配置的示例。
1-2、问题说明
图像形成装置1包括一个或多个驱动部件以及由这些驱动部件驱动的从动部件。驱动部件可包括例如送纸马达、主马达和定影马达。送纸马达驱动送纸辊4、分离辊5和传送辊对6。主马达可包括例如YMC鼓马达、YMC显影马达和中间转印带-Bk马达。YMC鼓马达驱动感光部件11Y、11M和11C。YMC显影马达驱动显影辊15Y、15M和15C。中间转印带-Bk马达驱动中间转印带17的驱动辊18、感光部件11K和显影辊15K。定影马达驱动定影辊21和排出辊对22。
图2例示作为图像形成装置1的驱动机构的示例的中间转印带-Bk马达100和相关部件。图2中所示的马达100通过马达轴110旋转地驱动小齿轮101。小齿轮101与感光部件齿轮102和空转齿轮103啮合，并将驱动力从马达100传输到这些齿轮。通过从小齿轮101传输的驱动力，绕感光部件驱动轴111旋转地驱动感光部件齿轮102。感光部件联接器120在与连接到感光部件齿轮102侧的相对侧上连接到感光部件驱动轴111的一端，并且感光部件联接器120还绕感光部件驱动轴111被旋转地驱动。空转齿轮103还与中间转印带齿轮104和显影辊齿轮105啮合。通过从小齿轮101和空转齿轮103传输的驱动力，绕中间转印带驱动轴112旋转地驱动中间转印带齿轮104。中间转印带联接器121在与连接到中间转印带齿轮104侧的相对侧上连接到中间转印带驱动轴112的一端，并且中间转印带联接器121还绕中间转印带驱动轴112被旋转地驱动。通过从小齿轮101和空转齿轮103传输的驱动力，绕显影辊驱动轴113旋转地驱动显影辊齿轮105。显影辊驱动轴113通过电磁离合器115连接到显影辊联接器122。电磁离合器115将由作为驱动单元的马达100产生的驱动力传输到显影辊联接器122或切断该驱动力到显影辊联接器122的传输。电磁离合器115在传输状态与切断状态之间的切换由上述CPU80控制。感光部件联接器120连接到感光部件11K。中间转印带联接器121连接到驱动辊18。显影辊联接器122连接到显影辊15K。通过该驱动机构配置，马达100可驱动作为从动部件的感光部件11K、驱动辊18和显影辊15K。具体而言，通过切换电磁离合器115在传输状态与切断状态之间的状态，CPU 80可在驱动辊18和感光部件11K被驱动的同时，选择性地停止或驱动显影辊15K。例如，可在清洁单元36清洁中间转印带17的同时，通过将电磁离合器115切换到切断状态来使显影辊15K停止，以防止与显影辊15K的摩擦所致的显影剂劣化。
诸如上述的这些驱动部件和从动部件在长时间持续使用后可能会产生异常声音。为了识别异常声音来源的部件，已知一种针对使用麦克风收集的声音的每个频率分量来分析声压级的方法。然而，当多个部件同时在重叠带中产生声音时，仅分析声音的频率分量的方法无法正确地将这些声音彼此分开。这使得难以准确地识别异常声音来源。因此，在本实施例中，图像形成装置1配有将在下文详细描述的分开驱动模式，所述分开驱动模式是用于异常诊断的操作模式。
2、详细配置
2-1、控制单元的配置示例
图3是详细例示图1中所示的控制单元3的配置的示例的框图。如图3中所示，控制单元3包括信号处理单元70、CPU 80、RAM 81、ROM 82、操作/显示单元83、通信I/F 84、I/O端口85和总线86。
CPU(中央处理单元)80是控制图像形成装置1的整体功能的处理器。RAM(随机存取存储器)81是易失性存储器，并且为CPU 80执行的任务提供临时存储区域。ROM(只读存储器)82是非易失性存储器，并且存储将由CPU 80执行的程序和数据。CPU 80例如通过将存储在ROM 82中的计算机程序加载到RAM 81中并执行所述程序来实现对图像形成装置1的控制功能。操作/显示单元83包括用于接受用户进行的操作的操作单元(例如，操作面板或操作按钮(未示出))，以及用于显示信息的显示单元。通信接口(I/F)84是用于图像形成装置1与其他装置通信的接口。通信I/F 84可以是有线通信I/F或无线通信I/F。I/O(输入/输出)端口85是用于向/从参照图1和图2所述的图像形成装置1的各个部件以及控制单元3输入/输出信号的端口。信号处理单元70也连接到I/O端口85。总线86是使CPU 80、RAM 81、ROM 82、操作/显示单元83、通信I/F 84和I/O端口85彼此连接的信号线。
信号处理单元70包括放大器单元71、AD转换单元72、DC去除单元73、数字滤波器74、平方计算单元75，平均计算单元76和数据存储单元77。放大器单元71放大从声音收集单元60输入的声音信号的信号电平。AD(模拟到数字)转换单元72通过对从放大器单元71输入的放大声音信号执行AD转换来生成数字声音信号。DC去除单元73通过去除DC分量而将数字声音信号转换成以声波水平(声压)表示波动的信号。可从CPU 80传送要去除的DC分量的参考值。数字滤波器74从已去除DC分量的声音信号中提取特定通带的频率分量。数字滤波器74可以是低通滤波器、带通滤波器或高通滤波器，并且可通过CPU 80以变量方式设置数字滤波器74的通带。平方计算单元75对由数字滤波器74滤波的声音信号的信号值进行平方计算。平均计算单元76针对具有给定时间长度的每个时间区段，计算从平方计算单元75输入的声音信号的区段平均值。每个区段的时间长度可以是固定长度，例如，诸如30ms，或者可以以变量方式设置(例如，从多个候选时间长度中选择或者设置为期望值)。通过上述平方计算和区段平均计算对声音信号进行整形，得到表示每个时间区段声压波动水平的时序声音数据。作为该信号整形的结果，可以高精度水平将用于异常诊断目的的声级(soundlevel)相互比较。数据存储单元77存储由平均计算单元76计算为区段平均结果的时序声音数据。
在正常模式(也称为“第一操作模式”)下，CPU 80在通过控制参照图1和图2描述的部件的操作执行图像形成的同时，监视通过I/O端口85从数据存储单元77输出的声音数据。例如，当由读出的声音数据表示的信号电平超过预定义阈值时，CPU 80可确定出现了异常声音。在本实施例中，在确定出现了异常声音时，CPU 80可将操作模式从正常模式切换到分开驱动模式(也称为“第二操作模式”)。例如，在正常模式结束之后(在图像形成操作完成之后)，进行从正常模式到分开驱动模式的切换(也称为“转变”)。在分开驱动模式下，CPU 80通过识别异常声音可能来源的一个或多个部件并且将所识别的一个或多个部件中的至少一个与其他部件分开驱动，来确定出现的异常声音的来源。
2-2、缩小异常声音来源
图4A至图4E是例示用于识别异常声音可能来源的部件的方法的示例的说明图。在图4A至4C中，曲线图4a、4b和4c分别代表随着时间的推进，在图像形成操作期间，送纸马达、主马达和定影马达的驱动状态。每个马达的驱动状态为“驱动”(ON)或“停止”(OFF)。
在曲线图4a至4c中，在时间T＝0(秒)处开始执行打印作业。送纸马达在时间T＝0.8处开始操作，并且由送纸马达驱动的送纸辊4将第一张记录材料P给送到传送路径中。送纸马达在时间T＝1.8处停止。主马达在时间T＝1.0处开始操作，并且由主马达驱动的感光部件11、显影辊15和驱动辊18参与在记录材料P上形成图像。定影马达也在时间T＝1.0处开始操作，并且在将定影辊21的温度调节到目标温度之后，由定影马达驱动的定影辊21将图像定影到记录材料P上。送纸马达在时间T＝3.4处恢复操作，并且送纸辊4将下一张给送到传送路径中。送纸马达在时间T＝4.4处再次停止。
在图4D和图4E中，曲线图4d和4e代表沿着与在曲线图4a至4c中使用的时间轴相同的时间轴，由信号处理单元70生成的声音数据所表示的信号电平的转变。曲线图4d代表当数字滤波器74允许所有频率分量通过时(即，当没有滤波时)的信号电平。另一方面，曲线图4e代表当数字滤波器74仅允许4kHz或更高的高频分量通过时(即，当应用高通滤波时)的信号电平。曲线图中的实线代表没有出现异常声音时在正常操作期间信号电平的转变的示例，而虚线代表出现了异常声音时信号电平的转变的示例。曲线图4e中的点线代表用于检测异常声音的阈值，所述阈值可基于正常操作期间的信号电平预先设置。注意，曲线图4d和4e中的声音数据的每个时间区段的长度是30毫秒。
当长时间连续使用作为从动部件的辊(例如，超过辊的预期使用寿命)时，存在例如辊与轴承之间的摩擦导致出现大于或等于几千赫兹的高频声音的情况。设置4kHz或更高的高通滤波器通带(或截止频率)，以捕获这些由这种摩擦所致的来自辊的异常声音。如曲线图4d所示，缺少滤波导致在正常操作期间声音的信号电平与异常期间声音的信号电平之间几乎没有差异，因此检测不到异常声音。但是，在曲线图4e中，基于通过高通滤波器的频率分量，声音在异常期间的信号电平在三个时段(即，时段401、402和403)中超过了阈值。如此，CPU 80可确定在这些时间处出现了异常声音。该异常诊断阈值可作为例如随时间变化的值序列预先存储在ROM 82中。由于与数字滤波器74的通带(或截止频率)设置和时间区段的长度设置的相关性，因此阈值可以与这些设置值相关联地存储。
从曲线图4a至4c可以了解，主马达和定影马达在确定出现了异常声音的时段401、402和403中正在操作。因此，CPU 80可将与主马达或定影马达有关的部件识别为异常声音可能来源的部件。以这种方式，通过将出现异常声音的定时与各部件的驱动状态进行比较，CPU 80可识别可能是异常声音可能来源的一个或多个部件。然而，仅凭这一点并不能确定并行操作的两个或多个部件中的哪一个实际上正在产生异常声音。因此，在本实施例中，CPU 80将操作模式切换到分开驱动模式，以便以更精细的水平确定来源。
2-3、使用分开驱动模式确定来源
在分开驱动模式下，CPU 80操作异常声音可能来源的部件中的至少一个，而与此同时不操作在正常模式下与该部件并行操作的其他部件。
(1)第一示例
如上所述，图像形成装置1中的每个驱动单元(诸如送纸马达、主马达和定影马达)均产生用于操作一个或多个从动部件的驱动力。因此，作为第一示例，CPU 80可以在分开驱动模式下使给定马达停止并保持对应从动部件不操作的状态，而使另一马达生成驱动力并操作对应从动部件。
图5A至图5C是例示用于识别异常声音来源的方法的第一示例的说明图。在图5A和图5B中，曲线图5a和5b分别代表随着时间的推进，在分开驱动模式下，主马达和定影马达在操作期间的驱动状态。在曲线图5a和5b中，在从时间T＝0.5到时间T＝5.5的时间段期间，主马达保持处于停止状态，而定影马达保持处于驱动状态。此后，主马达和定影马达在时间T＝7.0之前都处于停止状态。在从时间T＝7.0到时间T＝12.0的时段期间，主马达保持处于驱动状态，而定影马达保持处于停止状态。
在图5C中，曲线图5c代表沿着与在曲线图5a和5b中使用的时间轴相同的时间轴，由信号处理单元70生成的声音数据所表示的信号电平的转变。这里，假设将允许4kHz或更高的高频分量通过的高通滤波器应用于声音信号，并且针对每30毫秒的时间区段计算时间平均值。从曲线图5a至5c可以了解，在定影马达操作时，声音数据的信号电平持续低于阈值，而在主马达操作时，声音数据的信号电平超过阈值。基于在分开驱动模式下在操作期间声音数据与阈值之间的这种比较，CPU 80可确定由主马达驱动的从动部件正在产生异常声音。
同样地，CPU 80例如还可以分别驱动主马达之中的YMC鼓马达、YMC显影马达和中间转印带-Bk马达，并且还可以确定哪个马达与产生异常声音有关。
(2)第二示例
可通过配设在驱动单元与从动部件之间的传输单元，控制断开或接通驱动力从驱动单元到给定从动部件的传输。例如，如上所述，中间转印带-Bk马达通过电磁离合器115连接到显影辊15K。因此，作为第二示例，在分开驱动模式下，CPU 80可以控制传输单元，以便在操作由驱动力驱动的另一从动部件的同时，切断该驱动力到与该传输单元连接的从动部件的传输。
图6A和图6B是例示用于识别异常声音来源的方法的第二示例的说明图。在图6A中，曲线图6a代表随着时间的推进，在分开驱动模式下，电磁离合器115在操作期间的连接状态。在曲线图6a中，在时间T＝7.5之前，电磁离合器115的状态保持处于切断状态，并且在时间T＝7.5处，电磁离合器115的状态被切换到传输状态。注意，假设中间转印带-Bk马达在从电磁离合器115的状态切换之前到之后持续操作。
在图6B中，曲线图6b代表沿着与曲线图6a中使用的时间轴相同的时间轴，由信号处理单元70生成的声音数据表示的信号电平的转变。从曲线图6a和6b可以了解，当电磁离合器115保持处于切断状态时，声音数据的信号电平持续低于阈值，而当电磁离合器115处于传输状态时，声音数据的信号电平超过阈值。基于在分开驱动模式下在操作期间声音数据与阈值之间的这种比较，CPU 80可确定连接到电磁离合器115的显影辊15K正在产生异常声音。
如上所述，在分开驱动模式下，CPU 80可通过操作异常声音可能来源的至少一个第一部件而不操作在正常模式下与第一部件并行操作的第二部件，来确定异常声音来源。在上述第一示例中，第一部件和第二部件是由不同驱动部件驱动的部件。同时，在第二示例中，第一部件和第二部件是由同一驱动部件驱动的部件，但是通过传输单元切断驱动力到第二部件的传输。
虽然在这里描述的第二示例中显影辊15K是异常声音来源，但是本实施例也可应用于其他类型的辊或除辊以外的部件(例如，齿轮、轴承、带等)是异常声音来源的情况。CPU80可以根据异常诊断对象的部件来改变在分开驱动模式下使用的操作参数。例如，可以变量方式设置的操作参数可包括数字滤波器74的通带、用于平均计算单元76进行平均计算的时间区段的长度、定影辊21的温度以及每个马达的旋转速度中的至少一个。
2-4、关于异常声音来源的通知
CPU 80可以在操作/显示单元83中显示关于通过上述方法确定的异常声音来源的信息。CPU 80还可以通过通信I/F 84将关于异常声音来源的信息传输到另一装置。关于异常声音来源的信息可包括例如产生异常声音的部件的装置内的名称、型号和物理位置中的至少一个。可以与关于异常声音来源的信息一起显示或传输诸如出现异常声音的日期/时间和异常声音的级别的附加信息。此外，CPU 80可以在画面上显示提示更换异常声音来源的部件的消息，或者将所述消息传输到另一装置。通信I/F84可以通过诸如局域网(LAN)或因特网的网络将关于异常声音来源的信息传输到远程管理中心。这些通知使得本地用户或远程管理用户能够在适当时间进行维护工作，诸如布置新部件以及用新部件更换旧部件。
2-5、转变成分开驱动模式的定时
当基于信号处理单元70生成的声音数据检测异常声音时，CPU 80将图像形成装置1的操作模式从正常模式切换到分开驱动模式，并且确定异常声音来源。例如，可以在正常模式下执行作业之后进行向分开驱动模式的切换。换句话说，CPU 80可以在正常模式下执行作业之后使图像形成装置1在分开驱动模式下操作。
图7A至图7D和图8A至图8D是例示在正常模式下执行作业之后的分开驱动模式下的操作的说明图。在图7A至7C中，曲线图7a、7b和7c分别代表随着时间的推进，送纸马达、主马达组和定影马达的驱动状态。
具体而言，参照曲线图，在时间T＝0(秒)处开始执行打印作业。送纸马达在时间T＝0.8处开始操作，并且由送纸马达驱动的送纸辊4将第一张记录材料P给送到传送路径。送纸马达在时间T＝1.9处停止。主马达在时间T＝1.0处开始操作，并且由主马达驱动的感光部件11、显影辊15和驱动辊18参与在记录材料P上形成图像。定影马达也在时间T＝1.0处开始操作，并且在将定影辊21的温度调节到目标温度之后，由定影马达驱动的定影辊21将图像定影到记录材料P上。送纸马达在时间T＝3.5处恢复操作，并且送纸辊4将下一张给送到传送路径。送纸马达在时间T＝4.6处再次停止。当排出第二张时，例如在时间T＝5.8处，结束执行打印作业。
曲线图7d代表沿着与在曲线图7a至7c中使用的时间轴相同的时间轴，由信号处理单元70生成的声音数据所表示的信号电平的转变。这里，假设将允许在200至500Hz通带中的频率分量通过的带通滤波器应用于声音信号。这种通带设置在例如由齿轮磨损所致的齿轮啮合变化是异常声音来源时有效。从曲线图7a至图7c可以了解，声音数据的信号电平在送纸马达不操作而主马达和定影马达操作的时段701和702中超过阈值。当在正常模式下在操作期间以这种方式检测到异常声音的次数达到上限值时，CPU 80可确定一旦打印作业结束就将操作模式切换到分开驱动模式。与主马达或定影马达有关的部件是异常声音可能来源的部件。
关注曲线图7a至7c，在打印作业执行结束之后的时段703中，送纸马达和定影马达保持处于停止状态，而仅主马达在操作。根据曲线图7d，声音数据的信号电平在时段703中没有超过阈值。基于该结果，CPU 80可确定在主马达和定影马达之中，异常声音来源与定影马达有关。
在图8A至图8D所示的示例中，与上述示例中一样，在时段801和802中检测到异常声音，在所述时段期间在正常模式下执行打印作业。从曲线图8a至8c可以了解，在该时段期间，送纸马达不操作，而主马达和定影马达在操作。因此，CPU 80可将与主马达和定影马达有关的部件识别为异常声音可能来源的部件，并且可确定在打印作业结束之后将操作模式切换到分开驱动模式。
在打印作业执行结束之后的时段803中，送纸马达和主马达保持处于停止状态，而仅定影马达在操作。根据曲线图8d，声音数据的信号电平在时段803中超过阈值。基于该结果，CPU 80可确定异常声音来源与定影马达有关。
通过在正常模式下执行作业之后的分开驱动模式下进行异常诊断，可避免在用户不希望装置进行异常诊断操作的时候，装置因突然操作而使用户困扰的情况。此外，由于可在检测到异常声音之后迅速确定异常声音来源，因此可将装置停机时间保持为最小。
注意，不必根据在分开驱动模式下操作的单个实例的结果来确定异常声音来源。例如，CPU 80可以在每执行多个作业之后将操作模式切换到分开驱动模式，并且可以通过综合考虑在分开驱动模式下多个操作的结果来确定异常声音来源。在这种情况下，可以基于先前分开驱动模式下的操作结果，来确定在给定分开驱动模式下要操作的部件和要停止的部件。
当检测到异常声音时，CPU 80可以通过用户界面(例如，操作/显示单元83)向用户发出请求，以批准切换到分开驱动模式，然后在用户批准切换之后可以将操作模式切换到分开驱动模式。这使得能够避免在用户不希望诊断异常的时候进行分开驱动模式下的操作的情况。另外或另一选择是，CPU 80可以在执行作业之前基于用户输入进行设置时，向用户建议切换到分开驱动模式。
3、处理流程
图9是例示由实施例中的图像形成装置1执行的异常诊断处理的流程的示例的流程图。图9中所示的异常诊断处理例如可由诸如声音收集单元60和信号处理单元70的硬件(麦克风、模拟电路和数字电路)与由CPU 80执行的软件(计算机程序)的组合来实现。例如，可将计算机程序从ROM 82加载到RAM 81中并由CPU 80执行。注意，在以下描述中，可以由表示“步骤”的S表示处理步骤。
首先，在步骤S901中，当图像形成操作开始时，CPU 80设置诸如数字滤波器74的通带和平均计算单元76使用的时间区段的长度的操作参数。例如，CPU 80可以根据经受异常诊断的部件，来设置数字滤波器74的通带。哪个部件经受异常诊断可以由用户指定，也可以基于过去操作的结果选择。另外，CPU 80可以根据传送速度或图像形成速度，来设置用于平均计算的时间区段的长度。例如，每次执行作业均可以设置这些操作参数。
接下来，当由包括图像形成装置1的多个部件的图像形成单元开始图像形成操作时，在步骤S903中，声音收集单元60接收声音，生成声音信号，并将生成的声音信号输出到信号处理单元70。接下来，在步骤S905中，信号处理单元70对从声音收集单元60输入的声音信号执行包括AD转换、DC分量去除、滤波、平方计算和平均计算的处理，并且针对每个时间区段生成表示声级的声音数据。将信号处理单元70生成的声音数据存储在数据存储单元77中。
接下来，在步骤S907中，CPU 80从数据存储单元77获取最近时间区段中声音数据的信号电平L。然后，在步骤S909中，CPU 80确定获取的信号电平L是否大于或等于阈值LTH，即是否满足条件L≥LTH。这里，当满足条件L≥LTH时，顺序进入步骤S911。当不满足条件L≥LTH时，顺序进入步骤S917。
在步骤S909中满足条件L≥LTH意味着在最近时间区段中已检测到异常声音。在这种情况下，在步骤S911中，CPU 80识别已出现的异常声音的可能来源的一个或多个部件。例如，在异常声音出现的时候正在操作的部件可为异常声音来源的候选部件。考虑到异常声音出现的定时以及在数字滤波器74中设置的通带，CPU 80可以识别异常声音来源的候选部件。这里，假设CPU 80将指示已检测到异常声音次数(以下称为“异常检测数”)的计数器保持为控制变量。在步骤S913中，CPU 80确定异常检测数是否已达到上限值。当异常检测数未达到上限值时，顺序进入步骤S915。同时，当异常检测数达到上限值时，顺序进入步骤S921。可以根据诸如数字滤波器74的通带、时间区段的长度，记录材料的类型或图像形成模式(例如节能、画质优先/速度优先、颜色模式等)等参数，以变量方式设置与异常检测数相比的上限值。
当异常检测数未达到上限值时，在步骤S915中，CPU 80将异常检测数递增(将计数器加1)。接下来，在步骤S917中，CPU 80确定是否结束图像形成操作。例如，当正在执行打印作业时，CPU 80确定不结束图像形成操作。在这种情况下，顺序返回到步骤S903，并且针对在下一时间区段中出现的声音重复上述处理。当CPU 80确定结束图像形成操作时，图9中所示的异常诊断处理结束。
当异常检测数达到上限值时，在步骤S921中，CPU 80确定是否结束图像形成操作。例如，当打印作业执行结束并且队列中不存在下一打印作业时，CPU 80可确定结束图像形成操作。同时，当正在执行打印作业或队列中存在下一打印作业时，CPU 80可确定不结束图像形成操作。当图像形成操作未结束时，顺序返回到步骤S903，并且针对在下一时间区段中出现的声音重复上述处理。当图像形成操作结束时，在步骤S923中，CPU 80确定是否将操作模式切换到分开驱动模式。当异常检测数达到上限值时，CPU 80可以总是确定将操作模式切换到分开驱动模式。另一选择是，CPU 80可以请求用户批准切换到分开驱动模式，并且仅当用户批准切换时才将操作模式切换到分开驱动模式。可以由位于管理中心的管理用户远程批准切换到分开驱动模式。在确定将操作模式切换到分开驱动模式时，在步骤S930中，CPU 80将操作模式切换到分开驱动模式并且确定异常来源。稍后，将进一步描述在步骤S930中进行的分开驱动模式下的处理的流程。如果CPU 80已确定不将操作模式切换到分开驱动模式或者分开驱动模式下的操作结束，则图9中所示的异常诊断处理结束。
图10是详细例示在图9中的步骤S930中执行的分开驱动模式下的来源确定处理的流程的示例的流程图。例如，可通过诸如声音收集单元60和信号处理单元70的硬件与由CPU80执行的软件的组合来实现图10中所示的来源确定处理。
首先，在步骤S1001中，CPU 80将识别为异常声音可能来源的部件中的至少一个作为要在分开驱动模式下驱动的部件，并且驱动该部件而使其他部件保持停止状态。此时，与在步骤S901中一样，CPU 80可以设置或改变诸如数字滤波器74的通带和平均计算单元76所使用的时间区段的长度等操作参数。
接下来，在步骤S1003中，声音收集单元60接收声音，生成声音信号，并将生成的声音信号输出到信号处理单元70。接下来，在步骤S1005中，信号处理单元70对从声音收集单元60输入的声音信号执行包括AD转换、DC分量去除、滤波、平方计算和平均计算的处理，以针对每个时间区段生成表示声级的声音数据。将信号处理单元70生成的声音数据存储在数据存储单元77中。
接下来，在步骤S1007中，CPU 80从数据存储单元77获取来自最近时间区段或直到分开驱动模式的时间之前的时间区段的声音数据。接下来，在步骤S1009中，CPU 80确定所获取的声音数据是否满足用于确定异常声音来源的确定条件。作为一个示例，当操作了怀疑具有异常的一个部件并且信号电平L在整个预定量时间区段超过第一确定阈值时，CPU80可以确定该部件为异常声音来源。作为另一示例，当操作了怀疑具有异常的K个部件中的K-1个部件并且信号电平L在整个预定量时间区段降为低于第二确定阈值时，CPU 80可以确定怀疑具有异常的另一个部件为异常声音来源。这里，另一个部件可为在步骤S1001中处于停止状态的部件。
当在步骤S1009中声音数据不满足上述用于确定异常声音来源的确定条件时，在步骤S1011中，CPU 80确定是否结束分开驱动模式。例如，当在一些时间区间内没有生成足以进行最终确定的声音数据时，CPU 80可以继续在分开驱动模式下操作。另外，当剩余多个异常声音可能来源的部件时，CPU 80可以改变目标部件，继续在分开驱动模式下操作。当继续在分开驱动模式下操作时，顺序返回到步骤S1001。同时，当CPU 80确定结束分开驱动模式时，图10中所示的来源确定处理结束。
当在步骤S1009中声音数据满足上述用于确定异常声音来源的确定条件时，在步骤S1013中，CPU 80根据该确定条件，确定异常声音来源的部件。接下来，在步骤S1015中，CPU 80通过在操作/显示单元83的画面中显示信息或通过通信I/F 84将信息传输到另一装置，将关于确定的异常声音来源的信息通知给本地用户或管理用户。然后，图10中所示的来源确定处理结束。
虽然在图10中未示出，但是如果在分开驱动模式下在操作期间接收到新的打印作业，则CPU 80可以中止分开驱动模式下的操作并优先执行新的打印作业。
4、变形示例
虽然上文主要描述了图像形成装置1具有异常诊断功能的示例，但是可以在与图像形成装置1不同的装置中配有用于诊断图像形成装置1的状态的诊断功能。例如，通过网络连接到图像形成装置1的服务器装置可以具有这种诊断功能。另一选择是，多个图像形成装置中的一个可以具有用于诊断所述图像形成装置中的另一个的状态的诊断功能。
图11是示出根据变形示例的图像形成系统1100的整体配置的示例的示意图。如图11中所示，图像形成系统1100包括图像形成装置1和服务器装置1110。图像形成装置1的CPU80通过通信I/F 84将基于声音收集单元60生成(并且由信号处理单元70处理)的声音信号的声音数据传输到服务器装置1110。服务器装置1110的诊断单元1111基于通过通信I/F(未示出)从图像形成装置1接收到的声音数据，来诊断图像形成装置1的状态。具体而言，在本变形示例中，当基于声音数据确定在图像形成装置1中出现了异常声音时，诊断单元1111指示图像形成装置1的CPU 80以分开驱动模式操作。响应于来自诊断单元1111的指令，图像形成装置1的CPU 80将异常声音可能来源的一个或多个部件与其他部件分开地操作。CPU 80基于声音收集单元60生成的声音信号，以分开驱动模式将新的声音数据经由通信I/F 84传输到服务器装置1110。然后，诊断单元1111基于从图像形成装置1接收到的、分开驱动模式下的声音数据，来确定异常声音来源。诊断单元1111可以缩小异常声音来源，确定异常声音来源，并且以与上述关于图像形成装置1的异常诊断功能的方法相同的方式将关于异常声音来源的信息通知给用户。
5、结论
到目前为止，已经参照图1至图11详细描述了本公开的实施例。根据上述实施例，当在图像形成装置中基于在第一操作模式下操作多个部件以形成图像时收集到的声音的声音信号确定出现了异常声音的情况下，识别异常声音可能来源的一个或多个部件。然后，将第一操作模式切换到第二操作模式，并且在第二操作模式下，通过使所识别的部件中的至少一个与其他部件分开操作来确定异常声音来源。根据该配置，当多个部件在形成图像时并行操作并且由这些操作产生的声音的频带重叠时，可准确地识别出异常声音来源的部件。
另外，根据上述实施例，在第二操作模式下，可以进行控制以使异常声音可能来源的至少一个第一部件操作而使在第一操作模式下与第一部件并行操作的第二部件不操作。根据该配置，仅通过分析第一操作模式下的声音信号无法区分的、来自两个或多个部件的声音可在第二操作模式下分开并且可单独分析。这使得能够以精细的水平确定异常声音来源。
作为一个示例，在第二操作模式下，通过给定驱动单元将驱动力传输到第一部件，然而可通过控制传输单元切断驱动力从同一驱动单元到第二部件的传输。换句话说，通过根据确定的部件控制传输单元的连接状态，可以在第二操作模式下容易地以精细的水平确定异常声音来源。
作为另一示例，在第二操作模式下，可进行控制以使为第二部件生成驱动力的第二驱动单元停止，而为第一部件生成驱动力的第一驱动单元操作。换句话说，通过根据确定的部件控制驱动单元的驱动状态，可以在第二操作模式下容易地以精细的水平确定异常声音来源。
另外，根据上述实施例，可通过生成表示在第一操作模式下形成图像时收集到的声音的级别的声音数据并将声音数据与阈值进行比较，来确定是否出现了异常声音。因此，可检测到大于在正常执行作业时出现的正常操作声音的异常声音，然后可确定是否应将操作模式切换到第二操作模式。用于生成声音数据的信号处理可以包括从声音信号中提取以变量方式设置的通带的频率分量，并且可以根据经受异常诊断的部件而以变量方式设置通带。在这种情况下，可以按需要缩小异常声音来源的候选部件，以有效地促成异常诊断。
另外，根据上述实施例，可在第一操作模式下的正常作业执行之后进行第二操作模式下的操作。在这种情况下，可避免因突然发生的异常诊断而使用户困扰的情况，并且还可将装置的停机时间保持为最小。
6、其它实施例
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不局限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变形以及等同的结构及功能。

Claims (12)

1.一种图像形成装置，所述图像形成装置包括：
图像形成单元，所述图像形成单元包括多个部件；
控制单元，所述控制单元被配置为，在所述图像形成单元在记录材料上形成图像的第一操作模式下，控制所述多个部件的操作；以及
声音收集单元，所述声音收集单元被配置为，收集在所述第一操作模式执行期间在所述图像形成装置中出现的声音，以生成声音信号，
其中，当基于所述声音收集单元生成的声音信号确定出现了异常声音时，所述控制单元被配置为，通过在所述第一操作模式结束之后转变成第二操作模式并且在所述第二操作模式下使异常声音可能来源的一个或多个部件与其他部件分开操作，来确定异常声音来源。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，
其中，所述控制单元被配置为，在所述第二操作模式下，使异常声音可能来源的第一部件操作而使第二部件不操作，所述第二部件被配置为在所述第一操作模式下与所述第一部件并行操作。
3.根据权利要求2所述的图像形成装置，
其中，所述图像形成单元还包括：
驱动单元，所述驱动单元被配置为，生成用于使所述第一部件和所述第二部件操作的驱动力；以及
传输单元，所述传输单元被配置为，将所述驱动力从所述驱动单元传输到所述第二部件或者切断所述驱动力从所述驱动单元到所述第二部件的传输，并且
所述控制单元被配置为，在所述第二模式下，在控制所述传输单元切断所述驱动力到所述第二部件的传输的同时，使所述第一部件操作。
4.根据权利要求2所述的图像形成装置，
其中，所述图像形成单元还包括：
第一驱动单元，所述第一驱动单元被配置为生成用于使所述第一部件操作的驱动力；以及
第二驱动单元，所述第二驱动单元被配置为生成使所述第二部件操作的驱动力，并且
所述控制单元被配置为，在所述第二操作模式下，使所述第二驱动单元停止，而使所述第一驱动单元生成用于使所述第一部件操作的驱动力。
5.根据权利要求1所述的图像形成装置，所述图像形成装置还包括：
信号处理单元，所述信号处理单元被配置为对所述声音收集单元生成的声音信号执行处理，以生成表示声级的声音数据，
其中，所述控制单元被配置为通过将所述声音数据与阈值进行比较来确定是否出现了异常声音。
6.根据权利要求5所述的图像形成装置，
其中，由所述信号处理单元执行的处理包括从所述声音信号提取以变量方式设置的通带中的频率分量，并且
所述控制单元被配置为，根据要经受异常诊断的部件，而以变量方式设置所述信号处理单元中的通带。
7.根据权利要求1所述的图像形成装置，
其中，所述控制单元被配置为，使所述图像形成单元在所述第一操作模式下执行作业之后在所述第二模式下操作。
8.根据权利要求1所述的图像形成装置，
其中，所述控制单元被配置为，通过用户界面向用户发出批准切换到所述第二操作模式的请求，以及当所述用户批准切换时将操作模式切换到所述第二操作模式。
9.根据权利要求1所述的图像形成装置，所述图像形成装置还包括：
显示单元，所述显示单元被配置为，显示关于所述控制单元确定的所述异常声音来源的信息。
10.根据权利要求1所述的图像形成装置，所述图像形成装置还包括：
通信单元，所述通信单元被配置为，将关于所述控制单元确定的所述异常声音来源的信息传输到另一装置。
11.一种图像形成装置执行的异常诊断方法，所述图像形成装置包括图像形成单元、声音收集单元和控制单元，所述异常诊断方法包括：
在第一操作模式下，通过操作所述图像形成单元的多个部件而形成图像；
通过所述声音收集单元收集在所述图像形成单元中出现的声音以生成声音信号；
基于所述声音收集单元生成的声音信号，通过所述控制单元确定是否出现了异常声音；以及
当确定出现了异常声音时，在所述第一操作模式结束之后转变成第二操作模式，并且在所述第二操作模式下，通过所述控制单元使异常声音可能来源的一个或多个部件与其他部件分开操作，来确定异常声音来源。
12.一种图像形成系统，所述图像形成系统包括图像形成装置和服务器装置，
其中，所述图像形成装置包括：
图像形成单元，所述图像形成单元包括多个部件；
控制单元，所述控制单元被配置为，在所述图像形成单元在记录材料上形成图像的第一操作模式下，控制所述多个部件的操作；
声音收集单元，所述声音收集单元被配置为，收集在所述第一操作模式执行期间在所述图像形成装置中出现的声音，以生成声音信号；以及
通信单元，所述通信单元被配置为，基于所述声音收集单元生成的声音信号，将数据传输到所述服务器装置，并且
所述服务器装置包括：
诊断单元，所述诊断单元被配置为，使用从所述图像形成装置接收到的数据，诊断所述图像形成装置的状态，
其中，所述诊断单元被配置为：
当基于所述数据确定在所述图像形成装置中出现了异常声音时，指示所述图像形成装置的所述控制单元在所述第一操作模式结束之后转变成第二操作模式，并且在所述第二操作模式下，使异常声音可能来源的一个或多个部件与其他部件分开操作，以及
基于在所述第二操作模式下生成的声音信号，使用所述数据确定异常声音来源。
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