JP2005266380A - State judging apparatus, image forming apparatus, external information processor, image quality detecting apparatus and state judging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動作に関する情報から異常状態の発生を予め予測する状態判定装置、この状態判定装置を備え、紙などの記録媒体に画像を形成する画像形成装置、この画像形成装置が複数接続される外部情報処理装置、前記画像形成装置に着脱自在に設けられる画質検知装置、及び状態処理方法に関する。 The present invention provides a state determination device that predicts in advance the occurrence of an abnormal state from information related to an operation, an image forming device that includes the state determination device, forms an image on a recording medium such as paper, and a plurality of the image forming devices are connected. The present invention relates to an external information processing apparatus, an image quality detection apparatus detachably provided in the image forming apparatus, and a state processing method.
この種の技術として、例えば特許文献1−4に開示された発明が公知である。
例えば特許文献1には、複数の駆動要素と、これらの駆動要素を駆動させる単一の駆動源とを備え、各駆動要素を所定の順序で駆動することによって複写動作を実行する複写機において、前記駆動要素のそれぞれを択一的に駆動させる場合の前記駆動源の駆動負荷の基準値を各駆動要素毎に記憶する第1記憶手段と、前記複写動作の実行前に、各駆動要素を択一的に駆動させる手段と、前記手段による各駆動要素の駆動の際に前記駆動源の駆動負荷を検出する手段と、前記手段で検出された各駆動要素の駆動の際の前記駆動源の駆動負荷と、前記第1記憶手段に記憶された基準値とを比較する手段と、前記手段の比較結果に基づいて各駆動要素の動作状態の良否の診断を行う手段と、前記複写動作を実行する際の異なる複数のタイミングにおける駆動源の駆動負荷の基準値を各タイミング毎に記憶する第2記憶手段と、前記複写動作の実行中に、前記各タイミングにおける駆動源の駆動負荷を検出する手段と、前記手段で検出された各タイミングにおける駆動源の駆動負荷と、前記第2記憶手段に記憶された基準値とを比較する手段と、前記手段の比較結果に基づいて各駆動要素の動作状態の良否の診断を行う手段とを具備することを特徴とする複写機が開示されている。
As this type of technology, for example, the inventions disclosed in Patent Documents 1-4 are known.
For example,
また、特許文献2には、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像する現像装置と、を備えた画像形成装置において、前記静電潜像の電位を検知する電位検知手段と、前記電位検知手段の出力によって前記像担持体の残寿命を判定する寿命予知手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置が開示されている。
また、特許文献3には、感光ドラム上にトナー像を形成し、このトナー像を転写ローラによって用紙上に転写する静電記録式画像形成装置の異常検知装置において、画像の記録開始前に前記感光ドラム上にトナー像によるチェックパターンを形成するチェックパターン形成手段と、このトナー像によるチェックパターンに光を照射しその反射光を得ることで前記トナー像によるチェックパターンを検出するチェックパターン検出手段と、このチェックパターン検出手段の出力と前記チェックパターン形成手段が形成しようとしたチェックパターンとを比較してトナー像が異常かどうかを判断する異常判断手段と、この異常判断手段が異常と判断した場合、正規の記録動作を停止させる信号を出力する停止信号出力手段とを備えたことを特徴とする静電記録式画像形成装置の異常検知装置が開示されている。
In
さらに、特許文献4には、像担持体上に形成された所定の画像パターンに基づいて画質を検出する画質検出装置において、前記画像パターンおよび前記パターン画像が形成されている前記像担持体に対してスポット光を照射する発光手段と、前記画像パターンを前記スポット光により走査させる走査手段と、前記走査手段による走査過程で前記画像パターンおよび前記像担持体を介して反射もしくは透過する光量を検知する受光手段とを備え、前記スポット光の走査方向における径寸法が人間の視覚感度が最大となる空間周波数の逆数以下に設定されていることを特徴とする画質検出装置が開示されている。
Further, in
・特許願0302950 「異常発生予測方法、状態判定装置及び画像形成装置」(リコー)
画像形成装置の異常状態の発生を予測する異常発生予測方法であって、画像形成装置の状態と関連がある複数種類の情報を取得するステップと、前記複数種類の情報から指標値を算出するステップと、前記指標値の時間変化のデータに基づいて、その後の前記画像形成装置の状態の変化を判定するステップとを含むことを特徴とする異常発生予測方法。
An abnormality occurrence prediction method for predicting occurrence of an abnormal state of an image forming apparatus, the step of acquiring a plurality of types of information related to the state of the image forming apparatus, and a step of calculating an index value from the plurality of types of information And a step of determining a subsequent change in the state of the image forming apparatus based on the time change data of the index value.
画像形成装置は、インク若しくはトナー、感光体等の消耗品を有しており、また様々な駆動部品もあるため、継続的なメンテナンス、故障修理が必要となる。一度、故障や部品寿命などでマシンがダウンしてしまうと、修理や部品交換を行うまで全くプリントできなくなってしまう。これを避けるために、故障や部品寿命を前もって検知しようとする努力がなされてきた。 Since the image forming apparatus has consumables such as ink or toner and a photoconductor, and also has various driving parts, continuous maintenance and failure repair are required. Once the machine goes down due to a failure or part life, it will not be possible to print at all until repairs or parts replacement. To avoid this, efforts have been made to detect failures and component life in advance.
特許文献1記載の発明では、駆動源の負荷状態を監視することにより、駆動部品の動作状態の良否、つまり故障発生の可能性を診断している。また、特許文献2記載の発明では、感光体の電位状態を監視することにより感光体の寿命予知を行っている。これらの発明は、その情報を監視しているシステムの中の限定的な箇所の故障・寿命を予測することが目的となっている。
In the invention described in
これはこれで重要なことではあるが、この方式では、監視している箇所の異常は判定できるが、複合的な要因で引き起こされる装置トラブルの予測までは不可能である。特に電子写真方式の画像形成装置は、プロセスコントロールにより全体的にプロセスパラメータを連動して制御して装置全体のバランスを取っているので、単一の情報を監視しているだけでは異常か否かの判断が付けられないという問題がある。 This is important, but with this method, it is possible to determine the abnormality of the part being monitored, but it is impossible to predict a device trouble caused by multiple factors. In particular, an electrophotographic image forming apparatus balances the entire apparatus by controlling process parameters in conjunction with process control as a whole, so whether or not it is abnormal just by monitoring a single piece of information. There is a problem that cannot be judged.
また、特許文献3記載の発明では、感光体上のチェックパターンを検知することにより、その画像が正常か否かを判断して画像形成装置の状態を判定するものとしている。この方法であれば、感光体を含んだ画像形成動作上流側の異常は複合的に判断できる利点があるが、それより下流の異常は全く判断できないことになってしまう。
In the invention described in
一方、画像形成装置の状態を表す複数種類の情報を取得し、その複数種類の情報からひとつの指標値を算出し、前記指標値の時間変化データに基づいて画像形成装置の状態変化を判定することも可能である。この方式であれば、複数種類情報として装置各所の情報を取得しておけば、装置の全体的な動作状態を常に監視できることになる。また、複数種類の情報が連動して変化した場合に、正常なバランスで連動した場合は正常、そうでない場合は異常という判断が付けられるようになる。この状態判定方法における重要なポイントとして、「画像形成装置が正常な状態において収集された複数種類データのみを用いて、指標値算出のための算出パラメータを求める」ということが挙げられる。この算出パラメータは正常状態を表す基準であり、算出パラメータが確定した後に経時的な瞬時データ(若しくは一定期間の平均データ)を用いて算出される前記指標値は、画像形成装置が正常状態から隔たるに従い、大きくなっていくという特性がある。これにより、画像形成装置のどこかが異常に近づいていると判定できる。 On the other hand, a plurality of types of information representing the state of the image forming apparatus are acquired, one index value is calculated from the plurality of types of information, and a state change of the image forming apparatus is determined based on time change data of the index value. It is also possible. With this method, if the information on each part of the apparatus is acquired as a plurality of types of information, the overall operation state of the apparatus can always be monitored. Further, when a plurality of types of information change in conjunction with each other, it is determined that the information is normal if the information is linked with a normal balance, and is abnormal if the information is not synchronized. An important point in this state determination method is that “a calculation parameter for calculating an index value is obtained using only a plurality of types of data collected when the image forming apparatus is in a normal state”. This calculation parameter is a standard representing the normal state, and the index value calculated using instantaneous data over time (or average data for a certain period) after the calculation parameter is determined is the distance between the image forming apparatus and the normal state. There is a characteristic that it grows larger as it falls. Thereby, it can be determined that somewhere in the image forming apparatus is approaching an abnormality.
その際問題となるのが、「算出パラメータはいつをもって確定とするのか?」ということである。このような判定において、出荷前に例えば工場環境で取得した正常データ群では不足だろうと考えられている。それは、市場での実使用環境が工場環境とは異なっていると思われるからであり、実使用環境における正常データ群を多く取り入れてこそ、客先の実使用状態に適合した算出パラメータが求められるのである。この時に必要不可欠なものとして、画像形成装置の状態が正常か否かを判断する装置若しくはシステムが挙げられる。元々、算出パラメータは装置の状態を判定するために規定するものであるが、その算出パラメータが確定するまでは別の手段で装置の正常状態を保証する必要がある。 At that time, the problem is "when will the calculation parameters be determined?" In such a determination, it is considered that a normal data group acquired in, for example, a factory environment before shipment will be insufficient. This is because the actual usage environment in the market seems to be different from the factory environment, and calculation parameters that match the actual usage conditions of the customer are required only by incorporating many normal data groups in the actual usage environment. It is. Indispensable at this time is an apparatus or a system that determines whether or not the state of the image forming apparatus is normal. Originally, the calculated parameter is defined to determine the state of the apparatus, but it is necessary to guarantee the normal state of the apparatus by another means until the calculated parameter is determined.
本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、その目的は、市場において複数種類情報を経時的に取得し続けた後、任意のタイミングで算出パラメータを確定し、異常に近づいている要素を判定することができるようにすることにある。 The present invention has been made in view of such a background, and the purpose thereof is to continue to acquire multiple types of information over time in the market, and then determine calculation parameters at an arbitrary timing and approach elements that are abnormal Is to be able to determine.
前記目的を達成するため、第1の手段は、対象機器の動作に関する複数種類の情報を取得する情報取得手段と、取得された複数の情報から単一の指標値を算出する指標値算出手段と、算出された指標値によって画像形成装置の状態を判定する判定手段とを備え、前記対象機器の正常動作中に取得した前記複数種類の情報に基づいて、前記指標値算出のための算出パラメータを求める状態判定装置において、前記情報取得手段は、前記対象機器が市場に出荷されて稼動している状態で前記算出パラメータ導出用に正常動作中の複数種類の情報を継続的に収集することを特徴とする。 In order to achieve the object, the first means includes an information acquisition means for acquiring a plurality of types of information related to the operation of the target device, and an index value calculation means for calculating a single index value from the plurality of acquired information. Determination means for determining the state of the image forming apparatus based on the calculated index value, and calculating parameters for calculating the index value based on the plurality of types of information acquired during normal operation of the target device. In the state determination device to be obtained, the information acquisition unit continuously collects a plurality of types of information that is operating normally for the calculation parameter derivation in a state in which the target device is shipped and operated in the market. And
第2の手段は、第1の手段において、前記対象機器が画像形成装置であることを特徴とする。 A second means is characterized in that, in the first means, the target device is an image forming apparatus.
第3の手段は、入力された画像情報に基づいて記録媒体に可視画像を形成する画像形成装置において、前記画像形成装置の動作に関する複数種類の情報を取得する情報取得手段と、取得された複数の情報から単一の指標値を算出する指標値算出手段と、算出された指標値によって画像形成装置の状態を判定する判定手段とを含み、前記画像形成装置が市場に出荷されて稼動している状態で前記算出パラメータ導出用に正常動作中の複数種類の情報を継続的に収集し、前記画像形成装置の正常動作中に取得した前記複数種類の情報に基づいて、前記指標値算出のための算出パラメータを求める状態判定装置を備えていることを特徴とする。 According to a third means, in the image forming apparatus for forming a visible image on the recording medium based on the input image information, an information acquiring means for acquiring a plurality of types of information relating to the operation of the image forming apparatus; Index value calculating means for calculating a single index value from the information of the information, and determining means for determining the state of the image forming apparatus based on the calculated index value, the image forming apparatus being shipped to the market and operating In order to calculate the index value based on the plurality of types of information acquired during normal operation of the image forming apparatus. And a state determination device for obtaining a calculation parameter of
第4の手段は、第3の手段において、市場で前記画像形成装置が正常動作中か否かを判定するために出力画像の画質を検知する画質検知手段を備えていることを特徴とする。 The fourth means is characterized in that in the third means, there is provided image quality detection means for detecting the image quality of the output image in order to determine whether or not the image forming apparatus is operating normally in the market.
第5の手段は、第4の手段において、前記画質検知手段で検知し、演算した画質が正常か否かを判定する基準として、ユーザの画質許容情報を閾値として予め記憶する記憶手段を備えていることを特徴とする。 The fifth means includes storage means for preliminarily storing the user's image quality allowance information as a threshold value as a reference for determining whether or not the calculated image quality is normal in the fourth means. It is characterized by being.
第6の手段は、第3ないし第5の手段において、ユーザ毎に定められた画質許容情報の閾値を基準として、前記情報取得手段は算出パラメータ導出のための複数種類の情報取得を継続することを特徴とする。 The sixth means is that in the third to fifth means, the information acquisition means continues to acquire a plurality of types of information for deriving a calculation parameter with reference to a threshold value of image quality allowance information determined for each user. It is characterized by.
第7の手段は、第4ないし第6の手段において、前記画質検知手段は画像形成装置本体とは別体に着脱可能に設けられていることを特徴とする。 The seventh means is characterized in that, in the fourth to sixth means, the image quality detecting means is detachably provided separately from the main body of the image forming apparatus.
第8の手段は、第4ないし第7の手段において、前記情報取得手段によって取得された前記複数種類の情報、及び前記画質検知手段で検知し、演算された前記画質情報を外部情報処理装置に送信する通信手段を備えていることを特徴とする。 According to an eighth means, in the fourth to seventh means, the plurality of types of information acquired by the information acquisition means and the image quality detection means detected by the image quality detection means and the calculated image quality information are stored in an external information processing apparatus. A communication means for transmitting is provided.
第9の手段は、第8の手段において、前記外部情報処理装置が複数の画像形成装置から通信手段を通じて外部情報処理装置に集められた前記2種類の情報を用いて任意の画質許容値を基準として画像形成装置集合体としての前記算出パラメータを導出することを特徴とする。 According to a ninth means, in the eighth means, the external information processing apparatus uses the two types of information collected from a plurality of image forming apparatuses through the communication means to the external information processing apparatus as a reference for an arbitrary image quality allowable value. The calculation parameters as an image forming apparatus aggregate are derived as follows.
第10の手段は、画像形成装置に着脱自在に設けられ、画像形成装置から排紙された画像形成済みの用紙を導入して当該画像の画質を検知する画質検知装置において、画像形成装置から排紙された用紙を集積する排紙トレイと、画質検知済みの用紙を集積する集積部と、前記排紙トレイまたは前記集積部へと用紙搬送方向を切り替える切り替え手段と、前記集積部側に導入された用紙上に形成された画像の画質の検知する画質検知手段とを備えていることを特徴とする。 The tenth means is an image quality detection apparatus that is detachably provided in the image forming apparatus and detects the image quality of the image by introducing the image-formed paper ejected from the image forming apparatus. A paper discharge tray for stacking paper sheets, a stacking unit for stacking papers whose image quality has been detected, a switching means for switching the paper transport direction to the paper discharge tray or the stacking unit, and introduced to the stacking unit side. And image quality detecting means for detecting the image quality of the image formed on the sheet.
第11の手段は、対象機器の動作に関する複数種類の情報を取得する情報取得手段と、取得された複数の情報から単一の指標値を算出する指標値算出手段と、算出された指標値によって画像形成装置の状態を判定する判定手段とを備え、前記対象機器の正常動作中に取得した前記複数種類の情報に基づいて、前記指標値算出のための算出パラメータを求める状態判定方法において、市場において前記画像形成装置が正常動作中か否かを判定するために出力画像の画質を検知する画質検知手段を前記画像形成装置本体とは別体に着脱可能に設け、予め設定した期間が経過したときに前記画質検知手段を前記画像形成装置から取り外すことを特徴とする。 The eleventh means includes an information acquisition means for acquiring a plurality of types of information related to the operation of the target device, an index value calculation means for calculating a single index value from the acquired plurality of information, and a calculated index value. A state determination method for determining a calculation parameter for calculating the index value based on the plurality of types of information acquired during normal operation of the target device. In order to determine whether or not the image forming apparatus is operating normally, an image quality detecting means for detecting the image quality of the output image is detachably provided separately from the image forming apparatus main body, and a preset period has elapsed. The image quality detecting means is sometimes removed from the image forming apparatus.
第12の手段は、第11の手段において、前記期間が前記算出パラメータが確定した後であることを特徴とする。 A twelfth means is characterized in that, in the eleventh means, the period is after the calculation parameter is determined.
第13の手段は、第11または第12の手段において、前記期間が出力枚数によって決定されることを特徴とする。 A thirteenth means is characterized in that, in the eleventh or twelfth means, the period is determined by the number of output sheets.
第14の手段は、第11または第12の手段において、前記期間が感光体の回転数積算値によって決定されることを特徴とする。 A fourteenth means is characterized in that, in the eleventh or twelfth means, the period is determined by a rotational speed integrated value of the photosensitive member.
第15の手段は、第11または第12の手段において、前記期間が画像形成装置の稼動日数によって決定されることを特徴とする。 A fifteenth means is characterized in that, in the eleventh or twelfth means, the period is determined by the number of operating days of the image forming apparatus.
第16の手段は、第11または第12の手段において、前記期間が少なくとも四季を経過した期間であることを特徴とする。 A sixteenth means is characterized in that, in the eleventh or twelfth means, the period is a period in which at least four seasons have passed.
第17の手段は、第11または第13の手段において、前記期間が算出パラメータに使用されるデータ数が任意の値に到達するまでの期間であることを特徴とする。 A seventeenth means is characterized in that, in the eleventh or thirteenth means, the period is a period until the number of data used for the calculation parameter reaches an arbitrary value.
本発明によれば、画質センサによって最終出力紙上の画質を検知することにより、画像形成装置の動作が正常か否かを判定するので、市場において複数種類情報を経時的に取得し続けた後、任意のタイミングで算出パラメータを確定することができるる。これにより、異常に近づいている要素を判定することが可能となる。 According to the present invention, it is determined whether the operation of the image forming apparatus is normal by detecting the image quality on the final output paper by the image quality sensor. Therefore, after continuously acquiring multiple types of information over time in the market, Calculation parameters can be determined at an arbitrary timing. This makes it possible to determine an element that is approaching an abnormality.
画像形成装置の状態を表す複数種類の情報を取得し、その複数種類の情報からひとつの指標値を算出し、前記指標値の時間変化データに基づいて画像形成装置の状態変化を判定する場合、複数種類の情報として装置各所の情報を取得しておけば、装置の全体的な動作状態を常に監視できる。また、複数種類の情報が連動して変化した場合に、正常なバランスで連動した場合は正常、そうでない場合は異常という判断が付けられるようになる。この状態判定方法における重要なポイントとして、「画像形成装置が正常な状態において収集された複数種類データのみを用いて、指標値算出のための算出パラメータを求める」ということが挙げられる。この算出パラメータは正常状態を表す基準であり、算出パラメータが確定した後に経時的な瞬時データ(若しくは一定期間の平均データ)を用いて算出される前記指標値は、画像形成装置が正常状態から隔たるに従い、大きくなっていくという特性がある。これにより、画像形成装置のどこかが異常に近づいていると判定できる。 When acquiring a plurality of types of information representing the state of the image forming apparatus, calculating one index value from the plurality of types of information, and determining a state change of the image forming apparatus based on time change data of the index value, If information on various parts of the device is acquired as a plurality of types of information, the overall operating state of the device can be monitored at all times. Further, when a plurality of types of information change in conjunction with each other, it is determined that the information is normal if the information is linked with a normal balance, and is abnormal if the information is not synchronized. An important point in this state determination method is that “a calculation parameter for calculating an index value is obtained using only a plurality of types of data collected when the image forming apparatus is in a normal state”. This calculation parameter is a standard representing the normal state, and the index value calculated using instantaneous data over time (or average data for a certain period) after the calculation parameter is determined is the distance between the image forming apparatus and the normal state. There is a characteristic that it grows larger as it falls. Thereby, it can be determined that somewhere in the image forming apparatus is approaching an abnormality.
そこで、問題となるのが「算出パラメータはいつをもって確定とするのか?」ということである。出荷前に例えば工場環境で取得した正常データ群では不足だろうと考えらる。それは、市場での実使用環境が工場環境とは異なっているからであり、実使用環境における正常データ群を多く取り入れてこそ、客先の実使用状態に適合した算出パラメータが求められる。この時に必要不可欠なものとして、画像形成装置の状態が正常か否かを判断する装置若しくはシステムが挙げられる。元々、算出パラメータは装置の状態を判定するために規定するものであるが、その算出パラメータが確定するまでは別の手段で装置の正常状態を保証する必要がある。そこで、本発明においては、この状態判定を画質センサによって検出した画質に基づいて行うようにした。すなわち、画質センサによって最終出力紙上の画質を検知することにより、画像形成装置の動作が正常か否かを判定する。これにより、市場において複数種類情報を経時的に取得し続けた後、任意のタイミングで算出パラメータを確定することが可能となる。 Thus, the question is “When will the calculated parameters be finalized?”. For example, the normal data group acquired in the factory environment before shipment is considered to be insufficient. This is because the actual use environment in the market is different from the factory environment, and calculation parameters adapted to the actual use state of the customer are required only by incorporating many normal data groups in the actual use environment. Indispensable at this time is an apparatus or a system that determines whether or not the state of the image forming apparatus is normal. Originally, the calculated parameter is defined to determine the state of the apparatus, but it is necessary to guarantee the normal state of the apparatus by another means until the calculated parameter is determined. Therefore, in the present invention, this state determination is performed based on the image quality detected by the image quality sensor. That is, by detecting the image quality on the final output paper by the image quality sensor, it is determined whether or not the operation of the image forming apparatus is normal. As a result, it is possible to determine the calculation parameter at an arbitrary timing after continuously acquiring plural types of information with time in the market.
以下、上記の趣旨に沿って本発明の実施例について説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in accordance with the above-described purpose.
図1は、本発明に係る状態判定装置を含む異常発生予測システムの基本的な構成を示すブロック図である。状態判定装置1は、情報取得手段としての情報取得部2と、指標値算出手段としての指標値算出部3と、状態変化判定手段としての判定部4を備えている。情報取得部2は、画像形成装置の画像形成動作に関する複数種類の情報を取得する。指標値算出部3は、情報取得部2で取得した複数種類の情報に基づいて単一の指標値を算出する。判定部4は、指標値算出部3で算出した指標値の時間変化のデータに基づいて、その後の画像形成装置の状態の変化を判定する。指標値算出部3で算出した指標値の時間変化のデータや、判定部4で判定された判定結果のデータは、画像形成手段としての画像形成システム6内の各装置を制御する制御手段としての制御部5で用いられたり、ディスプレイ等の表示手段や外部装置に出力したりすることができる。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an abnormality occurrence prediction system including a state determination device according to the present invention. The
上記情報取得部2は、後述の各種情報を取得するものであり、各種センシング情報を検出する各種センサ、制御部5及び図示しない画像データ処理部との間でデータ送受信用の通信インターフェース等で構成されている。この情報取得部2は、各種センサ、制御部5及び画像データ処理部に対してデータ取得要求を送信する。そして、各種センサから各種センシング情報のデータを受信し、制御部5から制御パラメータ情報のデータを受信し、画像データ処理部から入力画像情報のデータを受信することができる
上記制御部5は、CPU、RAM、ROM及びI/Oインターフェース部などにより構成されている。上記指標値算出部3及び判定部4は、専用のLSI等で構成した装置として制御部5とは別に設けてもいいし、上記制御部5を構成するCPU等のハードウェア資源を兼用して構成してもよい。
The
上記情報取得部2で取得して指標値算出部に入力する情報は、センシング情報(a)、制御パラメータ情報(b)、入力画像情報(c)などの情報である。上記センシング情報は、画像形成装置の内部あるいは周辺に設けられた各種センサにより得られるデータからなる情報である。このセンシング情報としては、装置各部の寸法、装置内にある移動体の速度、時間(タイミング)、重量、電流値、電位、振動、音、磁力、光量、温度、湿度などがある。
Information acquired by the
上記制御パラメータ情報は、装置の制御の結果として蓄積されている情報一般である。この制御パラメータ情報としては、ユーザーの操作履歴、消費電力、消費トナー量、各種の画像形成条件設定履歴、警告履歴などがある。 The control parameter information is generally information stored as a result of device control. The control parameter information includes user operation history, power consumption, toner consumption, various image forming condition setting history, warning history, and the like.
上記入力画像情報は、画像データとして画像形成システム6へ入力された情報から得られるものである。この入力画像情報としては、着色画素累積数、文字部比率、ハーフトーン部比率、色文字比率、主走査方向のトナー消費分布、RGB信号(画素単位の総トナー量)、原稿サイズ、縁有り原稿、文字の種類(大きさ、フォント)などがある。
The input image information is obtained from information input to the
状態判定装置は、情報取得部・指標値算出部・判定部から成っており、入力情報に示す様な複数種類の情報を情報取得部において取得し、指標値算出部においてそれらの情報から単一の指標値を算出し、その指標値を元に判定部で装置が正常であるか否かを判定することになっている。もし装置が何らかの異常状態に陥りかけていれば、制御部を通じて画像形成システムを補正制御若しくは外部へ通報・表示する等の対応を取ることになる。但し本発明においては、制御部以後の動作には言及せず、あくまで指標値算出及び状態判定までを請求の範囲としている。この“情報取得→指標値算出→状態判定”という流れにおいて、指標値算出のためには予め収集しておいた正常データ群の情報が必要となる。この正常データ群の情報を行列の形にして指標値算出に用いるのであるが、この行列のことを“算出パラメータ”とここでは称し、以降の説明を進める。 この算出パラメータは、MT法(マハラノビス−タグチメソッド)で言うところの“基準空間”に相当するものである。この算出パラメータの導出方法は次のようにして行われる。 The state determination device includes an information acquisition unit, an index value calculation unit, and a determination unit. The information acquisition unit acquires a plurality of types of information as shown in the input information, and the index value calculation unit uses the information as a single item. The index value is calculated, and the determination unit determines whether or not the apparatus is normal based on the index value. If the apparatus is in an abnormal state, it is necessary to take corrective actions such as correction control of the image forming system or notification / display to the outside through the control unit. However, in the present invention, the operation after the control unit is not referred to, and the range up to the calculation of the index value and the state determination is only claimed. In this flow of “information acquisition → index value calculation → state determination”, information on normal data groups collected in advance is required for index value calculation. This normal data group information is used in the calculation of an index value in the form of a matrix. This matrix is referred to as a “calculation parameter” here, and the following description will proceed. This calculation parameter corresponds to the “reference space” in the MT method (Mahalanobis-Taguchi method). This calculation parameter derivation method is performed as follows.
図2は、上記構成の異常発生予測システムの基本的な動作を示すフローチャートである。この異常発生予測システムの状態判定装置1に、画像形成装置の状態との関連が予想される上述の複数種類の情報が入力される(ステップ1−1)。この複数種類の情報が情報取得部2によって必要なタイミングで取得され、指標値算出部3において、取得した情報に基づいて予め決められた算出方法により、単一の指標値が算出される(ステップ1−2)。この算出された指標値の時間変化のデータは、画像形成装置の故障などの異常発生の判定に用いられたり、ディスプレイや外部装置に出力されたりする(ステップ1−3)。
FIG. 2 is a flowchart showing the basic operation of the abnormality occurrence prediction system having the above configuration. The above-described plurality of types of information that are predicted to be related to the state of the image forming apparatus are input to the
ここで、上記指標値の算出に先だって、その指標値の算出方法(算出式)を決める必要がある。本実施例では、入力する複数の情報それぞれに対して互いに異なる座標軸を設定した多次元空間を定義し、その多次元空間での距離として指標値を算出する。そのために、画像形成装置が正常に動作している状態において、図1で取得する複数の情報を複数組求める。 Here, prior to the calculation of the index value, it is necessary to determine a calculation method (calculation formula) of the index value. In this embodiment, a multidimensional space in which different coordinate axes are set for each of a plurality of pieces of input information is defined, and an index value is calculated as a distance in the multidimensional space. For this purpose, a plurality of sets of a plurality of pieces of information acquired in FIG. 1 are obtained while the image forming apparatus is operating normally.
図3は、上記指標値の算出方法(算出式)を決める手順を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for determining the index value calculation method (calculation formula).
まず、画像形成装置の状態と関連があると考えられるk個の情報を、画像形成装置を動作させながらn組取得する(ステップ2−1)。情報の取得については前述のとおりであり、その具体例については後述する。 First, k sets of information that are considered to be related to the state of the image forming apparatus are acquired while operating the image forming apparatus (step 2-1). Information acquisition is as described above, and a specific example thereof will be described later.
表1は、取得した情報のデータの構成を示している。最初の条件(例えば1日目あるいは1台目など)でk個のデータが得られる。それらをy11,y12,・・・,y1kとする。同様に次の条件(2日目あるいは2台目など)で得られるデータをy21,y22,・・・,y2k、などとし、n組のデータが得られる。
次に、情報の種類(j)ごとに、式(1)を用いて生データ(例えばyij)を平均値(yj)と標準偏差(σj)で規格化する(ステップ2−2)。表2は、表1に示すデータを数1に示す式を用いて規格化した結果を示している。
次に、数2で示す式を用いてk種類のうち2組のデータ間の相関係数rpq(=rqp)をすべて求め、それらを数3で示すように行列Rで表わす(ステップ2−3)。さらに、相関係数の行列Rの逆行列を求め、その結果を、数4のように行列Aで表わす(ステップ2−4)。なお、数2で示す式中の「Σ」は、添字iに関する総和を表している。
以上により、上記単一の指標値の算出するときに用いる算出式における算出パラメータの値が定まる。ここで扱うデータ群はいずれも正常な状態を表すものであるので、取りこんだ様々な情報間に一定の相関があると考える。正常な状態から離れて故障などの異常が起こりそうになると、これらの相関に乱れが生じて、上記定義した多次元空間における原点(安定状態の平均)からの「距離」が大きくなる。この「距離」が指標値である。 As described above, the value of the calculation parameter in the calculation formula used when calculating the single index value is determined. Since the data group handled here represents a normal state, it is considered that there is a certain correlation between the various pieces of information captured. When an abnormality such as a failure is likely to occur away from the normal state, these correlations are disturbed, and the “distance” from the origin (average of the steady state) in the multidimensional space defined above increases. This “distance” is an index value.
図4は、図2におけるステップ1−2における指標値の算出の手順のフローチャートである。任意のタイミングにおける指標値は次のようにして求める。まず、任意の状態でのk種類のデータx1,x2,・・・,xkを取得する(ステップ3−1)。データの種類はy11,y12,・・・,y1kなどに対応する。次に、数5に示す式を用いて、取得した情報のデータを規格化する(ステップ3−2)。ここで、規格化したデータをX1,X2,・・・,Xkとする。次に、すでに求めている逆行列Aの要素akkを用いて決めた数6に示す算出式により、指標値D2を算出する。なお、この指標値の平方根であるDは「マハラノビスの距離」と呼ばれている。また、数6で示す式中の「Σ」は、添字pおよびqに関する総和を表している。
なお、上記指標値の算出方法を決定する処理すなわち上記指標値の算出式を決定する処理と、その算出式を用いて指標値Dを算出して更新する処理は、画像形成システム6を動作させた状態で連続して実行するようにしてもよい。この場合の処理のフローチャートは、図5に示すように上記図2の処理ステップと図3の処理ステップとを組み合わせたものになる。
The process for determining the index value calculation method, that is, the process for determining the index value calculation formula and the process for calculating and updating the index value D using the calculation formula, operate the
次に、本発明を適用可能な画像形成装置の構成例及びその動作について説明する。 Next, a configuration example and operation of an image forming apparatus to which the present invention can be applied will be described.
図6は、本実施例に係る電子写真方式を用いた画像形成装置であるカラー複写機の構成図である。このカラー複写機の画像形成手段としての画像形成システム6は、複写装置本体であるプリンタ部100と給紙部200とスキャナ部300と原稿搬送部400とを備えている。スキャナ部300は複写装置本体100上に取り付けられ、そのスキャナ部300の上に原稿自動搬送装置(ADF)からなる原稿搬送部400が取り付けられている。また、カラー複写機内の各装置の動作を制御する制御手段としての制御部5(図1参照)も備えている。この制御部5は、前述のようにCPU、RAM、ROM及びI/Oインターフェース部などにより構成されている。
FIG. 6 is a configuration diagram of a color copying machine which is an image forming apparatus using an electrophotographic system according to the present embodiment. An
スキャナ部300は、コンタクトガラス32上に載置された原稿の画像情報を読取センサ36で読み取り、読み取った画像情報を制御部に送る。制御部は、スキャナ部300から受け取った画像情報に基づき、プリンタ部100の露光装置21内に配設された図示しないレーザやLED等を制御して感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cに向けてレーザ書き込み光Lを照射させる。この照射により、感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cの表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。
The
プリンタ部100は、露光装置21の他、一次転写装置62、二次転写装置22、定着装置25、排紙装置、図示しないトナー供給装置、トナー供給装置等も備えている。なお、上記現像プロセスについては後に詳述する。
In addition to the
給紙部200は、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44、給紙カセットから記録媒体としての転写紙を繰り出す給紙ローラ42、繰り出した転写紙Pを分離して給紙路46に送り出す分離ローラ45、プリンタ部100の給紙路48に転写紙Pを搬送する搬送ローラ47等を備えている。本実施例の装置においては、この給紙部以外に、手差し給紙も可能となっており、手差しのための手差しトレイ51、手差しトレイ上の転写紙Pを手差し給紙路53に向けて一枚ずつ分離する分離ローラ52も装置側面に備えている。レジストローラ49は、それぞれ給紙カセット44又は手差しトレイ51に載置されている転写紙Pを1枚だけ排出させ、中間転写体としての中間転写ベルト10と2次転写装置22との間に位置する二次転写ニップ部に送る。
The
上記構成において、カラー画像のコピーをとるとき、原稿搬送部400の原稿台30上に原稿をセットするか、又は原稿搬送部400を開いてスキャナ部300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿搬送部400を閉じて原稿を押さえる。そして、図示しないスタートスイッチを押すと、原稿搬送部400に原稿をセットしたときは原稿をコンタクトガラス32上へと搬送して後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは直ちに、スキャナ部300を駆動し、第1走行体33及び第2走行体34を走行する。
In the above configuration, when copying a color image, the document is set on the document table 30 of the
そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、画像情報を読み取る。そして、スキャナ部から画像情報を受け取ると、上述のようなレーザ書き込みや、後述する現像プロセスを実施させて感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40C上にトナー像を形成させるとともに、画像情報に応じたサイズの転写紙Pを給紙させるべく、4つのレジストローラのうちの1つを作動させる。
Then, the first traveling
また、これに伴なって、不図示の駆動モータで支持ローラ14、15、16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト10を回転搬送する。同時に、個々の画像形成ユニット18でその感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cを回転して各感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40C上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト10上に合成カラー画像を形成する。
Along with this, one of the
一方、給紙部200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、給紙カセット44の1つから転写紙Pを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で複写機本体100内の給紙路48に導き、この転写紙Pをレジストローラ49に突き当てて止める。又は、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上の転写紙Pを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写ベルトと二次転写ローラ23との当接部である二次転写ニップ部に転写紙Pを送り込み、ニップに形成されている転写用電界や当接圧力などの影響によってカラー画像を二次転写して転写紙P上にカラー画像を記録する。
On the other hand, one of the
画像転写後の転写紙Pは、2次転写装置の搬送ベルト24で定着装置25へと送り込み、定着装置25で加圧ローラ27による加圧力と熱の付与によりトナー像を定着させた後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
After the image transfer, the transfer paper P is fed to the fixing
次に、本実施例のカラー複写機におけるプリンタ部100の詳細について説明する。
Next, details of the
図7は、プリンタ部100の主要部拡大図である。このプリンタ部100は、中間転写ベルトとしての3つの支持ローラ14,15,16に指示された中間転写ベルト10と、中間転写ベルトに対向するよう併設され、表面にブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのうちの1色のトナー像をそれぞれ担持する潜像担持体としての4つの感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cと、感光体ドラム表面にトナー像を形成するための現像手段としての現像ユニット61Bk、61Y、61M、61Cとを備えている。更に、感光体ドラム表面から一次転写後に残留しているトナーを除去する感光体クリーニング装置63Bk、63Y、63M、63Cも備えている。上記複数の感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40C、現像ユニット18Bk、18Y、18M、18C、そして、感光体クリーニング装置63Bk、63Y、63M、63Cからなる4つの画像形成ユニット18Bk、18Y、18M、18Cによってタンデム画像形成装置20が構成されている。また、支持ローラ15の向かって左に、トナー像を転写紙上に転写した後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置17を備えている。
FIG. 7 is an enlarged view of a main part of the
クリーニング装置17には、クリーニング部材として2つのファーブラシ90、91を設けている。ファーブラシ90、91は、φ20mm、アクリルカーボン、6.25D/F、10万本/inch2、1×107Ωのものを使用し、中間転写ベルト10に対して接触してカウンタ方向に回転するように設ける。そして、それぞれのファーブラシ90、91には、図示しない電源から各々異なる極性のバイアスを印加する。そして、これらのファーブラシ90、91には、それぞれ金属ローラ92、93を接触させ、ファーブラシに対して順または逆方向に回転可能に設けている。
The
本実施例において、中間転写ベルト10の回転方向上流側の金属ローラ92に電源94から(−)電圧を印加し、下流側の金属ローラ93に電源95から(+)電圧を印加する。それらの金属ローラ92、93には、それぞれブレード96、97の先端を押し当てている。そして、中間転写ベルト10の矢印方向への回転とともに、はじめ上流側のファーブラシ90を用いて例えば(−)のバイアスを印加して中間転写ベルト10表面のクリーニングを行う。仮に、金属ローラ92に−700V印加すると、ファーブラシ90は−400Vとなり、中間転写ベルト10上の(+)トナーをファーブラシ90側に転移させることができる。ファーブラシ側に転移させたトナーをさらに電位差によりファーブラシ90から金属ローラ92に転移させ、ブレード96により掻き落とす。
In this embodiment, a (−) voltage is applied from the
このように、ファーブラシ90で中間転写ベルト10上のトナーを除去するが、中間転写ベルト10上にはまだ多くのトナーが残っている。それらのトナーは、ファーブラシ90に印加される(−)のバイアスにより、(−)に帯電される。これは、電荷注入または放電により帯電されるものと考えられる。次いで下流側のファーブラシ91を用いて今度は(+)のバイアスを印加してクリーニングを行うことにより、それらのトナーを除去することができる。除去したトナーは、電位差によりファーブラシ91から金属ローラ93に転移させ、ブレード97により掻き落とす。ブレード96、97で掻き落としたトナーは、不図示のタンクに回収される。これらのトナーは、後述のトナーリサイクル装置を用いて現像装置61に戻すようにしてもよい。
As described above, the toner on the
ファーブラシ91でクリーニングされた後の中間転写ベルト10表面は、ほとんどのトナーが除去されているがまだ少しのトナーが残っている。これらの中間転写ベルト10上に残ったトナーは、上述したようにファーブラシ91に印加される(+)のバイアスにより、(+)に帯電される。(+)に帯電されたトナーは、1次転写位置で印加される転写電界により感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40C側に転写され、感光体クリーニング装置63で回収することができる。
Most of the toner is removed from the surface of the
中間転写ベルト10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側には、2次転写装置22を備える。この2次転写装置22は、本実施例においては、2つのローラ23間に、2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写ベルト10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、二次転写ニップ部を形成して中間転写ベルト10上のカラートナー画像を転写紙上に二次転写する。二次転写後の中間転写ベルト10は、ベルトクリーニング装置17で、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーが除去され、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
A
上述した2次転写装置22には、画像転写後の転写紙Pを定着装置25へと搬送する転写紙P搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写装置22として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、この転写紙P搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
The
レジストローラ49は一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙Pの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。例えば、導電性ゴムローラを用いバイアスを印加する。径φ18mmで、表面を1mm厚みの導電性NBRゴムとする。電気抵抗はゴム材の体積抵抗で10×109Ω・cm程度であり、印加電圧はトナーを転写する側(表側)には−800V程度の電圧が印加されている。又、紙裏面側は+200V程度の電圧が印加されている。
In general, the
一般的に中間転写方式は紙粉が感光体ドラムにまで移動しづらいため、紙粉転写を考慮する必要が少なくアースになっていても良い。また、印加電圧として、DCバイアスが印加されているが、これは転写紙Pをより均一帯電させるためDCオフセット成分を持ったAC電圧でも良い。このようにバイアスを印加したレジストローラ49を通過した後の紙表面は、若干マイナス側に帯電している。よって、中間転写ベルト10から転写紙Pへの転写では、レジストローラ49に電圧を印加しなかった場合に比べて転写条件が変わり転写条件を変更する場合がある。
In general, in the intermediate transfer method, it is difficult for paper dust to move to the photosensitive drum, so that it is not necessary to consider paper dust transfer and may be grounded. Further, although a DC bias is applied as the applied voltage, this may be an AC voltage having a DC offset component in order to charge the transfer paper P more uniformly. The paper surface after passing through the
なお、本実施例においては、2次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、転写紙Pの両面に画像を記録すべく転写紙Pを反転する転写紙反転装置28(図6参照)を備えている。これによって、転写紙の片面に画像定着後に、切換爪で転写紙の進路を転写紙反転装置側に切り換え、そこで反転させて再び維持転写ニップでトナー像を転写させた後、排紙トレイ上に排紙させるようにしても良い。
In this embodiment, the transfer paper P is transferred under the
次に、上記タンデム画像形成装置20について説明する。
Next, the tandem
図8は、タンデム画像形成装置20の部分拡大図である。4つ画像形成ユニット18Bk、18Y、18M、18Cにおいては、同一の構成からなっているので、4つのカラー記号Bk、Y、M、Cを省略し1つのユニットの構成の詳細を説明する。図14に示すように、この画像形成ユニットは、感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cのまわりに、帯電手段としての帯電装置60、現像装置61、一次転写手段としての一次転写装置62、感光体クリーニング装置63、除電装置64等を備えている。上記感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cは、図示例では、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材を塗布し、感光層を形成したドラム状であるが、無端ベルト状であってもよい。
FIG. 8 is a partially enlarged view of the tandem
また、図示を省略するが、少なくとも感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cを設け、画像形成ユニット18を構成する部分の全部または一部でプロセスカートリッジを形成し、複写機本体100に対して一括して着脱自在としてメンテナンス性を向上するようにしてもよい。また、画像形成ユニット18を構成する部分のうち、帯電装置60は、図示例ではローラ状につくり、感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cに接触して電圧を印加することによりその感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cの帯電を行う。勿論、非接触のスコロトロンチャージャで帯電を行うことも出来る。
Although not shown, at least the photosensitive drums 40Bk, 40Y, 40M, and 40C are provided, and a process cartridge is formed by all or a part of the parts forming the
現像装置61は、一成分現像剤を使用してもよいが、図示例では、磁性キャリアと非磁性トナーとよりなる二成分現像剤を使用している。そして、その二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ65に二成分現像剤を供給付着させる攪拌部66と、その現像スリーブ65に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cに転移する現像部67とを設け、その現像部67より攪拌部66を低い位置としている。
The developing
攪拌部66には、平行な2本のスクリュ68を設けており、2本のスクリュ68の間は、両端部を除いて仕切り板69で仕切っている。また、現像ケース70にトナー濃度センサ71を設けている。
The stirring
現像部67には、現像ケース70の開口を通して感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cと対向して現像スリーブ65を設けるとともに、その現像スリーブ65内にマグネット72を固定して設ける。また、その現像スリーブ65に先端を接近してドクタブレード73を設けている。図示例では、ドクタブレード73と現像スリーブ65間の最接近部における間隔は500μmに設定している。
The developing
現像スリーブ65は、非磁性の回転可能なスリーブ状の形状を持ち、内部には複数のマグネット72を配設している。マグネット72は、固定されているために現像剤が所定の場所を通過するときに磁力を作用させられるようになっている。図示例では、現像スリーブ65の直径をφ18mmとし、表面はサンドブラストまたは1〜数mmの深さを有する複数の溝を形成する処理を行い、表面粗さ(Rz)が10〜30μmの範囲に入るように形成されている。
The developing
マグネット72は、例えば、ドクタブレード73の箇所から現像スリーブ65の回転方向にN1、S1、N2、S2、S3の5磁極を有する。現像剤は、マグネット72により磁気ブラシを形成され、現像スリーブ65上に担持される。現像スリーブ65は、現像剤の磁気ブラシを形成したマグネット72のS1側の領域に、感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cに対向して配設されている。
The
以上の構成によって、2成分現像剤を2本のスクリュ68で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ65に供給する。現像スリーブ65に供給された現像剤は、マグネット72により汲み上げて保持され、現像スリーブ65上に磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは、現像スリーブ65の回転とともに、ドクタブレード73によって適正な量に穂切りされる。切り落とされた現像剤は、攪拌部66に戻される。
With the above configuration, the two-component developer is conveyed and circulated while being stirred by the two
現像スリーブ65上に担持された現像剤のうちトナーは、現像スリーブ65に印加する現像バイアス電圧により感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cに転移して、その感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40C上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像スリーブ65上に残った現像剤は、マグネット72の磁力がないところで現像スリーブ65から離れて攪拌部66に戻る。この繰り返しにより、攪拌部66内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ71で検知して攪拌部66にトナーが補給される。
Of the developer carried on the developing
なお、本実施例の装置において、各部の設定は感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cの線速を200mm/s、現像スリーブ65の線速を240mm/sとし、感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cの直径を50mm、現像スリーブ65の直径を18mmとして現像工程を行っている。現像スリーブ65上のトナーの帯電量は、−10〜−30μC/gの範囲が好適である。
In the apparatus of this embodiment, the setting of each unit is such that the linear speed of the photosensitive drums 40Bk, 40Y, 40M, and 40C is 200 mm / s, the linear speed of the developing
感光体ドラム40Bk、40Y、40M、40Cと現像スリーブ65の間隙である現像ギャップGPは、従来と同様に0.8mmから0.4mmの範囲で設定でき、値を小さくすることで現像効率の向上を図ることが可能である。更に、感光体40の厚みを30μmとし、光学系のビームスポット径を50×60μm、光量を0.47mWとしている。また、感光体ドラム40の帯電(露光前)電位VOを−700V、露光後電位VLを−120Vとして現像バイアス電圧を−470Vすなわち現像ポテンシャル350Vとして現像工程が行われるようにしている。
The development gap GP, which is the gap between the photosensitive drums 40Bk, 40Y, 40M, and 40C and the
一次転写装置62は、ローラ状の一次転写ローラ62によって構成し、中間転写ベルト10を挟んで感光体ドラム40に押し当てて設けている。なお、各一次転写ローラ62間には、中間転写ベルト10の基層11側に接触して導電性ローラ74を設けている。この導電性ローラ74は、転写時に各一次転写ローラ62により印加するバイアスが、中抵抗の基層11を介して隣接する各画像形成ユニット18に流れ込むことを阻止するものである。
The
感光体クリーニング装置63は、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード75を用い、その先端を感光体ドラム40に押し当てている。更に、クリーニング性を高めるため、本実施例においては、外周が感光体ドラム40に接触する接触導電性のファーブラシ76を矢印方向に回転自在に備えている。また、ファーブラシ76にバイアスを印加する金属製電界ローラ77を矢示方向に回転自在に備え、その電界ローラ77にスクレーパ78の先端を押し当てている。
The
さらに、除去したトナーを回収する回収スクリュ79も設けている。
Further, a
上記構成の感光体クリーニング装置63によって、感光体ドラム40に対してカウンタ方向に回転するファーブラシ76で、感光体ドラム40上の残留トナーを除去する。ファーブラシ76に付着したトナーは、ファーブラシ76に対してカウンタ方向に接触して回転するバイアスを印加された電界ローラ77に取り除かれる。電界ローラ77に付着したトナーは、スクレーパ78でクリーニングされる。感光体クリーニング装置63で回収したトナーは、回収スクリュ79で感光体クリーニング装置63の片側に寄せ、トナーリサイクル装置80で現像装置61へと戻して再利用する。
Residual toner on the
除電装置64は、除電ランプを用いており、光を照射して感光体ドラム40の表面電位を初期化する。
The
上記構成のタンデム画像形成装置20における画像形成プロセスは次のように行われる。感光体ドラム40の回転とともに、まず帯電装置60で感光体ドラム40の表面を一様に帯電し、書込み光Lを照射して感光体ドラム40上に静電潜像を形成する。その後、現像装置61により静電潜像にトナーを付着させる現像を行いトナー像化し、そのトナー像を一次転写ローラ62で中間転写ベルト10上に一次転写する。画像転写後の感光体ドラム40の表面は、感光体クリーニング装置63で残留トナーを除去し、除電装置64で除電して再度の画像形成に備える。一方、感光体ドラム表面から除去した残留トナーは、後述するトナーリサイクル装置によって、再び現像に使用される。ここで、画像を形成する色の順番は、上記のものに限定されるものではなく、画像形成装置の持つ狙いや特性に応じて異なるものである。
The image forming process in the tandem
次に、上記構成のカラー複写機において異常発生を予測するために取得すべき情報の種類と取得方法を具体的に説明する。 Next, the type of information to be acquired and the acquisition method for predicting the occurrence of an abnormality in the color copying machine having the above configuration will be specifically described.
(a)センシング情報について
このセンシング情報としては、駆動関係、記録媒体の各種特性、現像剤特性、感光体特性、電子写真の各種プロセス状態、環境条件、記録物の各種特性などが取得する対象として考えられる。これらのセンシング情報の概要を説明すると、以下のようになる。
(A) Sensing information The sensing information includes information related to driving characteristics, various characteristics of recording media, developer characteristics, photoreceptor characteristics, various electrophotographic process states, environmental conditions, various characteristics of recorded matter, and the like. Conceivable. The outline of the sensing information is as follows.
(a−1)駆動の情報
・感光体ドラムの回転速度をエンコーダで検出したり、駆動モータの電流値を読み取ったり、駆動モータの温度を読み取る。
(A-1) Driving information / Rotation speed of the photosensitive drum is detected by an encoder, the current value of the driving motor is read, and the temperature of the driving motor is read.
・同様にして、定着ローラ、紙搬送ローラ、駆動ローラなどの円筒状またはベルト状の回転する部品の駆動状態を検出する。 Similarly, the drive state of a cylindrical or belt-like rotating part such as a fixing roller, a paper transport roller, or a drive roller is detected.
・駆動により発生する音を装置内部または外部に設置されたマイクロフォンで検出する。 -Detect sound generated by driving with a microphone installed inside or outside the device.
(a−2)紙搬送の状態
・透過型または反射型の光センサ、あるいは接触タイプのセンサにより、搬送された紙の先端・後端の位置を読み取り、紙詰まりが発生したことを検出したり、紙の先端・後端の通過タイミングのずれや、送り方向と垂直な方向の変動を読み取る。
(A-2) Paper transport status-The transmission / reflection optical sensor or contact type sensor reads the position of the leading and trailing edges of the transported paper and detects that a paper jam has occurred. The deviation of the passage timing of the leading and trailing edges of the paper and the fluctuation in the direction perpendicular to the feeding direction are read.
・同様に、複数のセンサ間の検出タイミングにより、紙の移動速度を求める。 Similarly, the paper moving speed is obtained based on the detection timing between a plurality of sensors.
・給紙時の給紙ローラと紙とのスリップを、ローラの回転数計測値と紙の移動量との比較で求める。 The slip between the paper supply roller and the paper during paper supply is obtained by comparing the measured value of the rotation speed of the roller with the amount of movement of the paper.
(a−3)紙などの記録媒体の各種特性
この情報は、画質やシート搬送の安定性に大きく影響する。この紙種の情報取得には以下のような方法がある。
(A-3) Various characteristics of recording media such as paper This information greatly affects the image quality and stability of sheet conveyance. There are the following methods for acquiring information on this paper type.
・紙の厚みは、紙を二つのローラで挟み、ローラの相対的な位置変位を光学センサ等で検知したり、紙が進入してくることによって押し上げられる部材の移動量と同等の変位量を検知することによって求める。 -The thickness of the paper should be equal to the amount of movement of the member pushed up when the paper is sandwiched between two rollers and the relative positional displacement of the rollers is detected by an optical sensor or the paper enters. Find by detecting.
・紙の表面粗さは、転写前の紙の表面にガイド等を接触させ、その接触によって生じる振動や摺動音等を検知する。 -The surface roughness of the paper is such that a guide or the like is brought into contact with the surface of the paper before transfer, and vibrations or sliding noises caused by the contact are detected.
・紙の光沢は、規定された入射角で規定の開き角の光束を入射し、鏡面反射方向に反射する規定の開き角の光束をセンサで測定する。 -For the gloss of paper, a light beam with a specified opening angle is incident at a specified incident angle, and a light beam with a specified opening angle reflected in the specular reflection direction is measured by a sensor.
・紙の剛性は、押圧された紙の変形量(湾曲量)を検知することにより求める。 The paper rigidity is obtained by detecting the amount of deformation (curvature) of the pressed paper.
・再生紙か否かの判断は、紙に紫外線を照射してその透過率を検出して行なう。 The judgment as to whether or not the paper is recycled is made by irradiating the paper with ultraviolet rays and detecting its transmittance.
・裏紙か否かの判断は、LEDアレイ等の線状光源から光を照射し、転写面から反射した光をCCD等の固体撮像素子で検出して行なう。 The determination as to whether the paper is a backing paper is performed by irradiating light from a linear light source such as an LED array and detecting the light reflected from the transfer surface with a solid-state image sensor such as a CCD.
・OHP用のシートか否かは、用紙に光を照射し、透過光と角度の異なる正反射光を検出して判断する。 Whether or not the sheet is for OHP is determined by irradiating the paper with light and detecting regular reflection light having a different angle from the transmitted light.
・紙に含まれている水分量は、赤外線またはμ波の光の九州を測定することにより求める。 -The amount of water contained in the paper is determined by measuring the Kyushu of infrared or microwave light.
・カール量は光センサ、接触センサなどで検出する。 -The amount of curl is detected by an optical sensor, contact sensor, etc.
・紙の電気抵抗は、一対の電極(給紙ローラなど)を記録紙と接触させて直接測定したり、紙転写後の感光体や中間転写体の表面電位を測定して、その値から記録紙の抵抗値を推定する。 -The electrical resistance of the paper is measured directly by contacting a pair of electrodes (such as paper feed rollers) with the recording paper, or by measuring the surface potential of the photoconductor or intermediate transfer body after paper transfer, and recording from that value. Estimate the resistance of the paper.
(a−4)現像剤特性
現像剤(トナー・キャリア)の装置内での特性は、電子写真プロセスの機能の根幹に影響するものである。そのため、システムの動作や出力にとって重要な因子となる。現像剤の情報を得ることは極めて重要である。この現像剤特性としては、例えば次のような項目が挙げられる。
(A-4) Developer characteristics The characteristics of the developer (toner carrier) in the apparatus affect the basic function of the electrophotographic process. Therefore, it becomes an important factor for the operation and output of the system. Obtaining developer information is extremely important. Examples of the developer characteristics include the following items.
・トナーについては、帯電量およびその分布、流動性・凝集度・嵩密度、電気抵抗、外添剤量、消費量または残量、流動性、トナー濃度(トナーとキャリアの混合比)を挙げることができる。 -For toner, list charge amount and distribution, fluidity / cohesion / bulk density, electrical resistance, amount of external additive, consumption or remaining amount, fluidity, toner concentration (mixing ratio of toner and carrier) Can do.
・キャリアについては、磁気特性、コート膜厚、スペント量などを挙げることができる。 -As for carriers, magnetic properties, coat film thickness, spent amount, etc. can be mentioned.
以上のような項目を画像形成装置の中で単独で検出することは通常困難である。そこで、現像剤の総合的な特性として検出する。この現像剤の総合的な特性は、例えば次のように測定することができる。・感光体上にテスト用潜像を形成し、予め決められた現像条件で現像して、形成されたトナー像の反射濃度(光反射率)を測定する。 It is usually difficult to detect such items alone in the image forming apparatus. Therefore, it is detected as a comprehensive characteristic of the developer. The overall characteristics of this developer can be measured, for example, as follows. A test latent image is formed on the photoconductor, developed under predetermined development conditions, and the reflection density (light reflectance) of the formed toner image is measured.
・現像装置中に一対の電極を設け、印加電圧と電流の関係を測定する(抵抗、誘電率など)。 A pair of electrodes is provided in the developing device, and the relationship between applied voltage and current is measured (resistance, dielectric constant, etc.).
・現像装置中にコイルを設け、電圧電流特性を測定する(インダクタンス)。 -Install a coil in the developing device and measure the voltage-current characteristics (inductance).
・現像装置中にレベルセンサを設けて、現像剤容量を検出する。レベルセンサは光学式、静電容量式などがある。 -A level sensor is provided in the developing device to detect the developer capacity. The level sensor includes an optical type and a capacitance type.
(a−5)感光体特性
感光体特性も現像剤特性と同じく、電子写真プロセスの機能と密接に関わる。この感光体特性の情報としては、感光体の膜厚、表面特性(摩擦係数、凹凸)、面電位(各プロセス前後)、表面エネルギー、散乱光、温度、色、表面位置(フレ)、線速度、電位減衰速度、抵抗・静電容量、表面水分量などが挙げられる。このうち、画像形成装置の中では、次のような情報を検出できる。
(A-5) Photoreceptor Characteristics Photoreceptor characteristics are closely related to the functions of the electrophotographic process, as are the developer characteristics. The photoconductor characteristics information includes photoconductor film thickness, surface characteristics (friction coefficient, unevenness), surface potential (before and after each process), surface energy, scattered light, temperature, color, surface position (flare), linear velocity Potential decay rate, resistance / capacitance, surface moisture content, and the like. Among these, the following information can be detected in the image forming apparatus.
・膜厚変化に伴う静電容量の変化を、帯電部材から感光体に流れる電流を検知し、同時に帯電部材への印加電圧と予め設定された感光体の誘電厚みに対する電圧電流特性と照合することにより、膜厚を求める。 ・ Detect the current flowing from the charging member to the photoconductor, and simultaneously compare the change in capacitance with the change in film thickness with the voltage-current characteristics with respect to the voltage applied to the charging member and the preset dielectric thickness of the photoconductor. To obtain the film thickness.
・表面電位、温度は従来周知のセンサーで求めることができる。 ・ Surface potential and temperature can be obtained by a conventionally known sensor.
・線速度は感光体回転軸に取りつけられたエンコーダーなどで検出される。 -The linear velocity is detected by an encoder attached to the rotating shaft of the photoconductor.
・感光体表面からの散乱光は光センサーで検出される。 -Scattered light from the surface of the photoreceptor is detected by an optical sensor.
(a−6)電子写真プロセス状態
電子写真方式によるトナー像形成は、周知のように、感光体の均一帯電、レーザー光などによる潜像形成(像露光)、電荷を持ったトナー(着色粒子)による現像、転写材へのトナー像の転写(カラーの場合は中間転写体または最終転写材である記録媒体での重ね合わせ、または現像時に感光体への重ね現像を行なう)、記録媒体へのトナー像の定着という順序で行なわれる。これらの各段階での様々な情報は、画像その他のシステムの出力に大きく影響を与える。これらを取得することがシステムの安定を評価する上で重要となる。この電子写真プロセス状態の情報取得の具体例としては、次のようなものが挙げられる。
(A-6) Electrophotographic process state As is well known, toner image formation by electrophotographic method is uniform charging of a photoreceptor, latent image formation (image exposure) by laser light, etc., charged toner (colored particles) Development by transfer, transfer of toner image onto transfer material (in the case of color, overlay on the recording medium that is the intermediate transfer body or final transfer material, or over development on the photoconductor during development), toner on the recording medium This is done in the order of image fixing. Various information at each of these stages greatly affects the output of images and other systems. Obtaining these is important in evaluating the stability of the system. Specific examples of the information acquisition of the electrophotographic process state include the following.
・帯電電位、露光部電位は従来公知の表面電位センサにより検出される。 The charging potential and the exposure portion potential are detected by a conventionally known surface potential sensor.
・非接触帯電における帯電部材と感光体とのギャップは、ギャップを通過させた光の量を測定することにより検知する。 The gap between the charging member and the photosensitive member in non-contact charging is detected by measuring the amount of light that has passed through the gap.
・帯電による電磁波は広帯域アンテナにより捉える。 ・ Electromagnetic waves from electrification are captured by a broadband antenna.
・帯電による発生音
・露光強度
・露光光波長
また、トナー像の様々な状態を取得すること方法として、以下のようなものがあげられる。
-Generated sound due to charging-Exposure intensity-Exposure light wavelength As a method for acquiring various states of the toner image, the following can be mentioned.
・パイルハイト(トナー像の高さ)を、変位センサで縦方向から奥行きを、平行光のリニアセンサで横方向から遮光長を計測して求める。 The pile height (the height of the toner image) is obtained by measuring the depth from the vertical direction with a displacement sensor and the light shielding length from the horizontal direction with a linear sensor of parallel light.
・トナー帯電量を、ベタ部の静電潜像の電位、その潜像が現像された状態での電位を測定する電位センサにより測定し、同じ箇所の反射濃度センサから換算した付着量との比により求める。 The toner charge amount is measured by a potential sensor that measures the potential of the electrostatic latent image on the solid part and the potential when the latent image is developed, and the ratio to the adhesion amount converted from the reflection density sensor at the same location. Ask for.
・ドット揺らぎまたはチリを、ドットパターン画像を感光体上においては赤外光のエリアセンサ、中間転写体上においては各色に応じた波長のエリアセンサで検知し、適当な処理をすることにより求める。 The dot fluctuation or dust is detected by detecting the dot pattern image with an infrared light area sensor on the photosensitive member and with an area sensor having a wavelength corresponding to each color on the intermediate transfer member, and performing appropriate processing.
・オフセット量(定着後)を、記録紙上と定着ローラ上の対応する場所をそれぞれ光学センサで読み取って、両者比較することにより求める。 The offset amount (after fixing) is obtained by reading the corresponding locations on the recording paper and the fixing roller with optical sensors and comparing them.
・転写工程後(PD上,ベルト上)に光学センサを設置し,特定パターンの転写後の転写残パターンからの反射光量で転写残量を判断する。 An optical sensor is installed after the transfer process (on the PD and on the belt), and the transfer remaining amount is determined based on the amount of reflected light from the transfer residual pattern after the transfer of the specific pattern.
・重ね合わせ時の色ムラを定着後の記録紙上を検知するフルカラーセンサで検知する。 -Detect color unevenness during overlay with a full-color sensor that detects the recording paper after fixing.
(a−7)形成されたトナー像の特性
・画像濃度、色は光学的に検知する(反射光、透過光のいずれでもよい。色によって投光波長を選択する)。濃度及び単色情報を得るには感光体上または中間転写体上でよいが、色ムラなど,色のコンビネーションを測るには紙上の必要がある。
(A-7) The characteristics, image density, and color of the formed toner image are optically detected (either reflected light or transmitted light may be used. The projection wavelength is selected depending on the color). In order to obtain density and single color information, it may be on a photoconductor or an intermediate transfer body, but it is necessary on paper to measure a color combination such as color unevenness.
・階調性は、階調レベルごとに感光体上に形成されたトナー像または転写体に転写されたトナー像の反射濃度を光学センサにより検出する。 For gradation, the reflection density of the toner image formed on the photosensitive member or the toner image transferred to the transfer member is detected by an optical sensor for each gradation level.
・鮮鋭性は、スポット径の小さい単眼センサ、若しくは高解像度のラインセンサを用いて、ライン繰り返しパターンを現像または転写した画像を読み取ることにより求める。 Sharpness is obtained by reading an image in which a line repetition pattern is developed or transferred using a monocular sensor having a small spot diameter or a high-resolution line sensor.
・粒状性(ざらつき感)は、鮮鋭性の検出と同じ方法により、ハーフトーン画像を読み取り、ノイズ成分を算出することにより求める。 The graininess (roughness) is obtained by reading a halftone image and calculating a noise component by the same method as the sharpness detection.
・レジストスキューは、レジスト後の主走査方向両端に光学センサを設け、レジストローラONタイミングと両センサの検知タイミングとの差異から求める。 The registration skew is obtained from the difference between the registration roller ON timing and the detection timing of both sensors by providing optical sensors at both ends in the main scanning direction after registration.
・色ずれは、中間転写体または記録紙上の重ね合わせ画像のエッジ部を、単眼の小径スポットセンサ若しくは高解像度ラインセンサで検知する。 Color misregistration is detected by a monocular small-diameter spot sensor or high-resolution line sensor at the edge portion of the superimposed image on the intermediate transfer member or recording paper.
・バンディング(送り方向の濃度むら)は、記録紙上で小径スポットセンサ若しくは高解像度ラインセンサにより副走査方向の濃度ムラを測定し、特定周波数の信号量を計測する。 Banding (density unevenness in the feed direction) measures density unevenness in the sub-scanning direction with a small-diameter spot sensor or high-resolution line sensor on the recording paper, and measures the signal amount of a specific frequency.
・光沢度(むら)は、均一画像が形成された記録紙を正反射式光学センサで検知するように設ける。 Glossiness (unevenness) is provided so that a recording paper on which a uniform image is formed is detected by a regular reflection optical sensor.
・かぶりは、感光体上、中間転写体上、または記録紙上において、比較的広範囲の領域を検知する光学センサで画像背景部を読み取る方法、または高解像度のエリアセンサで背景部のエリアごと画像情報を取得し、その画像に含まれるトナー粒子数を数えるという方法がある。 ・ Fog is a method of reading the image background with an optical sensor that detects a relatively wide area on the photoconductor, intermediate transfer member, or recording paper, or image information for each area of the background with a high-resolution area sensor. And the number of toner particles contained in the image is counted.
(a−8)画像形成装置のプリント物の物理的な特性
・像流れ・かすれなどは、感光体上、中間転写体、あるいは記録紙上でトナー像をエリアセンサにより検知し、取得した画像情報を画像処理して判定する。
(A-8) The physical characteristics, image flow, blur, etc. of the printed matter of the image forming apparatus are detected on the photosensitive member, the intermediate transfer member, or the recording paper by the area sensor, and the acquired image information is obtained. Judge by image processing.
・チリは記録紙上の画像を高解像度ラインセンサまたはエリアセンサで取り込み、パターン部の周辺に散っているトナー量を算定することにより求める。 ・ Chile is obtained by taking an image on recording paper with a high-resolution line sensor or area sensor and calculating the amount of toner scattered around the pattern area.
・後端白抜け、ベタクロス白抜けは、感光体上、中間転写体、あるいは記録紙上で高解像度ラインセンサにより検知する。 The trailing edge blank and the solid cross blank are detected by a high resolution line sensor on the photosensitive member, the intermediate transfer member, or the recording paper.
・カール・波打ち・折れは、変位センサで検出する。折れの検出のためには記録紙の両端部分に近い所にセンサを設置することが有効である。 ・ Curls, undulations, and folds are detected by a displacement sensor. In order to detect a fold, it is effective to install a sensor near the both ends of the recording paper.
・コバ面の汚れやキズは、排紙トレイに縦に設けたエリアセンサにより,ある程度排紙が溜まった時のコバ面をエリアセンサで撮影,解析する。 -For the dirt and scratches on the edge surface, the area sensor is used to capture and analyze the edge surface when paper discharge has accumulated to some extent by the area sensor installed vertically on the paper discharge tray.
(a−9)環境状態
・温度検出には、異種金属どうし或いは金属と半導体どうしを接合した接点に発生する熱起電力を信号として取り出す熱電対方式、金属或いは半導体の抵抗率が温度によって変化することを利用した抵抗率変化素子、また、或る種の結晶では温度が上昇したことにより結晶内の電荷の配置に偏りが生じ表面に電位発生する焦電型素子、更には、温度による磁気特性の変化を検出する熱磁気効果素子などが採用できる。
(A-9) For detecting environmental conditions and temperature, a thermocouple system that extracts a thermoelectromotive force generated at a contact point between dissimilar metals or a metal and a semiconductor as a signal, and the resistivity of the metal or semiconductor changes depending on the temperature. Resistivity change elements that use this, pyroelectric elements that generate a potential on the surface due to a bias in the arrangement of charges in the crystal due to the rise in temperature, and magnetic properties due to temperature A thermomagnetic effect element or the like that detects a change in temperature can be employed.
・湿度検出には、H2O或いはOH基の光吸収を測定する光学的測定法、水蒸気の吸着による材料の電気抵抗値変化を測定する湿度センサ等がある
・各種ガスは、基本的にはガスの吸着に伴う、酸化物半導体の電気抵抗の変化を測定することにより検出する。
・ For humidity detection, there are optical measurement methods that measure the light absorption of H2O or OH groups, humidity sensors that measure changes in the electrical resistance of materials due to the adsorption of water vapor, etc. Detection is performed by measuring a change in the electrical resistance of the oxide semiconductor accompanying the adsorption.
・気流(方向、流速、ガス種)の検出には、光学的測定法等があるが、システムへの搭載を考慮するとより小型にできるエアブリッジ型フローセンサが特に有用である。 Although there are optical measurement methods and the like for detection of airflow (direction, flow velocity, gas type), an air bridge type flow sensor that can be made smaller in consideration of mounting on a system is particularly useful.
・気圧・圧力の検出には、感圧材料を使用する、メンブレンの機械的変位を測定する等の方法がある。振動の検出にも同様に方法が用いられる。 ・ Pressure-sensitive materials are used to detect atmospheric pressure and pressure, and mechanical displacement of the membrane is measured. A similar method is used for vibration detection.
(b)制御パラメータ情報について画像形成装置の動作は制御部によって決定されるため、制御部の入出力パラメータを直接利用することが有効である。 (B) Control Parameter Information Since the operation of the image forming apparatus is determined by the control unit, it is effective to directly use the input / output parameters of the control unit.
(b−1)画像形成パラメータ
画像形成のために制御部が演算処理により出力する直接的なパラメータで、以下のような例がある。
(B-1) Image formation parameters The direct parameters output by the control unit through image processing for image formation include the following examples.
・制御部によるプロセス条件の設定値で、例えば帯電電位、現像バイアス値、定着温度設定値など
・同じく、中間調処理やカラー補正などの各種画像処理パラメータの設定値・制御部が装置の動作のために設定する各種のパラメータで、例えば紙搬送のタイミング、画像形成前の準備モードの実行時間など
(b−2)ユーザー操作履歴
・色数、枚数、画質指示など、ユーザーにより選択された各種操作の頻度・ユーザーが選択した用紙サイズの頻度
(b−3)消費電力
・全期間または特定期間単位(1日、1週間、1ヶ月など)の総合消費電力あるいはその分布、変化量(微分)、累積値(積分)
(b−4)消耗品消費情報
・全期間または特定期間単位(1日、1週間、1ヶ月など)のトナー、感光体、紙の使用量あるいはその分布、変化量(微分)、累積値(積分)
(b−5)故障発生情報
・全期間または特定期間単位(1日、1週間、1ヶ月など)の故障発生(種類別)の頻度あるいはその分布、変化量(微分)、累積値(積分)
(c)入力画像情報
ホストコンピュータから直接データとして送られる画像情報、あるいは原稿画像からスキャナーで読み取って画像処理をした後に得られる画像情報から、以下のような情報を取得することができる。
・ Setting values of process conditions by the control unit, such as charging potential, development bias value, fixing temperature setting value, etc. ・ Similarly, setting values of various image processing parameters such as halftone processing and color correction. (B-2) User operation history / number of colors, number of sheets, image quality instruction, etc., selected by the user, for example, paper transport timing, preparation mode execution time before image formation, etc. -Frequency of the paper size selected by the user (b-3) Power consumption-Total power consumption or its distribution, change amount (differentiation) of the whole period or specific period unit (1 day, 1 week, 1 month, etc.), Cumulative value (integration)
(B-4) Consumables consumption information-Amount of toner, photoconductor, paper used or distribution, change amount (differentiation), cumulative value (for whole period or specific period unit (1 day, 1 week, 1 month, etc.)) Integration)
(B-5) Failure occurrence information ・ Frequency or distribution of failure occurrence (by type), change amount (differentiation), cumulative value (integration) of whole period or specific period unit (1 day, 1 week, 1 month, etc.)
(C) Input image information The following information can be obtained from image information sent directly as data from the host computer, or image information obtained after image processing by reading a document image from a scanner.
・着色画素累積数はGRB信号別の画像データを画素ごとにカウントすることにより求められる。 The cumulative number of colored pixels is obtained by counting image data for each GRB signal for each pixel.
・例えば特許第2621879号の公報に記載されているような方法でオリジナル画像を文字・網点・写真・背景に分離し、文字部、ハーフトーン部などの比率を求めることができる。同様にして色文字の比率も求めることができる。 The original image can be separated into characters, halftone dots, photographs, and backgrounds by the method described in, for example, Japanese Patent No. 2621879, and the ratio of the character part, halftone part, etc. can be obtained. Similarly, the ratio of color characters can be obtained.
・着色画素の累積値を主走査方向で区切った領域別にカウントすることにより、主走査方向のトナー消費分布が求められる。 The toner consumption distribution in the main scanning direction can be obtained by counting the cumulative value of the colored pixels for each area divided in the main scanning direction.
・画像サイズは制御部が発生する画像サイズ信号または画像データでの着色画素の分布により求められる。 The image size is obtained from the distribution of colored pixels in the image size signal or image data generated by the control unit.
・文字の種類(大きさ、フォント)は文字の属性データから求められる。 -Character type (size, font) is obtained from character attribute data.
以上のような各種の情報から、前述の指標値Dを算出し、その指標値に基づいて、故障等の異常が発生する潜在的な可能性を判断し、故障等の異常発生を予測する。基本的には、前述したように複数種類の情報から算出した指標値Dの大きさが、予め定めた閾値より大きい場合、故障発生の可能性が高いとする。この閾値は一般的には事前の実験によって決められる。あるいは初期値を適当な値(例えば10)などにしておき、データが積み重なるにつれて更新していくようにしてもよい。 From the various information as described above, the above-described index value D is calculated, and based on the index value, the possibility of occurrence of an abnormality such as a failure is determined, and the occurrence of an abnormality such as a failure is predicted. Basically, if the magnitude of the index value D calculated from a plurality of types of information is larger than a predetermined threshold as described above, it is assumed that the possibility of failure is high. This threshold is generally determined by prior experiments. Alternatively, the initial value may be set to an appropriate value (for example, 10) and updated as data accumulates.
指標値Dは、取り入れた情報間の相関が正常な状態からずれている尺度を表わすものである。この指標値が大きいほど正常状態からの乖離が大きいと判断するので、故障のメカニズムが不明な場合でも、故障が発生する可能性を予見することができる。 The index value D represents a scale by which the correlation between the incorporated information is deviated from the normal state. Since it is determined that the deviation from the normal state is larger as the index value is larger, it is possible to foresee the possibility of failure even when the failure mechanism is unknown.
次に、上記指標値Dの算出した後、その指標値Dに基づいて画像形成装置の状態を判定して異常発生を予測した後の処置方法について説明する。指標値の算出後や異常発生の予測後は、次の(d)〜(j)に挙げたような処置を行うことができる。 Next, a description will be given of a treatment method after calculating the index value D and then determining the state of the image forming apparatus based on the index value D to predict the occurrence of an abnormality. After calculating the index value or predicting the occurrence of an abnormality, the following treatments (d) to (j) can be performed.
(d)算出結果、状態判定結果、異常発生予測結果を出力する。 (D) A calculation result, a state determination result, and an abnormality occurrence prediction result are output.
出力する内容としては、指標値Dの算出結果あるいはその指標値を反映した数値、画像形成装置の状態変化の判定結果、故障が近いことを利用者に知らせるための警告等の故障や寿命等の異常発生の予測結果を挙げることができる。指標値Dの値あるいはそれを反映した数値の時間変化のデータをグラフ化して出力してもよい。出力方法としては、次のような方法を挙げることができる。 The contents to be output include a calculation result of the index value D or a numerical value reflecting the index value, a determination result of a change in the state of the image forming apparatus, a failure such as a warning for notifying the user that the failure is near, a life span, etc. The prediction result of the occurrence of abnormality can be given. The index value D or the numerical change data reflecting the time may be output as a graph. Examples of the output method include the following methods.
(d−1)操作部パネル等における液晶ディスプレイ等の表示手段への数値データやメッセージの表示
(d−2)スピーカ等の音出力手段による音声や特定のパターン音からなる告知、警告
(d−3)記録媒体(転写紙)への記録
上記(d)の結果の出力は、該当する画像形成装置に備えられた表示手段や音出力手段に出力したり、記録媒体(転写紙)に記録して出力するものである。これとは別に、通信手段により、ネットワークを介して接続されているプリンタサーバや、通信回線で接続されて各装置の状態を監視している監視センターに、これらを転送する方法もある。
(D-1) Numerical data and message display on display means such as a liquid crystal display on the operation panel or the like (d-2) Notification or warning consisting of sound or specific pattern sound from sound output means such as a speaker (d- 3) Recording on a recording medium (transfer paper) The output of the result of (d) above is output to a display means or a sound output means provided in the corresponding image forming apparatus, or recorded on a recording medium (transfer paper). Output. Apart from this, there is also a method of transferring these to a printer server connected via a network or a monitoring center connected via a communication line and monitoring the status of each device by communication means.
(e)算出結果、状態判定結果、異常発生予測結果を転送する。 (E) The calculation result, state determination result, and abnormality occurrence prediction result are transferred.
プリンターサーバ又は監視センターに、上記(d)の場合と同様の内容を転送するものである。 The same contents as in the case of (d) are transferred to the printer server or the monitoring center.
(f)算出結果、状態判定結果、異常発生予測結果を記憶する。 (F) A calculation result, a state determination result, and an abnormality occurrence prediction result are stored.
各画像形成装置、プリンタサーバ、監視センターの装置の内部に備えられた記憶装置(メモリ)に、上記(d)の場合と同様の内容を記憶させる。さらには、この記憶装置に記憶した内容を読み出して制御を行なうこともできる。 The same contents as in the case of (d) above are stored in a storage device (memory) provided in each image forming apparatus, printer server, and monitoring center apparatus. Further, the contents stored in the storage device can be read and controlled.
(g)装置を停止させる。 (G) Stop the device.
指標値Dの算出結果が予め定められた基準値を超えたり、増加率が大きくなったときなどに、画像形成装置を強制的に作動できないようにし、メンテナンスを要求する。 When the calculation result of the index value D exceeds a predetermined reference value or when the increase rate becomes large, the image forming apparatus cannot be forcibly operated and maintenance is requested.
(h)動作の制限・制御の変更を行なう。 (H) Limit the operation and change the control.
上記指標値Dの算出結果と各情報源の両面から、関連のある部分を推定し、それに関わる動作を制限する等の制御変更を行なう。この制御変更としては、次のようなものを挙げることができる。 From both the calculation result of the index value D and each information source, a related portion is estimated, and control changes such as limiting operations related thereto are performed. Examples of the control change include the following.
(h−1)色モードの変更
(h−2)記録速度の変更
(h−3)中間調の線数の変更
(h−4)中間調処理方法の変更
(h−5)紙種の制限
(h−6)レジスト制御のパラメータ変更
(h−7)画像形成プロセスのパラメータ変更(例えば電子写真方式の画像形成装置では、帯電電位、露光量、現像バイアス、転写バイアスなどである。)
(i)消耗品や部品の補給・交換
上記指標値Dの算出結果により、自動的に補給や交換を行なう。
(H-1) Color mode change (h-2) Recording speed change (h-3) Halftone line number change (h-4) Halftone processing method change (h-5) Paper type restriction (H-6) Parameter change for resist control (h-7) Parameter change for image forming process (for example, in an electrophotographic image forming apparatus, charging potential, exposure amount, developing bias, transfer bias, etc.)
(I) Supply / replacement of consumables and parts Replenishment and replacement are automatically performed based on the calculation result of the index value D.
(j)自動修理
上記指標値Dと各情報源との両面から、特定の部位の異常が判明したとき、対象とする部位の修理を行なうためのモードが実行される。
(J) Automatic repair When an abnormality of a specific part is found from both the index value D and each information source, a mode for repairing the target part is executed.
次に、本実施例の画像形成装置においてより具体的な情報の取得方法について示した例について説明する。なお、画像形成装置の状態の判定に用いる情報の種類及びその取得方法は以下に説明するものに限らず、前述の様々な種類・形態の情報及びその取得方法を採用することができる。 Next, an example showing a more specific information acquisition method in the image forming apparatus of this embodiment will be described. Note that the types of information used to determine the state of the image forming apparatus and the acquisition method thereof are not limited to those described below, and various types and forms of information described above and acquisition methods thereof can be employed.
本実施例では、図6〜8に示した画像形成装置を用いて、製品出荷前に個別あるいは共通の指標値を求めておき、出荷後はオンラインで指標値をモニターして、それが増加したときにメンテナンスを行なう。取得する情報の種類及びその取得方法の具体的な内容は以下のとおりである。 In this embodiment, using the image forming apparatus shown in FIGS. 6 to 8, individual or common index values are obtained before product shipment, and the index values are monitored online after shipment and increased. Sometimes maintenance is done. The types of information to be acquired and the specific contents of the acquisition method are as follows.
(1)温度
本実施例では、温度の情報を取得する情報取得手段として、最も原理及び構造が簡単でしかも超小型にできる抵抗変化素子を用いた手段を採用した。
(1) Temperature In this embodiment, as an information acquisition means for acquiring temperature information, a means using a resistance change element that has the simplest principle and structure and can be miniaturized is employed.
図9は、本実施例に使用した薄膜タイプの抵抗変化素子の斜視図である。この抵抗変化素子は次のように製造することができる。まず基板501上に絶縁膜502を形成し、その上に金属或いは半導体材料からなる薄膜状の感知部503を設けている。更に、感知部503の両端にパッド電極504を設け、最後にリード線505を接続する。この抵抗変化素子においては、周囲の温度が変化するとそれに伴って感知部503の電気抵抗が変化するので、その変化を電圧或いは電流変化として取り出せばよい。感知部503が薄膜であるため、素子全体が小型にできシステムに組み込みやすい。
FIG. 9 is a perspective view of a thin film type resistance change element used in this example. This variable resistance element can be manufactured as follows. First, an insulating
図10は本実施例で使用したもう一つの抵抗変化素子を示している。図9の抵抗変化素子とは、薄膜状感知部503が、スペーサ506を介して基板501から中空に浮いている薄膜ブリッジ507の上に設置されている点で異なる。このような構造にすることで感知部503から熱の散逸が妨げられ、感知部503の温度に対する応答性が早くなる。この構造であれば被計測部からの輻射熱だけを検知することができ、非接触での測定には好適である。
FIG. 10 shows another variable resistance element used in this embodiment. 9 differs from the resistance change element of FIG. 9 in that a thin
(2)湿度
小型にできる湿度センサが有用である。基本原理は感湿性セラミックスに水蒸気が吸着すると、吸着水によりイオン伝導が増加しセラミックすの電気抵抗が低下することによる。感湿性セラミックスの材料は多孔質材料であり、一般的にはアルミナ系、アパタイト系、ZrO2−MgO系などが使用される。
(2) Humidity sensor that can reduce the humidity is useful. The basic principle is that when water vapor is adsorbed to moisture-sensitive ceramics, the ionic conduction is increased by the adsorbed water and the electrical resistance of the ceramics is reduced. The material of the moisture-sensitive ceramics is a porous material, and generally alumina-based, apatite-based, ZrO2-MgO-based, etc. are used.
図11は本実施例に使用した湿度センサの斜視図である。絶縁基板511上に櫛形電極512を設けその両端に端子513を接続する。更に感湿層514(一般的には感湿性セラミックス)を設け全体をケース515でカバーしてある。ケース515を介して水蒸気が感湿性セラミックスに吸着すると、電気抵抗が減少するので、それを電圧或いは電流変化として計測すればよい。
FIG. 11 is a perspective view of the humidity sensor used in this example.
(3)振動
振動センサは、基本的には気圧及び圧力を測定するセンサと同じであり、システムへの搭載を考慮すると超小型にできるシリコン利用のセンサが特に有用である。薄いシリコンのダイアフラム上に作製した振動子の運動を、振動子と対向して設けられた対向電極間との容量変化を計測する、或いはSiダイアフラム自体のピエゾ抵抗効果を利用して計測する事ができる。
(3) Vibration The vibration sensor is basically the same as a sensor that measures atmospheric pressure and pressure, and a silicon-based sensor that can be miniaturized is particularly useful in consideration of mounting in a system. It is possible to measure the motion of a vibrator fabricated on a thin silicon diaphragm by measuring the change in capacitance between the opposing electrodes provided facing the vibrator, or by using the piezoresistance effect of the Si diaphragm itself. it can.
図12は本実施例に使用した振動センサの断面図である。絶縁基板521の上に対向電極522を設ける。次に、シリコン基板523に薄いダイアフラム524及び振動子525を設け、更に対向電極522との間隔を保持する段差部52
6を形成し、先に作製した対向電極522を有する基板521と接合する。この状態で周囲から振動或いは圧力が加わると、それに伴って振動子525が振動し、それを対向電極522との間の容量変化として測定すればよい。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the vibration sensor used in this example. A
6 is bonded to the
(4)トナー濃度
各色ごとにトナー濃度を検出する。トナー濃度センサーとしては従来公知の方式を用いることができる。例えば、特開平6−289717号公報に記載されているような現像装置中の現像剤の透磁率の変化を測定するセンシングシステムにより、トナー濃度を検出することができる。
(4) Toner density The toner density is detected for each color. A conventionally known method can be used as the toner concentration sensor. For example, the toner concentration can be detected by a sensing system that measures changes in the magnetic permeability of the developer in the developing device as described in JP-A-6-289717.
図13はトナー濃度検出部の概略構成図を示している。例えば、磁性キャリアと非磁性トナーを混合してなる現像剤531の近傍に配置された検知コイル532には基準コイル533が差動的に接続されている。検知コイル532はトナー濃度(直接的には磁性キャリア)の増減による透磁率変化に対してインダクタンスが変動し、これに対して基準コイル533のインダクタンスはトナー濃度の変化に対して影響を受けないようになっている。そして、上記2つのコイル532、533の直列回路には、例えば500kHzにて発振駆動する交流駆動源534が接続されており、上記両コイル532、533を駆動するようになっている。これら両コイル532、533の接続点からは差動出力が取り出され、その出力は位相比較器535へ接続されるとともに、この位相比較器535には上記交流駆動源534の一方の出力が別途接続されており、これら駆動源534からの電圧と差動出力電圧との位相を比較するように構成される。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of the toner concentration detection unit. For example, a reference coil 533 is differentially connected to a
そして、上記2つのコイル、すなわち検知コイル532と基準コイル533の少なくともいずれか一方、図示例にあっては検知コイル532に感度設定用抵抗536(R1)が並列に接続されており、トナー濃度の変化に対する感度を鈍化させて感度特性を制御し得るように構成されている。この両コイルの組立図は図14に示されており、両コイル532、533は、筒状のコイル支持体537に図中上下方向に隣り合って巻回されており、現像剤531に近い側には透誘率の変化を検知するために検知コイル532が位置され、遠い側はトナー濃度が変化しても透磁率が変化しないように基準コイル533が配置されている。
In the illustrated example, a sensitivity setting resistor 536 (R1) is connected in parallel to at least one of the two coils, that is, the
(5)帯電電位
帯電電位は色ごとに検出する。
(5) Charging potential The charging potential is detected for each color.
図15は、本実施例で用いた帯電電位を検出する電位測定システムの概略構成図である。図15において、符号541は対象物(図示せず)に対向して取り付けられるセンサ部基板を示している。符号542はセンサ部基板1に対し、ドライブ信号を送り、センサ出力を受ける信号処理部基板を示している。センサ部基板1内には、チョッピング手段である音さ543と、圧電素子544とが設けられている。信号処理部基板542からのドライブ信号によってこの圧電素子544が駆動される。この電位測定システムでは一方の圧電素子544をドライブするとそれによる振動が音さ543を通してもう一方の圧電素子544aに伝わり、それがドライブ元に戻るというループによる自励発振方式を用いている。符号545は、対象物からの電気力線を受ける測定電極(以下電極という)をである。符号546は、電極545によって受信された電気力線Sの時間変化量を増幅する増幅器を示している。信号処理部基板542内には、圧電素子ドライブ回路547、フィルタ548及び圧電素子ドライブ回路549を備えている。フィルタ548は波形を整形する。移相回路549は、センサに混入するドライブ信号と実際のドライブ信号の位相差を180度ずらせ、打消し合わせられるようにする目的をもっている。2つの信号の位相差は混入経路によって異なってくるのが一般的である。アッテネータ550は、位相調整された補正信号の大きさを調整する役割を有する。加算回路551は補正信号とセンサ出力を加算する。処理回路552は最終的な信号出力を処理し、対象物の電位を求める。符号553,554はそれぞれ移相回路およびアッテネータの調整用ボリュームを示している。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a potential measurement system that detects a charging potential used in this embodiment. In FIG. 15,
以上のような構成において、移相量,アッテネータゲインを調整し最適化することにより、ドライブ信号に基づいた混入信号に対し、逆位相,同レベルの信号を補正信号として加算することができ、実際には真の対象物に基づくセンサ出力のみが検出可能となる。また、調整手段を設けたことによって、調整により経年変化に伴う特性変化にも対応することができ、センサとしての信頼性が向上する。 In the configuration as described above, by adjusting and optimizing the phase shift amount and the attenuator gain, it is possible to add a signal having the opposite phase and the same level as the correction signal to the mixed signal based on the drive signal. Only the sensor output based on the true object can be detected. Further, by providing the adjusting means, it is possible to cope with a characteristic change accompanying the secular change by the adjustment, and the reliability as the sensor is improved.
(6)LD駆動電流
像露光を行なうLD(半導体レーザー)の駆動電流値を色別に駆動回路上でモニターし、それを利用する。
(6) LD drive current A drive current value of an LD (semiconductor laser) that performs image exposure is monitored on a drive circuit for each color and used.
(7)トータルカウンタ(色別累積プリント画面数)
各色のプリント画面数をカウントした累積データを利用する。例えば、フルカラーモードで1枚形成されると、Y,M,C,Bkがそれぞれ1カウント増え、モノクロ(黒)モードで1枚形成されるとBkだけが1カウント増え、Y,MモードではYとMだけが1カウント増える。このようなデータを記憶素子に記憶させておき、その結果を利用する。
(7) Total counter (cumulative print screen by color)
Accumulated data obtained by counting the number of print screens for each color is used. For example, when one sheet is formed in the full color mode, Y, M, C, and Bk are each increased by one count, and when one sheet is formed in the monochrome (black) mode, only Bk is increased by one count, and in the Y and M modes, Y is increased. Only M increases by 1 count. Such data is stored in the storage element, and the result is used.
(8)現像γ値
テストモードで感光体上に段階的な潜像電位を形成し、それを特定条件で現像することにより、段階的な濃度パターンを形成する。それを反射濃度センサーで読み取り、ポテンシャル(電位差)と現像された反射濃度の関係を求める。その傾きをγ値とする。この値を色別に求めて、利用する。
(8) Development γ value A stepwise latent image potential is formed on the photoconductor in the test mode, and developed under specific conditions to form a stepwise density pattern. This is read by a reflection density sensor, and the relationship between the potential (potential difference) and the developed reflection density is obtained. Let the slope be the γ value. This value is obtained for each color and used.
(9)現像開始電圧
上記と同様にテストモードでポテンシャルと現像された反射濃度との関係を求め、現像が0となるポテンシャルを外挿によって求める。これを現像開始電圧とする。この値を色別に求めて、利用する。
(9) Development start voltage In the same manner as described above, the relationship between the potential and the developed reflection density in the test mode is obtained, and the potential at which development becomes 0 is obtained by extrapolation. This is the development start voltage. This value is obtained for each color and used.
(10)着色面積率
入力画像情報から、着色しようとする画素の累計値と全画素の累計値の比から着色面積率を色ごとに求め、これを利用する。
(10) Colored area ratio From the input image information, a colored area ratio is obtained for each color from the ratio of the cumulative value of pixels to be colored and the cumulative value of all pixels, and is used.
本実施例では、以下のようなテストを実施した。1台のプリンター試作機を用意し、実験室内で擬似的に様々な使用形態を想定したランニングテストを行なう。その際、上述した以上の10項目30種類のデータを毎日数回収集する。収集したデータの一部を、表3に示す。
実際には50組のデータを収集したが、その間、特に問題なく動作していた。 In fact, 50 sets of data were collected, but during that time it worked without any problems.
このデータをもとに、前述の数1から数5に示した数式を用いた計算を行ない、数6に示す算出式における算出パラメータを求めた。この結果を用いると、正常動作中の50組のDの平均値は約1になる。このようにして、指標値Dの算出方法(算出式)を定義した。
Based on this data, calculation using the mathematical formulas shown in the above-mentioned
次に、その試作機に基づいた商品の発売後、市場で継続的にモニターを行なった。取得するデータは先のテストと同じ項目である。 Next, after the product based on the prototype was released, it was continuously monitored in the market. The data to be acquired is the same item as the previous test.
図16は本実施例で算出した指標値Dの動き(時間変化)を示すグラフである。図16において、画像形成装置に問題(異常状態)が発生したタイミングを矢印で示している。ここで発生した問題は感光体ドラムへのトナーフィルミングであった。この異常の発生に先立って指標値Dが上昇している。この結果から、指標値Dの上昇と異常発生との間に強い相関が見られ、指標値Dの時間変化のデータを追跡することにより、上記問題(トナーフィルミング)の発生を事前に予測できることがわかる。すなわち、上記指標値Dが大きくなるときの時間変化に基づいて、その後のプリンターの状態の変化を判定することにより、あとどのくらいの期間が経過すれば指標値Dが上記問題(トナーフィルミング)が発生する値になるかがわかるため、問題(トナーフィルミング)の発生の有無だけでなく、その問題(トナーフィルミング)の発生時期まで予測可能になる。 FIG. 16 is a graph showing the movement (time change) of the index value D calculated in this embodiment. In FIG. 16, the timing at which a problem (abnormal state) occurs in the image forming apparatus is indicated by an arrow. The problem that occurred here was toner filming on the photosensitive drum. Prior to the occurrence of this abnormality, the index value D increases. From this result, there is a strong correlation between the increase of the index value D and the occurrence of an abnormality, and the occurrence of the above problem (toner filming) can be predicted in advance by tracking the data of the index value D over time. I understand. That is, by determining a subsequent change in the printer state based on a change in time when the index value D increases, the index value D becomes the above problem (toner filming) after a certain period of time has passed. Since it can be seen whether the value is generated, it is possible to predict not only the occurrence of the problem (toner filming) but also the occurrence time of the problem (toner filming).
なお、本実施例では、画像形成装置は通信回線を介して監視システムと接続されており、指標値Dの値が常時監視システムに送信される。監視システムでは、その指標値Dの変化を監視し、増加傾向となって特定値を超えるときに警報を発するように設定されている。警報が発せられた状態は、潜在的な故障があるとみなされ、メンテナンスのためにサービスマンが派遣される。サービスマンは画像形成装置の状態を直接確認し、部品の交換、電気的・機械的調整などの必要な処置を行なう。処置後、指標値Dの値が正常範囲であることを確認した後、メンテナンスは終了となる。また、指標値Dの値あるいはそれに対応したコメントを常に表示させるようにしておき、使用者に状態を知らせて、事前のメンテナンスを促すようにすることもできる。 In this embodiment, the image forming apparatus is connected to the monitoring system via a communication line, and the index value D is constantly transmitted to the monitoring system. The monitoring system is set to monitor the change of the index value D, and to issue an alarm when the specific value exceeds the specific value. The alarmed condition is considered a potential failure and a service person is dispatched for maintenance. The service person directly checks the state of the image forming apparatus and performs necessary measures such as replacement of parts and electrical / mechanical adjustment. After the treatment, after confirming that the index value D is within the normal range, the maintenance is finished. In addition, the value of the index value D or a comment corresponding to the index value D can be displayed at all times, and the user can be informed of the state and urged for prior maintenance.
以上のように、正常データ群のみによって規定されたこの算出パラメータを利用することにより、それ以後に得られる入力情報データ群から指標値を算出することができ、得られた指標値は、計算に用いられた入力情報データ群が算出パラメータの正常データ群の傾向と異なる場合、値が大きくなるという特性を持っている。つまり、装置が正常な状態から隔たれば隔たるほど指標値は大きくなるので、これをもって状態判定が可能となる。この指標値はMT法におけるマハラノビス距離に相当し、正常状態には1前後の値、異常状態では大きくなっていく。通常、3程度が正常/異常の閾値とされるようである。 As described above, by using this calculation parameter defined only by the normal data group, the index value can be calculated from the input information data group obtained thereafter, and the obtained index value is calculated. When the input information data group used is different from the tendency of the normal data group of the calculation parameter, the value is increased. In other words, since the index value increases as the device is separated from the normal state, the state determination can be performed with this. This index value corresponds to the Mahalanobis distance in the MT method, and is a value around 1 in the normal state and increases in the abnormal state. Usually, about 3 seems to be a normal / abnormal threshold.
以上に述べた、算出パラメータ導出用のフローチャートを図17に、指標値算出、状態判定用のフローチャートを図18に示す。 FIG. 17 shows a flowchart for calculating parameters described above, and FIG. 18 shows a flowchart for index value calculation and state determination.
図17に示す算出パラメータ導出方法では、まず各種入力情報を取得する(ステップS501)。この入力情報は図1に示す様な、センシング情報(a)や制御パラメータ情報(b)、入力画像情報(c)等である。次にこれらデータ取得時の画像形成装置の状態を何らかの手段で別途判定する(ステップS502)。この判定手段とは、オペレータによるマニュアル判定若しくは、センサによる自動判定が採用される。この判定により、マシンが正常と判定された場合には(ステップS502−Y)入力データ情報を正常データとして蓄積し(ステップS503)、異常と判定されればマシンを修理して(ステップS504)情報収集をやり直すことになる。マシンの状態が正常であれば、正常データが次第に蓄積されていくことになるが、ある一定のデータ数若しくはデータ収集期間を経過した時点で(ステップS505−Y)、算出パラメータの導出を行い(ステップS506)、これをもって算出パラメータが確定する。なお、この一定のデータ数には最少限度があり、入力情報データ種類がk種類であるとすると、k+1組のデータが必要とされる。これは算出パラメータを逆行列として求める手法から、必須となる条件である。 In the calculation parameter derivation method shown in FIG. 17, first, various input information is acquired (step S501). This input information is sensing information (a), control parameter information (b), input image information (c), etc. as shown in FIG. Next, the state of the image forming apparatus at the time of data acquisition is separately determined by some means (step S502). As this determination means, manual determination by an operator or automatic determination by a sensor is adopted. If it is determined that the machine is normal (step S502-Y), the input data information is stored as normal data (step S503). If the machine is determined abnormal, the machine is repaired (step S504). The collection will be redone. If the state of the machine is normal, normal data is gradually accumulated. However, when a certain number of data or a data collection period has elapsed (step S505-Y), calculation parameters are derived ( Step S506), with this, the calculation parameter is determined. Note that there is a minimum limit to the certain number of data, and assuming that there are k types of input information data types, k + 1 sets of data are required. This is an indispensable condition from the method of obtaining calculation parameters as an inverse matrix.
図18に示す指標値算出・状態判定方法では、まず、図17と同様に各種入力情報を取得する(ステップS601)。この入力情報種類は、算出パラメータ導出時の入力情報種類と全く同じものである必要がある。もし種類数が異なれば指標値の計算が正常に行えなくなるし、たとえ種類数が同じでも異なる種類の入力情報では算出パラメータの意味がなくなってしまい、計算された指標値での状態判定ができなくなってしまうからである。指標値算出の場合には、1回の情報入力毎に指標値の計算を行うことになる(ステップS602)。 In the index value calculation / state determination method shown in FIG. 18, first, various pieces of input information are acquired as in FIG. 17 (step S601). This input information type needs to be exactly the same as the input information type at the time of calculation parameter derivation. If the number of types is different, the calculation of the index value cannot be performed normally, and even if the number of types is the same, the input parameters of the different types will lose the meaning of the calculation parameter, and it will not be possible to determine the status with the calculated index value. Because it will end up. In the case of index value calculation, the index value is calculated for each information input (step S602).
この情報入力のタイミングは、例えば一定枚数毎、1日1回何時等の様に決定されるものである。この指標値算出の際には図17で導出した算出パラメータを使用し、求められた指標値の大小で装置の状態が正常か否かを判定することになる(ステップS603)。判定の際の指標値の閾値は、前述した様に3程度とすることが一般的であるようだが、適用されるシステムや入力情報の種類、ユーザ要求のレベルによって独自に閾値を設定して構わない。この閾値以下であればマシン全体が正常であると判断され(ステップS604)、閾値を越えていれば異常状態に近づいていると判断される(ステップS605)。もし閾値を大きく越えて(二桁や三桁の数字になっている)いる場合には、確定的な異常状態と判断されることになる。この様に図17、図18で示したフローで状態判定を行うのが前述の状態判定方法である。なお、異常発生を予測場合には、この指標値の時系列的な変動をモニタし、何時確定的な異常が発生するかを予測するものなので、基本は図17、図18に記載の状態判定方法と同様である。 The information input timing is determined, for example, at a fixed number of sheets, once a day, what time, etc. When calculating the index value, the calculation parameters derived in FIG. 17 are used, and it is determined whether the state of the apparatus is normal or not based on the obtained index value (step S603). The threshold value of the index value at the time of determination is generally set to about 3 as described above, but the threshold value may be set independently depending on the applied system, the type of input information, and the level of user request. Absent. If it is below this threshold value, it is determined that the entire machine is normal (step S604), and if it exceeds the threshold value, it is determined that an abnormal state is approaching (step S605). If the threshold value is greatly exceeded (a two-digit or three-digit number), a definite abnormal state is determined. The state determination method described above performs the state determination in the flow shown in FIGS. In the case of predicting the occurrence of an abnormality, the time series fluctuation of the index value is monitored to predict when a definite abnormality will occur, so the basic state determination shown in FIGS. It is the same as the method.
この様な画像形成装置において、取得すべき複数種類の情報とは前述のように、
a)センシング情報
現像剤情報(トナー濃度、流動性、嵩密度、電気抵抗、消費量、残量等)、感光体情報(表面電位、色味、凹凸、摩擦係数、電気抵抗値等)、紙搬送情報(搬送タイミングのずれ、搬送時の摺動音等)、紙情報(コシ、厚み、表面状態、含水分量等)、駆動情報(回転速度、駆動電流、駆動音等)、出力画像情報(濃度、γ特性、中間調再現性等)、環境情報(温度、湿度、気流、大気成分等)等
b)制御パラメータ情報
画像形成パラメータ(各種バイアス値、光量、線速、定着温度等)、ユーザ走査履歴、消費電力、消耗品消費量等
c)入力画像情報
画素数、文字比率、ハーフトーン部比率、色比率、フォント情報等
が挙げられる。
In such an image forming apparatus, the plural types of information to be acquired are as described above.
a) Sensing information Developer information (toner concentration, fluidity, bulk density, electrical resistance, consumption, remaining amount, etc.), photoreceptor information (surface potential, color, unevenness, friction coefficient, electrical resistance value, etc.), paper Conveyance information (deviation of conveyance timing, sliding sound during conveyance, etc.), paper information (stiffness, thickness, surface condition, moisture content, etc.), drive information (rotation speed, drive current, drive sound, etc.), output image information ( Density, γ characteristics, halftone reproducibility, etc.), environmental information (temperature, humidity, airflow, atmospheric components, etc.), etc. b) control parameter information image formation parameters (various bias values, light quantity, linear speed, fixing temperature, etc.), user Scan history, power consumption, consumption of consumables, etc. c) Input image information The number of pixels, character ratio, halftone portion ratio, color ratio, font information, and the like.
この様な情報を、画像形成装置が市場に出荷されて稼働している状態において、正常動作中に継続的に収集していくことにより、算出パラメータの精度を高めることを狙いとしている。算出パラメータは装置の正常状態を表す指標であるので、理想的には正常状態と判断されるあらゆる組合せのデータを含んでいる必要がある。もし、算出パラメータに含まれていない正常データの組合せが存在した場合には、その正常データ組合せに対して算出された指標値は値が大きくなってしまい、異常と判断されることになる。これを避けるために、算出パラメータ導出のための正常データ群はあるゆる組合せの正常データ群を要するのであるが、これを装置出荷前に揃えることは到底不可能である。それは、ユーザ先でどの様な環境に置かれてどの様な使われ方をするか、千差万別だからである。この点から考えて、装置を出荷した後にユーザ先で正常データ群を継続的に収集し、データ量が充分となった後に算出パラメータを導出・確定する。 Such information is continuously collected during normal operation in a state where the image forming apparatus is shipped to the market and is in operation, thereby improving the accuracy of the calculation parameters. Since the calculated parameter is an index that represents the normal state of the apparatus, it is ideal that it includes data of all combinations that are determined to be normal. If there is a combination of normal data that is not included in the calculated parameters, the index value calculated for the normal data combination becomes large, and it is determined that there is an abnormality. In order to avoid this, the normal data group for derivation of the calculation parameter requires a certain combination of normal data groups, but it is impossible to align them before shipping the device. This is because there are many different kinds of environments where users are placed and how they are used. Considering this point, the normal data group is continuously collected at the user after the device is shipped, and the calculation parameters are derived and determined after the data amount is sufficient.
この正常データ群の継続的収集を実現するために必要なのが、画像形成装置が正常であるか否かを判断する手段である。請求項2においては、画像形成装置が正常動作中か否かを判定するために、出力画像の画質を検知する画質検知手段を設けるものとしている。この画質検知手段は、CCDの様なライン形状のもの、Pセンサの様なスポット形状のものの2通りのものが考えられる。出力画像全面の画質を測定するにはCCDの様なライン形状が必須であるが、データ量が多いために画質演算処理が重くなってしまうため、現状ではスポット形状のものの方が現実的と考えている。但し、速度を必要としない本発明の様なアプリケーションに対してはCCDの様なラインセンサでも適用可能であろう。これらの画質検知手段は、トナー画像が形成される媒体上を検知するように設置され、具体的には感光体上、中間転写体上、記録紙上等が考えられる。装置全体の動作状態をチェックするには最終出力媒体上が最も適切であり、つまり記録紙上の画質を検知するようにすれば、装置全体の状態を把握できることになる。ただし、中間転写体上や感光体上に画質センサを設け、その下流の事象に関しては個別センサでチェックするという方法も考えられる。 What is necessary to realize the continuous collection of the normal data group is a means for determining whether or not the image forming apparatus is normal. According to another aspect of the present invention, image quality detection means for detecting the image quality of the output image is provided in order to determine whether or not the image forming apparatus is operating normally. There are two types of image quality detection means: a line shape such as a CCD and a spot shape such as a P sensor. In order to measure the image quality of the entire output image, a line shape like a CCD is indispensable, but since the amount of data is large, image quality calculation processing becomes heavy. ing. However, a line sensor such as a CCD may be applicable to an application such as the present invention that does not require speed. These image quality detecting means are installed so as to detect on the medium on which the toner image is formed. Specifically, the image quality detecting means may be on the photosensitive member, on the intermediate transfer member, on the recording paper or the like. The final output medium is the most appropriate for checking the operation state of the entire apparatus. That is, if the image quality on the recording paper is detected, the state of the entire apparatus can be grasped. However, there may be a method in which an image quality sensor is provided on the intermediate transfer member or the photosensitive member, and an event downstream thereof is checked by an individual sensor.
(11)画質検出
ここで画質検知センサの概念について触れておく。
(11) Image quality detection Here, the concept of the image quality detection sensor will be described.
1.画質検出の概略
まず、最初に画質検出の概略について図19ないし図29を参照して説明する。
1. Outline of Image Quality Detection First, an outline of image quality detection will be described with reference to FIGS.
1.1 全体構成
画質検出の対象となる画像形成装置全体の概略構成は前述の図6に示した通りであり、画像形成部の要部は図7に示したとおりである。
1.1 Overall Configuration The schematic configuration of the entire image forming apparatus that is the target of image quality detection is as shown in FIG. 6, and the main part of the image forming unit is as shown in FIG.
なお、図6では、本発明に係る画像形成装置の一例として4連タンデム型中間転写方式のフルカラー機が図示されているが、これは画像形成装置の代表例として描いているだけであり、後述のように4連タンデム型直接転写方式や1ドラム型中間転写方式などのフルカラー機でも良いし、直接転写方式のモノクロ機に、あるいは他の方式の画像形成装置においても本発明は適用できる。 In FIG. 6, a four-tandem intermediate transfer type full-color machine is shown as an example of the image forming apparatus according to the present invention, but this is only drawn as a representative example of the image forming apparatus, which will be described later. As described above, the present invention may be applied to a full-color machine such as a 4-drum tandem direct transfer system or a 1-drum intermediate transfer system, a direct transfer monochrome machine, or an image forming apparatus of another system.
1.2 画質
図19及び図20は600dpi書き込み系を有する前記図6及び図7の画像形成装置によって記録紙上に形成された網点画像(1つの網点の大きさは「2ピクセル×2ピクセル」)の拡大写真(記載上の都合により便宜上、写真撮影時に2値化処理を施している)であり、図19は初期の画像PT1を、図20はある条件において非常に長期に渡りプリントを行った後での画像PT2を示す。図19に示すように初期的には均一であったハーフトーン画像PT1が、長期の作像過程における現像剤や感光体の劣化などの諸要素により、図20に示すようにざらつき感のあるハーフトーン画像PT2となってしまっている。このようなざらつき感は微細な濃度ムラの空間周波数特性として数値化することができ、例えば「粒状度」といった特性値として表現される。
1.2 Image Quality FIGS. 19 and 20 show halftone images formed on the recording paper by the image forming apparatus of FIGS. 6 and 7 having a 600 dpi writing system (the size of one halftone dot is “2 pixels × 2 pixels”). )) Of enlarged images (for convenience of description, binarization processing is performed for photography), FIG. 19 shows an initial image PT1, and FIG. 20 shows printing for a very long time under certain conditions. The image PT2 after performing is shown. As shown in FIG. 20, the halftone image PT1 that was initially uniform as shown in FIG. 19 has a rough halftone image as shown in FIG. 20 due to various factors such as the deterioration of the developer and the photoreceptor in the long-term image forming process. It has become the tone image PT2. Such a feeling of roughness can be quantified as a spatial frequency characteristic of fine density unevenness, and is expressed as a characteristic value such as “granularity”, for example.
すなわち粒状度の高い(粒状性の悪い)画像はざらつき感の大きな画像を示し、粒状度の低い(粒状性の良い)画像はざらつき感の少ない均一な画像を示す。しかし、濃度ムラの全てが視覚に訴えるざらつき感となる訳ではなく、プリント画像の画質に関しては人間が目視した時にざらつき感を感じなければ良い。濃度ムラに関する平均的な被験者による視覚の空間周波数特性を図21に示す。このように、人間の視覚により濃度ムラを感じる空間周波数は、前述のように約1[cycle/mm]をピークとして
0[cycle/mm]〜約10[cycle/mm]
の範囲の空間周波数領域に限定されることが知られている。
That is, an image with a high degree of granularity (poor graininess) shows an image with a large roughness, and an image with a low degree of granularity (good graininess) shows a uniform image with little feeling of roughness. However, not all of the density unevenness gives a sense of roughness that appeals to the eye, and the image quality of the printed image need not be felt when a human visually observes it. FIG. 21 shows visual spatial frequency characteristics of an average subject regarding density unevenness. As described above, the spatial frequency at which density unevenness is perceived by human vision is about 0 [cycle / mm] to about 10 [cycle / mm] with a peak of about 1 [cycle / mm] as described above.
It is known that it is limited to the spatial frequency region of the range.
1.3 画質検出装置
図22は画像の微細な濃度ムラを測定する画質検出装置の概略構成を示す図である。同図において、画質検出装置600は、光反射型センサ(フォトリフレクタ)610と、この光反射型センサ610からの電気信号を増幅する増幅回路620と、この増幅回路120によって増幅された信号に基づいて所定の演算処理を行う演算手段としての演算回路630と、この演算回路630からの演算出力に基づいて光書き込み制御のための信号を生成する信号生成手段としての信号生成回路640とからなる。前記光反射型センサ610は、光源としてのLED(発光ダイオード−発光素子)601と、LED601からの出射光を所定のビーム径の光ビームに集光する集光レンズ602と、像担持体650上の画像パターン651からの反射光を受光して電気信号に変換する光電変換素子(受光素子)603と、光電変換素子603の結像面に前記画像パターン651からの反射光を結像させる結像レンズ604とからなる。光反射型センサ610は、図23の走査方向の距離(ビーム径)と光量との関係を示す特性図から分かるように照射ビーム径を絞ってスポット光SPとした光反射型センサを用いる。
1.3 Image Quality Detection Device FIG. 22 is a diagram showing a schematic configuration of an image quality detection device that measures minute density unevenness of an image. In the figure, an image
光反射型センサ610は、LED601からなる光源からの照射ビームを集光レンズ602によって集光し、像担持体650上に形成された画像パターン651面における円形ビーム径がおおよそ400[μm]になるようにしている。ここから反射する光はフォトダイオードなどの光電変換素子603によって検出され、画像パターン651内のトナー粒子652の付着ムラは光電変換素子603へ入射する光量変動として捕らえることができる。
The
トナー付着量に応じた光量変動を捕らえる方法としては、トナー粒子と像担持体表面における正反射特性もしくは乱反射特性の違いによって検出する方法や、トナー粒子と像担持体表面の反射分光特性の違いによって検出する方法などがあり、これらを組み合わせることでより感度の高い検出を行うこともできる。正反射特性もしくは乱反射特性の違いを利用する場合には、一般にトナー像は乱反射特性が強いことから、像担持体650表面は光沢度が高く正反射特性の強い材質とするのが好ましい。また、反射分光特性の違いによって検出する場合には、トナー粒子652の反射分光特性と像担持体650表面の反射分光特性とが大きく異なる光源波長を用いることが好ましい。図22の測定装置は、870[nm]の発光波長を有するLED601を用い、トナー粒子652と像担持体650表面との乱反射特性の違いを利用した検出方法を実施する例である。ビーム径に関しては図21に示したような人間の視覚の空間周波数特性において最も感度の高い約1[cycle/mm]の濃度ムラが検出できるように、少なくともスポット光SPの走査方向に関するビーム径(図23のd1)は1[mm]以下とする必要がある。このビーム径d1は、図22における空間周波数が最大となる値1[cycle/mm]の逆数である1[mm]から導かれ、ここでは、ビーム径(d1)は、およそ400[μm]としている。前記ビーム径d1は、ビーム照射面における前記スポット光SPの単位面積当たりのパワーが最大値の1/eに低下する光ビームの両側の点の間の距離でここでは定義している。
As a method of capturing the light amount fluctuation according to the toner adhesion amount, a method of detecting based on a difference in regular reflection characteristics or irregular reflection characteristics between the toner particles and the surface of the image carrier, or a difference in reflection spectral characteristics between the toner particles and the surface of the image carrier. There are detection methods and the like, and by combining these, detection with higher sensitivity can be performed. When utilizing the difference between regular reflection characteristics or irregular reflection characteristics, since the toner image generally has strong irregular reflection characteristics, the surface of the
前述の図19及び図20は図22の光反射型センサ(画質センサ)610を現像工程直後の中間転写ベルト5に対向させて設置した画像形成装置の作像プロセスの構成の一例を示す図である。スポット光SPによる感光体上の画像の走査は感光体の回転駆動によってなされ、図19または図20に示したような画像PT1,PT2を用紙搬送方向(図においては長手方向)に走査したときの反射光の出力を検出する。この反射光の前記増幅回路620からの光量(電圧)変動の状態を図24に示す。このときのスポット光SPの走査条件は、走査速度が200[mm/s]、走査距離が約11[mm]、データのサンプリング周期が75[μs]、すなわち、画像上でのサンプリング間隔は約15[μm]ピッチであり、平均処理工程などを含まない1回の走査のみである。なお、図27の光量平均値を求めることによってパターンに付着するトナー粒子152の平均付着量を算出することもできる。
19 and 20 described above are diagrams showing an example of the configuration of the image forming process of the image forming apparatus in which the light reflection type sensor (image quality sensor) 610 of FIG. 22 is installed facing the
1.4 視覚ノイズ(画質)
1.4.1 ノイズ量の算出
図24に示した時間をパラメータとして光量を出力する出力状態のままでは、画像濃度ムラの空間周波数特性が読み取れないため、前記演算回路630によって空間周波数特性を算出する。空間周波数特性の算出においては、高速フーリエ変換(FFT)等の公知の手法を適用するのが処理速度的にも好ましい。高速フーリエ変換による変換結果を図25に示す。なお、図25の6[cycle/mm]に見られるピークは図19および図20のドットパターンの繰り返し周波数によるものである。
1.4 Visual noise (image quality)
1.4.1 Calculation of Noise Volume Since the spatial frequency characteristic of the image density unevenness cannot be read in the output state in which the amount of light is output using the time shown in FIG. 24 as a parameter, the spatial frequency characteristic is calculated by the
図21から分かるように視覚特性は1[cycle/mm]付近の空間周波数をもつ濃度ムラに非常に敏感であることから、例えば図25における1[cycle/mm]付近のノイズ量を比較することにより、図20に示したパターン(画像PT2)の図19のパターン(画像PT1)に対する画質低下度を知ることができる。このように画質の低下が検出された場合には、適切な画像形成条件の制御を促すよう図22の測定装置における信号生成回路640により信号の生成を行う。この信号を受けて、図22に示した画像形成装置MFPの制御回路CONによって画像形成条件を自動的に制御し、可能な限り正常な画質に復元できるような自動制御を行う。
As can be seen from FIG. 21, the visual characteristics are very sensitive to density unevenness having a spatial frequency near 1 [cycle / mm]. For example, the noise amount around 1 [cycle / mm] in FIG. 25 is compared. Accordingly, it is possible to know the degree of image quality deterioration of the pattern (image PT2) shown in FIG. 20 with respect to the pattern (image PT1) shown in FIG. When a decrease in image quality is detected as described above, a signal is generated by the
自動制御のみでは画質の復元が不可能と判断された場合には、制御回路CONは、図示しない表示装置に現像剤や感光体等のパーツの交換を指示し、前記パーツの交換を促す。これらの手続きにより現像剤や感光体などの寿命を最大限に延ばすことができる。また、最低限必要なパターンの大きさが、約1[mm]×約10[mm]程度であるため、パターン画像形成によって消費されてしまうトナー量も最小レベルに抑えることができる。 When it is determined that the image quality cannot be restored only by automatic control, the control circuit CON instructs a display device (not shown) to replace parts such as a developer and a photoreceptor, and prompts replacement of the parts. These procedures can maximize the life of the developer and the photoconductor. Further, since the minimum required pattern size is about 1 [mm] × about 10 [mm], the amount of toner consumed by pattern image formation can be suppressed to the minimum level.
1.4.2 視覚ノイズ量の算出
図25の空間周波数特性を得た後に、前記演算回路630によって前記空間周波数特性に対して図21に示した視覚空間周波数特性の重み付けを行い、視覚ノイズ量を求める。図26は、この視覚ノイズ量と空間周波数との関係を示す図で、演算回路630の視覚ノイズ量の出力状態を示している。この重み付けは図25の特性に対して図26の特性を乗算することによって行う。この演算により、視覚に訴える空間周波数特性のみを抽出することができるため、狙いとする画質の検出が容易に行える。また、6[cycle/mm]付近に出現していた画像パターン構造による信号分を除去することも可能となるので、注目している画質に関係のない情報を除去することもできる。このように画質に関係のない情報を除去することができると、誤検出の発生をほとんどなくすことができる。
1.4.2 Calculation of Visual Noise Amount After obtaining the spatial frequency characteristic of FIG. 25, the
1.4.3 視覚ノイズの総量
図26に示した視覚ノイズ量を演算回路630を用いて0.2[cycle/mm]〜4[cycle/mm]の空間周波数領域に関して積分すると、図27に示すように視覚ノイズの総量が算出される。この値により視覚に訴えるほぼ全ての空間周波数領域において総合的な画質変化を知ることができる。
1.4.3 Total Amount of Visual Noise When the visual noise amount shown in FIG. 26 is integrated in the spatial frequency region of 0.2 [cycle / mm] to 4 [cycle / mm] using the
なお、後述の画質評価パターンは50%程度のハーフトーン画像を使用するのが良い。これは粒状性が目立ちやすいからである。まず、図22に示したような単眼センサの場合には画像パターン上、副走査方向の濃度変動連続データ、ラインセンサの場合には主副両走査方向の濃度変動連続データを収集する。モノクロセンサの場合にはある特定波長(色)のみの連続データ、カラーセンサの場合には複数波長(色)の連続データが収集される。 Note that an image quality evaluation pattern described later preferably uses a halftone image of about 50%. This is because the graininess is easily noticeable. First, in the case of a monocular sensor as shown in FIG. 22, continuous density fluctuation data in the sub-scanning direction is collected on the image pattern, and in the case of a line sensor, density fluctuation continuous data in the main and sub-scanning directions is collected. In the case of a monochrome sensor, continuous data of only a specific wavelength (color) is collected, and in the case of a color sensor, continuous data of a plurality of wavelengths (colors) is collected.
この収集された連続データを前述のようにしてフーリエ変換して濃度変動のパワースペクトラムを得る。このパワースペクトラムの平方根(変動の振幅)に視覚の空間周波数特性(VTF)を乗算し、前述のように周波数領域において視覚特性に基づいた濃度変動の重み付けを行う。この重み付けされた濃度変動量を積分することによって、粒状度を求める。これは濃度基準の粒状度の求め方であるが、最近は人間の視覚とのリニアリティーが良い明度の粒状度も採用されている。よって明度の粒状度を求める場合には、最初に濃度データを明度データに変換しておく必要がある。またカラー粒状度を求める場合には、明度情報に色度情報も加えて粒状度を算出する。以上が濃度変動データからの、粒状性情報の求め方である。このようにして求められた粒状性情報に基づいてフィードバック制御をかけることにより、粒状性の安定した画像を連続出力することができる。 The collected continuous data is Fourier transformed as described above to obtain a power spectrum of density fluctuation. The square root (amplitude of fluctuation) of the power spectrum is multiplied by the visual spatial frequency characteristic (VTF), and the density fluctuation is weighted based on the visual characteristic in the frequency domain as described above. The granularity is obtained by integrating the weighted density fluctuation amount. This is a method for obtaining density-based granularity, but recently, granularity of lightness with good linearity with human vision has also been adopted. Therefore, when obtaining the granularity of lightness, it is necessary to first convert density data into lightness data. When obtaining the color granularity, the granularity is calculated by adding the chromaticity information to the lightness information. The above is how to obtain graininess information from density variation data. By applying feedback control based on the graininess information thus obtained, it is possible to continuously output images with stable graininess.
濃度ムラに基づいて画質を検出するためのパターンは前述の図19に示すようなパターン以外に例えば最小単位が600dpiのドットを2ピクセル×2ピクセルで1つの単位とし、スポット光SPの走査方向におけるドット配列の繰り返し周期z1を例えばおよそ170[μm](空間周波数f1はおよそ5.9[cycle/mm])とすると、前述のように400[μm]程度のビーム径を有するスポット光SPによって走査を行った場合には、図25のように6[cycle/mm]付近の空間周波数にスペクトルが現れる。この画像パターンそのものに起因するスペクトルが画質検出信号検出領域と重複してしまうのを避けるためには、走査方向におけるドット配列の繰り返し周期z1は250[μm]よりも小さく、好ましくは200[μm]よりも小さくする必要がある。そこで、ここではz1=170[μm]としている。 In addition to the pattern shown in FIG. 19, the pattern for detecting the image quality based on the density unevenness is, for example, a dot having a minimum unit of 600 dpi as one unit of 2 pixels × 2 pixels, and in the scanning direction of the spot light SP. If the dot array repetition period z1 is about 170 [μm] (spatial frequency f1 is about 5.9 [cycle / mm]), scanning is performed with the spot light SP having a beam diameter of about 400 [μm] as described above. When performing the above, a spectrum appears at a spatial frequency near 6 [cycle / mm] as shown in FIG. In order to avoid that the spectrum caused by the image pattern itself overlaps the image quality detection signal detection region, the dot array repetition period z1 in the scanning direction is smaller than 250 [μm], preferably 200 [μm]. It is necessary to make it smaller. Therefore, here, z1 = 170 [μm].
いずれにしても、後述の図29のフローチャートに示すように画質の検出を行うために前記像担持体上に画像パターンを形成する手順と、前記画像パターンに対してスポット光を照射する手順と、前記画像パターンを前記スポット光により走査して前記画像パターンから反射する光量を検出する手順と、前記検出された光量に基づいて画質を検出する手順とを備えたコンピュータプログラムにより画質検出機能を実現することも可能であり、このようなコンピュータプログラムはコンピュータによって読み取り可能に記録された記録媒体から、あるいはネットワークを介してサーバなどからダウンロードされて使用される。 In any case, as shown in the flowchart of FIG. 29 described later, a procedure for forming an image pattern on the image carrier to detect image quality, a procedure for irradiating the image pattern with spot light, An image quality detection function is realized by a computer program including a procedure for scanning the image pattern with the spot light and detecting a light amount reflected from the image pattern, and a procedure for detecting an image quality based on the detected light amount. Such a computer program is used by being downloaded from a recording medium recorded so as to be readable by a computer, or downloaded from a server or the like via a network.
なお、この制御は画質検出装置600の信号生成回路640からの出力信号に基づいて画像形成装置MFPの制御回路CONのCPUが実行する。CPUは、図示しないROMあるいはダウンロードされたプログラムに基づいて図示しないRAMをワークエリアとして使用しながら各処理を実行する。プログラムデータは図示しないネットワークを介してサーバから、あるいは図示しない記録媒体駆動装置を介して例えばCD−ROMやSDカードなどの記録媒体から図示しないハードディスクなどの記憶装置にダウンロードされ、あるいはバージョンアップが行われる。
This control is executed by the CPU of the control circuit CON of the image forming apparatus MFP based on the output signal from the
図28には、画質センサ(画質検知手段)の設置位置を示してある。設置位置1は感光体上、設置位置2は中間転写ベルト上、設置位置3は記録紙上未定着画像、設置位置4は記録紙上定着画像である。前述した様に設置位置4が理想であるが、この場合には画質検知用のパッチパターンを記録紙上に形成しなければならないので、ユーザに受け入れられるのかという問題がある。感光体上、中間転写体上ならば、形成したトナー像をそれぞれの媒体上のクリーニング装置でクリーニングすれば良いだけなので、ユーザへの負担(記録紙)という意味では問題ないと考えられる。但し、最終出力画像のチェックとはなり得ないので、例えばセンサ設置位置2で画質を検知する場合は、二次転写電流値、定着温度、記録紙条件、等個別の情報を加味した上で総合的に画像形成装置の状態を判定する必要がある。
FIG. 28 shows the installation position of the image quality sensor (image quality detection means). The
図29は画質センサのデータ処理の流れを示すフローチャートである。 FIG. 29 is a flowchart showing the data processing flow of the image quality sensor.
CCDセンサ603若しくはスポット光センサ等からの受光部出力(ステップS701)を、アンプ(増幅回路)620によって所望の値まで増幅し(ステップS702)、それをA/D変換器でデジタルデータに変換した後(ステップS703)、演算回路630でフーリエ変換(FFT演算)を行う(ステップS704)ことにより周波数帯域データとする。この周波数帯域データに人間の視覚特性であるVTFを重畳して(ステップS705)、人間の目に目立つ周波数領域のデータを重み付けし、最後に人間の目に感度のある周波数帯域のデータのみを積分する(ステップS707)ことにより画質数値を得る。
The light receiving unit output from the
この様にして画質情報を得るのであるが、ユーザによって要求される画質レベルは異なっているのが現状である。通常のオフィスユースではそれほど高画質は求められない傾向にあるが、デザイン関連のオフィスであればそれなりの高画質を求められるといった具合である。つまり、高画質を求めるユーザにはそれに応じた画質閾値を設定し、その閾値を越えた時点でマシンが異常であるとの判断を下さねばならない。このため、画質検知手段で検知・演算した画質が正常か否かを判定する基準として、ユーザの画質許容情報を閾値として予め装置内記憶手段に保有しておく(請求項3)ことが必要となるのである。この画質許容情報は、例えば装置納入時に画質サンプルをユーザに見せることにより規定すれば良く、その後にサービスマンによる入力、若しくは画質サンプルをスキャナで読み込ませる等により、画像形成装置の記憶手段に記憶させれば良い。 Although the image quality information is obtained in this manner, the image quality level required by the user is different at present. There is a tendency that high image quality is not required for normal office use, but a high image quality is required for offices related to design. In other words, an image quality threshold value corresponding to the user who desires high image quality must be set, and when the threshold value is exceeded, it must be determined that the machine is abnormal. For this reason, as a criterion for determining whether or not the image quality detected / calculated by the image quality detection means is normal, it is necessary to store the user's image quality allowance information in advance in the apparatus storage means as a threshold (claim 3). It becomes. This image quality allowance information may be specified by, for example, showing the image quality sample to the user when the apparatus is delivered, and then stored in the storage unit of the image forming apparatus by input by a service person or reading the image quality sample with a scanner. Just do it.
ユーザ毎に定められた画質許容情報の閾値を基準として、算出パラメータ導出のための複数種類の情報取得を継続する場合の画質許容情報の閾値は、前段で述べた様な方法で規定すれば良い。この閾値を基準として情報取得を継続する場合のフローチャートは、図17に示す通りのものである。最初の条件分岐「マシンの状態は正常か?」(ステップS502)の部分において、画質検知装置600で検知された画質と、予め記憶手段に保有されているユーザ毎の画質許容情報の閾値を比較し、閾値以下であれば正常、そうでなければ異常と判定する。情報取得の継続は、装置が正常と判定された場合のみ行い、異常と判定された場合には別途修理をした後、取得を再開する(ステップS501−S503)。正常データの蓄積を続けていくうち、データの蓄積量若しくは蓄積期間が規定量に達した後に、算出パラメータを導出・確定する(ステップS503−S506)。これが確定した後には、算出パラメータ用に正常データを収集する必要はなくなるので、画質検知装置600による画像形成装置MFPの状態判断は不要となる。そのため本発明においては、画質検知装置600は画像形成装置MFP本体とは別体の付加ユニットとして構成し、市場での稼働後、一定期間を経て算出パラメータが確定した後に画像形成装置本体から取り外すことができるようにしている。
The threshold value of the image quality allowance information in the case where the acquisition of a plurality of types of information for derivation of the calculation parameters is continued based on the threshold value of the image quality allowance information determined for each user may be defined by the method described in the previous stage. . A flowchart when information acquisition is continued with this threshold as a reference is as shown in FIG. In the first conditional branch “Is the machine state normal?” (Step S502), the image quality detected by the image
この付加ユニットとしての画質検知手段は、例えばメーカーからユーザに貸与しておき、不要になった時点でメーカーが引き上げるということを行うことができる。ユーザ側のメリットとしては、一定期間設置しておけばマシンの状態を判定して異常発生を予測するという機能を得られる、機能確立の後には取り外すことにより場所を取らない、購入しなくても良い、等が挙げられる。メーカー側のメリットとしては、画質検知手段をリサイクルして利用できる、お客様に購入して頂く必要がない、等が挙げられる。これらのメリットは、技術的なメリットよりもビジネスモデル的なメリットの色合いが強いと言える。 The image quality detection means as the additional unit can be lent to a user from a manufacturer, for example, and the manufacturer can pull it up when it becomes unnecessary. As a merit on the user side, if it is installed for a certain period of time, it can obtain the function of judging the state of the machine and predicting the occurrence of an abnormality. Good, etc. Advantages of the manufacturer include that the image quality detection means can be recycled and used, and that customers do not need to purchase it. It can be said that these merits are stronger in terms of business model merits than technical merits.
図30は画質検知装置を別体の付加ユニット700とした場合の具体的な構成の一例を示す図である。
この例においては、排紙トレイ機能に画質検知機能を複合した付加ユニット700となっている。付加ユニット700の上部には通常排紙経路710を通って排紙される従来の排紙トレイ720が設置され、その下側には箱状の容器730が配置されている。この付加ユニット700は、通常の排紙トレイ同様に画像形成装置本体に取り付けられるものとし、別途電気的にも画像形成装置本体側と接続される。したがって両者には通信手段が介在している。これは、画質検知情報を画像形成装置本体側に通知するためである。通常のプリント動作においては、上部排紙トレイ720上に記録紙が排出される。しかし、算出パラメータ用の正常データ収集動作時においては、画像形成装置の状態を判定するための画質検知モードが発動し、付加ユニット700の排紙経路切替手段750が自動的に開くことにより、付加ユニット700内部への排紙経路、すなわち画質検知用排紙経路740に切り替わる。
FIG. 30 is a diagram showing an example of a specific configuration in the case where the image quality detection apparatus is a separate
In this example, the
付加ユニット700内の入口部には搬送ローラ760と画質センサ770が設置されており、画像形成装置から排出されてきた画質検知用パッチパターンの載った記録紙を、搬送ローラ760によって安定して付加ユニット700内に引き込み、その後段に設置されている画質センサ770にてそのパッチパターンを読み込んだ後、図示しない演算部で画質数値を演算・算出する。画質センサ770部を通り抜けた記録紙は、画質検知サンプル貯蔵部780にストックされることになる。この画質検知サンプル貯蔵部780の容量は、算出パラメータ用に複数種類の情報を収集する期間に合わせて決められており、ユーザが検知後サンプルを取り出す必要がないものとする。充分なデータ数を収集し終えた時点で、付加ユニット700をその内部にストックされた画質検知サンプルと共に引き上げ、通常の排紙トレイ720を設置するものとする。
A
なお、画質演算部は画質センサ近傍に設置されていても良いし、画像形成装置本体の演算部を利用する形態でも良い。また、詳細な図示はしないが、図28に示す画質センサ設置位置に画質センサを含んだ付加ユニットを着脱容易な形態で取り付け可能とし、用済みになった後にサービスマンが取り外すという方法もある。この場合、付加ユニットの機能としては画質センサのみの機能とし、着脱容易な形状でさえあれば良い。 Note that the image quality calculation unit may be installed in the vicinity of the image quality sensor, or may use a calculation unit of the image forming apparatus main body. Although not shown in detail, there is also a method in which the additional unit including the image quality sensor can be attached in an easily attachable / detachable form at the image quality sensor installation position shown in FIG. In this case, the function of the additional unit is a function of only the image quality sensor, and it is sufficient that it has a shape that can be easily attached and detached.
算出パラメータ用のデータを収集する一定期間の決め方は、図17のフローチャートに記載の「データ蓄積は充分か?」のステップS505の判定に相当する。出力枚数によって決定される期間である場合には、「データ蓄積は充分か?」の条件判断は「X枚プリントしたか?」という条件判断となる。 A method of determining a certain period for collecting data for calculation parameters corresponds to the determination in step S505 of “Is data storage sufficient?” Described in the flowchart of FIG. When the period is determined by the number of output sheets, the condition determination “is data storage sufficient?” Is a condition determination “Is X printed?”.
この方式は最も素直な方法と考えられ、例えば排紙センサ出力や書込開始信号の監視により枚数をカウントしながら一定枚数間隔でデータを収集し、ある枚数に到達したらデータ収集を終了とする。この場合、ある一定枚数分だけ画像形成装置を駆動した場合の、装置の耐久劣化情報が含まれた算出パラメータとなる。感光体の回転数積算値によって決定される期間である場合も概念的には枚数管理と同様である。 This method is considered to be the most straightforward method. For example, data is collected at regular intervals while counting the number of sheets by monitoring the output of a paper discharge sensor or a writing start signal, and the data collection is terminated when a certain number of sheets is reached. In this case, the calculated parameter includes the durability deterioration information of the apparatus when the image forming apparatus is driven by a certain number of sheets. The period determined by the accumulated number of rotations of the photoconductor is conceptually similar to the number management.
データ収集間隔は一定の回転数積算値間隔となり、ある回転数積算値に到達した時点でデータ収集終了とする。この場合の算出パラメータも、装置の耐久劣化情報が含まれたものとなる。これらの方法は、装置の稼動時間基準のデータ収集方法と言え、任意の度合で装置の耐久劣化情報を含むことができる。しかし、収集されるデータにはマシンの置かれている環境変動が影響するとも考えられ、稼働時間基準のデータ収集方式では、環境変動からの影響が偏ってしまう可能性がある。この場合、異なる環境に装置が置かれた場合(若しくは季節が変わって環境が大きく異なった場合)、装置は正常に動作しているのに異常と判断される可能性がある。これを避けるために、稼動日数によって決定される期間とすることもできる。 The data collection interval is a fixed rotation speed integrated value interval, and data collection ends when a certain rotation speed integrated value is reached. The calculation parameter in this case also includes the durability deterioration information of the apparatus. These methods can be said to be data collection methods based on the operation time of the apparatus, and can include the durability deterioration information of the apparatus to an arbitrary degree. However, the collected data may be affected by environmental changes in which the machine is located. In the data collection method based on the operating time, there is a possibility that the influence from environmental changes may be biased. In this case, when the device is placed in a different environment (or when the environment changes greatly due to a change in season), it may be determined that the device is operating normally but is abnormal. In order to avoid this, a period determined by the number of working days can be used.
この場合は日数基準なので、データ収集も例えば1日何回何時に行う等の方法となる。稼動日数基準とする場合には、設定した日数期間内における環境変動の影響を含んだ算出パラメータとすることができるのがメリットである。特に、稼動日数によって決定される期間を1年とした場合、春夏秋冬全ての季節の環境情報を算出パラメータ内に取り込めるので、環境変動に対して信頼性の高い算出パラメータになると考えられる。一方、1年という期間が長すぎる(算出パラメータ確定による故障予測開始までの期間としても、画質検知手段の貸与期間としても)というデメリットもあるし、マシンの稼働時間にばらつきが生じるので、マシンの耐久劣化情報の影響がばらついてしまうというデメリットもある。 In this case, since it is based on the number of days, the data is collected, for example, how many times a day and what time. In the case of using the working days standard, it is an advantage that the calculation parameters including the influence of environmental fluctuations within the set days period can be used. In particular, if the period determined by the number of working days is set to one year, environmental information for all seasons of spring, summer, autumn and winter can be taken into the calculation parameters, so that it is considered that the calculation parameters are highly reliable against environmental fluctuations. On the other hand, there is a demerit that the period of one year is too long (even as a period until failure prediction is started by confirming the calculation parameters, or as a lending period for image quality detection means), and machine operating time varies. There is also a demerit that the influence of the durability deterioration information varies.
プリント枚数の少ないユーザでは装置の劣化が進まずに狭い範囲の正常データしか取れない可能性があり、逆にプリント枚数の多いユーザではマシン劣化が進みすぎて故障がちになってしまうと、正常データの収集に支障を来すことになってしまう。この他には、データ数が任意の値に到達するまでの期間とすることもできる。この場合は、データ収集間隔を前もって任意の方式(稼働時間基準若しくは日数基準等)決めておく必要があるが、決められた数の正常データによって算出パラメータを導出するので、母集団のデータ数不足の恐れがなくなる。また、必要最低限のデータ数を確保したら即、画質検知手段を引き上げることができるので、効率的な画質検知手段の運用が可能となる。収集されたデータ数基準の期間とするこの方式が最も合理的な方式と考えられる。 For users with a small number of prints, there is a possibility that only a narrow range of normal data can be obtained without deteriorating the device. Conversely, for users with a large number of prints, if the machine deteriorates too much and a failure tends to occur, normal data Will be a hindrance to the collection. In addition to this, a period until the number of data reaches an arbitrary value can also be used. In this case, it is necessary to determine the data collection interval in advance (any operating time standard or days standard), but the calculation parameters are derived from the determined number of normal data, so the number of data in the population is insufficient. The fear of Further, since the image quality detection means can be pulled up as soon as the necessary minimum number of data is secured, efficient operation of the image quality detection means becomes possible. This method, which is based on the period of collected data, is considered the most reasonable method.
以上の様に様々な期間の決め方があるが、実際にはこれらの方式を併用することもできる。基本的には、算出パラメータ用のデータ数は最少限度があるので、データ数が数えながらデータ収集を行い、最少限度のデータ数を確保した上で、稼働時間基準で期間を定義するか、日数基準で期間を定義するかの何れかが最も現実的であろう。場合によっては、稼働時間基準と日数基準の併用方式も考えられる。 As described above, there are various ways of determining the period, but actually, these methods can be used in combination. Basically, there is a minimum number of data for calculation parameters, so collect data while counting the number of data, secure the minimum number of data, and then define the period on the basis of operating hours or the number of days One of the most realistic would be to define a time period by criteria. In some cases, a combination of operating hours and days is also conceivable.
取得された前記複数種類の情報と、検知・演算された前記画質情報を、通信回線を通じて外部情報処理装置に送信する場合の外部情報処理装置とは、例えばプリンタサーバーやメーカーの監視センターのことである。収集されたデータを外部情報処理装置に送信する目的としては、外部情報処理装置に集まった複数台の画像形成装置のデータを用いて、画像形成装置集合体としての算出パラメータを導出することである。外部情報処理装置には複数の画像形成装置から情報が集まってきているので、例えばオフィスのフロア単位での算出パラメータ、マシンを使用されている業種毎の算出パラメータ、地理的な地域ごとの算出パラメータ、マシン機種毎の算出パラメータ、等の求め方が可能となる。 The external information processing apparatus when transmitting the acquired plural types of information and the detected and calculated image quality information to the external information processing apparatus through a communication line is, for example, a printer server or a manufacturer's monitoring center. is there. The purpose of transmitting the collected data to the external information processing apparatus is to derive calculation parameters as an image forming apparatus aggregate using data of a plurality of image forming apparatuses collected in the external information processing apparatus. . Since information is collected from a plurality of image forming apparatuses in the external information processing apparatus, for example, calculation parameters for each office floor, calculation parameters for each type of industry in which the machine is used, calculation parameters for each geographical area The calculation parameters for each machine model can be obtained.
この様に、画像形成装置集合体としての算出パラメータを求めることにより、その集合体毎に適切な算出パラメータとし、状態判定の信頼性を増すことができる。また、ある一定レベルを基準とした場合の複数の画像形成装置の好不調の状態を把握できるので、例えばサービスマンが訪れる優先順位を付ける場合等にも利用できる。 Thus, by obtaining the calculation parameters for the image forming apparatus aggregate, the calculation parameters are appropriate for each aggregate, and the reliability of state determination can be increased. Further, since the favorable state of a plurality of image forming apparatuses when a certain level is used as a reference can be grasped, it can be used, for example, when a priority order for a serviceman is given.
以上のように本実施例によれば以下のような効果を奏する。 As described above, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
1)画像形成装置が市場に出荷された後、ユーザ環境下での使用状態において、算出パラメータ導出に用いている正常データ群の母集団を増やしていくことにより、ユーザ環境の影響を受けた様々なバランスの正常データ群が母集団に含まれることになるので、状態判定の信頼性を高めることができる。 1) After the image forming apparatus is shipped to the market, in the usage state in the user environment, various populations affected by the user environment can be obtained by increasing the population of normal data groups used for calculation parameter derivation. Since a normal data group with a proper balance is included in the population, the reliability of the state determination can be improved.
2)正常動作時のデータ群を収集するためには、画像形成装置の状態が正常か否かを判断する手段が不可欠であるが、その判断手段として画質検知手段を設置することにより、出力画像基準で装置動作が正常か否かを判定できるようになる。これにより、正常動作時のデータ収集継続が可能となる。 2) In order to collect a data group during normal operation, means for determining whether or not the state of the image forming apparatus is normal is indispensable. By installing image quality detection means as the determination means, an output image can be obtained. Whether or not the device operation is normal can be determined based on the reference. As a result, data collection during normal operation can be continued.
3)画質検知手段はその時点での画質を数値化する手段であるが、その画質で満足かどうかはユーザによって異なる。よって、ユーザの許容する画質レベルを装置納入時にリサーチしておき、その情報を閾値として装置内記憶手段に保有しておくことにより、ユーザ要求の画質レベルに応じた装置状態の正常/異常判定が行えるようになる。またこの様にして、ユーザ毎に対応した異常発生予測を行うことにより、ユーザが不満を感じる前に対応・処置を行えるため、画質劣化による廃棄プリント枚数を抑制することができ、省資源のメリットもある。 3) The image quality detection means is a means for digitizing the image quality at that time, but whether the image quality is satisfactory depends on the user. Therefore, the image quality level allowed by the user is researched at the time of delivery of the apparatus, and the information is stored in the in-device storage means as a threshold value, so that the normal / abnormal determination of the apparatus state according to the image quality level requested by the user can be performed. You can do it. In addition, by predicting the occurrence of an abnormality corresponding to each user in this way, it is possible to respond and take action before the user feels dissatisfied, so the number of discarded prints due to image quality degradation can be suppressed, and resource saving benefits There is also.
4)ユーザが許容する画質を閾値として、画像形成装置が正常状態であると判断された場合にのみ、複数種類のデータの収集を行っていくことにより、ユーザの求める画質レベルに対応した算出パラメータが求められ、ユーザ個別対応の状態判定が可能となる。 4) A calculation parameter corresponding to the image quality level required by the user by collecting a plurality of types of data only when it is determined that the image forming apparatus is in a normal state with the image quality allowed by the user as a threshold. Therefore, it is possible to determine the state corresponding to each user.
5)画質検知手段は算出パラメータを導出する目的に使用されるものであり、算出パラメータが確定した後には不必要となる。このため、画質検知手段を外部付加装置として画像形成装置本体とは別体とすることにより、不必要になった後にはサービスマンにより引き上げることが可能となる。画質検知手段をユーザに貸与するという形にすれば、ユーザは一定期間の後には自動的にマシンの故障を予知して貰えるというメリットを得ることができ、また不要な装置をいつまでもマシンに設置しておかなくても良くなる。またメーカーは、引き上げた画質検知手段を新しく市場に投入される画像形成装置に再利用できるというメリットがあり、また必要以上に画質検知手段を製造せず、リユースしていくことにより環境負荷を増加させないというメリットもある。 5) The image quality detection means is used for the purpose of deriving the calculation parameter, and is unnecessary after the calculation parameter is determined. For this reason, the image quality detection means can be pulled up by the service person after it becomes unnecessary by making it an external additional device and a separate body from the image forming apparatus main body. By lending the image quality detection means to the user, the user can obtain the advantage of automatically predicting a machine failure after a certain period of time, and installing unnecessary devices in the machine forever. It does not have to be left. In addition, the manufacturer has the advantage that the raised image quality detection means can be reused for new image forming devices that are put on the market, and the environmental load is increased by reusing it without producing more image quality detection means than necessary. There is also a merit of not letting it.
6)算出パラメータが安定する迄の期間を、装置の実稼働状態を反映する出力枚数や感光体回転数積算値で定義することにより、装置の耐久劣化状態(これくらい使ったから、これくらい悪くなっているだろうという目安)を算出パラメータに反映できる。 6) By defining the period until the calculated parameter is stabilized by the number of output sheets that reflect the actual operating state of the device and the accumulated value of the photosensitive drum rotation, the device has deteriorated in durability (it has become so bad because it has been used so much). Can be reflected in the calculated parameters.
7)算出パラメータが安定する迄の期間を、日数基準で定義することにより、外乱としての環境変動を算出パラメータに反映することができる。特にその日数を1年間とすることにより、1年を通しての温湿度の変化を算出パラメータに反映することができるので、季節による状態判定の誤差がなくなるというメリットがある。 7) By defining the period until the calculated parameter is stabilized on the basis of the number of days, it is possible to reflect the environmental fluctuation as a disturbance in the calculated parameter. In particular, when the number of days is set to one year, a change in temperature and humidity throughout the year can be reflected in the calculation parameters, and there is an advantage that there is no error in state determination due to the season.
8)算出パラメータ導出に使用されるデータは、画質検知手段によって画質が正常であると判断されている間のデータであるため、出力枚数や日数基準で期間を決めた場合にはデータ母集団の数が規定できない。よって、算出パラメータ導出のためのデータ母集団が一定の大きさになった時点をもって一定期間とすることにより、効率的な画質検知手段のリユースが可能となる。 8) Since the data used for the calculation parameter derivation is data while the image quality detection means determines that the image quality is normal, when the period is determined on the basis of the number of output sheets or the number of days, the data population The number cannot be specified. Therefore, the image quality detection means can be reused efficiently by setting the data population for deriving the calculation parameters to a certain period when the data population becomes a certain size.
9)画像形成装置の複数種類情報と画質情報を外部情報処理装置に送信することにより、外部情報処理装置による複数の画像形成装置の状態監視が可能となる。 9) By transmitting plural types of information and image quality information of the image forming apparatus to the external information processing apparatus, it is possible to monitor the status of the plurality of image forming apparatuses by the external information processing apparatus.
10)外部情報処理装置において、複数の画像形成装置の情報を用いて画像形成装置集合体としての算出パラメータを導出することにより、例えば機種別やユーザ業種別、地域別等に応じた算出パラメータの導出が可能となる。 10) In the external information processing apparatus, by using the information of a plurality of image forming apparatuses to derive calculation parameters as an image forming apparatus aggregate, for example, the calculation parameters according to the model type, the user industry, the region, etc. Derivation is possible.
1 状態判定装置
2 情報取得部
3 指標値算出部
4 判定部
5 制御部
6 画像形成システム
600 画質検知装置
610 光反射型センサ
620 増幅回路
630 演算回路
640 信号生成回路
650 像担持体
700 付加ユニット
710 通常は意志経路
720 排紙トレイ
730 容器
740 画質検知用排紙経路
750 排紙経路切替手段
760 搬送ローラ
770 画質センサ
780画質検知サンプル貯蔵部
DESCRIPTION OF
Claims (17)
取得された複数の情報から単一の指標値を算出する指標値算出手段と、
算出された指標値によって前記対象機器の状態を判定する判定手段と、
を備え、前記対象機器の正常動作中に取得した前記複数種類の情報に基づいて、前記指標値算出のための算出パラメータを求める状態判定装置において、
前記情報取得手段は、前記対象機器が市場に出荷されて稼動している状態で前記算出パラメータ導出用に正常動作中の複数種類の情報を継続的に収集することを特徴とする状態判定装置。 Information acquisition means for acquiring a plurality of types of information related to the operation of the target device;
Index value calculation means for calculating a single index value from a plurality of pieces of acquired information;
Determination means for determining the state of the target device based on the calculated index value;
In a state determination device for obtaining a calculation parameter for calculating the index value based on the plurality of types of information acquired during normal operation of the target device,
The state determination apparatus, wherein the information acquisition unit continuously collects a plurality of types of information that is operating normally for the calculation parameter derivation in a state where the target device is shipped to the market and is operating.
前記画像形成装置の動作に関する複数種類の情報を取得する情報取得手段と、取得された複数の情報から単一の指標値を算出する指標値算出手段と、算出された指標値によって画像形成装置の状態を判定する判定手段とを含み、前記画像形成装置が市場に出荷されて稼動している状態で前記算出パラメータ導出用に正常動作中の複数種類の情報を継続的に収集し、前記画像形成装置の正常動作中に取得した前記複数種類の情報に基づいて前記指標値算出のための算出パラメータを求める状態判定装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that forms a visible image on a recording medium based on input image information,
An information acquisition unit that acquires a plurality of types of information related to the operation of the image forming apparatus, an index value calculation unit that calculates a single index value from the acquired plurality of information, and an image forming apparatus that uses the calculated index value Determination means for determining a state, and continuously collecting a plurality of types of information during normal operation for derivation of the calculation parameter in a state where the image forming apparatus is shipped and operated in the market, and the image formation An image forming apparatus comprising: a state determination device that obtains a calculation parameter for calculating the index value based on the plurality of types of information acquired during normal operation of the device.
画像形成装置から排紙された用紙を集積する排紙トレイと、
画質検知済みの用紙を集積する集積部と、
前記排紙トレイまたは前記集積部へと用紙搬送方向を切り替える切り替え手段と、
前記集積部側に導入された用紙上に形成された画像の画質の検知する画質検知手段と、
を備えていることを特徴とする画質検知装置。 In an image quality detection apparatus that is detachably provided in an image forming apparatus and detects the image quality of the image by introducing an image-formed sheet discharged from the image forming apparatus,
A paper discharge tray for collecting sheets discharged from the image forming apparatus;
A stacking unit for stacking paper whose image quality has been detected;
Switching means for switching the paper transport direction to the paper discharge tray or the stacking unit;
Image quality detecting means for detecting the image quality of the image formed on the paper introduced on the stacking unit side;
An image quality detection device comprising:
取得された複数の情報から単一の指標値を算出する指標値算出手段と、
算出された指標値によって画像形成装置の状態を判定する判定手段と、
を備え、前記対象機器の正常動作中に取得した前記複数種類の情報に基づいて、前記指標値算出のための算出パラメータを求める状態判定方法において、
市場において前記画像形成装置が正常動作中か否かを判定するために出力画像の画質を検知する画質検知手段を前記画像形成装置本体とは別体に着脱可能に設け、予め設定した期間が経過したときに前記画質検知手段を前記画像形成装置から取り外すことを特徴とする状態判定方法。 Information acquisition means for acquiring a plurality of types of information related to the operation of the target device;
Index value calculation means for calculating a single index value from a plurality of pieces of acquired information;
Determination means for determining the state of the image forming apparatus based on the calculated index value;
In a state determination method for obtaining a calculation parameter for calculating the index value based on the plurality of types of information acquired during normal operation of the target device,
In order to determine whether or not the image forming apparatus is operating normally in the market, an image quality detecting means for detecting the image quality of the output image is detachably provided separately from the image forming apparatus main body, and a preset period has elapsed. A state determination method, wherein the image quality detection means is removed from the image forming apparatus when
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