JP2007172127A - シミュレーションシステム、シミュレーション装置、画像形成装置、シミュレーション方法、プログラムおよび記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】高い同定精度で、画像形成装置の動作をシミュレートすることができるシミュレーションシステムを提供する。
【解決手段】各画像形成装置Ａ〜Ｄにおいては、それぞれ、モニタ＆解析モジュール７０２により、プリンタ制御ファームウエア５１４とプリンタ部Ｐ間の実際の制御出力値と制御結果に応じた入力値に関する時系列データが、ＨＤＤユニット５１２に格納される。ＰＣは、例えば画像形成装置Ｄにアクセスし、そのＨＤＤユニット５１２に格納されている時系列データを収集する。そして、収集された時系列データを近似するための近似式が求められ、この近似式は、ＰＣの画像形成装置シミュレータ７０１に組み込まれる。次いで、ＰＣにおいて、プリンタ制御ファームウエア５１４が実行され、この制御下で、画像形成装置シミュレータ７０１を用いた制御シミュレーションが行われる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、画像形成装置の動作のシミュレーションを行うためのシミュレーションシステム、シミュレーション装置、画像形成装置、シミュレーション方法、プログラムおよび記憶媒体に関する。

近年、電子写真方式の画像入出力装置に対しては、ユーザによる、高画質化、高生産性化などへの要求が高まりつつあり、かつこのような要求に対する迅速な対応が求められている。その結果、製品開発をより短期間でより効率よく行う必要があり、このことは、装置の制御ソフトウエア開発においても同様に必要なことである。

従来、上述の要求に応えるための手法として、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）上のソフトウエアによって仮想的に構築された装置を用いたシミュレーション方法がある。そして、このシミュレーション方法により、電子写真方式の画像形成装置の実装ファームウエアがない状態において、実装されるソフトウエアを検証する技術が提案されている（例えば特許文献１および２参照）。

上記ソフトウエア検証技術により、画像形成装置の試作機検討を行う以前の段階で実機ソフトウエアの作成および不具合修正などの作業を先行して行うことができる。その結果、最終製品のための制御ファームウエアを早期に完成させることが可能になる。
特開平１０−１８７４９４号公報 特開２００２−００７４８３号公報

上述したシミュレーションを主体としたソフトウエア開発を行うためには、実機上でのファームウエアの動作とシミュレータ上でのファームウエア動作が同じものになることが理想である。しかし、実機動作に対するシミュレーションの同定精度を、実機上でのファームウエアの動作とシミュレータ上でのファームウエアの動作とを全く同一にするような精度にすることはできない。ここで、例えば、同定精度が低く、シミュレータ上でのファームウエアの動作が、実機上でのファームウエアの動作と大きく異なるような場合、シミュレーションによって実機ファームウエアの検証を行うことは、非常に難しくなる。よって、同定精度を高くし、シミュレータ上でのファームウエアの動作を、可能な限り、実機上でのファームウエアの動作に近づけることが、望ましく、また、重要なことである。

例えば、実際の動作を規定する動作アルゴリズムが明確であるような電子部品、ユニットなどの場合、先に述べたシミュレーションによる同定精度が比較的高くなるので、シミュレーション上でのファームウエア動作に基づいて実機の動作検証を行うことは、非常に有効である。

しかしながら、画像形成装置の全体の動作は、シートの搬送挙動、トナー像の転写挙動のような様々な物理現象が相互に関連し合うことで実現されているので、動作アルゴリズムに関しては、不明確な点が多い。そのため、シミュレータ上での画像形成装置の動作に関して、その同定精度を高めることは、非常に困難である。

従って、ソフトウエアの開発においては、単純なアルゴリズムに基づくシミュレータを用いて、ソフトウエアの基本的な動作検証が行われる。そのため、最終的には、試作機または実機での動作確認および制御ファームウエアの細部調整を行うことが必要になる。

また、画像形成装置を最終的に製品として完成するためには、様々な使用環境、ユーザの使用パターンなどの使用条件を予測し、予測された使用条件下で耐久試験を行う必要がある。よって、この耐久試験により、ハードウエアおよびソフトウエアの動作に関して、問題が生じないか否かの検証が行われることになる。

しかしながら、装置の機能および性能の向上のために、最新のハードウエアが実装されることが多く、これにより、制御ファームウエアは益々複雑化することになる。そのため、予測された使用条件下での耐久試験などに合格して製品化された装置の実際の使用条件が、予測された使用条件と異なる場合があり、このような場合、予想されないような制御上の不具合が生じることがある。

本発明の目的は、高い同定精度で、画像形成装置の動作をシミュレートすることができるシミュレーションシステム、シミュレーション装置、画像形成装置、シミュレーション方法、プログラムおよび記憶媒体を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、画像形成装置における制御系から被制御系へ出力される制御値と、該制御値による前記被制御系の制御結果として前記被制御系から前記制御系へ入力される入力値とを時系列に取得するデータ取得装置と、前記時系列に取得された複数の制御値および該制御値のそれぞれに対応する入力値を含む時系列データ群を保持するデータ保持装置と、前記画像形成装置の前記制御系による制御環境と同一の制御環境下において前記画像形成装置の前記被制御系の動作を同定するためのアルゴリズムに従って、前記被制御系へ出力される制御値に対応する前記画像形成装置の前記被制御系の制御結果をシミュレートするシミュレーション装置とを備え、前記シミュレーション装置の前記アルゴリズムには、前記データ保持装置に保持されている時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係が組み込まれていることを特徴とするシミュレーションシステムを提供する。

本発明は、上記目的を達成するため、制御系から被制御系へ出力される制御値と、該制御値による前記被制御系の制御結果として前記被制御系から前記制御系へ入力される入力値とを時系列に取得するデータ取得手段と、前記時系列に取得された複数の制御値および該制御値のそれぞれに対応する入力値を含む時系列データ群を保持するデータ保持手段とを有する画像形成装置の動作のシミュレーションを行うシミュレーション装置であって、前記画像形成装置の前記制御系による制御環境と同一の制御環境を構築する制御環境構築手段と、前記制御環境構築手段により構築された制御環境下において前記画像形成装置の前記被制御系の動作を同定するためのアルゴリズムに従って、前記被制御系へ出力される制御値に対応する前記画像形成装置の前記被制御系の制御結果をシミュレートするシミュレーション手段とを備え、前記アルゴリズムには、前記データ保持手段に保持されている時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係が組み込まれていることを特徴とするシミュレーション装置を提供する。

本発明は、上記目的を達成するため、制御系から被制御系へ出力される制御値と該制御値による前記被制御系の制御結果として前記被制御系から前記制御系へ入力される入力値とを時系列に取得するデータ取得手段と、前記時系列に取得された複数の制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値とを含む時系列データ群を保持するデータ保持手段とを備え、前記時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係が、シミュレーション装置による前記制御系から前記被制御系へ出力される制御値による前記被制御系の制御結果をシミュレーションする際に使用されることを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明は、上記目的を達成するため、画像形成装置における制御系から被制御系へ出力される制御値と、該制御値による前記被制御系の制御結果として前記被制御系から前記制御系へ入力れる入力値とを時系列に取得するデータ取得工程と、前記時系列に取得された複数の制御値および該制御値のそれぞれに対応する入力値を含む時系列データ群を記憶手段に保持するデータ保持工程と、前記画像形成装置の前記制御系による制御環境と同一の制御環境下において前記画像形成装置の前記被制御系の動作を同定するためのアルゴリズムに従って、前記被制御系へ出力される制御値に対応する前記画像形成装置の前記被制御系の制御結果をシミュレートするシミュレーション工程とを有し、前記アルゴリズムには、前記記憶手段に保持されている時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係が組み込まれていることを特徴とするシミュレーション方法を提供する。

本発明は、上記目的を達成するため、制御系から被制御系へ出力される制御値と、該制御値による前記被制御系の制御結果として前記被制御系から前記制御系へ入力される入力値とを時系列に取得するデータ取得手段と、前記時系列に取得された複数の制御値および該制御値のそれぞれに対応する入力値を含む時系列データ群を保持するデータ保持手段とを有する画像形成装置の動作のシミュレーションを行うシミュレーション装置をコンピュータ上に構築するためのプログラムであって、前記画像形成装置の前記制御系による制御環境と同一の制御環境下において前記画像形成装置の前記被制御系の動作を同定するためのアルゴリズムに従って、前記被制御系へ出力される制御値に対応する前記画像形成装置の前記被制御系の制御結果をシミュレートするシミュレーションモジュールを有し、前記アルゴリズムには、前記データ保持手段に保持されている時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係が組み込まれていることを特徴とするプログラムを提供する。

本発明は、上記目的を達成するため、上記プログラムをコンピュータ読み取り可能に格納したことを特徴とする記憶媒体を提供する。

本発明によれば、高い同定精度で、画像形成装置の動作をシミュレートすることができる。これにより、シミュレーションにより得られた制御結果を実際の制御結果に近づけることができ、高い精度で、動作検証を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係るシミュレーションシステムを構成する画像形成装置の構成を示す縦断面図、図２は図１のコントローラユニット２００の構成を示すブロック図、図３は図１のデジタル画像処理部２１２の構成を示すブロック図、図４は図２の外部Ｉ／Ｆ２１３と外部装置との接続状態を模式的に示すブロック図である。

画像形成装置１００は、図１に示すように、カラー原稿をカラー読取可能なリーダ部Ｒと、電子写真方式によりシート上にカラー画像形成可能なプリンタ部Ｐとを備える。

リーダ部Ｒは、原稿を原稿台ガラス２０１へ給送する自動原稿給送装置（ＡＤＦ）２０２を搭載する。自動原稿給送装置２０２から原稿台ガラス（プラテン）２０１上へ給送された原稿は、ハロゲンランプ、蛍光灯などの各光源２０３，２０４から対応する反射傘２０５，２０７を経た光により照明される。照明された原稿からの反射光は、各ミラー２０７〜２０９およびレンズ２１０を経て、基板２１１に実装されるカラーＣＣＤ１０１上に結像される。各光源２０３，２０４、およびミラー２０７は、キャリッジ２１４に収容される。各ミラー２０８，２０９は、キャリッジ２１５に収容される。キャリッジ２１４は速度Ｖで、キャリッジ２１５は速度Ｖ／２で、駆動モータ２１６により、副走査方向へ移動される。この副走査方向は、ＣＣＤ１０１の電気的走査（主走査）方向に対して直交する方向である。このキャリッジ２１４およびキャリッジ２１５の移動により、原稿台ガラス２０１上の原稿全面が走査（副走査）される。

ＣＣＤ１０１は、結像された光像を電気信号（アナログ画像信号）に変換し、この電気信号は、基板２１１を経てデジタル画像処理部２１２へ入力される。デジタル画像処理部２１２は、ＣＣＤ１０１から入力された電気信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号に対して各種処理を施し、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各信号を生成する。また、デジタル画像処理部２１２は、外部Ｉ／Ｆ２１３を介して入力された画像データに対して各種処理を施し、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各信号を生成する。

このデジタル画像処理部２１２は、具体的には、図３に示すように、ＣＣＤ１０１からの電気信号（アナログ画像信号）が入力されるサンプルホールド部（クランプ＆Ａｍｐ＆Ｓ／Ｈ＆Ａ／Ｄ）１０２を有する。サンプルホールド部１０２は、入力されたアナログ画像信号をサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）し、アナログ画像信号のダークレベルを基準電位にクランプする。そして、アナログ画像信号は、所定レベルまで増幅された後に、デジタル画像信号例えばＲ，Ｇ，Ｂの８ビットの各デジタル信号に変換される。

次いで、Ｒ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号は、シェーディング部１０３に入力される。シェーディング部１０３は、入力されたＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号に対して、シェーディング補正および黒補正を施す。この補正後のＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号は、つなぎ部（つなぎ＆ＭＴＦ補正＆原稿検知部）１０４に入力される。つなぎ部１０４は、つなぎ処理、ＭＴＦ補正おおよび原稿検知処理を行う。ＣＣＤ１０１が３ラインＣＣＤの場合、ライン間の読取位置が異なるため、つなぎ処理は、読取速度に応じてライン毎の遅延量を調整し、３ラインの読取位置が同じになるように信号タイミングを補正する。ＭＴＦ補正は、読取速度および変倍率によって読取のＭＴＦが変るため、その変化を補正する。原稿検知処理は、原稿台ガラス２０１上の原稿を走査することにより原稿サイズを検知する。

つなぎ部１０４で読取位置タイミングが補正されたＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号は、入力マスキング部１０５に入力される。入力マスキング部１０５は、ＣＣＤ１０１の分光特性、光源２０３，２０４および反射傘２０５，２０６の分光特性を補正する。入力マスキング部１０５から出力されたＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号は、外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）２１３からの信号との切り換え可能なセレクタ１０６に入力される。また、セレクタ１０６には、外部Ｉ／Ｆ２１３を介して外部装置からの信号が入力される。セレクタ１０６は、上記Ｒ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号を外部Ｉ／Ｆ２１３または後述する下流のブロックへ出力し、また、外部Ｉ／Ｆ２１３を介して入力された信号を後述する下流のブロックへ出力する。

セレクタ１０６から出力されたＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号は、色変換部（色空間圧縮＆下地除去＆ＬＯＧ変換部）１０７と下地除去部１１５とにそれぞれ入力される。下地除去部１１５は、入力されたＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号に対して下地除去を施し、下地除去後のＲＧＢの各デジタル信号は、黒文字判定部１１６に入力される。黒字判定部１１６は、原稿中の文字が黒い文字であるか否かを判定し、原稿から黒文字信号を生成する。

色変換部１０７は、セレクタ１０６からのＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号がプリンタ部Ｐで再現可能な範囲内の信号であるか否かを判定する。ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号がプリンタ部Ｐで再現可能な範囲内の信号でない場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号は、プリンタ部Ｐで再現可能な範囲内の信号になるように補正される。Ｒ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号がプリンタ部Ｐで再現可能な範囲内の信号である場合、当該信号に対する補正は行われない。そして、Ｒ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号に対して下地除去処理が行われた後、Ｒ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号は、ＬＯＧ変換によりＣ，Ｍ，Ｙの各信号に変換される。

色変換部１０７から出力されたＣ，Ｍ，Ｙの各信号は、遅延部１０８において、出力タイミングを調整するために遅延される。遅延されたＣ，Ｍ，Ｙの信号は、上記黒文字判定部１１６で生成された信号とともに、モワレ除去部１０９へ入力される。モワレ除去部１０９は、入力されたＣ，Ｍ，Ｙの各信号に対してモワレを除去し、モアレ除去後の各信号は、変倍処理部１１０に入力される。変倍処理部１１０は、入力されたＣ，Ｍ，Ｙの各信号に対して主走査方向への変倍処理を行う。変倍処理されたＣ，Ｍ，Ｙの各信号は、ＣＭＹＫ信号生成部（ＵＣＲ＆マスキング＆黒文字反映部）１１１へ入力される。ＣＭＹＫ信号生成部１１１は、ＵＣＲ処理により、Ｃ，Ｍ，Ｙの各信号からＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ信号を生成する。生成されたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各信号は、マスキング処理により、プリンタ部Ｐの出力に適した信号に補正されるとともに、黒文字判定部１１６で生成された判定信号がＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各信号にフィードバックされる。

ＣＭＹＫ信号部１１１で生成されたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各信号は、γ補正部１１２において濃度調整された後にフィルタ部１１３に入力される。フィルタ部１１３は、入力されたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各信号に対してスムージングまたはエッジ処理を施し、当該処理後のＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各信号を出力する。

上記デジタル画像処理部２１２で生成されたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各信号は、コントローラユニット２００へ入力される。コントローラユニット２００は、入力されたＣ，Ｙ，Ｍ，Ｋの各信号を、プリンタ制御Ｉ／Ｆ２５３を介して、プリンタ部Ｐへ送出する。

このコントローラユニット２００は、具体的には、図２に示すように、メモリ３０３またはＨＤＤユニット５１２に格納されているプログラムに従い画像形成装置全体の制御を行うとともに、個別処理を実行するＣＰＵ３０１を有する。コントローラユニット２００は、ＣＰＵ３０１は、デジタル画像処理部２１２、外部Ｉ／Ｆ２１３、プリンタ制御Ｉ／Ｆ２５３のそれぞれを接続するためのＩ／Ｆを有し、当該Ｉ／Ｆを介して、外部Ｉ／Ｆ２１３、プリンタ制御Ｉ／Ｆ２５３のそれぞれと、制御を行うための情報をやり取りする。ここで、外部Ｉ／Ｆ２１３は、画像情報やコード情報などの画像データを外部装置とやり取りするためのインタフェースであり、具体的には、図４に示すように、ファクシミリ装置４０１、ＬＡＮインタフェース装置４０２などを接続することが可能である。プリンタ制御Ｉ／Ｆ２１５は、ＣＰＵ３０１とプリンタ部Ｐとを接続するためのインタフェースであり、デジタル画像処理部２１２からＣＰＵ３０１を経由して送出されたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各信号とともに、ＣＰＵ３０１からプリンタ部Ｐに対する制御信号を入力する。

また、ＣＰＵ３０１は、操作部３０２を接続するためのＩ／Ｆを有し、当該Ｉ／Ｆを介して操作部３０２から入力される操作情報に基づいて対応する制御または処理を行う。また、操作部３０２に設けられている表示パネルに表示する情報が、上記Ｉ／Ｆを介して、操作部３０２へ送出される。

操作部３０２は、ユーザによる操作情報などの情報を入力するためのハードキーおよび上記表示パネルを有する。上記表示パネルには、設定内容、入力情報などの各種情報が表示される。また、上記表示パネルには、操作情報などの情報を入力するためのソフトキーが表示可能である。

プリンタ部Ｐは、図１に示すように、図中の矢印Ａが示す方向へ回転駆動される感光体２２５を有する。感光体２２５の周囲には、一次帯電器２２１、露光装置２１８、黒現像装置２１９、カラー現像ユニット２２３、転写帯電器２２０、クリーナ２２２が配置されている。

一次帯電器２２１は、感光体２２５の表面を一様の電位に帯電させるための帯電器である。露光装置２１８は、プリンタ制御Ｉ／Ｆ２１５を介して入力されたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各信号に基づいてレーザ光を変調し、変調されたレーザ光により感光体２２５表面上を露光走査する。これにより、感光体２２５表面には、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色にそれぞれ対応する静電潜像が形成される。

黒現像装置２１９は、黒の静電潜像が形成された感光体２２５に対して黒のトナーを供給する。これにより、感光体２２５に形成された黒の静電潜像は黒のトナー像として可視像化される。カラー現像ユニット２２３は、フルカラー現像のための３台の現像装置２２３Ｙ，２２３Ｍ，２２３Ｃを搭載する。現像装置２２３Ｙは、イエローの静電潜像が形成された感光体２２５に対してイエローのトナーを供給し、イエローの静電潜像をイエローのトナー像として可視像化する。現像装置２２３Ｍは、マゼンタの静電潜像が形成された感光体２２５に対してマゼンタのトナーを供給し、マゼンタの静電潜像をマゼンタのトナー像として可視像化する。現像装置２２３Ｃは、シアンの静電潜像が形成された感光体２２５に対してシアンのトナーを供給し、シアンの静電潜像をシアンのトナー像として可視像化する。Ｃ，Ｍ，Ｙの各色を現像する際には、現像ユニット２２３は図中の矢印Ｒが示す方向へ回転され、対応する色の現像装置が感光体２２５に当接するように位置決めされる。

感光体２２５上にトナー像が形成される毎に、そのトナー像は、転写帯電器２２０により、中間転写ベルト２２６に転写される。すなわち、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４色のトナー像が中間転写ベルト２２６上に重ね合わされて転写される。これにより、中間転写ベルト２２６上には、フルカラーのトナー像が形成されることになる。ここで、トナー像が中間転写ベルト２２６に対して転写された後の感光体２２５上に残留するトナーは、クリーナ２１９により除去される。

中間転写ベルト２２６は、感光体２２５の外周の長さに対して、ｎ（ｎは整数）倍の周長さを有する。このような中間転写ベルト２２６の周長と感光体２２５の外周との関係により、中間転写ベルト２２６が１周する間に、感光体２２５は整数回転し、中間転写ベルト２２６が１周する前と全く同じ状態に戻る。よって、中間転写ベルト２２６上に４色のトナー像を重ね合わせる際に（中間転写ベルト２２６は４周回る）、感光体２２５の回転ムラによる色ズレを回避することができる。

また、中間転写ベルト２２６の周長は、その周方向に沿うサイズが所定サイズ、例えば少なくともＡ４サイズ２画像分（２枚の用紙分）のトナー像を転写することが可能な長さに設定されている。これにより、４色重ね合わせたカラー画像を形成するために中間転写ベルト２２６が４周回る間に、中間転写ベルト２２６上に、２枚の用紙分のカラートナー像を転写することが可能になる。これは、２枚貼りと呼ばれるものであり、これにより生産性の向上が図られている。

中間転写ベルト２２６は、各ローラ２２７，２２８，２２９に掛け渡されている。ローラ２２７は、中間転写ベルト２２６を駆動するための駆動ローラである。ローラ２２８は、中間転写ベルト２２６の張力を調節するテンションローラである。ローラ２２９は、二次転写ローラ２３１に対するバックアップローラである。ローラ２２７とローラ２２９との間には、基準位置を検知する反射型センサ２２４が配置されている。反射型センサ２２４は、中間転写ベルト２２６の外周面の縁部に設けられた反射テープなどのマーキングを検知してＩ−ｔｏｐ信号を出力する。このＩ−ｔｏｐ信号は、画像形成開始を指示するための信号であり、この信号が露光装置２１８に入力されると、露光装置２１８は、レーザ光を発光し、感光体２２５に対して露光走査を開始する。

二次転写ローラ２３１は、転写ローラ脱着ユニット２５０により、中間転写ベルト２２６に当接するように、また中間転写ベルト２２６から離脱するように駆動される。中間転写ベルト２２６を挟んでローラ２２７と対向する位置には、ベルトクリーナ２６８が設けられている。ベルトクリーナ２６８は、ベルトクリーナ脱着ユニット２３２により、中間転写ベルト２２６に当接するようにまたは中間転写ベルト２２６から離脱するように駆動される。ベルトクリーナ２６８が中間転写ベルト２２６に当接されると、中間転写ベルト２２６上の残留トナーがベルトクリーナ２６８のブレードにより掻き落とされる。

中間転写ベルト２２６上に形成されたトナー像は、カセット２４０，２４１、または手差し給紙部２５３から給紙されたシートに転写される。具体的には、各カセット２４０，２４１に収納されたシートは、ピックアップローラ２３８，２３９によりピックアップされ、各給紙ローラ対２３７，２３６，２３５により、給紙パス２６６に沿ってレジストローラ２５５へ向けて搬送される。また、手差し給紙部２５３に積載されたシートは、ピックアップローラ２５４によりピックアップされ、給紙ローラ対２３５を経てレジストローラ２５５へ向けて送り出される。各カセット２４０，２４１、手差し給紙部２５３のそれぞれには、シートの有無を検知するためのシート無検センサ２４３，２４４，２４５が設けられている。また、各カセット２４０，２４１、手差し給紙部２５３のそれぞれには、シートのピックアップ不良を検知するための給紙センサ２４７，２４８，２４９が設けられている。

カセット２４０，２４１または手差し給紙部２５３から送り出されたシートは、その先端が駆動停止中のレジローラ２５５に突き当てられた状態で一旦停止される。これにより、上記シートの斜行補正が行われることになる。この斜行補正後、画像形成開始タイミング（転写タイミング）に合わせてレジストローラ２５５が駆動され、二次転写ローラ２３１と中間転写ベルト２２６との間に形成されたニップ部へ給送される。この際、二次転写ローラ２３１は転写ローラ脱着ユニット２５０により駆動されて中間転写ベルト２２６と当接されている。中間転写ベルト２２６上に形成されたトナー像は、上記ニップ部において、給送されたシート上に転写される。トナー像が転写されたシートは、搬送ベルト２３０を介して、定着装置２３４に送られる。

定着装置２３４は、シート上のトナー像の吸着力を補う２つの定着前帯電器２５１，２５２および一対の定着ローラ２３３を有し、定着ローラ２３３間には、シートを狭持搬送するためのニップ部が形成される。シートが上記ニップ部を通過する際に、シート上のトナー像は、熱圧され、シート上に定着される。

定着装置２３４を通過したシートは、フラッパ２５７により排紙パス２５８または裏面パス２５９へ導かれる。画像形成が終了したシートは、シートフラッパ２５７により排紙パス２５８に導かれ、このシートは、排紙ローラ２６７を経て排紙トレイ２４２へ排出される。

また、シートの両面に対して画像形成を行う両面モード時には、表面に画像形成されたシートは、フラッパ２５７により裏面パス２５９へ導かれ、このシートは、各反転ローラ２６０により、両面反転パス２６１内に一旦搬送される。

次いで、シートがその送り方向幅の分両面反転パス２６１内に搬送された後に、シートの搬送方向が両面反転パスガイド２６９によって切り替えられる。そして、シートは、反転ローラ２６０の逆回転駆動および両面パス搬送ローラ２６２の駆動により表裏が反転されて、画像形成面を下向きにした状態で両面パス２６３に沿って再給紙ローラ２６４に向けて搬送される。

再給紙ローラ２６４に向けて搬送されるシートが再給紙ローラ２６４の直前位置に配置されている給紙センサ２６５により検知される。この検知時点から、シートの先端が駆動停止している再給紙ローラ２６４に突き当たるまでの所定時間が経過すると、シートの搬送動作が一旦停止される。これにより、シートに対する斜行補正が行われる。

斜行補正後、所定のタイミングが到来すると、再給紙ローラ２６４が起動され、シートは画像形成面を裏面とした状態で再度給紙パス２６６へ搬送される。そして、シートの表面に対する画像形成と同様の手順で、シートの裏面への画像形成が行われる。このようにして表裏両面に画像形成がされたシートは、排紙フラッパ２５７により、排紙パス２５８へ導かれ、排紙トレイ２４２上へ排紙される。

本実施の形態における画像形成装置１００は、特に画像形成部（露光から二次転写までのプロセスを含む系）に対する制御ファームウエアの設計および検証を汎用ＰＣ上のシミュレーション環境で行うことを前提条件として構成されている。すなわち、画像形成装置１００は、上記前提条件を満足する、ファームウエアおよび制御ハードウエアを含む制御ユニットアーキテクチャによって構成されている。

本実施の形態における制御ユニットアーキテクチャについて、コンコントローラユニット２００との関連を含めて、図５を参照しながら詳細に説明する。図５は図１の画像形成装置における制御ユニットアーキテクチャを示すブロック図である。

本実施の形態の制御ユニットアーキテクチャは、図５に示すように、画像形成装置１００全体の動作を制御するコントローラユニット２００と、上記プリンタ部Ｐに対する制御ＩＯとして機能するプリンタコントロールＩ／Ｏユニット５０２とから構成される。プリンタコントロールＩ／Ｏユニット５０２は、ＩＯモジュール５０９、シリアル通信モジュール５１０および負荷制御モジュール５１１を有する。ＩＯモジュール５０９およびシリアル通信モジュール５１０は、画像形成動作に必要な複数の制御要素との通信手段として設けられている。モータ負荷５０４、レーザユニット５０６、定着制御ユニット５０７、現像制御ユニット５０８などのプリンタコントロールＩ／Ｏユニット５０２と各制御要素とは、制御バス５１２を介して接続され、各制御要素は、制御バス５１２を介してプリンタコントロールＩ／Ｏユニット５０２から制御される。

ここで、制御要素としては、モータ負荷５０４、電源ユニット５０５、レーザユニット５０６、定着制御ユニット５０７、現像制御ユニット５０８などがある。モータ負荷５０４は、搬送ローラを駆動するモータなどの各種モータを制御するためのユニットである。電源ユニット５０５は、入力電源、各ブロックへの電源供給を制御するためのユニットである。レーザユニット５０６は、露光装置２１８の動作を制御するためのユニットである。定着制御ユニット５０７は、定着装置２３４における温調制御などを行うユニットである。現像制御ユニット５０８は、黒現像装置２１９、カラー現像ユニット２２３などの動作を制御するユニットである。

また、負荷制御モジュール５１１は、上記各制御要素を制御する上で、クロック信号などを用いて正確なタイミング制御を要求される場合に用いられる、専用の制御回路モジュールである。上記負荷制御モジュール５１１で制御されるもの以外の制御要素または制御要素間の組み合わせ動作は、全てコントローラユニット２００上のＣＰＵ３０１によって、画像形成装置１００内外の他のシステム制御要素との協調をとりながら統合的に制御される。従って、プリンタコントロールＩ／Ｏユニット５０２は、それ自体にＣＰＵを持たない。

コントローラユニット２００とプリンタコントロールＩ／Ｏユニット５０２は、バス５０３を介して接続される。このバス５０３は、汎用高速制御バスのひとつであるＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳバスである。コントローラユニット２００のＣＰＵ３０１は、本画像形成装置１００のシステム制御を行うとともに、プリンタコントロールＩ／Ｏユニット５０２に対してバスアクセスを行いながら、プリンタ部Ｐに対する制御を行う。また、コントローラユニット２００とプリンタコントロールＩ／Ｏユニット５０２間においては、上記プリンタ部Ｐに対する制御トリガ信号、画像形成のための画像信号などの各種信号が上記バス５０３を介して、高速にやり取りされる。

ここで、ＣＰＵ３０１により、システム制御ファームウエア５１３とプリンタ制御ファームウエア５１４がプログラムモジュールとして並列実行されることになる。プリンタ制御ファームウエア５１４に対しては、画像形成における制御精度の点から、時間的な遅延を可能な限り小さくすることが要求される。しかしながら、システム制御ファームウエア５１３の実行負荷が大きくなると、プリンタ制御ファームウエア５１４の実行速度が遅くなることがあり、許容することができない時間的な遅延が生じることがある。そこで、本実施の形態においては、ＣＰＵ３０１として、マルチコア型ＣＰＵが採用されている。これは、システム制御ファームウエア５１３とプリンタ制御ファームウエア５１４を、相互の実行負荷に左右されることなく、独立に実行可能にするためである。

システム制御ファームウエア５１３とプリンタ制御ファームウエア５１４は、ＨＤＤユニット５１２内の記憶領域の異なるパーティション内に格納されている。これにより、相互のファームウエアプログラムの独立性が維持され、相互干渉の影響が極力軽減される。また、各制御ファームウエア５１３，５１４の制御速度の低下を防ぐために、各制御ファームウエアは、ＨＤＤユニット５１２からメモリ３０２に一時的に読み出される。これにより、各制御ファームウエア５１３，５１４の即時実行性が保証される。

このような制御ユニットアーキテクチャに関しては、プリンタ制御ファームウエア５１４およびその実行環境があり、かつ、プリンタコントロールＩ／Ｏユニット５０２とそれに接続される各制御要素５０４〜５０８があれば、プリンタ部Ｐに対する制御を可能にする。よって、例えばプリンタ制御ファームウエア５１４の実行環境を提供可能な外部装置上にプリンタ制御ファームウエア５１４の実行環境を構築し、プリンタコントロールＩ／Ｏユニット５０２とそれに接続される各制御要素５０４〜５０８を設ければ、当該外部装置上に、プリンタ部Ｐを制御するための制御ユニットアーキテクチャが構成されることになる。

上記例として、図６に上記プリンタ制御ファームウエア５１４をＰＣ６００上に構成する場合の構成を模式的に示す。この場合、プリンタ制御ファームウエア５１４を、一般的なＰＣ用の汎用マルチタスクＯＳ（オペレーティングシステム）上で実行可能なように構成する必要があるが、これは比較的容易である。このことは、プリンタ制御ファームウエア５１４のＰＣ環境との融和性を示すものである。そして、ＰＣ６００上に、パスコントローラチップ６０２を介して接続されるプリンタコントロールＩ／Ｏユニット５０２と、それに接続される各制御要素５０４〜５０８が設けられる。これにより、ＰＣ６００のＣＰＵ６０１により実行されるプリンタ制御ファームウエア５１４により、バスコントローラチップ６０２を介して、プリンタコントロールＩ／Ｏユニット５０２とそれに接続される各制御要素５０４〜５０８が制御可能である。その結果、ＰＣ６００から画像形成装置１００のプリンタ部Ｐを制御することが可能になる。

ここで、以上のことを鑑みて、汎用ＰＣにより、プリンタ制御ファームウエア５１４の設計および検証を行うためのシミュレーション装置を構成する場合を考える。このシミュレーション装置について図７を参照しながら説明する。図７はＰＣ上に構成されるシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。

シミュレーション装置においては、図７に示すように、汎用的なＰＣマルチタスクＯＳ７０３上でリアルタイムＯＳ（ＲＴ−ＯＳエミュレータ）７０４が動作される。そして、リアルタイムＯＳ７０４上で、プリンタ制御ファームウエア５１４が実行される。

プリンタ制御ファームウエア５１４は、画像形成装置を仮想的に構成する画像形成装置シミュレータ７０１とデータのやり取りを行う。具体的には、プリンタ制御ファームウエア５１４は、制御値を示す出力データをイベントとして画像形成装置シミュレータ７０１に送信する。画像形成装置シミュレータ７０１は、上記出力データを受信すると、当該出力データに応じた実際の画像形成装置の動作を予測し、予測された動作を擬似的に実行する。そして、この模擬的に実行された動作に対応するデータが生成され、その一部が制御結果を示すデータとしてプリンタ制御ファームウエア５１４へ返される。プリンタ制御ファームウエア５１４は、この画像形成装置シミュレータ７０１から返されたデータを、実際の画像形成装置の制御結果として得られる入力データとして、当該データに応じた制御を継続する。このようなプリンタ制御ファームウエア５１４と画像形成装置シミュレータ７０１間の入出力データは、モニタ＆解析モジュール７０２によって常時監視される。

設計者は、モニタ＆解析モジュール７０２のＵＩ（ユーザインタフェース）を介して、プリンタ制御ファームウエア５１４の制御下における画像形成装置シミュレータ７０１の動作状況を随時把握することができる。その結果、設計者は、画像形成装置シミュレータ７０１が予想外の動作を行った場合、プリンタ制御ファームウエア５１４による制御において、不適正な部分があると判断することができる。そして、不適正な部分をなくするように、プリンタ制御ファームウエア５１４を改変することができ、プリンタ制御ファームウエア５１４の制御品質の向上を図ることができる。

このようなシミュレーション装置を用いて、プリンタ制御ファームウエア５１４の改変を行う場合において、重要なことは、画像形成装置シミュレータ７０１によりシミュレートされた動作を実際の画像形成装置の動作に近づけることである。すなわち、画像形成装置シミュレータ７０１によりシミュレートされた動作が、実際の画像形成装置の動作と大きく異なると、画像形成装置シミュレータ７０１の動作に応じて、プリンタ制御ファームウエア５１４の改変を行うことは、何ら、意味を持たない。

しかしながら、同一のタイプの各製品は、それぞれ、使用者の癖、装置の使用環境、使用されるシートの物性、装置の使用頻度などによって、微妙に異なる動作を行う。特に、印刷画像の品位を維持するという観点からは、プリンタ制御ファームウエア５１４は、これらの要因を組み合わせた複雑な制御を行うことが要求される。しかしながら、画像形成装置シミュレータ７０１は、ある制御データに対する応答を制御的な理論値、経験則などに従って、近似的に表しているのに過ぎないので、各要因を全て組み合わせた動作をシミュレートすることは不可能である。従って、プリンタ制御ファームウエア５１４の詳細な作り込みを、画像形成装置シミュレータ７０１を用いたシミュレーションのみに基づいて十分に行うことはできない。そのため、実際の試作機の様々な使用状況の組み合わせを想定し、実際に動作させることによって、最終的なプリンタ制御ファームウエア５１４の完成度を高める必要がある。

また、試作機の使用状況の組み合わせに基づいて完成されたプリンタ制御ファームウエア５１４を搭載した画像形成装置を製品として市場へと出荷した場合においても、同様な問題が発生する可能性がある。これは、実際の試作機を使用した動作試験においても全ての使用環境の組み合わせを想定して試験することは、現実的には不可能であるからである。通常は、ユーザの一般的な使用環境をある範囲内で想定し、その範囲の中で実際に問題が生じないことを確認しながら、プリンタ制御ファームウエア５１４の作り込みが行われる。しかしながら、市場に出荷された画像形成装置の使用形態は、ユーザ毎に、千差万別であり、当初予想された使用形態と異なる使用形態であることがある。そのような場合には、プリンタ制御ファームウエア５１４の制御により動作は、予想外の動作となり、その結果、画像不良、エラー誤検知などの問題が生じることになる。

そこで、本実施の形態においては、画像形成装置シミュレータ７０１の同定精度を向上させるための近似式が画像形成装置シミュレータ７０１に組み込まれる。

この近似式の算出方法について図８および図９を参照しながら説明する。図８は画像形成装置の制御ユニットアーキテクチャに組み込まれたプリンタ制御ファームウエア５１４およびモニタ＆解析モジュール７０２を示すブロック図である。図９は制御出力値ｘと制御結果に応じた入力値ｙとの関係およびその近似式を示すグラフである。

試作機または製品としての画像形成装置の制御ユニットアーキテクチャには、そのプログラムの一部としてプリンタ制御ファームウエア５１４およびモニタ＆解析モジュール７０２が組み込まれる。この画像形成装置のプリンタ制御ファームウエア５１４およびモニタ＆解析モジュール７０２により、画像形成装置シミュレータ７０１の同定精度を向上させるための近似式が求められる。

試作機または製品としての画像形成装置において、プリンタ制御ファームウエア５１４により制御が実行される場合、モニタ＆解析モジュール７０２は、プリンタ制御ファームウエア５１４とプリンタ部Ｐ間の入出力データを常時監視する。ここで、プリンタ制御ファームウエア５１４から制御値を示す出力データがプリンタ部Ｐに対して出力される。この出力データは、プリンタ制御ファームウエア５１４によって何らかの制御的な判断の結果として出力されるものであり、モータの駆動パルス、ポートの出力信号、ＡＤ変換器への出力設定値などである。プリンタ部Ｐは、上記出力データに応答して動作し、その結果すなわち制御結果に応じたデータを入力データとしてプリンタ制御ファームウエア５１４に返す。この制御結果に応じた入力データは、入力ポート信号、割り込み信号値、ＤＡ変換器からのデジタル変換値などである。これらの入出力に関する時系列データは、ＨＤＤユニット５１２に格納される。

ＨＤＤユニット５１２に格納された入出力に関する時系列データは、定期的にサービスマンなどにより外部Ｉ／Ｆ２１３を介して収集される。また、ＬＡＮインタフェース装置４０２を介してネットワークに接続されている画像形成装置の場合、ＨＤＤユニット５１２に格納された入出力に関する時系列データは、ＬＡＮインタフェース装置４０２を介してネットワークに接続されているＰＣにより収集される。このように、製品として市場に出荷された多数の画像形成装置または試作検討段階の画像形成装置から実際の制御出力値と制御結果に応じた入力値に関する時系列データを入手することが可能となる。

このようにして入手された制御値出力値と制御結果に応じた入力値に関する時系列データ群を用いることによって、ＰＣ上の画像形成装置シミュレータ７０１の同定精度を高めることが可能になる。

例えば、ある任意の制御出力値ｘと制御結果に応じた入力値ｙとの関係が、ｙ＝ｆ（ｘ）の関数で表されるとする。ここで、ｘとｙの関係を示すためのデータとして、（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）の２つのデータが得られたとすると、図９（ａ）に示すように、ｘとｙの関係式は、この２点を結ぶ直線式ｙ＝ａｘ＋ｂにより近似されることになる。しかしながら、このｘとｙの関係を示すデータとして、複数のデータ（ｘ１，ｙ１），…，（ｘｎ，ｙｎ）が得られた場合、ｘとｙの関係式は、ｙ＝ａｘ＋ｂｘ２＋，…，＋ｍｘｎの多項式で近似されることになる。すなわち、図９（ｂ）に示すように、ｘとｙの関係は、複数のデータ列に対して近傍を通過する多次元関数として表現することができる。よって、データ列に関する情報の数が多くなれば、ｘとｙの関係をより高い精度で近似させることができる。

また、１つの制御出力値ｘａのみを変数とする関数ｙ＝ｆ（ｘ１）によりｙを求めることに代えて、他の制御出力値ｘｂ，ｘｃ，…を変数として加えて、制御結果に応じた入力値ｙを、ｙ＝ｆ（ｘａ，ｘｂ，ｘｃ，…）の関数により近似するようにしてもよい。この場合は、多くの入出力の関係を示す時系列データを統計的に分析した結果から、制御出力値ｘａ以外の制御出力値ｘａ，ｘｂ，…が入力値ｙを支配的に決定するような場合に有用である。

このように、制御出力値ｘと制御結果に応じた入力値ｙとの関係を示す近似式を求め、この近似式を画像形成装置シミュレータ７０１に組み込めば、画像形成装置シミュレータ７０１によるシミュレーション結果の同定精度を向上させることができる。すなわち、ＰＣ上において、プリンタ制御ファームウエア５１４の制御下で画像形成装置シミュレータ７０１により行われたシミュレーション結果が、試作機または製品としての画像形成装置における実際の制御下での制御結果に非常に近いものとなる。

そして、画像形成装置シミュレータ７０１と実機としての画像形成装置との違いが様々な観点から検討され、その検討結果が、画像形成装置シミュレータ７０１の同定アルゴリズムに反映される。すなわち、画像形成装置シミュレータ７０１のシミュレーション結果を、単純な近似式に基づいたものから、多変数関数の近似式に基づいたものに発展させることが可能になり、より現実の制御結果に応じたものとすることができる。その結果、プリンタ制御ファームウエア５１４の制御下で、画像形成装置シミュレータ７０１を用いてより実機に即した制御シミュレーションを行うことができる。そして、このシミュレーション結果に基づいて、プリンタ制御ファームウエア５１４の問題点の抽出し、その問題を解消するためのプリンタ制御ファームウエア５１４の修正をより精度よく、効率的に行うことが可能となる。また、制御性能を向上させるためのプリンタ制御ファームウエア５１４の修正をより精度よく行うことができる。

ここで、上記近似式を、画像形成装置シミュレータ７０１が組み込まれているＰＣ上で求めることができる。この場合、上記ＰＣには、上記入手された制御値出力値と制御結果に応じた入力値に関する時系列データ群に基づいて上記近似式を求めるための演算ソフトウエアが搭載されることになる。そして、この演算ソフトエアにより求められた近似式が画像形成装置シミュレータ７０１に組み込まれるようにすればよい。また、上記近似式を他のＰＣにより求めるようにし、求められた近似式を画像形成装置シミュレータ７０１に組み込む方法を採ることも可能である。

次に、ネットワークに接続されている画像形成装置のプリンタ制御ファームウエア５１４の動作検証などを行う場合について図１０を参照しながら説明する。図１０はネットワークに接続されている画像形成装置における制御の入出力に関する時系列データの収集から、その収集された時系列データを用いた画像形成装置のシミュレーションまでの一連の作業を模式的に示す図である。

ここでは、図１０に示すような、製品としての複数の画像形成装置Ａ〜Ｄ（ここでは、製品Ａ〜Ｄと示す）がネットワークに接続されているシステムを例に説明する。各画像形成装置Ａ〜Ｄの制御ユニットアーキテクチャには、それぞれ、プリンタ制御ファームウエア５１４およびモニタ＆解析モジュール７０２が組み込まれている。各画像形成装置Ａ〜Ｄにおいては、それぞれ、モニタ＆解析モジュール７０２により、プリンタ制御ファームウエア５１４とプリンタ部Ｐ間の実際の制御出力値と制御結果に応じた入力値に関する時系列データが、ＨＤＤユニット５１２に格納される。

ここで、画像形成装置Ｄから上記時系列データを入手する場合、上記ネットワークに接続されているＰＣが画像形成装置Ｄにアクセスし、そのＨＤＤユニット５１２に格納されている時系列データを収集する。そして、収集された時系列データを近似するための近似式が求められる。この近似式の算出は、上記ＰＣにより行われてもよいし、他のＰＣにより行われてもよい。そして、求められた近似式は、ＰＣ上に構築されているシミュレーション装置の画像形成装置シミュレータ７０１に組み込まれる。

次いで、ＰＣの汎用的なＰＣマルチタスクＯＳ７０３上でリアルタイムＯＳ（ＲＴ−ＯＳエミュレータ）７０４が動作され、リアルタイムＯＳ７０４上で、プリンタ制御ファームウエア５１４が実行される。そして、プリンタ制御ファームウエア５１４の制御下で、画像形成装置シミュレータ７０１を用いた制御シミュレーションが行われる。

このようにして、画像形成装置Ｄから、制御値出力値と制御結果に応じた入力値に関する時系列データ群を入手し、その時系列データ群を用いて、画像形成装置シミュレータ７０１の同定精度を向上させるための近似式を求めることができる。その結果、画像形成装置Ｄの実際の使用状況などを反映させた、当該画像形成装置のプリンタ制御ファームウエア５１４に対するシミュレーション結果を得ることができ、実際の使用状況に応じたプリンタ制御ファームウエア５１４の改変が可能になる。

本実施の形態においては、画像形成装置から上記時系列データ群を、サービスマンなどにより外部Ｉ／Ｆ２１３を介して収集するか、またはネットワークを介してＰＣにより収集するようにしている。しかし、上記時系列データ群の収集方法は、これらに限定されることはない。例えば、ＰＣにより、公衆アナログ回線を介して画像形成装置から時系列データを収集する、また、無線通信または短距離無線通信を介して収集するなどの方法を用いることも可能である。

また、本実施の形態においては、同定アルゴリズムに、画像形成装置から得られる時系列データを近似する多項近似式を用いている。しかし、これに限定されることはなく、スプライン関数、ファジー推論、またはニューラルネットワークなどを用いた一般的な統計的手法によるデータ補間方式を用いて時系列データの相関式を求め、この相関式を同定アルゴリズムに用いる方法でもよい。

本発明の目的は、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷなどの光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードを、ネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明の一実施の形態に係るシミュレーションシステムを構成する画像形成装置の構成を示す縦断面図である。 図１のコントローラユニット２００の構成を示すブロック図である。 図１のデジタル画像処理部２１２の構成を示すブロック図である。 図２の外部Ｉ／Ｆ２１３と外部装置との接続状態を模式的に示すブロック図である。 図１の画像形成装置における制御ユニットアーキテクチャを示すブロック図である。 プリンタ制御ファームウエア５１４をＰＣ６００上に構成する場合の構成を模式的に示す図である。 ＰＣ上に構成されるシミュレーション装置の構成を示すブロック図である。 画像形成装置の制御ユニットアーキテクチャに組み込まれたプリンタ制御ファームウエア５１４およびモニタ＆解析モジュール７０２を示すブロック図である。 制御出力値ｘと制御結果に応じた入力値ｙとの関係およびその近似式を示すグラフである。 ネットワークに接続されている画像形成装置における制御の入出力に関する時系列データの収集から、その収集された時系列データを用いた画像形成装置のシミュレーションまでの一連の作業を模式的に示す図である。

符号の説明

１００ 画像形成装置
２００ コントローラユニット
２１３ 外部Ｉ／Ｆ
２５３ プリンタ制御Ｉ／Ｆ
３０１，６０１ ＣＰＵ
３０３ メモリ
５０２ プリンタコントロールＩ／Ｏユニット
５０４ モータ負荷
５０４ 電源ユニット
５０６ レーザユニット
５０７ 定着制御ユニット
５０８ 現像制御ユニット
５１２ ＨＤＤユニット
５１３ システム制御ファームウエア
５１４ プリンタ制御ファームウエア
６００ ＰＣ
７０１ 画像形成シミュレータ
７０２ モニタ＆解析モジュール

Claims (13)

1. 画像形成装置における制御系から被制御系へ出力される制御値と、該制御値による前記被制御系の制御結果として前記被制御系から前記制御系へ入力される入力値とを時系列に取得するデータ取得装置と、
   前記時系列に取得された複数の制御値および該制御値のそれぞれに対応する入力値を含む時系列データ群を保持するデータ保持装置と、
   前記画像形成装置の前記制御系による制御環境と同一の制御環境下において前記画像形成装置の前記被制御系の動作を同定するためのアルゴリズムに従って、前記被制御系へ出力される制御値に対応する前記画像形成装置の前記被制御系の制御結果をシミュレートするシミュレーション装置とを備え、
   前記シミュレーション装置の前記アルゴリズムには、前記データ保持装置に保持されている時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係が組み込まれていることを特徴とするシミュレーションシステム。
2. 前記データ保持装置に保持されている時系列データ群に基づいて該時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係を求める演算装置を備えることを特徴とする請求項１記載のシミュレーションシステム。
3. 前記データ取得装置および前記データ保持装置は、前記画像形成装置に搭載され、
   前記シミュレーション装置および前記演算装置は、前記画像形成装置と通信可能なコンピュータに搭載され、
   前記演算装置は、前記コンピュータと前記画像形成装置との通信により、前記データ保持装置に保持されている時系列データを取得することを特徴とする請求項２記載のシミュレーションシステム。
4. 前記演算装置は、前記データ保持装置に保持されている時系列データ群に基づいて、該時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係として、該相関関係を近似する関数を求めることを特徴とする請求項２または３記載のシミュレーションシステム。
5. 前記シミュレーション装置によりシミュレートされた制御結果を出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項１記載のシミュレーションシステム。
6. 制御系から被制御系へ出力される制御値と、該制御値による前記被制御系の制御結果として前記被制御系から前記制御系へ入力される入力値とを時系列に取得するデータ取得手段と、前記時系列に取得された複数の制御値および該制御値のそれぞれに対応する入力値を含む時系列データ群を保持するデータ保持手段とを有する画像形成装置の動作のシミュレーションを行うシミュレーション装置であって、
   前記画像形成装置の前記制御系による制御環境と同一の制御環境を構築する制御環境構築手段と、
   前記制御環境構築手段により構築された制御環境下において前記画像形成装置の前記被制御系の動作を同定するためのアルゴリズムに従って、前記被制御系へ出力される制御値に対応する前記画像形成装置の前記被制御系の制御結果をシミュレートするシミュレーション手段とを備え、
   前記アルゴリズムには、前記データ保持手段に保持されている時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係が組み込まれていることを特徴とするシミュレーション装置。
7. 制御系から被制御系へ出力される制御値と該制御値による前記被制御系の制御結果として前記被制御系から前記制御系へ入力される入力値とを時系列に取得するデータ取得手段と、
   前記時系列に取得された複数の制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値とを含む時系列データ群を保持するデータ保持手段とを備え、
   前記時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係が、シミュレーション装置による前記制御系から前記被制御系へ出力される制御値による前記被制御系の制御結果をシミュレーションする際に使用されることを特徴とする画像形成装置。
8. 画像形成装置における制御系から被制御系へ出力される制御値と、該制御値による前記被制御系の制御結果として前記被制御系から前記制御系へ入力される入力値とを時系列に取得するデータ取得工程と、
   前記時系列に取得された複数の制御値および該制御値のそれぞれに対応する入力値を含む時系列データ群を記憶手段に保持するデータ保持工程と、
   前記画像形成装置の前記制御系による制御環境と同一の制御環境下において前記画像形成装置の前記被制御系の動作を同定するためのアルゴリズムに従って、前記被制御系へ出力される制御値に対応する前記画像形成装置の前記被制御系の制御結果をシミュレートするシミュレーション工程とを有し、
   前記アルゴリズムには、前記記憶手段に保持されている時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係が組み込まれていることを特徴とするシミュレーション方法。
9. 前記記憶手段に保持されている時系列データ群に基づいて該時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係を求める演算工程を有することを特徴とする請求項８記載のシミュレーション方法。
10. 前記演算工程では、前記データ保持装置に保持されている時系列データ群に基づいて、該時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係として、該相関関係を近似する関数を求めることを特徴とする請求項１０記載のシミュレーション方法。
11. 前記シミュレートされた制御結果を出力する出力工程を有することを特徴とする請求項８記載のシミュレーション方法。
12. 制御系から被制御系へ出力される制御値と、該制御値による前記被制御系の制御結果として前記被制御系から前記制御系へ入力される入力値とを時系列に取得するデータ取得手段と、前記時系列に取得された複数の制御値および該制御値のそれぞれに対応する入力値を含む時系列データ群を保持するデータ保持手段とを有する画像形成装置の動作のシミュレーションを行うシミュレーション装置をコンピュータ上に構築するためのプログラムであって、
    前記画像形成装置の前記制御系による制御環境と同一の制御環境を構築する制御環境構築モジュールと、
    前記制御環境構築モジュールにより構築された制御環境下において前記画像形成装置の前記被制御系の動作を同定するためのアルゴリズムに従って、前記被制御系へ出力される制御値に対応する前記画像形成装置の前記被制御系の制御結果をシミュレートするシミュレーションモジュールとを有し、
    前記アルゴリズムには、前記データ保持手段に保持されている時系列データ群に含まれる各制御値と該制御値のそれぞれに対応する入力値との相関関係が組み込まれていることを特徴とするプログラム。
13. 請求項１２記載のプログラムをコンピュータ読み取り可能に格納したことを特徴とする記憶媒体。

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