JP2009042361A - 画像形成装置及び管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 異常に至る可能性がある予兆を判定する。そのための演算負荷は小さくする。予兆判定の信頼性を高くする。
【解決手段】 センサおよび制御パラメータ調整手段を備える画像形成装置において、各個が、制御パラメータの値，センサによる検出データおよびそれに基づいて生成された評価データ、のいずれかである複数種の状態データを記憶する状態記憶手段；複数種の状態データから異常予兆判定用の複数種の対象データを生成又は抽出する対象データ生成手段；各対象データが、各対象データ宛に設定されている各基準値以下か越えるかにより、各対象データの異常傾向の有無を判別する第１判別手段；および、第１判別手段の各対象データ宛の判別結果に、各対象データ宛に設定されている重みを付けて多数決により、複数種の対象データの全体としての異常予兆の有無を判定する第２判別手段；を備える画像形成装置。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、画像形成装置およびその管理システムに関し、特に、これに限定する意図ではないが、感光体の帯電面に画像光を投射して静電潜像を形成し、これを現像して中間転写体を介して用紙に転写する、いわゆる電子写真方式の画像形成装置と、その状態に応じてユーザに消耗品などの補充，交換などのアドバイスを与える管理装置を含む管理システムに関する。

特開２００３−２１５９８６号公報 特開平５−１６４８００号公報 特開２００１−１７５３２８号公報。

画像形成装置の状態情報から異常発生を予知し、サービス業務の効率化を達成する発明が数種提案されている。特許文献１記載のシステムでは、異常事象の発生回数をもとに異常を予知する。特許文献２記載の診断方法及び装置では、サーバ上に、複写機の異常発生情報と、その際の状態情報を集約し、統計処理にて特定の異常に共通する原因を発見する。特許文献３記載のシステム及び方法では、複写機上のセンサ，カウンタ等の情報を統合して、複写機単体にて異常原因の特定を行う。

特許文献１では、収集する情報を異常事象発生回数に特定しているために、予知できる異常の種類が限られてしまっている。特許文献２記載の発明では、複写機から得られる情報をネットワークを介してサーバに送信するため、ネットワーク負荷が大きくなってしまう。また、市場に出た多数の複写機に対する処理を集約して処理する必要があるために、その計算負荷に耐えうるサーバの準備が必要となり、システム構築コストがかさむ。特許文献３記載の発明では、複写機内部で異常予兆判別を行なうために管理システム側の負荷は少なくてすむが、異常予兆判別の方法として、ニューラルネットワークやベイズ推論等の計算負荷の大きい手法を採用しているために、複写機内部の処理装置，記憶装置の負荷が大きくなり、複写機のその他の動作、例えば画像処理，メカ制御などに遅延，速度低下などの支障が出るおそれがある。

本発明は、異常に至る可能性がある予兆を判定する画像形成装置を提供することを第１の目的とし、そのための演算負荷が小さい画像形成装置を提供することを第２の目的とし、予兆判定の信頼性を高くすることを第３の目的とする。

（１）作像機構の状態を検出するセンサおよび作像特性に影響する複数の制御パラメータを調整する調整手段を備える画像形成装置において、
各個が、前記制御パラメータの値，前記センサによる検出データおよび検出データに基づいて生成された評価データ、のいずれかである複数種の状態データを記憶する状態記憶手段；
前記複数種の状態データから異常予兆判定用の複数種の対象データを生成又は抽出する対象データ生成手段；
各対象データが、各対象データ宛に設定されている各基準値以下か越えるかにより、各対象データの異常傾向の有無を判別する第１判別手段；および、
前記第１判別手段の各対象データ宛の判別結果に、各対象データ宛に設定されている重みを付けて多数決により、前記複数種の対象データの全体としての異常予兆の有無を判定する第２判別手段；を備えることを特徴とする画像形成装置。

（２）前記対象データは、状態データに基づいて生成される特徴量および該状態データのいずれか又は両者である；上記（１）に記載の、画像形成装置の管理装置。

（３）前記対象データ生成手段は、状態データの時間的に最新から過去に渡る複数点の状態データの推移形態を表す対象データを生成する特徴抽出手段、を含む；上記（１）又は（２）に記載の、画像形成装置の管理装置。

（４）前記第２判別手段の、前記全体としての異常予兆有りとの判定を、前記画像形成装置の前記異常予兆に対応付けられている出力データに変換する手段；を更に備える、上記（１）乃至上記（３）のいずれか１つに記載の画像形成装置。

（５）前記出力データに対応する報知を出力する報知手段；を更に備える、上記（２）に記載の画像形成装置。

（６）画像形成装置は、感光体，該感光体を帯電する帯電手段，該感光体の帯電面に画像光を投射する露光手段，該露光手段により感光体に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像手段，該トナー像を中間転写体を介して用紙に転写する転写手段，中間転写体に転写されたトナー像濃度を検出する光センサ，該光センサが中間転写体の表面に投射した光の反射光の該光センサの受光レベルを基準値にする光センサ発光強度調整手段、および、前記中間転写ベルトに転写したテストパターンのトナー像濃度を前記光センサで検出して検出値に基づいて前記現像手段の現像バイアスおよび前記露光手段の露光量を補正するトナー像濃度調整手段、を備え；
前記複数種の状態データには、前記光センサ発光強度調整手段の発光強度調整値Ｒ，前記トナー像濃度調整手段の現像バイアス調整値Ｑおよび露光調整値Ｐがあり；
前記特徴抽出手段は、該Ｒ，ＱおよびＰそれぞれの、時間的に最新から過去に渡る複数点のデータの推移形態を表す対象データを生成し；
第２判別手段は、第１判別手段による前記Ｒ，ＱおよびＰ宛の対象データに関する判別結果を用いる前記多数決により前記Ｒ，ＱおよびＰ全体としの異常予兆の有無を判定する；上記（３）に記載の画像形成装置。

（７）前記第２判別手段の、前記全体としての異常予兆有りとの判定を、クリーニング不全予兆を表すデータに変換する手段；を更に備える、上記（６）に記載の画像形成装置。

（８）第１判別手段が用いる前記制御パラメータ宛ての基準値を更新するための第１更新手段；を更に備える上記（１）乃至（７）のいずれか１つに記載の画像形成装置。

（９）第２判別手段が用いる前記制御パラメータ宛ての重みを更新するための第２更新手段；を更に備える上記（１）乃至（８）のいずれか１つに記載の画像形成装置。

（１０）前記複数種の状態データの中に画像形成装置の修理済要素を修理したことを表すデータが付加された状態データがあるときには、前記対象データ生成手段は、該状態データの対象データ生成は保留し、第１判別手段は、該状態データの対象データに宛てられる判別結果を、異常傾向なしに定める；上記（１）乃至（９）のいずれか１つに記載の、画像形成装置の管理装置。

（１１）画像形成装置の状態情報を管理する管理装置；および、
該管理装置にネットワークを介して通信する、上記（１）乃至（１０）のいずれか１つに記載の画像形成装置；を含む管理システムであって、
前記画像形成装置は、前記複数種の状態データ，第２判別手段の異常予兆有りの判定、および異常の発生を、前記管理装置に送信し；
前記管理装置は画像形成装置から受信した状態データ，異常予兆有りの判定および異常の発生を、データベースに蓄積し、前記異常の発生に対応して前記状態データに基づいて修整した前記基準値および重みを該画像形成装置に送信し；
該画像形成装置は、前記設定されている基準値および重みを、受信したものに更新する；管理システム。

（１２）前記管理装置は、前記データベースの、同一機種の画像形成装置群の状態データに基づいて修整した基準値および重みに、前記第１および第２判別手段が用いる前記基準値および重みを更新する；上記（１１）に記載の、管理システム。

（１３）画像形成装置の状態情報を管理する管理装置；および、
該管理装置にネットワークを介して通信する、上記（１）乃至（１０）のいずれか１つに記載の画像形成装置；を含む管理システムであって、
前記画像形成装置は、前記複数種の状態データ，第２判別手段の異常予兆有りの判定、および異常の発生を、前記管理装置に送信し；
前記管理装置は画像形成装置から受信した状態データ，異常予兆有りの判定および異常の発生を、データベースに蓄積し、蓄積している調整値に基づいて生成された前記異常の予兆有無を判別するための追加の第１判別手段および第２判別手段を、前記ネットワークを介して該画像形成装置に設定し；
該画像形成装置は、該設定された追加の第１判別手段および第２判別手段を用いる異常予兆の有無の判定も、実行する；管理システム。

（１４）画像形成装置の状態情報を管理する管理装置；および、
該管理装置にネットワークを介して通信する、上記（１）乃至（１０）のいずれか１つに記載の画像形成装置；を含む管理システムであって、
前記画像形成装置は、前記複数種の状態データとそれ以外の状態データ，第２判別手段の異常予兆有りの判定、および異常の発生を、前記管理装置に送信し；
前記管理装置は画像形成装置から受信した前記状態データ，異常予兆有りの判定および異常の発生を、画像形成装置宛てにデータベースに蓄積し、蓄積している前記それ以外の状態データを含む複数種の状態データに基づいて生成された前記異常の予兆有無を判別するための追加の第１判別手段および第２判別手段を、前記ネットワークを介して該画像形成装置に設定し；
該画像形成装置は、該設定された追加の第１判別手段および第２判別手段を用いる異常予兆の有無の判定も、実行する；管理システム。

（１５）前記管理装置は、前記データベースの、同一機種の画像形成装置群の状態データに基づいて追加の第１判別手段および第２判別手段を設ける、上記（１３）又は（１４）に記載の、画像形成装置の管理システム。

上記（１）によれば、第１判別手段には、データ処理がシンプルな判別器例えばスタンプ判別器を採用することができ、演算負荷を抑えつつ十分な判別精度を達成することができる。上記（４）および（５）によれば、異常予兆が報知されるので、該報知に応じて、異常を未然に防ぐ対策を取ることができる。

上記（６）によれば、クリーニング不全による画像濃度異常（カラーの場合は色濃度異常）の前兆の有無すなわちクリーニング不全予兆の有無が判定される。上記（７）によれば、クリーニング不全予兆の有りデータが出力される。上記（８）によれば、第１判別手段が用いる判別基準を第１更新手段で調整することが出来る。上記（９）によれば、第２判別手段が用いる重みを第２更新手段で調整することが出来る。

上記（１１）によれば、管理手段によって、画像形成装置の異常予兆の有無判別を、順次更新された新たな調整値に基づくものに改善することが出来る。上記（１２）によれば、管理手段には同一機種の状態データ，異常予兆あり情報および異常情報が早期に多く集積するので、これらに基づいて上記基準値および重み値の修整を、早期に高い信頼性で行う事が出来る。上記（１３）によれば、管理手段によって、順次更新された新たな調整値に基づく新たな異常予兆の有無判別を画像形成装置に追加し、画像形成装置で並行して実行して、異常予兆の判定の信頼性を向上することが出来る。上記（１４）によれば、管理手段によって、発生した異常が、既存の異常予兆の有無判別によって予兆が検出できなかったものであるときに、データベース上の該異常にかかわる制御パラメータの調整値および状態検出値をも含む状態値にもとづいて生成された前記異常の予兆有無を判別するための追加の第１判別手段および第２判別手段が、画像形成装置に設定されるので、その後は前記異常が発生する前に、該異常の予兆を判定することが出来る。未知の異常に対応したり、判別精度を高めることができる。複数の異常に対応できる。上記（１５）によれば、管理手段には同一機種の状態データ，異常予兆あり情報および異常情報が早期に多く集積するので、これらに基づいて、追加の第１判別手段および第２判別手段の生成を、早期に高い信頼性で行う事が出来る。

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

図１に、本発明の第１実施例の複合機能複写機６０１を含む複写機管理システムの一例を示す。画像形成装置である複写機６０１およびそれと同等の機能がある複写機６０２〜６０５がＬＡＮ６００によって接続され、ネットワークであるインターネット６２０を介して、ＬＡＮ外部の管理装置６３０につながっている。各複写機の内部には、特徴抽出手段，第１判別手段および第２判別手段を含む異常予兆判別システムが内蔵されており、特定のタイミング（プリント枚数積算値が設定値以上増加しかつプリント作業を終了したとき、および、操作ボード５００又は管理装置６３０から、異常予兆判別指示があったとき）で異常予兆判別システムが動作する。異常予兆判別システムで、異常が近い（異常予兆あり）と判別された場合、ネットワーク（ＬＡＮ，サーバ６１０およびインターネット）を介してその旨が管理装置６３０に通知される。

異常予兆判別結果を受け取った管理装置６３０では、オペレータが担当地域のサービスセンターにその旨を連絡し、必要があれば部品を発注する。予知された異常がユーザで対応できるものならば、複写機６０１の管理者にその旨を伝え対応してもらう。異常予兆判別システムの異常予兆有りとの判別結果は、複写機のディスプレイに表示される。ユーザは、この表示対応の対処方を、複写機操作マニュアル又は操作ボード５００に内蔵する電子マニュアルを開いて確認し、対処することが出来る。

図２に、複写機６０１の機構概要を示す。この複写機６０１は、プリンタ１００と給紙部２００とからなる画像形成手段と、スキャナ３００と、ＡＤＦ（自動原稿供給装置）４００とを備えている。スキャナ３００はプリンタ１００上に取り付けられ、スキャナ３００の上にＡＤＦ４００が取り付けられている。スキャナ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（本実施例ではＣＣＤ）３６で読み取り、読み取った画像情報をエンジン制御５１０（図８）の（Image Processing Processor；以下では単にＩＰＰと記述）に送る。エンジン制御５１０は、スキャナ３００から受け取った画像情報に基づき、プリンタ１００の露光装置２１内に配設された図示しないレーザやＬＥＤ等を制御してドラム状の４つの感光体４０（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ：図３）に向けてレーザ書き込み光Ｌ（図４）を照射させる。この照射により、感光体４０（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）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。なお、符号の後に付されたＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字は、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアン用の仕様であることを示している。

プリンタ１００は、露光手段である露光装置２１の他、転写手段である１次転写ローラ６２（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）および２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，トナー廃棄装置等も備えている。給紙部２００は、プリンタ１００の下方に配設された自動給紙部と、プリンタ１００の側面に配設された手差し部とを有している。そして、自動給紙部は、ペーパーバンク４３内に多段に配設された３つの給紙カセット４４，給紙カセットから記録体たる転写紙を繰り出す給紙ローラ４２，繰り出した転写紙を分離して給紙路４６に送り出す分離ローラ４５等を有している。また、プリンタ１００の給紙路４８に転写紙を搬送する搬送ローラ４７等も有している。一方、手差し部は、手差しトレイ５１，手差しトレイ５１上の転写紙を手差し給紙路５３に向けて一枚ずつ分離する分離ローラ５２等を有している。

プリンタ１００の給紙路４８の末端付近には、レジストローラ対４９が配設されている。このレジストローラ対４９は、給紙カセット４４や手差しトレイ５１から送られてくる転写紙を受け入れた後、所定のタイミングで中間転写体たる中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に形成される２次転写ニップに送る。

本複写機において、操作者は、カラー画像のコピーをとるときに、ＡＤＦ４００の原稿台３０上に原稿をセットする。あるいは、ＡＤＦ４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットした後、ＡＤＦ４００を閉じて原稿を押える。そして、図示しないスタートスイッチを押す。すると、ＡＤＦ４００に原稿がセットされている場合には原稿がコンタクトガラス３２上に搬送された後に、コンタクトガラス３２上に原稿がセットされている場合には直ちに、スキャナ３００が駆動を開始する。そして、第１キャリッジ３３及び第２キャリッジ３４が走行し、第１キャリッジ３３の光源から発せられる光が原稿面で反射した後、第２キャリッジ３４に向かう。更に、第２キャリッジ３４のミラーで反射してから結像レンズ３５を経由して読取りセンサ３６に至り、画像情報として読み取られる。

このようにして画像情報が読み取られると、プリンタ１００は、図示しない駆動モータで支持ローラ１４，１５，１６の１つを回転駆動させながら他の２つの支持ローラを従動回転させる。そして、これらローラに張架される、中間転写体である中間転写ベルト１０を無端移動させる。更に、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する。そして、感光体４０（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）を回転させながら、それらに、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。これらは、感光体４０（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）と、中間転写ベルト１０とが当接するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップで順次重ね合わせて静電転写されて４色重ね合わせトナー像になる。感光体４０（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）上にトナー像を形成する。

一方、給紙部２００は、画像情報に応じたサイズの転写紙を給紙すべく、３つの給紙ローラのうちの何れか１つを作動させて、転写紙をプリンタ１００の給紙路４８に導く。給紙路４８内に進入した、用紙である転写紙は、レジストローラ対４９に挟み込まれて一旦停止した後、タイミングを合わせて、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２の２次転写ローラ２３との当接部である２次転写ニップに送り込まれる。すると、２次転写ニップにおいて、中間転写ベルト１０上の４色重ね合わせトナー像と、転写紙とが同期して密着する。そして、ニップに形成されている転写用電界やニップ圧などの影響によって４色重ね合わせトナー像が転写紙上に２次転写され、紙の白色と相まってフルカラー画像となる。

２次転写ニップを通過した転写紙は、２次転写装置２２の搬送ベルト２４の無端移動によって定着装置２５に送り込まれる。そして、定着装置２５の加圧ローラ２７による加圧力と、加熱ベルトによる加熱との作用によってフルカラー画像が定着せしめられた後、排出ローラ５６を経てプリンタ１００の側面に設けられた排紙トレイ５７上に排出される。

図３に、プリンタ１００の転写ベルト１０まわりを拡大して示す。プリンタ１００は、ベルトユニット，各色のトナー像を形成する４つのプロセスユニット１８（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ），２次転写装置２２，ベルトクリーニング装置１７，定着装置２５等を備えている。ベルトユニットは、複数のローラに張架した中間転写ベルト１０を、感光体４０（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）に当接させながら無端移動させる。感光体４０（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）と中間転写ベルト１０とを当接させるＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップでは、１次転写ローラ６２（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）によって中間転写ベルト１０を裏面側から感光体４０（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）に向けて押圧している。これら１次転写ローラ６２（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）には、それぞれ図示しない電源によって１次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップには、感光体４０（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）上のトナー像を中間転写ベルト１０に向けて静電移動させる１次転写電界が形成されている。各１次転写ローラ６２（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）の間には、中間転写ベルト１０の裏面に接触する導電性ローラ７４（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）がそれぞれ配設されている。これら導電性ローラ７４は、１次転写ローラ６２（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）に印加される１次転写バイアスが、中間転写ベルト１０の裏面側にある中抵抗の基層１１を介して隣接するプロセスユニットに流れ込むことを阻止するものである。

プロセスユニット（１８Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）は、感光体（４０Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）と、その他の幾つかの装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、プリンタ１００に対して着脱可能になっている。ブラック用のプロセスユニット１８（Ｋ）を例にすると、これは、感光体４０Ｋの他、感光体４０Ｋ表面に形成された静電潜像をブラックトナー像に現像するための現像手段たる現像ユニット６１（Ｋ）を有している。また、１次転写ニップを通過した後の感光体４０（Ｋ）の表面に付着している転写残トナーをクリーニングする感光体クリーニング装置６３（Ｋ）も有している。また、クリーニング後の感光体４０（Ｋ）表面を除電する図示しない除電装置や、除電後の感光体４０（Ｋ）表面を一様帯電せしめる図示しない、帯電手段である帯電装置なども有している。他色用のプロセスユニット１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ）も、取り扱うトナーの色が異なる他は、ほぼ同様の構成になっている。本複写機では、これら４つのプロセスユニット１８（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）を、中間転写ベルト１０に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設したいわゆるタンデム型の構成になっている。

図４に、４つのプロセスユニット１８（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）に共通のユニット構成を拡大して示す。すなわち、４つのプロセスユニット１８（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）はそれぞれ、図４に示す構成である。同図に示すように、プロセスユニット１８は、感光体４０の周りに、帯電手段としての帯電装置６０，現像手段である現像装置６１，１次転写手段としての１次転写ローラ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。感光体４０としては、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のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。また、帯電装置６０としては、帯電バイアスが印加される帯電ローラ６０を感光体４０に当接させながら回転させるものを用いている。感光体４０に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を用いてもよい。

現像装置６１は、磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて潜像を現像するようになっている。内部に収容している二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ６５に供給する攪拌部６６と、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４０に転移させる現像部６７とを有している。

攪拌部６６は、現像部６７よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された２本のスクリュウ６８，これらスクリュウ間に設けられた仕切り板６９，現像ケース７０の底面に設けられたトナー濃度センサ７１などを有している。

現像部６７は、現像ケース７０の開口を通して感光体４０に対向する現像スリーブ６５，これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラ７２，現像スリーブ６５に先端を接近させるドクタブレード７３などを有している。ドクタブレード７３と現像スリーブ６５との間の最接近部における間隔は５００［μｍ］程度に設定されている。現像スリーブ６５は、非磁性の回転可能な筒状になっている。また、現像スリーブ６５に連れ回らないようにないようされるマグネットローラ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磁極を有している。これらの磁極は、それぞれスリーブ上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部６６から送られてくる二成分現像剤を現像スリーブ６５表面に引き寄せて担持させるとともに、スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。

磁気ブラシは、現像スリーブ６５の回転に伴ってドクタブレード７３との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体４０に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ６５に印加される現像バイアスと、感光体４０の静電潜像との電位差によって静電潜像上に転移して現像に寄与する。更に、現像スリーブ６５の回転に伴って再び現像部６７内に戻り、マグネットローラ７２の磁極間の反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部６６に戻される。攪拌部６６内では、トナー濃度センサ７１による検知結果に基づいて、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。なお、現像装置６１として、二成分現像剤を用いるものの代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いるものを採用してもよい。

感光体クリーニング装置６３としては、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を感光体４０に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本例では、外周面を感光体４０に接触させる接触導電性のファーブラシ７６を、図中矢印方向に回転自在に有するクリーニング装置６３を採用している。そして、ファーブラシ７６にバイアスを印加する金属製の電界ローラ７７を図中矢示方向に回転自在に設け、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。スクレーパ７８によって電界ローラ７７から除去されたトナーは、回収スクリュ７９上に落下して回収される。

かかる構成の感光体クリーニング装置６３は、感光体４０に対してカウンタ方向（時計方向）に回転するファーブラシ７６で、感光体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の片側に寄せられ、トナーリサイクル装置８０で現像装置６１へと戻されて再利用される。除電装置６４は、除電ランプ等からなり、光を照射して感光体４０の表面電位を除去する。このようにして除電された感光体４０の表面は、帯電装置６０によって一様帯電せしめられた後、光書込処理がなされる。

図３を再度参照すると、ベルトユニットの図中下方には、２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３間に、２次転写ベルト２４を掛け渡して無端移動させている。２つのローラ２３のうち、一方は図示しない電源によって２次転写バイアスが印加される２次転写ローラとなっており、ベルトユニットのローラ１６との間に中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４とを挟み込んでいる。これにより、両ベルトが当接しながら当接部で互いに同方向に移動する２次転写ニップが形成されている。レジストローラ対４９からこの２次転写ニップに送り込まれた転写紙には、中間転写ベルト１０上の４色重ね合わせトナー像が２次転写電界やニップ圧の影響で一括２次転写されて、フルカラー画像が形成される。２次転写ニップを通過した転写紙は、中間転写ベルト１０から離間して、２次転写ベルト２４の表面に保持されながら、ベルトの無端移動に伴って定着装置２５へと搬送される。なお、２次転写ローラに代えて、転写チャージャ等によって２次転写を行わせるようにしてもよい。

２次転写ニップを通過した中間転写ベルト１０の表面は、支持ローラ１５による支持位置にさしかかる。ここでは、中間転写ベルト１０が、おもて面（ループ外面）に当接するベルトクリーニング装置１７と、裏面に当接する支持ローラ１５との間に挟み込まれる。そして、ベルトクリーニング装置１７により、おもて面に付着している転写残トナーが除去された後、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップに順次進入して、次の４色トナー像が重ね合わされる。

ベルトクリーニング装置１７は、２つのファーブラシ９０，９１を有している。これらは、複数の起毛をその植毛方向に対してカウンタ方向で中間転写ベルト１０に当接させながら回転することで、ベルト上の転写残トナーを機械的に掻き取る。加えて、図示しない電源によってクリーニングバイアスが印加されることで、掻き取った転写残トナーを静電的に引き寄せて回収する。

ファーブラシ９０，９１に対しては、それぞれ金属ローラ９２，９３が接触しながら、順または逆方向に回転している。これら金属ローラ９２，９３のうち、中間転写ベルト１０の回転方向上流側に位置する金属ローラ９２には、電源９４によってマイナス極性の電圧が印加されている。また、下流側に位置する金属ローラ９３には、電源９５によってプラス極性の電圧が印加される。そして、それらの金属ローラ９２，９３には、それぞれブレード９６，９７の先端が当接している。かかる構成では、中間転写ベルト１０の図中矢印方向への無端移動に伴って、まず、上流側のファーブラシ９０が中間転写ベルト１０表面をクリーニングする。このとき、例えば金属ローラ９２に−７００［Ｖ］が印加されながら、ファーブラシ９０に−４００［Ｖ］が印加されると、まず、中間転写ベルト１０上のプラス極性のトナーがファーブラシ９０側に静電転移する。そして、ファーブラシ側に転移したトナーが更に電位差によってファーブラシ９０から金属ローラ９２に転移して、ブレード９６によって掻き落とされる。

このように、ファーブラシ９０で中間転写ベルト１０上のトナーが除去されるが、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に印加されるマイナス極性のバイアスにより、マイナスに帯電される。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を用いて今度はプラス極性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。

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に印加されるプラス極性のバイアスにより、プラス極性に帯電される。そして、１次転写位置で印加される転写電界によって感光体４０Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ側に転写され、感光体クリーニング装置６３で回収される。

レジストローラ対４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、レジストローラ対４９に送り込まれる転写紙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。

２次転写装置２２および定着装置２５の下には、上述したタンデム部２０と平行に延びるような、転写紙反転装置２８（図２参照）が設けられている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた転写紙が、切換爪で転写紙の進路を転写紙反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び２次転写の転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の２次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ上に排紙される。

支持ローラ１４の部位で光センサ８１，８２が中間転写ベルト１０に対向している。これらの光センサ８１，８２は、図５の（ａ）に示すように、ベルト１０の両側端部に対向している。トナー画像濃度検出およびトナー画像濃度調整を行うとき、転写ベルト１０の両側端部には、各色（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋ）５段階の濃度のテストマーク（テストパターン画像）が順次に形成され、それらの濃度（トナー量）が光センサ８１，８２で検出される。図５の（ｂ）には、中間転写ベルト１０上に形成したシアン（Ｃ）のテストパターン８３Ｃ１，８３Ｃ２およびマゼンタ（Ｍ）のテストパターン８３Ｍ１，８３Ｍ２を示す。

図６の（ａ）に、光センサ８１の構造を示す。光センサ８１にはベルト１０に向けて斜め方向に光を投射するＬＥＤ（発光ダイオード），ベルト１０の正反射光を受光する正反射ＰＤ（フォトダイオード）およびベルト１０の乱反射光を受光する乱反射ＰＤがある。光センサ８２の構造も、８１のものと同じである。中間転写ベルト１０は、トナーの固着を避けるために通常極めて平滑性の高い材料が用いられる。たとえばＰＶＤＦやポリイミドなどの光沢を有する表面をもったベルト材料である。

トナー像濃度調整においては、中間転写ベルト１０の反射光量が基準値（図６の（ｂ）の目標受光光量）になるように光センサ８１，８２のＬＥＤの通電電流値を調整する発光強度調整（調整値Ｒ）、および、現像ポテンシャル対トナー像濃度の特性線を基準特性線に合わせる現像バイアス補正（調整値Ｑ）および露光補正（調整値Ｐ）を行う。現像ポテンシャルは、感光体表面電位と現像ローラ電位との差である。発光強度調整は、光センサ内の正反射ＰＤの受光信号を用いて、ＬＥＤの発光効率個体差，温度変動や経時変動による受光量変動ならびに中間転写ベルト１０の表面の汚れによる光センサの受光量の変動を補正して、光センサ８１，８２の受光光量を、図６の（ｂ）に示す目標受光光量に調整するものである。

現像バイアス補正（調整値Ｑ）および露光補正（調整値Ｐ）でなるトナー濃度調整では、中間転写ベルト１０上に、各色に付き５段階の濃度のテストパターン（トナー像：例えば図５の（ａ）の８３Ｃ１等）を形成して、それらの濃度を光センサ８１，８２で検出する。

図７の（ａ）には、テストパターンの一つのマークのトナー像が光センサ８１直下を通過している状態を示す。テストパターンのトナー像が対向位置に来たときに、光センサ８１の、トナー像の乱反射光を主に受光する乱反射ＰＤの検出信号を、ＣＰＵ５１７（図８）でＡ／Ｄ変換により乱反射受光データに変換して読み込み、図７の（ｂ）に示すトナー濃度対乱反射ＰＤ出力の特性に基づいて作成されている、反射ＰＤ出力をトナー濃度に変換するＬＵＴ（ルックアップテーブル）から、乱反射受光データに対応するトナー濃度データに変換する。すなわち、乱反射受光データをトナー濃度データに変換する。

各色トナーには各色の着色剤が含有されているので、光センサ８１，８２のＬＥＤ光源には、着色剤の影響を余り受けない８４０ｎｍ程度の波長の近赤外あるいは赤外の光源が用いられる。しかし、黒色トナーには、低価格のカーボンブラックによって着色されたトナーが一般に用いられており、赤外領域でも強い吸光を示すので、図７の（ｂ）に示すように他色に比べトナー濃度に対する感度が低くなる。

図８に、図２に示す複合機能複写機６０１の電装系統のシステム構成を示す。電装システムは、画像形成装置の全体制御を行うシステムコントローラ５０１、コントローラ５０１に接続された、画像形成装置の操作ボード５００、画像データを記憶するＨＤＤ５０３、アナログ回線を使用して外部との通信を行う通信コントロール装置インターフェイスボード５０４、ＬＡＮインターフェイスボード５０５、汎用ＰＩＣバスに接続された、ＦＡＸのコントロールユニット５０６、ＩＥＥＥ１３９４ボード、無線ＬＡＮボード、ＵＳＢボード等５０７と、ＰＣＩバスでコントローラに接続されたエンジン制御５１０、エンジン制御５１０に接続された、画像形成装置のＩ／Ｏを制御するＩ／Ｏ制御ボード５１３、及び、コピー原稿（画像）を読込むスキャナーボード（ＳＢＵ：Sensor Board Unit）５１１、及び画像データが表わす画像光を感光体ドラム上に投射する（光書込みする）ＬＤＢ（レーザダイオードボード）５１２等で構成される。通信コントロール装置インターフェイスボード５０４は、装置に不具合が発生した場合に外部の遠隔地診断装置に即時に通報し、異常個所の内容，状況等をサービスマンが認識し早急に修理することを可能としている。また、それ以外に装置の使用状況等の発信にも使用されている。

原稿を光学的に読み取るスキャナ３００は、原稿に対する原稿照明光源の走査を行い、ＣＣＤ３６に原稿像を結像する。原稿像すなわち原稿に対する光照射の反射光をＣＣＤ３６で光電変換してＲ，Ｇ，Ｂ画像信号を生成する。ＣＣＤ３６は、３ラインカラーＣＣＤであり、ＥＶＥＮｃｈ（偶数画素チャンネル）／ＯＤＤｃｈ（奇数画素チャンネル）のＲ、Ｇ、Ｂ画像信号を生成し、ＳＢＵ（センサボードユニット）のアナログＡＳＩＣ(Application Specific IC)に入力する。ＳＢＵ５１１にはアナログＡＳＩＣ及び，ＣＣＤ、アナログＡＳＩＣの駆動タイミングを発生する回路を備えている。ＣＣＤ３６の出力は、アナログＡＳＩＣ内部のサンプルホールド回路により、サンプルホールドされその後、Ａ／Ｄ変換され、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データに変換し、且つシェーディング補正し、そして出力Ｉ／Ｆ（インターフェイス）５２０で画像データバスを介して画像データ処理器ＩＰＰに送出する。

ＩＰＰは画像処理をおこなうプログラマブルな演算処理手段であり、分離生成（画像が文字領域か写真領域かの判定：像域分離），地肌除去，スキャナガンマ変換，フィルタ，色補正，変倍，画像加工，プリンタガンマ変換および階調処理を行う。ＳＢＵ５１１からＩＰＰに転送された画像データは、ＩＰＰにて光学系およびデジタル信号への量子化に伴う信号劣化（スキャナ系の信号劣化）を補正され、フレームメモリ５２１に書き込まれる。

システムコントローラ５０１には、ＣＰＵ及びシステムコントローラボードの制御を行うＲＯＭ、ＣＰＵが使用する作業用メモリであるＲＡＭ，リチウム電池を内蔵し、ＲＡＭのバックアップと時計を内蔵したＮＶ−ＲＡＭ及び、システムコントローラボードのシステバス制御、フレームメモリ制御、ＦＩＦＯ等のＣＰＵ周辺を制御するＡＳＩＣ及びそのインターフェイス回路等が搭載されている。

システムコントローラ５０１は、スキャナアプリケーション，ファクシミリアプリケーション，プリンタアプリケーションおよびコピーアプリケーション等の複数アプリケーションの機能を有し、システム全体の制御を行う。操作ボード５００の入力を解読して本システムの設定とその状態内容を操作ボード５００の表示部に表示する。ＰＣＩバスには多くのユニットが接続されており、画像データバス／制御コマンドバスで、画像データと制御コマンドが時分割で転送される。

通信コントロール装置インターフェイスボード５０４は、通信コントロール装置と、コントローラ５０１との通信インターフェイスボードである。コントローラ５０１との通信は、全二重非同期シリアル通信で接続されている。通信コントロール装置５２２とは、ＲＳ−４８５インターフェイス規格により、マルチドロップ接続されている。遠隔の管理装置６３０との通信は、この通信コントローラ装置インターフェイスボード５０４を経由して実施される。

ＬＡＮインターフェイスボード５０５は、社内ＬＡＮ６００（図１）に接続された、社内ＬＡＮとコントローラ５０１との通信インターフェイスボードであり、ＰＨＹチップを搭載している。ＬＡＮインターフェイスボード５０５とコントローラ５０１とは、ＰＨＹチップＩ／Ｆ及びＩ２ＣバスＩ／Ｆの標準的な通信インターフェイスで接続されている。外部機器との通信はこのＬＡＮインターフェイスボード５０５を経由して実施される。

ＨＤＤ５０３は、システムのアプリケーションプログラムならびにプリンタ、作像プロセス機器の機器付勢情報を格納するアプリケーションデータベース、ならびに、読取り画像や書込み画像のイメージデータ、すなわち画像データ、ならびにドキュメントデータを蓄える画像データベースとして用いられる。物理インターフェイス、電気的インターフェイス共に、ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ−４に準拠したインターフェイスでコントローラに接続されている。

後述する異常予兆判定ＰＡＤ（図１３）のプログラム（対象データ生成手段である特徴量抽出手段，第１判別手段および第２判別手段）ならびに予兆判定参照データテーブル（図１８）は、ＨＤＤ５０３に格納されており、異常予兆判定を実行するときに、ＨＤＤ５０３から読み出してエンジン制御５１０のＲＡＭに書き込まれて、エンジン制御５１０のＣＰＵによって実行される。

操作ボード５００には、ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ、ＬＣＤ及びキー入力を制御するＡＳＩＣ（ＬＣＤＣ）が搭載されている。ＲＯＭには操作ボード５００の入力読込み、及び表示出力を制御する、操作ボード５００の制御プログラムが書き込まれている。ＲＡＭは、ＣＰＵで使用する作業用メモリである。システムコントローラ５０１との通信により、パネルを操作して使用者がシステム設定の入力を行う入力と、使用者にシステムの設定内容，状態を表示する、表示および入力の制御を行っている。

システムコントローラ５０１のワークメモリから出力されたブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マデンタ（Ｍ）の各色の書き込み信号は、ＬＤＢ（Laser Diode control Board）のＢｋ，Ｙ，Ｍ、ＣのＬＤ（Laser Diode）書き込み回路に入力される。ＬＤ書き込み回路でＬＤ電流制御（変調制御）が行われ、各ＬＤに出力される。

エンジン制御５１０は、プロセスコントローラであって、画像形成の作像作成制御を主として行い、ＣＰＵ及び、画像処理を行うＩＰＰ、複写およびプリントアウトを制御するため必要なプログラムを内蔵したＲＯＭ、その制御に必要なＲＡＭ、及びＮＶ−ＲＡＭを搭載している。ＮＶ−ＲＡＭにはＳＲＡＭと、電源ＯＦＦを検知して、ＥＥＰＲＯＭにストアするメモリを搭載している。また、他の制御を行なうＣＰＵとの信号の送受信を行なう、シリアルインターフェイスも備えているＩ／Ｏ ＡＳＩＣは、エンジン制御ボードが実装された、近くのＩ／Ｏ（カウンタ、ファン、ソレノイド、モータ等）を制御するＡＳＩＣである。Ｉ／Ｏ制御ボード５１３とエンジン制御ボード５１０とは同期シリアルインターフェイス接続されている。

Ｉ／Ｏ制御ボード５１３には、サブＣＰＵ５１７を搭載しており、温度センサ，電位センサ，トナー量センサである感光体上濃度センサ（Ｐセンサ）およびトナー濃度センサである光センサ８１，８２、ならびにその他の各種センサの検出信号の読込み、アナログ制御，用紙センサの検出信号を参照するジャム検出，用紙搬送制御も含む画像形成装置のＩ／Ｏ制御を行っている。インターフェイス回路５１５は、各種センサ，アクチュエータ（モータ、クラッチ、ソレノイド）とのインターフェイス回路である。前述の光センサ８１，８２は、各種センサ５１６に含まれている。

電源装置ＰＳＵ５１４は、画像形成装置を制御する電源を供給するユニットである。メインＳＷのオン（閉）により、商用電源が供給される。その商用電源からＡＣ制御回路５４０に商用ＡＣが供給され、ＡＣ制御回路５４０により整流、平滑化のように制御されたＡＣ制御出力を用いて、電源装置ＰＳＵ５１４は各制御基板に必要なＤＣ電圧を供給する。電源装置ＰＳＵにより生成される定電圧を用いて各制御部のＣＰＵが動作している。

本複写機は、その構成要素の状態や内部で生ずる現象に関連する様々な情報を取得するデータ取得手段を備えている。このデータ取得手段は、図８に示されるエンジン制御５１０，Ｉ／Ｏ制御５１３，各種センサ５１６、操作ボード５００などから構成されている。エンジン制御５１０は、複写機のハードウエア全体の制御を司る制御手段であり、制御プログラムを記憶しているデータ記憶手段たるＲＯＭ、演算データや制御パラメータ等を記憶するデータ記憶手段たるＲＡＭ、演算手段たるＣＰＵ等を有している。本複写機では、これらエンジン制御５１０，Ｉ／Ｏ制御５１３，各種センサ５１６，操作ボード５００等からなるデータ取得手段が、エンジン制御５１０のＲＡＭ，ＲＯＭ等のデータ記憶手段に記憶された異常予兆判定および故障判定の各プログラムならびに参照データ群と、複写機から定期的に取得してエンジン制御５１０のＲＡＭおよびＮＶ−ＲＡＭに書き込んだ各種の取得情報とに基づいて、被検対象たる複写機の異常予兆および故障を判定する判定装置としても機能する。

本明細書において、状態データは、作像特性に影響する制御パラメータの値，状態センサによる検出データおよび検出データに基づいて生成された評価データ、のいずれかである。すなわち、状態データには、検出データ，評価データ、および、制御パラメータの値、が含まれる。
−取得データ−
本複写機のデータ取得手段によって取得される各種のデータとしては、状態検出データ，制御パラメータデータ，入力データ，画像読取データなどが挙げられる。以下、これらのデータについて詳述する。

（ａ）状態検出データ
状態検出データとしては、駆動状態，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を判定するために検出する状態値である。状態検出データの概要は次の通りである。

（ａ−１）駆動系統のデータ
・感光体ドラムの回転速度をエンコーダーで検出したり、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。
・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。
・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。

（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や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、紙の先端や後端の通過タイミングのずれ、送り方向と垂直な方向の変動などを読み取る。
・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。
・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。

（ａ−３）紙などの記録媒体の各種特性
このデータは、画質やシート搬送の安定性に大きく影響する。この紙種のデータ取得には以下のような方法がある。
・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。
・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。
・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。
・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。
・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。
・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。
・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。
・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。
・カール量は光センサ、接触センサなどで検出する。
・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。

（ａ−４）現像剤特性
現像剤（トナーやキャリア）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。
・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。
・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。

これらのデータを複写機の中において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と良い。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。
・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）。
・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）。
・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−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。この感光体特性のデータとしては、感光体の膜厚、表面特性（摩擦係数、凹凸）、表面電位（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、電気抵抗、静電容量、表面水分量などが挙げられる。このうち、複写機の中では、次のようなデータを検出できる。
・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。
・表面電位、温度は従来周知のセンサで求めることができる。
・線速度は感光体回転軸に取り付けられたエンコーダーなどで検出される。
・感光体表面からの散乱光は光センサで検出される。

（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データ取得の具体例としては、次のようなものが挙げられる。
・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。
・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。
・帯電による電磁波は広帯域アンテナにより捉える。
・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方法としては、次のようなものが挙げられる。
・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。
・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。
・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。
・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。
・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。
・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。

（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。色に応じて投光波長を選択すればよい。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。
・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。
・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。
・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。
・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。
・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。
・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。
・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。
・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。

（ａ−８）画像形成装置のプリント物の物理的な特性
・像流れや画像かすれなどは、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。
・トナーチリ汚れ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。
・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。
・記録紙のカール、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。
・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。

（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を採用することができる。
・湿度検出には、Ｈ_２Ｏ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。・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。
・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。

（ｂ）制御パラメータデータ
複写機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−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。
・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）ユーザ操作履歴
・色数，枚数，画質指示など、ユーザにより選択された各種操作の頻度。
・ユーザ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）など。

（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）など。

（ｂ−５）異常発生情報
・全期間または特定期間単位（１日、１週間、１ヶ月など）の異常発生（種類別）の頻度あるいはその分布、変化量（微分）、累積値（積分）など。

（ｂ−６）動作時間情報（作動時間情報）
・複写機の動作時間を計時手段によって計時して記憶する。

（ｂ−７）プリント動作回数（作動回数情報）・プリントアウト１枚ごとにカウントアップしていき、そのカウント値を記憶する。

（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。
・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。
・例えば特許第２６２１８７９号の公報に記載されているような像域分離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。
・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。
・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。
・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。

次に、本複写機において参照する各種データの具体的取得法を次に示す。
（１）温度データ
本複写機は、温度の情報を取得する温度センサとして、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るものを備えている。

（２）湿度データ
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ス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系などを使用する。

（３）振動データ
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。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こともできる。

（４）現像剤中のトナー濃度（４色分）データ
各色ごとにトナー濃度を検出してデータ化する。トナー濃度センサとしては従来より公知の方式のものを用いる。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。

（５）感光体一様帯電電位（４色分）データ
各色用の感光体４０（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）について、それぞれ一様帯電電位を検出する。物体の表面電位を検知する公知の表面電位センサを用いる。

（６）感光体露光後電位（４色分）データ
光書込後の感光体４０（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）の表面電位を、上記（５）と同様にして検出する。

（７）着色面積率（４色分）データ
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。

（８）現像トナー量（４色分）データ
感光体４０（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）上で現像された各色トナー像の濃度（単位面積あたりのトナー付着量）を、反射型フォトセンサ８１，８２の受光量信号に基づいて求める。

（９）紙先端位置の傾き
給紙部２００の給紙ローラ４２から２次転写ニップに至る給紙経路のどこかに、転写紙をその搬送方向に直交する方向の両端で検知する光センサ対を設置し、搬送されてくる転写紙の先端付近の両端を検出する。両光センサについて、給紙ローラの駆動信号の発信時を基準として、通過までの時間を計測し、時間のズレに基づいて送り方向に対する転写紙の傾きを求める。

（１０）排紙タイミングデータ
排出ローラ対（図１の５６）を通過後の転写紙を光センサで検出する。この場合も給紙ローラの駆動信号の発信時を基準として計測する。

（１１）感光体総電流（４色分）データ
感光体４０（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）からアースに流れ出る電流を検出する。感光体の基板と接地端子との間に、電流測定手段を設けることで、かかる電流を検出することができる。

（１２）感光体駆動電力（４色分）
感光体の駆動源（モータ）が駆動中に費やす駆動電力（電流×電圧）を電流計や電圧計などによって検出する。

−各種データの取得タイミング−
上記（１）〜（１２）の各種データは、それぞれに定められたタイミングで、エンジン制御５１０（のＣＰＵ，以下同様）の指示に従いＩ／Ｏ制御５１３が読み込む。エンジン制御５１０は読み込んだ各種データを、そのときのプリント枚数積算値を付加してエンジン制御５１０内のＮＶ−ＲＡＭに割り付けた状態情報データベース（ＤＢ）に蓄積し、各種データに基づいて複写機各部の状態を判定し、必要に応じて状態に対応して制御パラメータを調整し、故障を判定する。

図９に、制御パラメータである発光強度調整値Ｒ，現像バイアス調整値Ｑおよび露光調整値Ｐを設定する「トナー濃度調整」ＩＤＡの内容を示す。「トナー濃度調整」ＩＤＡに進むとエンジン制御５１０は、作像機構を駆動して（Ｓ２１）、光センサ８１，８２の正反射ＰＤの受光信号をデジタル変換して、それが基準値（図６の（ｂ）の目標受光光量）になるように、光センサ内のＬＥＤの通電電流値を調整する（Ｓ２２）。これにより受発光素子のばらつきや経時変化、感光体および転写ベルトの表面状態（地汚れ）の経時変化に影響されずに精度良くトナー像濃度を計測できるようになる。調整値（固定の基準電流値に対する調整代）がＲである。この調整値Ｒは、感光体および転写ベルトの表面状態（汚れ）の情報も含む。

次に、各色５段階の濃度のテストパターンマーク（トナー像：図５の（ｂ）に示す８３Ｃ１他）を、帯電，現像バイアスは基準値に定めて感光体上に形成し中間転写ベルト１０に転写する（Ｓ２３）。そして中間転写ベルト１０に転写したテストパターンのトナー濃度を検出する（Ｓ２４）。次に、図１０のように、一色の５点の受光信号から、特性線すなわち線形近似した現像ポテンシャル／トナー付着量直線、の傾きγおよび切片ｘ０を算出する（Ｓ２５）。切片ｘ０を基準の特性線の切片に補正し、傾きγを基準の特性線の傾きに補正する現像バイアス調整および露光量調整を行う。このときの、各基準値からの調整代が現像バイアス補正値Ｑおよび露光補正値Ｐである。これらＲ，Ｑ，Ｐは、そのときのプリント枚数積算値を付してエンジン制御５１０内のＮＶ−ＲＡＭに蓄積する。

本例では現像バイアスと露光光量とを補正するとしたが、もちろん帯電電位や転写電流など画像濃度に寄与するその他のプロセス制御値を補正して同じ結果を得ても良い。

これらのプロセス制御は正常範囲内のトナーの帯電量の温湿度による変動や感光体の感度の変動などを補正する目的で運転されるが、特定の異常や異常の予兆があったときにも計測値や計測値に基づいて決定されるパラメータが変動する場合がある。例えば転写後の感光体上に転写されずに残存したトナーを回収し、正常な帯電露光を維持する目的で設置されているクリーナはウレタンゴムブレードで感光体上を摺擦するブレードクリーニング方式が多用されているが、このような構成を取っているため一部のトナーはブレードの下に潜り込み通過してしまう。通過したトナーは帯電露光部を通過して現像で回収される比率が高いが、ブレードによる摩擦作用などによって帯電特性を失ったり、形状が変化してしまうことで現像に回収されず転写体に画像部であるか非画像部であるか関係なく非静電的に付着し、そのまま転写されるものもある。このような理由などによって非画像部にもごく微量のトナー粒子の付着が見られるが微量であるので画像品質をはなはだしく損なうようなことは無い。

長期の摺擦によってブレードの感光体当接部分が磨耗してくると掻き落し力が低下し、このような通過トナー量は加速度的に増えていく傾向となる。そしてついに大量の残存トナーが一気にブレードを通過してしまうと帯電装置はこのトナーによる汚れで帯電能力を低下させ、露光手段もこのトナーによる減衰によって機能低下となり、現像手段もこのような大量のトナーを回収できず、ついには極めて許容しがたいタテスジ状の異常画像が発生してしまい、ただちに修理を要する故障状態となる。

ところでこのような状態に至る少し前からは、像担持体上全体についてほぼ均一なトナー付着量の増大がおきているのだが、この時点では使用者にとって気になるような画像劣化とはならず、気づくことは極めて少ない。この状態を「軽度地汚れ」と呼び、クリーナ異常（クリーニング不全）の予兆状態であると考える。このようなトナーの存在は、図１１の（ｂ）に示すように、特に低濃度部での計測結果を高くする影響を及ぼし、傾きγの若干の低下や切片Ｘ０の低下を引き起こす。このようになった各色の特性線を図１２に示す。

一般にトナーや感光体の環境経時変動範囲と大差は無く、単色のγやｘ０あるいはこれに基づき決定される補正パラメータＱ，Ｐから、この発生を判別することは、従来はきわめて難しく、精度のある予兆アラームを作ることは困難であり、従来の装置は明らかに正常から逸脱した場合に異常又は故障のアラームを出すにとどまり、異常予兆段階ですばやく異常予兆を認識することは困難であった。

−異常予兆判別−
図１０に、エンジン制御５１０（のＣＰＵ）が実行する異常予兆判別処理の概要を示す。これは、エンジン制御５１０が、前回の異常予兆判別処理のときのプリント枚数積算値から、設定枚数である１０００枚以上のプリント（作像）を実行した後の、プリント作業終了の後に実行する。

「異常予兆判別」ＰＡＤに進むとエンジン制御５１０は、ＮＶ−ＲＡＭに蓄積している複写機の状態データを、最近のものから順次に前のもの、あわせて１６点のものを抽出し（Ｓ１）、状態データ（状態検出データおよび制御パラメータデータ）ごと（例えばＲ，Ｑ，Ｐごと）に、異常予兆判定の対象データである特徴量を算出する（Ｓ２）。本実施例では、上記１６点の状態値の時間的分布（変化パターン）を、その特徴を表す指標値に変換する。この変換処理は、データごと（例えばＲ，Ｑ，Ｐごと）に定められている。

ここで、発光強度調整値Ｒ，現像バイアス補正値Ｑおよび露光量補正値Ｐの特徴量算出のみを抽出して図１６に示す。光センサ８１の発光強度調整値Ｒ１については、１６点の両端のデータすなわち最近のデータと最も古いデータの、プリント枚数積算値の間を等間隔に１５区間に等分割して、各分割点のデータ値を、内挿，外挿法によって算出して両端のデータと共に、新たな１６点のデータ群を生成する（Ｓ３１１）。次に、新たな１６点のデータの平均値Ｒｍ１，最近から第１〜４点のデータの平均値Ｒｓｍ１，第５〜８点のデータの平均値Ｒｓｍ２，第９〜１２点のデータの平均値Ｒｓｍ３および第１３〜１６点のデータの平均値Ｒｓｍ４を算出して、算出値の差分、Ｒｓｍ１−Ｒｓｍ２，Ｒｓｍ２−Ｒｓｍ３およびＲｓｍ３−Ｒｓｍ４、を算出してこれらの差分の最大値Ｒｓｍｍ１を求める（Ｓ３１２）。そして発光強度調整値Ｒの特徴量Ｒｖ１を、
Ｒｖ１＝Ｒｋ・｜Ｒｓｍｍ１｜／｜Ｒｍ１｜
と算出する（Ｓ３１３）。Ｒｋは、演算値のレンジを調整する係数（固定値）である。以上が、光センサ８１の発光強度調整値Ｒ１の特徴量Ｒｖ１の算出Ｓ３１の内容である。光センサ８２の発光強度調整値Ｒ２の特徴量Ｒｖ２の算出Ｓ３２，各色トナー濃度調整の現像バイアス調整値Ｑ（Ｙ），Ｑ（Ｍ），Ｑ（Ｃ）およびＱ（Ｂｋ）の特徴量Ｑ（Ｙ）ｖ，Ｑ（Ｍ）ｖ，Ｑ（Ｃ）ｖおよびＱ（Ｂｋ）ｖの算出Ｓ３３〜Ｓ３６、ならびに、各色トナー濃度調整の露光量調整値Ｐ（Ｙ），Ｐ（Ｍ），Ｐ（Ｃ）およびＰ（Ｂｋ）の特徴量Ｐ（Ｙ）ｖ，Ｐ（Ｍ）ｖ，Ｐ（Ｃ）ｖおよびＰ（Ｂｋ）ｖの算出Ｓ３７〜Ｓ４０、の算出処理は、上述の特徴量Ｒｖ１の算出Ｓ３１の内容と同様である。

算出した特徴量は、各色トナー濃度調整の現像バイアス調整値Ｑ（Ｙ），Ｑ（Ｍ），Ｑ（Ｃ）およびＱ（Ｂｋ）に関しては、図１７に示す、調整値の変化の傾き或いは速度に相応する。

なお、このような特徴量は、前述の差分値だけでなく、信号変化の回帰値や最近部分の複数データの標準偏差や最大値，平均値など、さまざまな計算式で特徴量を求めることができる。このような時系列的な信号の特徴抽出方法は、ＡＲＩＭＡモデルなど多数提案されており適宜の方法を使えばよい。

異常の予兆は正常なときには安定していた信号が様々な形ではあるが特異な不安定な動きを示したことによって捉えられると考える。この視点に立って適切な特徴量抽出方法を選択すればよい。また、時間経過の指標は前述のプリント枚数積算値に限るものではなく、運転時間積算値や実時間経過値なども選択できる。また時間的な演算を含まない特徴量や、状態データそのものを、異常予兆判定の対象データに加えることもこの発明のメリットを損なうものではない。たとえば、その時点の状態検出値そのものを対象データに加えても良い。すなわち、異常予兆判定の対象データは、状態データに基づいて生成される特徴量および状態データのいずれか又は両者である。

図１３を再度参照する。算出により生成した特徴量およびその他生成又は抽出下対象データはエンジン制御５１０内のＮＶ−ＲＡＭに割り付けた対象データテーブル（ＴＢ）に蓄積し（Ｓ３）、今回生成又は抽出した各対象データの傾向を判別して（Ｓ４）、傾向判別結果を傾向判別テーブルに蓄積する（Ｓ５）。この各対象データの傾向判別では、対象データごとに、第１判別手段である、基準値との大小比較により異常傾向有無を判別するスタンプ判別を行う。すなわち、各対象データを、エンジン制御５１０内のＲＡＭに書き込んでいる予兆判定参照データテーブル（図１８）の、各対象データ（Ｎｏ．；例えばＲ，Ｑ，Ｐ対応）に割り当てられた基準値ｂ以下であると異常傾向なし（「０」）に、基準値ｂ以上であると異常傾向有り（「１」）に、２値化する。

次に、第２判別手段である、傾向判別結果の重み付き多数決演算を行う（Ｓ６）。すなわち、予兆判定参照データテーブル（図１８）の、各対象データに宛てられた重みαを、傾向判別結果が「１」(異常傾向有り)であると負極性（−）を与え、傾向判別結果が「０」(異常傾向なし)であると正極性（＋）を与えて、加算する。極性データをｓｇｎで表す。加算値を予兆指標値Ｆとする。予兆指標値Ｆは、エンジン制御５１０内のＮＶ−ＲＡＭに割り付けた予兆指標値テーブルに蓄積する（Ｓ７）。予兆指標値Ｆの一例を、図１４の最下段に示し、また、数例を図１５に示す。

該予兆指標値Ｆが０以下のときには、異常予兆有りを表す予兆判定情報「１」を、０を超えるときには異常予兆なしを表す予兆判定情報「０」を生成し（Ｓ８）、エンジン制御５１０内のＮＶ−ＲＡＭに割り付けた予兆判定テーブルに蓄積する（Ｓ９）。

今回生成した予兆判定情報が「０」（異常予兆なし）であると（Ｓ１０）、正常を表すデータと、ステップＳ１で抽出した１６点の、プリント枚数積算値付きの状態情報を、管理装置６３０に送信する（Ｓ１１）。今回生成した予兆判定情報が「１」（異常予兆有り）であると（Ｓ１０）、スタンプ判別テーブルの、今回生成した、各対象データに異常傾向があるか否かを判別したデータ群を、予兆有りと判定した異常状態（クリーニング不全，画像異常，転写紙に対するレジスト異常，トナー不足，ハードウエア異常等）の予兆（傾向）を表すデータにエンコードして（Ｓ１２）、該異常予兆またはそれを解消するためのメンテナンス要を、操作ボード５００のディスプレイに表示し（Ｓ１３）、異常予兆を表すデータとステップＳ１で抽出した１６点の、プリント枚数積算値付きの状態データを、管理装置６３０に送信する（Ｓ１４）。

なお、エンジン制御５１０は、操作ボード５００から修理完了による修理済要素の初期化入力があると、修理直後の状態データの過渡的な変化を異常予兆状態と誤判別しないように例外処理を行う。本実施例の例外処理では、修理済要素の修理後の状態情報を、更正有りデータを付加して状態情報データベースに書き込む。そしてステップＳ１で１６点の状態データを抽出したとき、その中に更正有りデータが含まれると、該状態データに関するステップ２〜Ｓ５の対象データ生成および傾向判別は実行せず、該状態データに関する傾向判別データを、傾向なし（「０」）に定める。

また、エンジン制御５１０は、状態データを収集して状態データの異常を認識すると、異常を操作ボード５００のディスプレイに表示すると共に、そのときの状態データセット，異常内容（異常の形態）および異常発生を、管理装置６３０に送信する。この「異常」は、異常予兆判定ＰＡＤの予兆検出対象外の場合がありえるが、基準値および重み値が、該異常に対しては調整が不十分な場合がありえる。

これに対処するために、本実施例の複写機には、操作ボード５００に対する初期化入力操作によって、機内の予兆判定参照テーブルの各基準値および各重み値を個別に変更できる、予兆判定参照テーブルの初期化機能（プログラム）があり、管理者権限があるユーザ又は管理装置６３０を運用するオペレータは、この初期化機能を用いて、機内の予兆判定参照テーブルの各基準値および各重み値を個別に調整することが出来る。

管理装置６３０は、各複写機が、ステップＳ１１又はＳ１４で送信するデータ、ならびに、異常発生時に送信するデータを、管理装置内部に構築している各複写機宛のデータベースに蓄積する。そして管理装置６３０を運用するオペレータとの対話協働を行う判別器生成処理によって、該データベースにある同一機種の複写機群から収集した状態データにもとづいて、予兆の報知を受けないで通知された異常、の予兆を検出（判定）するための、ステップＳ４の傾向判別（第１判別）およびステップＳ６〜Ｓ８の予兆判別（第２判別）で用いる基準値ｂおよび重みαを生成（修正）して、これらを含む予兆判定参照テーブル（図１８に示すものに対応するもの）を生成して、ネットワークを介して該当の複写機にダウンロードすることにより、又は、携帯可能な情報媒体に記憶して該当の複写機に持参して、該複写機に既存の予兆判定参照テーブルを書き換える。これにより該複写機はその後、先にそれが管理装置６３０に報知した異常、の予兆も判定するようになる。

以上に説明した「異常予兆判定」ＰＡＤによれば、判別処理を定義するのは各対象データ毎のスタンプ判別の基準値ｂ，基準値より大きかった場合の重みの符号（ｓｇｎ），重みαの三つの値だけである。重み付き多数決とは、影響の大きい対象データについて大きい重み値αを与えてΣｓｇｎ×αを計算するだけなので、処理の負荷は非常に小さい。これらの判別条件値を変えるだけで、全く別の判別器（第１判別手段＋第２判別手段）を作成できる。たとえば、各異常に対応した各予兆判定参照テーブル（判別条件値セット）をメモリに格納しておき、各予兆判定参照テーブルごとに、ステップＳ４〜Ｓ８の予兆判別を順次繰り返して、又は並行して、行うことにより、一つの予兆判定参照テーブルの使用では予兆判別が難しい異常を、他の予兆判定参照テーブルを用いて予兆判別することが出来る。各予兆判定参照テーブルは、ネットワークを介しての管理装置６３０からのダウンロードや、ＳＤカードなどの可搬メモリからのインストールによって、更新したり、追加することもできる。

上記「異常予兆判定」ＰＡＤは、３１種の対象データそれぞれの異常傾向の有無判別（Ｓ４）および判別結果の重み付き多数決（Ｓ６〜Ｓ８）を行うものであり、該３１種の対象データには、図１６に示す１０種の特徴量Ｒｖ１，Ｒｖ２，Ｑ（Ｙ）ｖ，Ｑ（Ｍ）ｖ，Ｑ（Ｃ）ｖ，Ｑ（Ｂｋ）ｖ，Ｐ（Ｙ）ｖ，Ｐ（Ｍ）ｖ，Ｐ（Ｃ）ｖ，Ｐ（Ｂｋ）ｖが含まれる。これらの特徴量のみを対象データとする「異常予兆判定」は、Ｂｋ画像を作像するための感光体４０（Ｂｋ）のクリーニング不良（黒クリーニング不全）および／又は中間転写ベルト１０のクリーニング不良（汚れの定着を含む）に用いることが出来る。

図１９には、上記１０種の特徴量のみを算出し対象データとしてクリーニング不良の予兆を判定する「黒クリーニング不全の予兆判定」ＰＡＤｂｃの概要を示す。この「黒クリーニング不全の予兆判定」ＰＡＤｂｃは、図１３の「異常予兆判定」ＰＡＤの内容の一部を抽出して、独立した下位予兆判定を形成したものであり、図１９上のステップＳ５１〜Ｓ６４のそれぞれは、図１３のステップＳ１〜Ｓ１４に対応する。

図１３のステップＳ８では、複写機としての異常予兆の有無を判定するが、ステップＳ２で算出する３１種の対象データは、クリーニング不全，画像異常，転写紙に対するレジスト異常，トナー不足，ハードウエア異常等の各異常の予兆を判定するグループに区分されており（ただし、複数グループに所属する対象データもある）、ステップＳ１２では、グループ内特徴量の異常傾向有無の集合に基づいて、該グループ（クリーニング不全，画像異常，・・・）が異常予兆であるか否か（クリーニング不全，画像異常，・・・の各異常の予兆があるか否か）を表すデータにエンコードする。

なお、ステップＳ５６〜Ｓ５９を、上記グループの区分で重み付き多数決演算をしてグループごとに異常予兆有無を判別して、ステップＳ１２を省略することも出来る。図１９に示す「黒クリーニング不全の予兆判定」ＰＡＤｂｃは、この実施態様では、「クリーニング不全」の予兆を判定するグループに関する処理のみを抽出したもの、と言うことも出来る。

次に、予兆判定参照テーブル（図１８）の作成態様を説明する。複写機６０１に備えている予兆判定参照テーブルは、一般にブースティング法という教師付き学習アルゴリズムを用いて作成した。ブースティング法は、例えば数理科学Ｎｏ．４８９，ＭＡＲＣＨ ２００４「統計的パターン識別の情報幾何」に説明があり公知である。概要では、まず正常な状態であると予め分かっている状態データと、異常予兆状態にあると分かっている状態データを用意する。例えば装置の耐久試験などを行なうときに状態データログを取り、異常事例に出会ったとき、異常の前に予兆状態があった期間を推定し上記データとして活用する。発明者らは、実際に１０台を超える画像形成装置を３ヶ月間に渡り状態データログを取りながら異常事例を集め検証した。

図１４に示すＱ（Ｙ），Ｑ（Ｍ），Ｑ（Ｃ）およびＱ（Ｋ）は、市場で稼動している複写機の一台がＢｋ色でクリーニング不良を起し、修理したときの各色の、現像バイアス調整値Ｑの３ヶ月間の変化を記録した結果である。同様にこれ以外の多数の状態データも記録し活用しているが変化が顕著であった状態データＱ（現像バイアス調整値）のみを紹介する。このようにＢｋ色のクリーニング不良に先立って、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の現像バイアス調整値が変動していることが観察される。

そこで前述（Ｓ２，Ｓ５２）の対象データの生成（特徴量算出）を行った。算出した特徴量を、プリント枚数積算値を横軸とするグラフに表して、目視により異常予兆期間の推定をおこない、異常予兆期間に該当する区間のラベルを−１（異常予兆期間）、それ以外のラベルを１（正常期間）と与え、ブースティングによる３１回の繰り返し学習を行わせ、ｂ１〜ｂ３１、ｓｇｎ１〜ｓｇｎ３１、α１〜α３１を決定した。該ｂ１〜ｂ３１およびα１〜α３１を予兆判定参照テーブル（図１８）とした。該予兆判定参照テーブルを使ってＦ値を計算した結果を、図１４のＱ（Ｋ）の次に、示す。ラベルのついた教師付きデータは、適切に学習が行なわれ予兆該当部分だけがＦ値でマイナスに変化する弱判別器（第１判別手段：Ｓ４）と、重み付き多数決による強判別器（第２判別手段：Ｓ６〜Ｓ８）が生成されたことが確認できた。次にこの判別器が学習に用いていないテストデータに対して適切な結果を与えるかを、５台（１号機〜５号機）の同様の異常事例が発生した装置の状態情報から、同様の手順で特徴量を抽出し事後検証した結果を、図１５に示す。先に決定したｂ，αによって演算を行う判別器出力Ｆ値は、意図した通り同様の異常事例発生に先立ち、異常予兆状態になっているときにマイナスに変化しており、上手く予兆状態が判別できたことが確認できた。

第２実施例の管理システムのハードウエアは、上述の第１実施例のものと同様である。第２実施例の管理装置６３０は、各複写機が、ステップＳ１１又はＳ１４で送信するデータ、ならびに、異常発生時に送信するデータを、管理装置内部に構築している各複写機宛のデータベースに蓄積する。そして管理装置６３０を運用するオペレータとの対話協働によって、第１実施例で生成する３１種の対象データに基づいて、予兆の報知を受けないで通知された異常、の予兆を検出（判定）するための、ステップＳ４の傾向判別（第１判別）およびステップＳ６〜Ｓ８の予兆判別（第２判別）で用いる基準値ｂおよび重みαを、データベースにある同一機種の複写機群から収集した状態データにもとづいて、上述の予兆判定参照テーブル作成態様で生成して、これらを含む追加の予兆判定参照テーブル（図１８に示すものに対応するもの）、ならびに、該追加の予兆判定参照テーブルのデータを用いる対象データの異常傾向判別（第１判別手段），重み付き多数決と予兆判定（第２判別手段）、および、予兆判別結果対応の表示，データ送信の処理を含む、追加の異常予兆判定シフトウエアを生成して、ネットワークを介して該当の複写機にダウンロードすることにより、又は、携帯可能な情報媒体に記憶して該当の複写機に持参して、該複写機に、追加の予兆判定機能として加える。

追加の予兆判定機能が加わった複写機は、対象データ群を算出すると（Ｓ２）、第１実施例の異常予兆判定と、追加の異常予兆判定をシリアルに実行する。第２実施例のその他の構成および機能は、上述の第１実施例と同様である。

第３実施例の管理システムのハードウエアは、上述の第１実施例のものと同様である。第３実施例の複写機は、上記３１種の対象データを算出するための状態データに加えて、それ以外の状態データも、管理装置に送信する。管理装置は画像形成装置から受信した状態データを複写機宛てにデータベースに蓄積する。そして管理装置６３０を運用するオペレータとの対話協働によって、データベースにある同一機種の複写機群から収集した状態データに基づいて、第１実施例で算出する３１種の対象データの他に、他の状態データにも基づいて追加の数種の対象データも生成又は抽出して、複写機から予兆の報知を受けないで通知された異常の予兆を判定するための新たな対象データ群と、基準値ｂおよび重みαを、上述の予兆判定参照テーブル作成態様で生成して、これらを含む追加の予兆判定参照テーブル（図１８に示すものに対応するもの）、ならびに、該追加の予兆判定参照テーブルのデータを用いる対象データの異常傾向判別（第１判別手段），重み付き多数決と予兆判定（第２判別手段）、および、予兆判別結果対応の表示，データ送信の処理を含む、追加の異常予兆判定シフトウエアを生成して、ネットワークを介して該当の複写機にダウンロードすることにより、又は、携帯可能な情報媒体に記憶して該当の複写機に持参して、該複写機に、追加の予兆判定機能として加える。また、同様にして、既存の「異常予兆判定」ＰＡＤのステップＳ２の「対象データの生成」Ｓ２は、追加の異常予兆判定で新たに加えられた状態データの対象データも生成又は抽出するものに書き換える。

このように追加の予兆判定機能が加えられた複写機は、対象データ群を算出すると（Ｓ２）、第１実施例の異常予兆判定と、追加の異常予兆判定をシリアルに実行する。第３実施例のその他の構成および機能は、上述の第１実施例と同様である。

本発明の第１実施例の管理システムの概要を示すブロック図である。 図１に示す複合機能があるカラー複写機６０１の機構概要を示す縦断面図である。 図２に示す中間転写ベルト１０およびその周りの機械要素を拡大して示す縦断面図である。 図３に示す４組の作像ユニットに共通の構成を示す拡大縦面図である。 （ａ）は、図３に示す中間転写ベルト１０の表面のトナー濃度を検出する光センサ８１，８２を示す斜視図である。（ｂ）は、中間転写ベルト１０に形成した、トナー像のテストパターンを示す平面図である。 （ａ）は、光センサ８１の構成を示すブロック図であり、ベルト表面の汚れを検出する態様を示す。（ｂ）は、中間転写ベルト１０に光を投射する光センサ８１内ＬＥＤの通電電流値と正反射ＰＤの光検出信号のレベルの関係を示すグラフである。 （ａ）は、光センサ８１の構成を示すブロック図であり、ベルト１０に転写されたテストパターンのトナー像の濃度を検出する態様を示す。（ｂ）は、トナー像の濃度と光センサ８１内乱反射ＰＤの光検出信号のレベルの関係を示すグラフである。 図２に示す複写機の画像処理システムの概要を示すブロック図である。 図８に示すエンジン制御５１０によるトナー画像濃度調整の概要を示すフローチャートである。 転写ベルト１０上に転写したテストパターントナー像の作像時の現像ポテンシャルと、光センサ８１，８２で検出するトナー濃度との関係（特性線）を示すグラフである。 （ａ）は、ベルト１０表面に格別な汚れがない場合に計測した特性線（実線）と特性線の変動範囲を示すグラフであり、（ｂ）はベルト１０表面が少し汚れた場合の特性線を示す。 ベルト１０表面が汚れた場合の、各色特性線を示すグラフである。 図８に示すエンジン制御５１０が実施する異常予兆判定の概要を示すフローチャートである。 複写機６０１の各色作像の現像バイアス調整値Ｑの変動と、これらに基づいて生成した異常予兆判別器で算出した予兆判別指標値Ｆを示すグラフである。 ５台の複写機の予兆判別指標値Ｆの変化を示すグラフである。 複写機６０１での、光センサ８１，８２の発光強度調整値Ｒ，各色現像バイアス補正値Ｑおよび各色露光量補正値Ｐの特徴量算出の概要を示すフローチャートである。 各色トナー濃度調整の現像バイアス調整値Ｑ（Ｙ），Ｑ（Ｍ），Ｑ（Ｃ）およびＱ（Ｂｋ）の変化の概要を示すグラフである。 異常予兆判定において、対象データの異常傾向判別に用いる基準値ｂおよび異常予兆判別指標値Ｆの算出において特徴量の異常傾向に付ける重み値の一例を示す図表である。 異常予兆判定のなかの、「黒クリーニング不全の予兆判定」の概要を示すフローチャートである。

符号の説明

１０：中間転写ベルト １４〜１６：支持ローラ
１７：中間転写体クリーニング装置
１８：作像関連機器 ２０：作像装置
２１：レーザ露光装置 ２２：２次転写ローラ
２３：ローラ ２４：搬送ベルト
２５：定着装置 ２６：定着ベルト
２７：加圧ローラ ２８：シート反転装置
３２：コンタクトガラス
３３：第１キャリッジ ３４：第２キャリッジ
３５：結像レンズ ３６：ＣＣＤ
４０：感光体ドラム ４２：給紙ローラ
４３：ペーパーバンク ４４：給紙カセット
４５：分離ローラ ４６：給紙路
４７：搬送ローラ ４８：給紙路
４９：レジストローラ ５０：給紙ローラ
５１：手差しトレイ ５５：切換爪
５６：排出ローラ ５７：排紙トレイ
６０：帯電ローラ ６１：現像ユニット
６２：１次転写ローラ ６３：感光体クリーニング装置
６４：除電装置 ６５：現像スリーブ
６６：攪拌部 ６７：現像部
６８：スクリュウ ６９：仕切り板
７０：現像ケース ７１：トナー濃度センサ
７２：マグネットローラ
７３：ドクタブレード ７４：導電性ローラ
７５：クリーニングブレード
７６：ファーブラシ ７７：電界ローラ
７８：スクレーパ ７９：回収スクリュ
８０：トナーリサイクル装置
８１，８２：光センサ ８３：トナー像のテストパターン
９０，９１：ファーブラシ
９２，９３：金属ローラ
９４，９５：電源

Claims (15)

1. 作像機構の状態を検出するセンサおよび作像特性に影響する複数の制御パラメータを調整する調整手段を備える画像形成装置において、
   各個が、前記制御パラメータの値，前記センサによる検出データおよび検出データに基づいて生成された評価データ、のいずれかである複数種の状態データを記憶する状態記憶手段；
   前記複数種の状態データから異常予兆判定用の複数種の対象データを生成又は抽出する対象データ生成手段；
   各対象データが、各対象データ宛に設定されている各基準値以下か越えるかにより、各対象データの異常傾向の有無を判別する第１判別手段；および、
   前記第１判別手段の各対象データ宛の判別結果に、各対象データ宛に設定されている重みを付けて多数決により、前記複数種の対象データの全体としての異常予兆の有無を判定する第２判別手段；を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記対象データは、状態データに基づいて生成される特徴量および該状態データのいずれか又は両者である；請求項１に記載の、画像形成装置の管理装置。
3. 前記対象データ生成手段は、状態データの時間的に最新から過去に渡る複数点の状態データの推移形態を表す対象データを生成する特徴抽出手段、を含む；請求項１又は２に記載の、画像形成装置の管理装置。
4. 前記第２判別手段の、前記全体としての異常予兆有りとの判定を、前記画像形成装置の前記異常予兆に対応付けられている出力データに変換する手段；を更に備える、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
5. 前記出力データに対応する報知を出力する報知手段；を更に備える、請求項２に記載の画像形成装置。
6. 画像形成装置は、感光体，該感光体を帯電する帯電手段，該感光体の帯電面に画像光を投射する露光手段，該露光手段により感光体に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像手段，該トナー像を中間転写体を介して用紙に転写する転写手段，中間転写体に転写されたトナー像濃度を検出する光センサ，該光センサが中間転写体の表面に投射した光の反射光の該光センサの受光レベルを基準値にする光センサ発光強度調整手段、および、前記中間転写ベルトに転写したテストパターンのトナー像濃度を前記光センサで検出して検出値に基づいて前記現像手段の現像バイアスおよび前記露光手段の露光量を補正するトナー像濃度調整手段、を備え；
   前記複数種の状態データには、前記光センサ発光強度調整手段の発光強度調整値Ｒ，前記トナー像濃度調整手段の現像バイアス調整値Ｑおよび露光調整値Ｐがあり；
   前記特徴抽出手段は、該Ｒ，ＱおよびＰそれぞれの、時間的に最新から過去に渡る複数点のデータの推移形態を表す対象データを生成し；
   第２判別手段は、第１判別手段による前記Ｒ，ＱおよびＰ宛の対象データに関する判別結果を用いる前記多数決により前記Ｒ，ＱおよびＰ全体としの異常予兆の有無を判定する；請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記第２判別手段の、前記全体としての異常予兆有りとの判定を、クリーニング不全予兆を表すデータに変換する手段；を更に備える、請求項６に記載の画像形成装置。
8. 第１判別手段が用いる前記制御パラメータ宛ての基準値を更新するための第１更新手段；を更に備える請求項１乃至７のいずれか１つに記載の画像形成装置。
9. 第２判別手段が用いる前記制御パラメータ宛ての重みを更新するための第２更新手段；を更に備える請求項１乃至８のいずれか１つに記載の画像形成装置。
10. 前記複数種の状態データの中に画像形成装置の修理済要素を修理したことを表すデータが付加された状態データがあるときには、前記対象データ生成手段は、該状態データの対象データ生成は保留し、第１判別手段は、該状態データの対象データに宛てられる判別結果を、異常傾向なしに定める；請求項１乃至９のいずれか１つに記載の、画像形成装置の管理装置。
11. 画像形成装置の状態情報を管理する管理装置；および、
    該管理装置にネットワークを介して通信する、請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の画像形成装置；を含む管理システムであって、
    前記画像形成装置は、前記複数種の状態データ，第２判別手段の異常予兆有りの判定、および異常の発生を、前記管理装置に送信し；
    前記管理装置は画像形成装置から受信した状態データ，異常予兆有りの判定および異常の発生を、データベースに蓄積し、前記異常の発生に対応して前記状態データに基づいて修整した前記基準値および重みを該画像形成装置に送信し；
    該画像形成装置は、前記設定されている基準値および重みを、受信したものに更新する；管理システム。
12. 前記管理装置は、前記データベースの、同一機種の画像形成装置群の状態データに基づいて修整した基準値および重みに、前記第１および第２判別手段が用いる前記基準値および重みを更新する；請求項１１に記載の、管理システム。
13. 画像形成装置の状態情報を管理する管理装置；および、
    該管理装置にネットワークを介して通信する、請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の画像形成装置；を含む管理システムであって、
    前記画像形成装置は、前記複数種の状態データ，第２判別手段の異常予兆有りの判定、および異常の発生を、前記管理装置に送信し；
    前記管理装置は画像形成装置から受信した状態データ，異常予兆有りの判定および異常の発生を、データベースに蓄積し、蓄積している調整値に基づいて生成された前記異常の予兆有無を判別するための追加の第１判別手段および第２判別手段を、前記ネットワークを介して該画像形成装置に設定し；
    該画像形成装置は、該設定された追加の第１判別手段および第２判別手段を用いる異常予兆の有無の判定も、実行する；管理システム。
14. 画像形成装置の状態情報を管理する管理装置；および、
    該管理装置にネットワークを介して通信する、請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の画像形成装置；を含む管理システムであって、
    前記画像形成装置は、前記複数種の状態データとそれ以外の状態データ，第２判別手段の異常予兆有りの判定、および異常の発生を、前記管理装置に送信し；
    前記管理装置は画像形成装置から受信した前記状態データ，異常予兆有りの判定および異常の発生を、画像形成装置宛てにデータベースに蓄積し、蓄積している前記それ以外の状態データを含む複数種の状態データに基づいて生成された前記異常の予兆有無を判別するための追加の第１判別手段および第２判別手段を、前記ネットワークを介して該画像形成装置に設定し；
    該画像形成装置は、該設定された追加の第１判別手段および第２判別手段を用いる異常予兆の有無の判定も、実行する；管理システム。
15. 前記管理装置は、前記データベースの、同一機種の画像形成装置群の状態データに基づいて追加の第１判別手段および第２判別手段を設ける、請求項１３又は１４に記載の、画像形成装置の管理システム。

Images