JP5463965B2 - 画像形成装置、搬送装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、搬送装置およびプログラムに関する。

電子写真方式の画像形成装置で、機械（搭載部品）から検出される変動成分を持った時系列データを周波数解析することにより部品の状態を監視し、各部品の故障を予測する技術が知られている。

特許文献１では、搭載部品などの診断対象部における故障の有無を診断する目的で、診断対象部から検出される信号と基準データとの差を周波数解析し、周波数解析の結果から診断対象部の故障を判定する技術が提案されている。

しかしながら、特許文献１の方法では、正確な故障予測をするためには、高い分解能（周波数分解能）の周波数解析を行う必要があり、装置全体の処理の負荷が重くなるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、処理負荷を増加させることなく、より正確に故障予測を行うことができる画像形成装置、搬送装置およびプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の部品それぞれから、前記部品の状態に応じて変化する時系列データを受け付ける受付部と、設定された周波数帯域を対象として、設定された周波数分解能で前記時系列データを周波数解析し、前記周波数ごとの解析結果を生成する解析部と、前記解析結果と予め定められた判定基準値とを比較し、比較結果に基づいて前記部品の異常を判定する判定部と、前記部品が異常であると判定された場合に、前記周波数分解能を増加し、かつ、異常であると判定された前記解析結果の周波数より高い周波数を除外して前記周波数帯域を制限する設定部と、を備え、前記解析部は、制限された前記周波数帯域を対象として、増加された前記周波数分解能で前記時系列データを再度周波数解析し、前記周波数ごとの解析結果を生成すること、を特徴とする。

また、本発明は、コンピュータを、複数の部品それぞれから、前記部品の状態に応じて変化する時系列データを受け付ける受付部と、設定された周波数帯域を対象として、設定された周波数分解能で前記時系列データを周波数解析し、前記周波数ごとの解析結果を生成する解析部と、前記解析結果と予め定められた判定基準値とを比較し、比較結果に基づいて前記部品の異常を判定する判定部と、前記部品が異常であると判定された場合に、前記周波数分解能を増加し、かつ、異常であると判定された前記解析結果の周波数より高い周波数を除外して前記周波数帯域を制限する設定部、として機能させ、前記解析部は、制限された前記周波数帯域を対象として、増加された前記周波数分解能で前記時系列データを再度周波数解析し、前記周波数ごとの解析結果を生成する、プログラムである。

本発明によれば、処理負荷を増加させることなく、より正確に故障予測を行うことができるという効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態にかかる複合機の概略構成を示す図である。 図２は、複合機の故障予測機能に関連する構成の概要図である。 図３は、第１の実施の形態の故障予測部の詳細な機能ブロック図である。 図４は、周波数解析条件設定部の機能を説明するための説明図である。 図５は、同じ周波数特性のデータを低い分解能で測定した結果と高い分解能で測定した結果を比較した図である。 図６は、異常判定方法の他の例を説明するための図である。 図７は、第１の実施の形態における故障予測処理の全体の流れを示すフローチャートである。 図８は、第２の実施の形態にかかる複合機の故障予測機能に関連する構成の概要図である。 図９は、搬送ローラを故障予測機能の対象とする場合の構成例を示す図である。 図１０は、切替信号を出力するタイミングを説明するための図である。 図１１は、切替信号を出力するタイミングの他の例を説明するための図である。 図１２は、他の切替手法による故障予測処理の全体の流れを示すフローチャートである。 図１３は、切替信号を出力するタイミングのさらに別の例を説明するための図である。 図１４は、さらに他の切替手法による故障予測処理の全体の流れを示すフローチャートである。 図１５は、ドラムモータの周波数特性のデータを低い分解能で測定した結果と高い分解能で測定した結果を比較した図である。 図１６は、第１および第２の実施の形態にかかる複合機のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置、搬送装置およびプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。

なお、以下では、本発明の画像形成装置および搬送装置を、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機に適用した例を挙げて説明するが、適用可能な装置はこれに限られるものではない。部品の状態を判定可能な時系列データを得ることができる装置であれば、あらゆる装置に適用できる。例えば、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態にかかる複合機１は、エンコーダや速度指示値等を出力する機械などから得られる変動成分を有するデータを周波数解析し、複合機１に含まれる各部品の状態を監視し、各部品の故障を予測する。通常状態では、多数ある監視箇所（部品）を、広い周波数帯域で分解能を粗くし、順番に周波数解析を実行する。通常状態の周波数解析で異常が検出された場合、異常が検出された周波数帯域に解析の範囲を絞り、かつ、分解能を増加させてより正確な周波数解析を行う。これにより、システム全体の処理の負荷を重くすることなく、正確な故障予測をすることができる。

図１は、第１の実施の形態にかかる複合機１の概略構成を示す図である。図１に示すように、複合機１は、給紙装置２と、給紙搬送対象の用紙４と、複数枚の用紙４を収容する用紙積載部（給紙トレイ）３と、ＦＲＲ（Ｆｅｅｄ Ｒｉｖｅｒｓｅ Ｒｏｌｌｅｒ）給紙方式によるＦＲＲ給紙部５と、縦搬送部（搬送経路）６と、用紙４を送り出すピックアップローラ７と、用紙４を１枚ずつ給紙するフィードローラ８と、正回転／逆回転し、重送防止機能を有するリバースローラ９と、給紙直後の用紙４を検知する給紙センサ１０Ａ〜１０Ｃと、縦搬送部６の搬送ローラ１１と、縦搬送部６の用紙４を検知するとＯＮになる縦搬送センサ１２Ａ〜１２Ｃとを備えている。なお、上記のセンサとしては、たとえば発光素子と受光素子とが一体化された反射型フォトインタラプタなどの光学センサを用いる。

また、複合機１は、静電潜像を形成する感光体１８と、感光体１８上の画像とタイミングをとって用紙４を搬送するレジストローラ部１６と、レジストローラ部１６へ用紙４を搬送する中継ローラ１３と、中継ローラ１３部分に到達した用紙４を検知する中継センサ１４と、レジストローラ部１６の直前に配置され、用紙４の先端を検知するレジストセンサ１５と、感光体１８上の画像を用紙４に転写して搬送する転写部１７と、を備えている。なお、この図１は電子写真方式で画像を形成するもので他の必要な機構については省略している。

ＦＲＲ給紙方式とは、ピックアップローラ７、フィードローラ８、トルクリミッタを内蔵し、正回転（給紙方向）／逆回転（戻し方向）するリバースローラ９、による多数枚送り防止機能を有する給紙方式である。すなわち、ＦＲＲ給紙方式は、フィードローラ８とリバースローラ９が通常は給紙方向に連れ周りしているが、両ローラのニップ部分に２枚以上の用紙４が進入した場合、リバースローラ９が逆回転して２枚以降の用紙４を戻す機構を有する給紙方式である。なお、各ローラは表層部分が高摩擦係数、高耐久性のゴム材で形成されている。

図１に示す複合機１は、下部に３段の用紙積載部３を有する。以下、３段目の給紙部分から用紙４を給紙する場合を例にとって画像形成処理の概要を説明する。３段目の用紙積載部３上に積載された用紙４は、３段目のＦＲＲ給紙部５、および縦搬送部６を経てレジストローラ部１６に達して一時停止する。レジストローラ部１６が停止することでそのニップ部分で用紙４がやや過分送り状態で停止し、所定のレジスト調整作業（感光体１８上の画像との位置合わせ、スキュー補正）を経た後に、レジストローラ部１６が再起動し、再び搬送する。その後、用紙４はトナー画像が転写され、加熱および圧力の作用によって定着処理された後に機外に排紙される。

図２は、複合機１の故障予測機能に関連する構成の概要図である。図２に示すように、複合機１は、部品の故障予測機能に関連する構成として、モータ２１ａ、２１ｂと、ギア２２ａ、２２ｂと、エンコーダ２３ａ、２３ｂと、ローラ２４ａ、２４ｂと、モータ制御部３０ａ、３０ｂと、故障予測部１００と、を備えている。

ローラ２４ａ、２４ｂは、故障を予測する機械（部品）の一例であり、例えば図１の各ローラに相当する。モータ２１ａ、２１ｂは、それぞれローラ２４ａ、２４ｂを駆動する駆動源である。ギア２２ａ、２２ｂは、それぞれモータ２１ａ、２１ｂの回転をローラ２４ａ、２４ｂに伝達する。エンコーダ２３ａ、２３ｂは、それぞれローラ２４ａ、２４ｂの回転軸と同軸に接続され、ローラ２４ａ、２４ｂの回転に応じたパルス信号を発生する。

なお、故障を予測する対象となる部品はローラ２４ａ、２４ｂに限られるものではない。回転に応じたパルス信号のように、部品の状態に応じて変化する時系列データを検出可能であるものであればあらゆる部品を対象とすることができる。

モータ制御部３０ａ、３０ｂは、それぞれモータ２１ａ、２１ｂの回転を制御する。故障予測部１００は、エンコーダ２３ａ、２３ｂから時系列データ（パルス信号）を入力し、時系列データを周波数解析して各部品の異常（故障）の有無を判定する。故障予測部１００の詳細な構成は後述する。

次に、故障予測部１００の詳細な機能構成について説明する。図３は、第１の実施の形態の故障予測部１００の詳細な機能ブロック図である。図３に示すように、故障予測部１００は、データ受付部１０１と、周波数解析部１０２と、異常状態判定部１０３と、周波数解析条件設定部１０４と、メモリ１２０と、を備えている。

メモリ１２０は、故障予測部１００による処理で利用する各種データを記憶する。メモリ１２０は、周波数解析結果記憶部１２１と、判定基準データ記憶部１２２と、判定結果記憶部１２３とを備えている。周波数解析結果記憶部１２１は、周波数解析の解析結果を記憶する。判定基準データ記憶部１２２は、異常状態判定部１０３が判定のために用いる予め定められた判定基準値を記憶する。判定結果記憶部１２３は、異常状態判定部１０３により出力された判定結果を記憶する。

データ受付部１０１は、故障予測の対象として定められた各部品から、各部品の状態に応じて変化する時系列データを受け付ける。データ受付部１０１は、異常状態判定部１０３からの信号を元に、複数の部品のうち、時系列データを取込む部品を切替えて時系列データを受け付ける。時系列データの受付方法はこれに限られるものではなく、周波数解析部１０２が所望の部品の時系列データを取得できる方法であればあらゆる方法を適用できる。

周波数解析部１０２は、周波数解析条件設定部１０４により設定された解析モードで時系列データを周波数解析し、周波数ごとの解析結果を生成する。解析モードとしては、簡易解析モードと、詳細解析モードとが設定できる。簡易解析モードは、広い周波数帯域を対象として、分解能を低くして周波数解析するモードである。詳細解析モードは、必要最小限に制限した狭い周波数帯域を対象として、分解能を増加させて周波数解析するモードである。

本実施の形態では、周波数解析部１０２は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform（高速フーリエ変換））により時系列データを解析する。なお、適用可能な解析手法はＦＦＴに限られず、周波数帯域や精度（分解能等）を変更できるものであればウェーブレット変換などの他の解析手法を用いてもよい。

異常状態判定部１０３は、周波数解析の解析結果を参照し、各部品の異常を判定する。例えば、異常状態判定部１０３は、周波数解析で得られたゲインと、判定基準データ記憶部１２２に記憶された判定基準値とを周波数ごとに比較し、ゲインが判定基準値を超えた場合に、当該部品に異常が発生したと判定する。異常状態判定部１０３は、判定結果を判定結果記憶部１２３、および、故障予測部１００の外部に出力する。

周波数解析条件設定部１０４は、異常状態判定部１０３からの信号を元に、周波数解析部１０２が次に実行する周波数解析の周波数帯域および分解能などの解析条件を設定する。周波数解析条件設定部１０４は、異常が発生していない状態（通常状態）では、周波数帯域が広く分解能が粗い簡易解析モードを設定する。また、周波数解析条件設定部１０４は、異常が発生している状態では、周波数帯域が狭く分解能が細かい詳細解析モードを設定する。

図４は、周波数解析条件設定部１０４の機能を説明するための説明図である。図４の左のグラフは、異常が発生していない状態で簡易解析モードにより周波数解析された解析結果を表している。また、図４の右のグラフは、異常が発生した状態で詳細解析モードにより周波数解析された解析結果を表している。図４では、周波数ｆ（Ｈｚ）に対するゲイン（ｄＢ）を表す周波数特性を解析結果として表している。

図４の左のグラフは、簡易解析モードでの解析により、判定基準値を超える異常データ４０１が検出された例を示している。この場合、異常状態判定部１０３は、対象部品に異常が生じていると判定する。周波数解析条件設定部１０４は、異常が発生している周波数成分を特定し、特定した周波数成分より高い周波数を除外した領域まで周波数帯域を制限する。また、周波数解析条件設定部１０４は、制限した周波数帯域で解析する周波数のサンプル数を増やすことで分解能を高める。例えば、周波数解析条件設定部１０４は、正確な故障判定に必要な精度が得られる予め定められた値までサンプル数を増加する。このように、必要な周波数帯域に絞り分解能を上げた解析を行うことで、無駄な処理時間をかけずに精度の高い解析が可能となる。

図５は、同じ周波数特性のデータを低い分解能で測定した結果と高い分解能で測定した結果を比較した図である。上述のように、周波数のサンプル数で分解能を調節可能であり、サンプル数が多いほど分解能が高い解析となる。

図５の左のグラフに示すように、分解能が低い解析の場合には、サンプリング間のピーク値の合計が解析結果として得られる。したがって、図５の右のグラフのデータ５０１およびデータ５０２のように、分解能を高くした解析結果では判定基準値を超えていない場合であっても、分解能が低い解析では判定基準値を超える異常データ４０１として観察される場合がある。

そこで、本実施の形態では、異常状態判定部１０３が、詳細解析モードによる周波数解析の解析結果を再度異常判定し、異常の有無を確認する。これにより、より正確な異常判定が可能となる。

なお、異常状態判定部１０３による異常判定方法は上記に限られるものではない。図６は、異常判定方法の他の例を説明するための図である。図６の例では、異常状態判定部１０３は、まず、得られた周波数解析結果（図６右上グラフ）と、予め定められた基準周波数特性（図６左上グラフ）との差分（図６左下グラフ）を算出する。そして、異常状態判定部１０３は、得られた差分が判定基準値を超えた場合に異常と判断する。

図４〜図６の例では、判定基準値を１つとして説明していたが、例えば周波数の範囲に応じて異なる複数の判定基準値を用いてもよい。また、判定基準値は、部品の種類ごとに変更してもよい。

次に、このように構成された第１の実施の形態にかかる複合機１による故障予測処理について図７を用いて説明する。図７は、第１の実施の形態における故障予測処理の全体の流れを示すフローチャートである。

まず、故障予測部１００は、最初に解析する解析箇所（部品）と解析条件とを設定する（ステップＳ１１）。例えば、データ受付部１０１が、最初に解析するローラ２４の時系列データを受け付けるように部品を切替える。また、周波数解析条件設定部１０４が、簡易解析モードとなるように周波数解析の解析条件を設定する。

次に、故障予測部１００は、故障予測機能の動作を終了するか否かを判定する（ステップＳ１２）。例えば、故障予測部１００は、すべての部品の解析が終了した場合に、故障予測機能を終了すると判定する。

動作を終了しない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、周波数解析部１０２が、簡易解析モードで周波数解析を実行し（ステップＳ１３）、解析結果を周波数解析結果記憶部１２１に記憶する（ステップＳ１４）。

次に、異常状態判定部１０３が、解析結果と判定基準値とを比較し、当該部品の異常の有無を判定し（ステップＳ１５）、判定結果を判定結果記憶部１２３に記憶する。

異常があると判定された場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、異常状態判定部１０３は、異常が発生している箇所の周波数を周波数解析条件設定部１０４に出力する。周波数解析条件設定部１０４は、周波数解析のモードを詳細解析モードに変更する。すなわち、周波数解析条件設定部１０４は、異常が発生している箇所より高い周波数を除外して解析する周波数帯域を絞り、正確な故障予測に必要な精度まで分解能を上げるように変更した解析条件を設定する（ステップＳ１６）。

次に、周波数解析部１０２は、設定された周波数帯域および分解能で、再度時系列データの周波数解析を実行し（ステップＳ１７）、解析結果を周波数解析結果記憶部１２１に記憶する（ステップＳ１８）。

次に、異常状態判定部１０３が、解析結果と判定基準値とを比較し、当該部品の異常の有無を判定し（ステップＳ１９）、判定結果を判定結果記憶部１２３に記憶する。

異常があると判定された場合（ステップＳ１９：Ｙｅｓ）、異常状態判定部１０３は、外部に異常が発生したことを通知する（ステップＳ２０）。

異常の発生を通知した後、ステップＳ１５で異常がないと判定された場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、および、ステップＳ１９で異常がないと判定された場合（ステップＳ１９：Ｎｏ）、異常状態判定部１０３は、データ受付部１０１に対して解析箇所（部品）の切替信号を出力する。データ受付部１０１は、切替信号に応じて次の部品に切り替え（ステップＳ２１）、処理を繰り返す。なお、図７では省略しているが、詳細解析モードによる解析を実行した場合は、次の部品を解析する前に、周波数解析条件設定部１０４が、周波数解析のモードを簡易解析モードに設定する。

このように、第１の実施の形態では、通常状態では、広い周波数帯域で分解能を粗くした簡易解析モードで周波数解析を実行する。簡易解析モードの周波数解析で異常が検出された場合、異常が検出された周波数帯域を含む最小限の領域に解析の範囲を絞り、分解能を増加させた詳細解析モードで周波数解析を行う。これにより、システム全体の処理負荷を増加させることなく、正確な故障予測を行うことができる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、４色に対応する４つの感光体ドラムを備え、カラー画像を形成可能な複合機に適用した例を説明する。図８は、第２の実施の形態にかかる複合機８０１の故障予測機能に関連する構成の概要図である。

実際の複合機８０１では、故障予測を行う解析箇所（部品）は多数存在しうる。図８は、簡単化のためドラムモータである４つのモータ２１ａ〜２１ｄのみを対象とする故障予測機能を搭載した例を記載している。

図８に示すように、複合機８０１は、モータ２１ａ〜２１ｄと、モータ２１ａ〜２１ｄにそれぞれ対応するエンコーダ２３ａ〜２３ｄと、中間転写ベルト８１１と、２次転写部８１２と、搬送ローラ８１３、８１４と、故障予測部１００と、を備えている。

モータ２１ａ〜２１ｄは、Ｙ（Yellow）、Ｍ（Magenta）、Ｃ（Cyan）、Ｂｋ（Black）の４色の感光体ドラム（図示せず）それぞれを駆動するドラムモータである。中間転写ベルト８１１は、搬送ローラ８１３および８１４により移動され、感光体ドラム上に担持された現像剤が転写される。２次転写部８１２は、中間転写ベルト８１１上に担持された多色現像剤像を、中間転写ベルト８１１上に保持された用紙に転写する。

なお、このような構成で用いられる搬送ローラ８１３および８１４を、故障予測機能の対象とする部品としてもよい。図９は、搬送ローラ８１３、８１４を故障予測機能の対象とする場合の構成例を示す図である。

図９に示すように、搬送ローラ８１３、８１４は、それぞれモータ２１ａ、２１ｂにより駆動される。また、エンコーダ２３ａ、２３ｂが、それぞれ搬送ローラ８１３、８１４の回転に応じたパルス信号を発生する。したがって、このパルス信号を時系列データとして、故障予測部１００が搬送ローラ８１３、８１４の故障を予測するように構成することができる。

故障予測部１００の機能は第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。

ここで、複数の解析箇所（部品）のうち、解析する部品を切り替えるタイミングについて説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態で説明したように、所定の順序で解析箇所（部品）を切替えて簡易解析モードによる周波数解析を行い、異常が確認された場合は、該当部品に対して直ちに詳細解析モードによる周波数解析を行う。

図１０は、切替信号を出力するタイミングを説明するための図である。例えば、周波数解析部１０２は、Ｂｌａｃｋに対応するドラム２１ｄ（ドラムＢｋ）から簡易解析モードによる周波数解析を開始する（ステップＳ３１）。そして、Ｃｙａｎに対応するドラム２１ｃ（ドラムＣ）の周波数解析（ステップＳ３２）の解析結果から、異常状態判定部１０３が異常を確認した場合は、周波数解析部１０２は、Ｍａｇｅｎｔａに対応するドラム２１ｂ（ドラムＭ）の解析の前に、ドラムＣに対する詳細解析モードによる周波数解析を実行する（ステップＳ３３）。その後、異常状態判定部１０３は、解析箇所をドラムＭに切り替える切替信号をデータ受付部１０１に出力する。すなわち、異常状態判定部１０３は、異常と判定した場合に、詳細解析モードによる周波数解析が実行された後に、次の部品に切り替えるための切替信号を出力する。

この後、周波数解析部１０２は、ドラムＭに対する簡易解析モードによる周波数解析（ステップＳ３４）、および、Ｙｅｌｌｏｗに対応するドラム（ドラムＹ）を駆動するモータ２１ａに対する簡易解析モードによる周波数解析（ステップＳ３５）を実行する。

第１の実施の形態で説明した図７のフローチャートは、このようなタイミングで解析箇所を切り替えて順次故障を検出する処理の詳細を示している。

切替信号の出力タイミングはこれに限られるものではなく、以下のようなタイミングで切替信号を出力するように構成してもよい。

図１１は、切替信号を出力するタイミングの他の例を説明するための図である。図１１は、簡易解析モードによる周波数解析をすべての解析箇所に対して行った後（ステップＳ４１〜ステップＳ４４）、異常が確認された解析箇所に切り替えて詳細解析モードによる周波数解析（ステップＳ４５）を行う切替手法を表している。

図１２は、このような切替手法による故障予測処理の全体の流れを示すフローチャートである。ステップＳ５１からステップＳ５４までは、図７のステップＳ１１からステップＳ１４までと同様の処理であるため説明を省略する。

ステップＳ５４で解析結果を記憶した後、異常状態判定部１０３は、解析結果と判定基準値とを比較し、当該部品の異常の有無を判定し、判定結果を判定結果記憶部１２３に記憶する（ステップＳ５５）。次に、異常状態判定部１０３は、解析箇所が一巡したか否か、すなわち、すべての解析箇所（部品）を判定したかを判断する（ステップＳ５６）。異常状態判定部１０３は、例えば、周波数解析結果記憶部１２１に記憶されている解析結果数を参照すること等により、すべての解析箇所を判定したかを判断する。

解析箇所が一巡していない場合（ステップＳ５６：Ｎｏ）、異常状態判定部１０３は、データ受付部１０１に対して解析箇所（部品）の切替信号を出力する。データ受付部１０１は、切替信号に応じて次の部品に切り替え（ステップＳ６５）、処理を繰り返す。

解析箇所が一巡した場合（ステップＳ５６：Ｙｅｓ）、異常状態判定部１０３は、簡易解析モードによる周波数解析で異常と判定された箇所が存在するか否かを判定する（ステップＳ５７）。異常箇所が存在しない場合（ステップＳ５７：Ｎｏ）、異常状態判定部１０３は、例えば、さらに切替信号を出力する。これにより、再度最初から故障予測処理を繰り返される。

異常箇所が存在する場合（ステップＳ５７：Ｙｅｓ）、異常状態判定部１０３は、解析箇所を異常箇所に切り替える切替信号を出力する。データ受付部１０１は、切替信号に応じた解析箇所に切り替える（ステップＳ５８）。

ステップＳ５９からステップＳ６１までは、図７のステップＳ１６からステップＳ１８までと同様の処理であるため説明を省略する。

次に、異常状態判定部１０３が、解析結果と判定基準値とを比較し、当該部品の異常の有無を判定し（ステップＳ６２）、判定結果を判定結果記憶部１２３に記憶する。

異常があると判定された場合（ステップＳ６２：Ｙｅｓ）、異常状態判定部１０３は、外部に異常が発生したことを通知する（ステップＳ６３）。

異常の発生を通知した後、および、ステップＳ６２で異常がないと判定された場合（ステップＳ６２：Ｎｏ）、異常状態判定部１０３は、簡易解析モードによる周波数解析で他に異常と判定された箇所が存在するか否かを判断する（ステップＳ６４）。他の異常箇所が存在する場合（ステップＳ６４：Ｙｅｓ）、異常状態判定部１０３は、解析箇所を当該異常箇所に切り替える切替信号を出力する。

他の異常箇所が存在しない場合（ステップＳ６４：Ｎｏ）、異常状態判定部１０３は、例えば、さらに切替信号を出力する。これにより、再度最初から故障予測処理を繰り返される。

このような切替手法によれば、簡易解析モードによる周波数解析の解析結果を、外部に対して早期に出力することができる。

図１３は、切替信号を出力するタイミングのさらに別の例を説明するための図である。図１３は、簡易解析モードによる周波数解析（ステップＳ７１、ステップＳ７８）で異常が確認された解析箇所は、他の解析箇所の簡易解析モードによる周波数解析（ステップＳ７２、ステップＳ７４、ステップＳ７６）が実行されるごとに、詳細解析モードによる周波数解析（ステップＳ７３、ステップＳ７５、ステップＳ７７）を行う切替手法を表している。これにより、詳細解析モードによる周波数解析の回数を増加させることができる。

図１４は、このような切替手法による故障予測処理の全体の流れを示すフローチャートである。図１４は、ステップＳ５６が削除された点が、図１２のフローチャートと異なっている。

すなわち、図１２の切替手法では、解析箇所が一巡した後に、詳細解析モードによる周波数解析を実行していたのに対し、図１４の切替手法では、各解析箇所の簡易解析モードによる周波数解析が終了するごとに、異常が確認されたすべての解析箇所に対する詳細解析モードによる周波数解析を実行する。

以下に、ドラムモータの周波数特性を例に周波数解析条件設定部１０４の機能について説明する。図１５は、ドラムモータの周波数特性のデータを低い分解能で測定した結果と高い分解能で測定した結果を比較した図である。

簡易解析モードで解析を行った結果、１０Ｈｚの周波数成分で異常データ１５０１が確認できる。このため、周波数解析条件設定部１０４は、詳細解析モードで解析を行うように解析モードを変更する。すなわち、周波数解析条件設定部１０４は、簡易解析モードでの解析で異常データ１５０１の発生を確認した１０Ｈｚよりも高い周波数帯域を解析対象から外す。さらに、周波数解析条件設定部１０４は、絞った周波数帯域で解析する周波数のサンプル数を増やすことで分解能を高める。

上述のように、分解能が低い解析の場合には、サンプリング間のピーク値の合計が解析結果として得られる。このため、図１５の左のグラフに示すように、判定基準値を超える異常データ１５０１が観察される。一方、分解能を高くして周波数解析した場合は、異常となっていた１０Ｈｚの周波数成分が、１０Ｈｚのドラムモータ本来の回転による周波数成分１５０２と、異常により発生している９．５Ｈｚの周波数成分１５０３と、に分かれて観察される。この例では、異常により発生している９．５Ｈｚの周波数成分１５０３は、異常のレベルには達していない。すなわち、簡易解析モードでは異常と判定された場合であっても、詳細解析モードでは異常ではないと判定することができる。

図１６は、第１および第２の実施の形態にかかる複合機のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図１６に示すように、この複合機は、コントローラ５１０とエンジン部（Ｅｎｇｉｎｅ）５６０とをＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスで接続した構成となる。コントローラ５１０は、複合機全体の制御と描画、通信、図示しない操作部からの入力を制御するコントローラである。エンジン部５６０は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、１ドラムカラープロッタ、４ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。なお、このエンジン部５６０には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。

コントローラ５１０は、ＣＰＵ５１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）５１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）５１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）５１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）５１７と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）５１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）５１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）５１３とＡＳＩＣ５１６との間をＡＧＰ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｏｒｔ）バス５１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ５１２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５１２ａと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ)５１２ｂと、をさらに有する。

ＣＰＵ５１１は、複合機の全体制御をおこなうものであり、ＮＢ５１３、ＭＥＭ−Ｐ５１２およびＳＢ５１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。

ＮＢ５１３は、ＣＰＵ５１１とＭＥＭ−Ｐ５１２、ＳＢ５１４、ＡＧＰ５１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ５１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。

ＭＥＭ−Ｐ５１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ５１２ａとＲＡＭ５１２ｂとからなる。ＲＯＭ５１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ５１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。

ＳＢ５１４は、ＮＢ５１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ５１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ５１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。

ＡＳＩＣ５１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、ＡＧＰ５１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ５１８およびＭＥＭ−Ｃ５１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ５１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ５１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ５１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、エンジン部５６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ５１６には、ＰＣＩバスを介してＦＣＵ（Ｆａｃｓｉｍｉｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５３０、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）５４０、ＩＥＥＥ１３９４（ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ １３９４）インターフェース５５０が接続される。操作表示部５２０はＡＳＩＣ５１６に直接接続されている。

ＭＥＭ−Ｃ５１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）５１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。

ＡＧＰ５１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ５１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。

なお、第１および第２の実施の形態の複合機で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。

第１および第２の実施の形態の複合機で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供するように構成してもよい。

さらに、第１および第２の実施の形態の複合機で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、第１および第２の実施の形態の複合機で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

第１および第２の実施の形態の複合機で実行されるプログラムは、上述した各部（データ受付部、周波数解析部、異常状態判定部、周波数解析条件設定部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、上記各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。

１、８０１ 複合機
２ 給紙装置
３ 用紙積載部
４ 用紙
５ ＦＲＲ給紙部
６ 縦搬送部
７ ピックアップローラ
８ フィードローラ
９ リバースローラ
１０Ａ〜１０Ｃ 給紙センサ
１１ 搬送ローラ
１２Ａ〜１２Ｃ 縦搬送センサ
１３ 中継ローラ
１４ 中継センサ
１５ レジストセンサ
１６ レジストローラ部
１７ 転写部
１８ 感光体
２１ａ〜２１ｄ モータ
２２ａ、２２ｂ ギア
２３ａ〜２３ｄ エンコーダ
２４ａ、２４ｂ ローラ
３０ａ、３０ｂ モータ制御部
１００ 故障予測部
１０１ データ受付部
１０２ 周波数解析部
１０３ 異常状態判定部
１０４ 周波数解析条件設定部
１２０ メモリ
１２１ 周波数解析結果記憶部
１２２ 判定基準データ記憶部
１２３ 判定結果記憶部
８１１ 中間転写ベルト
８１２ ２次転写部
８１３、８１４ 搬送ローラ

特開２００４−２４５７０９号公報

Claims (6)

1. 複数の部品それぞれから、前記部品の状態に応じて変化する時系列データを受け付ける受付部と、
   設定された周波数帯域を対象として、設定された周波数分解能で前記時系列データを周波数解析し、前記周波数ごとの解析結果を生成する解析部と、
   前記解析結果と予め定められた判定基準値とを比較し、比較結果に基づいて前記部品の異常を判定する判定部と、
   前記部品が異常であると判定された場合に、前記周波数分解能を増加し、かつ、異常であると判定された前記解析結果の周波数より高い周波数を除外して前記周波数帯域を制限する設定部と、を備え、
   前記解析部は、制限された前記周波数帯域を対象として、増加された前記周波数分解能で前記時系列データを再度周波数解析し、前記周波数ごとの解析結果を生成すること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記設定部は、前記部品が異常であると判定された場合に、前記解析部により他の前記部品が周波数解析される前に、前記周波数分解能を増加し、かつ、前記周波数帯域を制限し、
   前記解析部は、制限された前記周波数帯域を対象として、増加された前記周波数分解能で、異常であると判定された前記部品の前記時系列データを再度周波数解析し、前記周波数ごとの解析結果を生成すること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記設定部は、前記部品が異常であると判定された場合に、前記解析部により他のすべての前記部品が周波数解析された後に、前記周波数分解能を増加し、かつ、前記周波数帯域を制限し、
   前記解析部は、制限された前記周波数帯域を対象として、増加された前記周波数分解能で、異常であると判定された前記部品の前記時系列データを再度周波数解析し、前記周波数ごとの解析結果を生成すること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記設定部は、前記部品が異常であると判定された場合に、前記解析部により他の前記部品それぞれが周波数解析されるごとに、前記周波数分解能を増加し、かつ、前記周波数帯域を制限し、
   前記解析部は、前記解析部により他の前記部品それぞれが周波数解析されるごとに、制限された前記周波数帯域を対象として、増加された前記周波数分解能で、異常であると判定された前記部品の前記時系列データを再度周波数解析し、前記周波数ごとの解析結果を生成すること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 複数の部品それぞれから、前記部品の状態に応じて変化する時系列データを受け付ける受付部と、
   設定された周波数帯域を対象として、設定された周波数分解能で前記時系列データを周波数解析し、前記周波数ごとの解析結果を生成する解析部と、
   前記解析結果と予め定められた判定基準値とを比較し、比較結果に基づいて前記部品の異常を判定する判定部と、
   前記部品が異常であると判定された場合に、前記周波数分解能を増加し、かつ、異常であると判定された前記解析結果の周波数より高い周波数を除外して前記周波数帯域を制限する設定部と、を備え、
   前記解析部は、制限された前記周波数帯域を対象として、増加された前記周波数分解能で前記時系列データを再度周波数解析し、前記周波数ごとの解析結果を生成すること、
   を備えることを特徴とする搬送装置。
6. コンピュータを、
   複数の部品それぞれから、前記部品の状態に応じて変化する時系列データを受け付ける受付部と、
   設定された周波数帯域を対象として、設定された周波数分解能で前記時系列データを周波数解析し、前記周波数ごとの解析結果を生成する解析部と、
   前記解析結果と予め定められた判定基準値とを比較し、比較結果に基づいて前記部品の異常を判定する判定部と、
   前記部品が異常であると判定された場合に、前記周波数分解能を増加し、かつ、異常であると判定された前記解析結果の周波数より高い周波数を除外して前記周波数帯域を制限する設定部、として機能させ、
   前記解析部は、制限された前記周波数帯域を対象として、増加された前記周波数分解能で前記時系列データを再度周波数解析し、前記周波数ごとの解析結果を生成する、
   プログラム。

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