JP5618176B2 - 状態判別装置及びこれを用いた状態管理システム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置の状態を判別する状態判別装置及びこれを用いた状態管理システムに関するものである。

従来、画像形成装置の異常予兆を検出して異常を事前に予測する各種システムが提供されている。例えば、特許文献１には、画像形成装置と管理装置がネットワークを介して接続されており、各画像形成装置について複数種の状態データを管理装置に集める管理システムが記載されている。管理システムの管理装置では、各画像形成装置について、複数種類の状態データを収集し、収集した複数種類の状態データに基づいて当該画像形成装置の異常予兆の有無を判別する。より詳しくは、収集した複数種の状態データが各基準値以下か越えるかを判別し、状態データごとの判別結果に対して所定の重み付けを行った後、重み付けされた各種状態データの判別結果の多数決により、当該画像形成装置の異常予兆の有無を判別する。このような管理システムによれば、異常予兆が有ると判別した場合にその旨をメンテナンス担当者へ報知することで、その異常予兆の有無をメンテナンス訪問計画の作成に活用することが可能である。

ところが、上記特許文献１に記載された管理システムでは、各種状態データが一度は異常状態を示しても、しばらくして正常状態に戻るということが起こり得る。そのため、状態データが異常状態を示すことにより一度は異常予兆が有ると判別しても、その後しばらくしてから、状態データが正常状態に戻って異常予兆が無いと判別されるという事態が起こり得る。そのため、異常予兆が有る旨の報知を受けたメンテナンス担当者は、早急にメンテナンスに向かうべきか、それともしばらく様子をみるべきかの判断ができなかった。そのため、異常予兆の情報をメンテナンス訪問計画に有効活用できていなかった。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、異常予兆の情報をメンテナンス訪問計画に有効に活用することができる状態判別装置及びこれを用いた状態管理システムに関するものである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像形成装置の状態を示す複数種類の状態データを収集し、収集した状態データに基づいて該画像形成装置の状態を判別する状態判別装置であって、上記画像形成装置についての複数種類の状態データを継続的に収集する状態データ収集手段と、該状態データ収集手段が収集した複数種類の状態データを記憶する状態データ記憶手段と、所定の判別タイミングが到来するたびに、該状態データ記憶手段に記憶されている複数種類の状態データに基づいて上記画像形成装置の異常予兆の有無を判別する異常予兆判別手段と、該異常予兆判別手段の判別結果を累積的に記憶する判別結果記憶手段と、該判別結果記憶手段に記憶されている異常予兆有りと判定された２つ以上の判別結果に基づいて、一定期間内に該異常予兆判別手段によって異常予兆の判別が行われた回数に対する異常と判定された回数の割合に相当する異常予兆深刻度を算出する深刻度算出手段と、該深刻度算出手段が算出した異常予兆深刻度を報知する深刻度報知手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の状態判別装置において、上記複数種類の状態データは、画像形成装置の作像特性に影響する制御パラメータの値、画像形成装置に搭載されている状態センサによる検出データ、および、該検出データに基づいて生成される評価データのうちの全部又は一部であり、上記異常予兆判別手段は、上記複数種類の状態データに基づいて１又は２以上の特徴量を算出し、算出した特徴量に応じて上記画像形成装置の異常予兆の有無を判別することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の状態判別装置において、上記特徴量は、１種類又は２種類以上の状態データについての直近の所定期間内における複数時点の時間推移の特徴を示す値であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の状態判別装置において、予兆を判別する異常の種類ごとに、上記異常予兆判別手段を備えていることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の状態判別装置において、新たな種類の異常の予兆を判別するための新たな異常予兆判別手段を追加するための追加手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の状態判別装置において、上記深刻度算出手段は、異常予兆深刻度を算出する際に用いる判別結果として、当該異常に関わる対象部品が交換される前の判別結果は用いないことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、複数の画像形成装置と状態判別装置とを通信ネットワークを介して互いに通信可能に接続し、該通信ネットワークを介して各画像形成装置から該状態判別装置へ送信される当該画像形成装置の状態を示す複数種類の状態データに基づいて各画像形成装置の状態を該状態判別装置にて判別する状態管理システムであって、上記状態判別装置として、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の状態判別装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の状態管理システムにおいて、上記画像形成装置はカラー画像形成装置であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項７の状態管理システムにおいて、上記画像形成装置は画像読取装置を含むものであることを特徴とするものである。

複数種類の状態データに基づく異常予兆の有無の判別結果をそれぞれ単体で見ただけでは、早急にメンテナンスすべきかしばらく様子をみるべきかの判断ができない。なぜなら、上述したように、一度は異常予兆が有ると判別された場合でもその後に異常予兆が無いと判別されるという事態が起こり得るからである。
本発明においては、異常予兆の判別結果を累積的に記憶しておき、２つ以上の判別結果に基づいて異常予兆深刻度を算出し、これを報知することができる。異常予兆深刻度の算出に用いる２つ以上の判別結果は、互いに時期が異なる状態データに基づいて異常予兆の判別がなされた結果を示すものである。よって、仮に、異常予兆が有ると判別された後に異常予兆が無いと判別されるという事態が起こった場合でも、算出される異常予兆深刻度にはそのような事態が起きたことが加味されて算出される。したがって、本発明による異常予兆深刻度は、早急にメンテナンスすべきかしばらく様子をみるべきかの判断を行うための有効な指標値となり得る。

以上、本発明によれば、このような異常予兆深刻度の報知により、早急にメンテナンスに向かうべきかそれともしばらく様子をみるべきかのメンテナンス担当者による的確な判断が可能となり、異常予兆の情報をメンテナンス訪問計画に有効に活用することができるようになる。

実施形態に係る複写機管理システムの一例を示す説明図である。 同複写機の概略構成を示す説明図である。 同複写機に備わったプリンタの中間転写ベルトの周辺構成を示す説明図である。 同複写機に備わったプリンタのプロセスユニットにユニット構成を示す説明図である。 （ａ）は、中間転写ベルトに対向している光センサの配置を説明するための説明図である。（ｂ）は、中間転写ベルト上に形成されたテストパターンの一例を示した説明図である。 （ａ）は、同光センサの構造を示す説明図である。（ｂ）は同光センサの出力値の例を示すグラフである。 （ａ）は、同テストパターンの１つのマークのトナー像が同光センサの直下を通過している状態を示す説明図である。（ｂ）は、色ごとのトナー濃度対乱反射ＰＤ出力の特性を説明するためのグラフである。 同複写機の電装系統のシステム構成を示すブロック図である。 同複写機における発光強度調整値Ｒ、現像バイアス調整値Ｑおよび露光調整値Ｐを設定するトナー像濃度調整ＩＤＡの処理の流れを示すフローチャートである。 同光センサによる５点の受光信号から、線形近似した現像ポテンシャル／トナー付着量直線である特性線の傾きγおよび切片ｘ０を算出する場合の説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は現像ポテンシャルの変動の様子を示す説明図である。 各色の特性線を示すグラフである。 実施形態における管理装置の構成を示すブロック図である。 同複写機における状態データ送信の制御概要を示すフローチャートである。 同管理装置のシステムコントローラが実行する異常予兆判別処理の概要を示すフローチャートである。 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の特徴量算出の流れを示すフローチャートである。 算出された特徴量のうちの各色現像バイアス調整値Ｑ（Ｙ），Ｑ（Ｍ），Ｑ（Ｃ），Ｑ（Ｂｋ）に関する調整値の例を示すグラフである。 各異常予兆判別器における異常予兆判別処理に共通する処理の流れを示すフローチャートである。 同異常予兆判別処理で用いる予兆判定参照データテーブルの内容を例示した表である。 実際に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こし、これを修理したときの各色の現像バイアス調整値Ｑ（Ｙ），Ｑ（Ｍ），Ｑ（Ｃ），Ｑ（Ｋ）について異常発生時を含む３ヶ月間の変化を記録した結果と、これらの現像バイアス調整値Ｑ（Ｙ），Ｑ（Ｍ），Ｑ（Ｃ），Ｑ（Ｋ）から予兆判定参照テーブルを使って算出したＦ値とを示すグラフである。 図２０に示す現像バイアス調整値Ｑ（Ｙ），Ｑ（Ｍ），Ｑ（Ｃ），Ｑ（Ｋ）から作成した判別器を用い、その学習に用いておらず、かつ同様の異常事例が発生した５台（１号機〜５号機）の複写機について、Ｆ値を算出した結果を示すグラフである。 異常予兆判別１の処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を適用して、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置（本実施形態ではトナーを用いた電子写真方式の複写機である。）を対象機器としてその状態を管理する状態管理システムとしての複写機管理システムの一実施形態について説明する。

図１は、本実施形態における画像形成装置である複合機能複写機６０１を含む複写機管理システムの一例を示す説明図である。
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、ゲートウェイ装置６１０からインターネット６２０を介して、ＬＡＮ外部の管理装置６３０につながっている。各複写機は、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ており、しかも動作電圧オン直後又はプリント作業を終了したとき）に、複写機の状態を表す状態データを管理装置６３０に送信する。

管理装置６３０は、状態データを蓄積する状態データ記憶手段としてのデータベースに加えて、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（図１５のＰＡＤ）を持ち、対象機器である複数の複写機のそれぞれに対して、異常予兆判別を実行する。異常予兆判定ＰＡＤ（図１５）のプログラム（異常予兆判別器）、ならびに、異常予兆判別器の参照データ群である予兆判定参照データテーブル（図１９）が管理装置６３０にある。異常予兆判別システムの異常予兆有りとの判別結果は、これに対応する複写機の識別情報（ＩＤ）と共に、管理装置６３０のディスプレイ６４０に表示される。異常予兆有りと判別した複写機に関して管理装置６３０のオペレータが、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、複写機の管理者にその旨を伝えて対応してもらう。ユーザは、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、対処することができる。

管理装置６３０には、オペレータが操作するパソコンＰＣａが接続されている。オペレータは、このパソコンＰＣａを用いて、管理装置６３０のデータベースにある各複写機の状態データに基づいて、異常予兆判別器（図１８）および予兆判定参照データテーブル（図１９）を新たに生成又は補正することができ、また、管理装置６３０への新たな異常予兆判別器および予兆判定参照データテーブルの追加、管理装置６３０の既存の異常予兆判別器および予兆判定参照データテーブルの削除など、管理装置６３０の異常予兆判別システム（図１５のＰＡＤ）の更新を行うことができる。

図２は、複写機６０１の概略構成を示す説明図である。
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、画像読取装置であるスキャナ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の上部に取り付けられ、スキャナ３００の上部に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（本実施形態ではＣＣＤ）３６で読み取り、読み取った画像情報をエンジン制御ボード５１０（図８）のＩＰＰ（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）に送る。エンジン制御ボード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４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ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４０Ｋ，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。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、転写手段である一次転写ローラ６２Ｋ，６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃおよび二次転写装置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と二次転写装置２２との間に形成される二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４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ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４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃと、中間転写ベルト１０とが当接するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一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４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ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いずれか１つを作動させて、記録材である転写紙をプリンタ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と二次転写装置２２の二次転写ローラ２３との当接部である二次転写ニップに送り込まれる。すると、二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二次転写され、紙の白色と相まってフルカラー画像となる。

二次転写ニップを通過した転写紙は、二次転写装置２２の二次転写ベルト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は、プリンタ１００の中間転写ベルト１０の周辺構成を示す説明図である。
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１８Ｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ、二次転写装置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４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃに当接させながら無端移動させる。感光体４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃと中間転写ベルト１０とを当接させるＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップでは、一次転写ローラ６２Ｋ，６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃによって中間転写ベルト１０を裏面側から感光体４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃに向けて押圧している。これら一次転写ローラ６２Ｋ，６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃには、それぞれ図示しない電源によって一次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の一次転写ニップには、感光体４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ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一次転写電界が形成されている。各一次転写ローラ６２Ｋ，６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ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７４Ｋ，７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃがそれぞれ配設されている。これら導電性ローラ７４Ｋ，７４Ｙ，７４Ｍ，７４Ｃは、一次転写ローラ６２Ｋ，６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃに印加される一次転写バイアスが、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，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃは、感光体４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ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１８Ｋ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装置６１Ｋを有している。また、一次転写ニップを通過した後の感光体４０Ｋ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６３Ｋも有している。また、クリーニング後の感光体４０Ｋ表面を除電する図示しない除電装置や、除電後の感光体４０Ｋ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１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ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１８Ｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ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は、４つのプロセスユニット１８Ｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃに共通のユニット構成を示す説明図である。以下、色分け符号を省略して説明する。
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、一次転写手段としての一次転写ローラ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。ただし、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本のスクリュー６８、これらのスクリュー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、回収スクリュー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、回収スクリュー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、二次転写装置２２が設けられている。この二次転写装置２２は、２つのローラ２３間に、二次転写ベルト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二次転写バイアスが印加される二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と二次転写ベルト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二次転写ニップが形成されている。レジストローラ対４９からこの二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二次転写電界やニップ圧の影響で一括二次転写されて、フルカラー画像が形成される。二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、二次転写ベルト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、二次転写ローラに代えて、転写チャージャ等によって二次転写を行わせるようにしてもよい。

二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用の一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、一次転写位置で印加される転写電界によって感光体４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ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。

二次転写装置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二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二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（ａ）に示すように、中間転写ベルト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、中間転写ベルト１０の両側端部には、Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色について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（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（ａ）は、光センサ８１の構造を示す説明図である。
光センサ８１には中間転写ベルト１０に向けて斜め方向に光を投射するＬＥＤ（発光ダイオード）、中間転写ベルト１０の正反射光を受光する正反射ＰＤ（フォトダイオード）および中間転写ベルト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、光センサ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（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（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）でなるトナー像濃度調整では、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（例えば図５（ａ）のテストパターン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（ａ）は、テストパターンの１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説明図である。
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（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（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は、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ブロック図である。
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、システムコントローラ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ボード５１０、エンジン制御ボード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は画像処理を行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、システムコントローラ５０１との通信インターフェイスボードである。システムコントローラ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ル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とシステムコントローラ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とシステムコントローラ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、読み取り画像や書き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。

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（Ｂ）、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Ｂ、Ｙ、Ｍ、Ｃ用の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。

エンジン制御ボード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、他の制御を行うＣＰＵとの信号の送受信を行う、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、状態センサとしての、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ボード５１０、Ｉ／Ｏ制御ボード５１３、各種センサ５１６、操作ボード５００などから構成されている。エンジン制御ボード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ボード５１０、Ｉ／Ｏ制御ボード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、所定のタイミングで各種状態を検出し、検出データに基づいて状態評価データを生成し、エンジン制御ボード５１０が複写機の各種動作の制御パラメータを調整し、また、故障を判定又は検出する。これらの検出データ、評価データ、および、制御パラメータの値は、状態データとしてエンジン制御ボード５１０のＮＶ−ＲＡＭに蓄積する。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、の全部又は一部である。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。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、上記状態データ、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）検出データ
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。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ったりする。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したり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たりして、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う）、記録媒体へのトナー像の定着という順序で行われる。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。
その他、帯電による発生音、露光強度、露光光波長などが挙げられる。

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
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が挙げられる。
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が挙げられる。
また、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も挙げられる。

（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や、ユーザが選択した用紙サイズの頻度などが挙げられる。

（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）などが挙げられる。

（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）などが挙げられる。

（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）などが挙げられる。

（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。
また、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。
また、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。
また、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。
また、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、ＺｒＯ_２−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ヤ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ダイヤ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４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ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４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ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４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ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から二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５６（図１）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４０Ｋ，４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ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。

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、エンジン制御ボード５１０（のＣＰＵ、以下同様）の指示に従いＩ／Ｏ制御ボード５１３が読み込む。エンジン制御ボード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ボード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。状態判定で生成した状態評価データ、制御パラメータの調整値および故障が発生した場合の故障とその内容も、状態情報データベース（ＤＢ）に蓄積する。

図９は、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を設定するトナー像濃度調整ＩＤＡの処理の流れを示すフローチャートである。
トナー像濃度調整ＩＤＡに進むと、エンジン制御ボード５１０は、作像機構を駆動して（Ｓ１）、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（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（Ｓ２）。これにより受発光素子のばらつきや経時変化、感光体および中間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、感光体および中間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（図５（ｂ）に示すテストパターン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（Ｓ３）。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（Ｓ４）。次に、図１０に示すように、各色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（Ｓ５）。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ボード５１０内のＮＶ−ＲＡＭに蓄積する（Ｓ６）。

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実施されるが、特定の異常あるいは異常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、形状が変化したり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に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起きているのだが、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（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、単色の傾きγや切片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。

図１３は、本実施形態における管理装置６３０の構成を示すブロック図である。
管理装置６３０のデータ収集＆配信器６３１は、いずれかの複写機から通信の要求を受け取ると、状態データを送るように該複写機に指示し、該複写機より状態データを一括して受信する。そして受信後、状態データベース６３２の該複写機宛のデータベースに新たなファイルとして追加記録する。通信対象となる複写機は数千台規模であり、個々の複写機の状態データがこうして刻々と状態データベース６３２に蓄積されていく。異常予兆判定の推論エンジンは、対象データ生成部６３３、対象データメモリ６３４、異常予兆判別手段としての異常予兆判定器６３５、定数データベース６３６、判別結果記憶手段としての判別結果データベース６４１、深刻度算出手段としての深刻度算出器６４２および表示制御器６４３で構成されており、状態データベース６３２の状態データに基づいて異常予兆判定を行って、異常予兆有りと判定した過去数回分の判定結果を判別結果データベースから参照し、正常と異常の割合から深刻度を算出する。深刻度が一定以上の場合、管理装置６３０が設置された管理センターのオペレータに通報するために、ディスプレイ６４０にアラームを表示する。異常予兆判定は、比較的ステップ数の少ない演算であるので、各複写機に実装することも可能であるが、管理装置６３０に装備することによって、対象データ生成方法（例えば特徴量演算方法）の改善や判別定数の改善を行ったときに確実に一元的に推論品質を向上できるので好都合である。また比較的ステップ数の少ないブースティング法による判別を行うように構成しているので、膨大なログ（蓄積状態データ）に対しても高速に判別を順次行うことが可能となる。従来の判別方法は実行時間の問題から、装置側で一次的な状態判別を行い、必要時に二次的な診断を行うなどのように運用が非常に複雑化する問題を、ブースティング法を適用することで解決できた。

異常予兆判定の推論エンジンから、異常予兆有りを意味するアラームが発報されるとオペレータは、対象の複写機のメンテナンスを行うべく、複写機ユーザへの状況確認連絡と修理部品の手配を、部品管理システムを使って行う。サービスエンジニアの手配は、コール受付担当への連絡によって行う。サービスエンジニアは当該複写機の現場に向かい、対象修理部品の交換作業等を行い、その後、作業のレポートを部品管理システムに入力し、作業記録を残しておく。

図１４は、複写機６０１のエンジン制御ボード５１０による、状態データ送信の制御概要を示すフローチャートである。
エンジン制御ボード５１０は、自身に動作電圧が印加されて制御対象各部の初期化を終えた直後に、また、印刷又は複写（両者あわせてプリントという。）の作業を終了して次のプリント指示を待っているときに、前回の管理装置６３０に対する状態データの送信完了からのプリント枚数積算値の増分が１０００枚超であることを条件に（Ｓ２１〜Ｓ２３）、複写機６０１のシステムコントローラ５０１を介して、管理装置６３０に状態データ転送の集積ありを報知する（Ｓ２４）。これに応答して管理装置６３０のデータ収集＆配信器６３１が該複写機に状態データの転送を要求し（Ｓ２５）、これに応答して該複写機のシステムコントローラ５０１が、エンジン制御ボード５１０のＮＶ−ＲＡＭに蓄積している状態データのうち、前回の状態データの送信完了の後に蓄積した状態データを、管理装置６３０に送信する（Ｓ２６）。他の複写機も同様の状態データ送信を管理装置６３０に対して行う。なお、プリント枚数と機械がモータで駆動されて劣化が進行する時間とは必ずしも一致しないので、一定のモータ運転時間毎に、管理装置６３０に通信要求を行うようにしても良い。この通信の間隔を、必要があれば設定又は調整可能ととすることにより、通信のデータ量を調整できるようにしても良い。

図１５は、管理装置６３０のシステムコントローラが実行する異常予兆判別処理の概要を示すフローチャートである。
この処理は、複写機からの状態データの送信があったときに、状態データベース６３２の当該複写機宛の状態データ群を対象に実行するものである。本実施形態では、該状態データ群のなかの３１種類の状態データを対象とする。

異常予兆判別ＰＡＤに進むと、管理装置６３０は、異常予兆判定の推論エンジンの対象データ生成部６３３の中の特徴量算出によって、該複写機の３１種類の状態データの中の発光強度調整値Ｒ、現像バイアス補正値Ｑおよび露光量補正値Ｐにつき、直近の１６点についてのものを抽出し（Ｓ３１）、状態データＲ，Ｑ，Ｐごとに特徴量を算出する（Ｓ３２）。本実施形態では、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、状態データＲ，Ｑ，Ｐごとに定められている。特徴量には、図１６に示す１０種類の特徴量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別１（Ｓ３４）は、Ｂｋ画像を作像するための感光体４０Ｋ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）に用いている。

図１６は、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の特徴量算出の流れを示すフローチャートである。
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（Ｓ５１１）。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（Ｓ５１２）。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（Ｓ５１３）。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Ｓ５１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（Ｓ５２）、各色トナー像濃度調整の現像バイアス調整値Ｑ（Ｙ），Ｑ（Ｍ），Ｑ（Ｃ），Ｑ（Ｂｋ）の特徴量Ｑ（Ｙ）ｖ，Ｑ（Ｍ）ｖ，Ｑ（Ｃ）ｖ，Ｑ（Ｂｋ）ｖの算出（Ｓ５３〜Ｓ５６）、ならびに、各色トナー像濃度調整の露光量調整値Ｐ（Ｙ），Ｐ（Ｍ），Ｐ（Ｃ），Ｐ（Ｂｋ）の特徴量Ｐ（Ｙ）ｖ，Ｐ（Ｍ）ｖ，Ｐ（Ｃ）ｖ，Ｐ（Ｂｋ）ｖの算出（Ｓ５７〜Ｓ６０）、の算出処理は、上述の特徴量Ｒｖ１のステップＳ５１の内容と同様である。

算出した特徴量は、各色トナー像濃度調整の現像バイアス調整値Ｑ（Ｙ），Ｑ（Ｍ），Ｑ（Ｃ），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、異常予兆判定の対象データである。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１５を再度参照する。算出により生成した特徴量及びその他生成した対象データは対象データメモリ６３４に蓄積する（Ｓ３３）。そして生成した対象データ群の中の数種又は全部の対象データを用いて、本実施形態ではｎ（２以上の自然数）種類の異常予兆判別Ｓ３４〜Ｓ３７を実行する。

図１８は、これらの異常予兆判別Ｓ３４〜Ｓ３７に共通する処理の流れを示すフローチャートである。
各異常予兆判別では、今回算出して各異常予兆判別に用いられる各対象データの傾向を判別し（Ｓ７１）、傾向判別結果を異常予兆判別ごとの傾向判別テーブル（管理装置６３０内部のＲＡＭの１領域）に蓄積する（Ｓ７２）。この傾向判別では、対象データごとに、基準値との大小のみ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、定数データベース６３６に、各異常予兆判別宛てに格納されている各予兆判定参照データテーブル（図１９）のなかの、現在実行している異常予兆判別（１〜ｎのいずれか）に対応する予兆判定参照データテーブルの、状態データ種類番号（例えばＲ、Ｑ、Ｐ対応する番号）に割り当てられた基準値ｂ未満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、傾向判別結果の重み付き多数決演算を行う（Ｓ７３）。すなわち、予兆判定参照データテーブル（図１９）の各対象データに対応する重み値αを、傾向判別結果が「１」（異常傾向有り）である場合には負極性（−）とし、傾向判別結果が「０」（異常傾向なし）である場合には正極性（＋）として与え、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、各異常予兆判別に対応する予兆指標値テーブル（管理装置６３０内部のＲＡＭの１領域）に蓄積する（Ｓ７４）。この予兆指標値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Ａ：「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Ａ：「０」を生成する（７５）。

図２２は、上記異常予兆判別Ｓ３４〜Ｓ３７の中の異常予兆判別１（Ｓ３４）の処理の流れを示すフローチャートである。
異常予兆判別１では、今回算出した各対象データ（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の各値を、当該異常予兆判別１に対応する予兆判定参照データテーブルの各対象データについての基準値ｂ１〜ｂ１０未満であると、異常傾向なし（「０」）に、基準値ｂ１〜ｂ１０以上であると異常傾向有り（「１」）に、２値化する（Ｓ８１）。この場合に用いる予兆判定参照データテーブルは、図１９に示すものと同様である。

次に、傾向判別結果の重み付き多数決演算を行う（Ｓ８３）。すなわち、上記異常予兆判定参照データテーブルの対象データごとの重み値α１〜α１０を、傾向判別結果が「１」（異常傾向有り）である場合には負極性（−）とし、傾向判別結果が「０」（異常傾向なし）である場合には正極性（＋）として与えて、加算する。極性データをｓｇｎで表す。加算値を予兆指標値Ｆｂｃとする。予兆指標値Ｆｂｃは、異常予兆判別１に対応する予兆指標値テーブル１に蓄積する（Ｓ８４）。予兆指標値Ｆｂｃの一例を、図２０の最下段に示し、また、数例を図２１に示す。予兆指標値Ｆｂｃが０以下のときには、異常予兆有りを表す予兆判定情報Ａ１：「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Ａ１：「０」を生成する（８５）。

図１５を再度参照する。ステップＳ３２で生成する３１種類の対象データは、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。）、上述の「異常予兆判別１」Ｓ３４では、上述のように、１０種の対象データ（特徴量）Ｒｖ１、Ｒｖ２、Ｑ（Ｙ）ｖ、Ｑ（Ｍ）ｖ、Ｑ（Ｃ）ｖおよびＱ（Ｂｋ）ｖ、Ｐ（Ｙ）ｖ、Ｐ（Ｍ）ｖ、Ｐ（Ｃ）ｖおよびＰ（Ｂｋ）ｖ（クリーニング不全の予兆を判定するためのグループ）を用いる。異常予兆判別２（Ｓ３５）〜異常予兆判別ｎ（Ｓ３７）は、画像異常、転写紙に対するレジスト異常、トナー不足、ハードウエア異常及びその他の各異常の予兆を判定する。

異常予兆判別１〜ｎを実行すると、その判別結果が判別結果データベースに登録され、判別結果データベースが更新される（Ｓ３８）。これ以降の処理は異常の種類ごとにそれぞれ行う。
まず、対象となる異常に関連するユニット（部品）が交換された以後の判別結果の数を確認する。このとき、判別結果の数が深刻度算出に必要な数に満たない場合は（Ｓ３９のＮＯ）、その時点で処理を終了し、次の異常予兆判別の処理に移る。一方、必要な数だけ判別結果が揃っている場合は（Ｓ３９のＹＥＳ）、当該異常の予兆に関する深刻度を算出する（Ｓ４０）。この深刻度は、本実施形態では一定期間内に異常予兆判別器が異常だと判定した数の割合で定義される。ここで、一定期間内に判別が行われた回数をＮとし、そのうち異常と判定された回数をｎとすると、深刻度は下記の式（１）ように定義される。
深刻度 ＝ ｎ／Ｎ ×１００％ ・・・（１）

算出された深刻度が当該異常の予兆に対応する所定の閾値以上であった場合（Ｓ４１のＹｅｓ）、対応する複写機ＩＤとともに表示される当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の表示を、この深刻度とともに、ディスプレイ６４０に表示する（Ｓ４２）。
ここで、Ｎおよび閾値の値は異常の種類によって異なる。また、市場データを解析した後、適切な値を再設定することで、信頼度の高い深刻度を算出できるように改善することもできる。

また、本実施形態では、複写機６０１のエンジン制御ボード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、修理直後の対象データの過渡的な変化を異常予兆状態と誤判別されないように例外処理を行う。本実施形態の例外処理では、修理済要素の修理後の状態データを、更正有りデータを付加して状態データベース（ＮＶ−ＲＡＭ）に書き込む。管理装置６３０の対象データ生成部６３３は、上述したＳ３１の処理で１６点の状態データを抽出する場合、その中に更正有りデータが含まれるときは、その状態データに関する上記Ｓ３２の処理の対象データ生成および上記Ｓ３４〜Ｓ３７の異常予兆判別１〜ｎにおける傾向判別（Ｓ７１）は実行せず、その状態データに関する傾向判別データを異常傾向なし（「０」）に定める。

一方で、複写機６０１のエンジン制御ボード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。管理装置６３０のデータ収集＆配信器６３１は受信した情報を該当複写機宛ての状態データベースに蓄積し、受信した情報のなかの、異常情報をディスプレイ６４０に表示する。ここでの異常は、異常予兆判定ＰＡＤによる異常予兆判別の対象外の場合があり得るが、当該異常が異常予兆判別の対象である場合には、基準値ｂおよび重み値α等の調整が当該異常に対して不十分であったために当該異常が発生してしまったと言える。これに対処するために、管理装置６３０には、パソコンＰＣａに対する修整入力操作によって、管理装置６３０内の定数データテーブルの各基準値ｂおよび各重み値αを個別に変更するための予兆判定参照テーブル更新機能（プログラム）が備わっている。管理者権限があるオペレータは、この更新機能を用いて予兆判定参照テーブル内の各基準値ｂおよび各重み値αを個別に調整することができる。

管理装置６３０は、上述したような管理権限があ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、状態データベース６３２に登録されている同一機種の複写機群から収集した状態データでは判別できなかった予兆の発生を判別できなかった異常についても、複写機からの異常発生の報告を受け、これに基づいて上記異常予兆判別１〜ｎのうち当該異常の予兆判別に最も利用しやすい（異常予兆の判別が近縁の）異常予兆判別についての傾向判別（第１判別）および予兆判別（第２判別）で用いる基準値ｂおよび重み値αを生成（修正）して、これらを含む予兆判定参照テーブルを生成し、定数データベースの該当する予兆判定参照テーブルを書き換える。これにより、管理装置６３０は、その後、複写機が報知した当該異常の予兆も判定できるようになる。

以上のように、本実施形態における異常予兆判定ＰＡＤによれば、判別処理を定義するのは、対象データごとのスタンプ判別の基準値ｂ、その基準値ｂ以上である場合の重み符号ｓｇｎ、重み値αの３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。

次に、予兆判定参照テーブル（図１９）を作成する例について説明する。
管理装置６３０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することができる。ブースティング法は、例えば数理科学（Ｎｏ．４８９，ＭＡＲＣＨ２００４，「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。概要を説明すると、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、異常予兆状態であると分かっている状態データとを用意する。例えば装置の耐久試験などを行うときに状態データのログを取り、異常事例に出会ったとき、その異常の前に予兆状態があった期間を推定し、これを異常予兆状態であると分かっている状態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ヶ月間にわたって状態データのログを取りながら異常事例を集め、検証した。

図２０に示す対象データである特徴量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こし、これを修理したときの各色の現像バイアス調整値について異常発生時を含む３ヶ月間の変化を記録した結果である。なお、これ以外の多数の状態データあるいは対象データについても記録して活用しているが、ここでは説明のため、変化が顕著であった特徴量である現像バイアス調整値Ｑのみを紹介する。図２０に示すように、Ｋ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Ｑ（Ｙ），Ｑ（Ｍ），Ｑ（Ｃ）が変動していることが観察される。

そこで、これらの現像バイアス調整値Ｑ（Ｙ），Ｑ（Ｍ），Ｑ（Ｃ）について、上述したＳ３２及びＳ５１の処理における対象データ生成（特徴量算出を含む）を行った。生成した３１個の対象データの中から、生成対象の異常予兆判別を行うために用いる数種又は全部ｊの対象データを、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行い、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「０」（正常期間）と与え、ブースティングによるｊ回の繰り返し学習を行わせ、基準値ｂ１〜ｂｊ、重み符号ｓｇｎ１〜ｓｇｎｊ、重み値α１〜αｊを決定した。これらの基準値ｂ１〜ｂｊおよび重み値α１〜αｊを予兆判定参照テーブルとした。ｊ＝３１の予兆判定参照テーブルの一例が、図１９に示すものである。この予兆判定参照テーブルを使ってＦ値を計算した結果の一例が、図２０の最下部に示すグラフである。ラベルのついた教師付きデータは、適切に学習が行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：Ｓ７１，Ｓ８１）と、重み付き多数決による強判別器（第２判別手段：Ｓ７３〜７５，Ｓ８３〜８５）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２１に示す。先に決定した基準値ｂおよび重み値αによって演算を行った判別器出力のＦ値は、意図した通り、同様の異常事例発生に先立って、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、適切に異常予兆状態が判別できたことが確認された。

以上、本実施形態に係る複写機管理システムは、複数の画像形成装置としての複写機６０１〜６０５と状態判別装置としての管理装置６３０とを通信ネットワーク６００，６１０，６２０を介して互いに通信可能に接続し、その通信ネットワーク６００，６１０，６２０を介して各複写機６０１〜６０５から管理装置６３０へ送信される当該複写機の状態を示す状態データに基づいて各複写機６０１〜６０５の状態を管理装置６３０にて判別する状態管理システムである。この管理装置６３０は、複写機６０１〜６０５の状態を示す複数種類の状態データを収集し、収集した状態データに基づいて各複写機６０１〜６０５の状態を判別するものであり、複写機６０１〜６０５についての複数種類の状態データを継続的に収集する状態データ収集手段としてのデータ収集＆配信器６３１と、データ収集＆配信器６３１が収集した複数種類の状態データを記憶する状態データ記憶手段としての状態データベース６３２と、所定の判別タイミングが到来するたびに、状態データベース６３２に記憶されている複数種類の状態データに基づいて各複写機６０１〜６０５の異常予兆の有無を判別する異常予兆判別手段としての異常予兆判定器６３５と、異常予兆判定器６３５の判別結果を累積的に記憶する判別結果記憶手段としての判別結果データベース６４１と、判別結果データベース６４１に記憶されている２つ以上の判別結果に基づいて異常予兆深刻度を算出する深刻度算出手段としての深刻度算出器６４２と、深刻度算出器６４２が算出した異常予兆深刻度を報知する深刻度報知手段としての表示制御器６４３及びディスプレイ６４０とを有する。これにより、仮に、異常予兆が有ると判別された後に異常予兆が無いと判別されるという事態が起こった場合でも、そのような事態が行ったことを異常予兆深刻度に反映させ、これを報知することができる。その結果、この異常予兆深刻度の報知を受けることにより、メンテナンス担当者は、早急にメンテナンスに向かうべきかそれともしばらく様子をみるべきかを的確に判断することが可能となり、異常予兆の情報をメンテナンス訪問計画に有効に活用することができるようになる。
また、本実施形態において、上述した複数種類の状態データは、複写機６０１〜６０５の作像特性に影響する制御パラメータの値、複写機６０１〜６０５に搭載されている状態センサによる検出データ、および、その検出データに基づいて生成される評価データのうちの全部又は一部であり、異常予兆判定器６３５は、これらの状態データに基づいて１又は２以上の特徴量を算出し、算出した特徴量に応じて各複写機６０１〜６０５の異常予兆の有無を判別する。これにより、より適正な異常予兆深刻度を算出することが可能となる。
また、本実施形態では、この特徴量として、１種類又は２種類以上の状態データについての直近の所定期間内における複数時点（１６点）の時間推移の特徴を示す値を用いている。これにより、更に、より適正な異常予兆深刻度を算出することが可能となる。
また、本実施形態の管理装置６３０の異常予兆判定器６３５は、予兆を判別する異常の種類ごとに、異常予兆判別器１〜ｎを備えている。これにより、複数の異常に対応できる。
また、本実施形態の管理装置６３０は、新たな種類の異常の予兆を判別するための新たな異常予兆判別器を追加するための追加手段として、予兆判定参照テーブル更新機能（プログラム）が備わっている。これにより、事後的に、予兆を判別できる異常の種類を増やすことができる。
また、本実施形態の管理装置６３０において、深刻度算出器６４２は、異常予兆深刻度を算出する際に用いる判別結果として、当該異常に関わる対象部品が交換される前の判別結果は用いない。よって、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される事態が生じるのを防止することができる。

５００ 操作ボード
５０１ システムコントローラ
５１０ エンジン制御ボード
６０１〜６０５ 複写機
６３０ 管理装置
６３２ 状態データベース
６３３ 対象データ生成部
６３４ 対象データメモリ
６３５ 異常予兆判定器
６３６ 定数データベース
６４０ ディスプレイ
６４１ 判別結果データベース
６４２ 深刻度算出器
６４３ 表示制御器

特開２００９−０４２３６１号公報

Claims (9)

1. 画像形成装置の状態を示す複数種類の状態データを収集し、収集した状態データに基づいて該画像形成装置の状態を判別する状態判別装置であって、
   上記画像形成装置についての複数種類の状態データを継続的に収集する状態データ収集手段と、
   該状態データ収集手段が収集した複数種類の状態データを記憶する状態データ記憶手段と、
   所定の判別タイミングが到来するたびに、該状態データ記憶手段に記憶されている複数種類の状態データに基づいて上記画像形成装置の異常予兆の有無を判別する異常予兆判別手段と、
   該異常予兆判別手段の判別結果を累積的に記憶する判別結果記憶手段と、
   該判別結果記憶手段に記憶されている異常予兆有りと判定された２つ以上の判別結果に基づいて、一定期間内に該異常予兆判別手段によって異常予兆の判別が行われた回数に対する異常と判定された回数の割合に相当する異常予兆深刻度を算出する深刻度算出手段と、
   該深刻度算出手段が算出した異常予兆深刻度を報知する深刻度報知手段とを有することを特徴とする状態判別装置。
2. 請求項１の状態判別装置において、
   上記複数種類の状態データは、画像形成装置の作像特性に影響する制御パラメータの値、画像形成装置に搭載されている状態センサによる検出データ、および、該検出データに基づいて生成される評価データのうちの全部又は一部であり、
   上記異常予兆判別手段は、上記複数種類の状態データに基づいて１又は２以上の特徴量を算出し、算出した特徴量に応じて上記画像形成装置の異常予兆の有無を判別することを特徴とする状態判別装置。
3. 請求項２の状態判別装置において、
   上記特徴量は、１種類又は２種類以上の状態データについての直近の所定期間内における複数時点の時間推移の特徴を示す値であることを特徴とする状態判別装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の状態判別装置において、
   予兆を判別する異常の種類ごとに、上記異常予兆判別手段を備えていることを特徴とする状態判別装置。
5. 請求項４の状態判別装置において、
   新たな種類の異常の予兆を判別するための新たな異常予兆判別手段を追加するための追加手段を有することを特徴とする状態判別装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の状態判別装置において、
   上記深刻度算出手段は、異常予兆深刻度を算出する際に用いる判別結果として、当該異常に関わる対象部品が交換される前の判別結果は用いないことを特徴とする状態判別装置。
7. 複数の画像形成装置と状態判別装置とを通信ネットワークを介して互いに通信可能に接続し、該通信ネットワークを介して各画像形成装置から該状態判別装置へ送信される当該画像形成装置の状態を示す複数種類の状態データに基づいて各画像形成装置の状態を該状態判別装置にて判別する状態管理システムであって、
   上記状態判別装置として、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の状態判別装置を用いることを特徴とする状態管理システム。
8. 請求項７の状態管理システムにおいて、
   上記画像形成装置はカラー画像形成装置であることを特徴とする状態管理システム。
9. 請求項７の状態管理システムにおいて、
   上記画像形成装置は画像読取装置を含むものであることを特徴とする状態管理システム。

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