JPH06194903A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、画像の目視判定よる判定の自動
化、あるいは多数の候補の情報を取り込みやすく簡易な
プログラムに基づく判定法を実行することのできる画像
形成装置を提供することを目的としている。 【構成】 濃度測定器による定着後の記録材上の画像の
濃度の測定、あるいは雰囲気温度の測定等から、定着率
あるいは温度等の定着に関する状態量を得る。そして、
これらの状態量を基に、ファジィルールに従い、上記状
態量のメンバーシップ関数に属する度合いから故障率の
メンバーシップ関数に属する度合いを算出し、該度合い
の合成集合及びその重心を計算することにより、サーミ
スタ、制御回路、ニップ設定等の故障箇所から最も可能
性の高い故障率を算出して、故障率が所定値以上になっ
た場合には警告する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やレーザープリ
ンタのような画像形成装置において、その故障原因をフ
ァジィ推論により推論する画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】このような画像形成装置では、記録材上
に形成されたトナー像を記録材に固着させるために定着
装置が用いられる。定着装置はヒータで加熱した定着ロ
ーラとこれに圧接する弾性ローラで構成される。両ロー
ラを回転させて圧接部に記録材を進入させ、記録材表面
を加熱加圧しながら搬送することにより記録材上の未定
着トナーを溶融、定着するようになっている。ところが
定着装置は、繰り返し使用する間に構成部材の故障、劣
化を生じ、これが原因で定着不良を発生するという問題
がある。例えば、定着ローラの表面温度をトナー溶融温
度に保つため定着ローラには温度検知用のサーミスタを
当接してあるが、定着ローラとサーミスタの摺擦を繰り
返すうちにサーミスタ表面の非粘着性樹脂被膜が摩滅
し、サーミスタが直接、定着ローラに接触するようにな
る。すると、サーミスタの検知温度が高くなるため温度
制御回路は見掛け上、定着ローラの温度が上昇したと判
断し、ヒータへの供給電圧を下げる。このため定着ロー
ラの表面温度が下がって定着不良が発生する。また、記
録材が定着ローラに巻き付くのを防止するため、定着ロ
ーラには記録材剥離用の分離爪が当接してあるが、定着
ローラと分離爪の摺擦を繰り返すうちに定着ローラ表面
に被覆してあるテフロン等の非粘着性被膜に剥れを生じ
る。すると、記録材と定着ローラの密着性が悪くなるた
めトナーに充分熱が付与されず定着不良が発生する。ま
た、通紙を繰り返すうちに定着ローラ表面はトナーや紙
粉で摺擦され、細かい凹凸を生じる。すると、定着ロー
ラ表面の非粘着性が低下して定着ローラにトナーの一部
が付着し、付着したトナーが次回の複写時に記録材の白
地部に付着してカブリを生じるという問題も発生する。

【０００３】これらの定着不良の原因判定は、サービス
マンが画像を見て推定するか、画像濃度を濃度センサー
によりモニターして自己判定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、定着不良の原
因には多数の因子があり、しかも、それらの因子は複雑
に絡み合っているため、原因判定にあたってサービスマ
ンに高度な知識と経験が要求され誤判定の危険がある。
また、センサーと連動した自己判定を行うには多くの実
験データをもとに複雑な判定プログラムを作成する必要
がある。上述したように、定着不良の原因は多数あるの
で、プログラムを作成するためには、原因の候補となる
各条件の劣化度合いがそれぞれ変化したときに定着不良
がどのように変化するかを実験的に求めておく必要があ
り、プログラム作成以前に膨大な実験データテーブルが
必要となり、多大な時間と手間を要するわけである。実
際には多数の候補を考慮しきれず、候補のうち特に重要
なものだけを考慮するにとどまることが多い。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決し、この種の
画像形成装置に要求される信頼性向上に応じるため、画
像の目視判定よる判定の自動化、あるいは多数の候補の
情報を取り込みやすく簡易なプログラムに基づく判定法
を実行することのできる画像形成装置を提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、潜像を担持する感光体と、該潜像を可視化する現
像手段と、記録材上に可視像を転写する転写手段と、該
記録材上の可視像を定着する定着手段とを備えた画像形
成装置において、記録材への可視像の定着不良の原因と
なる上記画像形成装置の故障箇所の故障の度合いを故障
率として推論するために定着に関する状態量を検知する
状態量検知手段と、上記状態量と故障率の関係を定性的
な規則として関係付けるファジィ規則を記憶する手段
と、上記状態量と故障率を少なくとも一つのファジィ集
合で表現した関数を記憶する手段と、上記ファジィ規則
に従い、状態量の集合に属する度合いから故障率の集合
に属する度合いを算出し、故障率を推論するファジィ推
論手段とを有することにより達成される。

【０００７】

【作用】本発明によれば、定着に関する状態量と、定着
不良の原因となる画像形成装置の故障の度合いである故
障率との関係を表すファジィ規則を設定し、また、上記
状態量と故障率をメンバーシップ関数と呼ばれるファジ
ィ集合で表し、このファジィ規則とメンバーシップ関数
をもとに、入力した状態量に対して最も可能性の高い故
障率を算出する。このように、複数ある故障箇所のそれ
ぞれの故障率を推論することにより、どの箇所の故障率
が高いかを自動的に判断し、多数の原因が複雑に関連を
もって生じる定着不良に対して確実かつ迅速なメンテナ
ンスを行わしめる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を基に本発明の実施例について説
明する。

【０００９】〈実施例１〉先ず、図１ないし図１０に基
づいて本発明の実施例１について説明する。図１は画像
形成装置の全体図である。図１において１５は原稿を載
置する原稿台ガラス、５は原稿を照明する照明ランプ
（露光ランプ）、６ａ，６ｂ，６ｃはそれぞれ原稿の反
射光の光路を変更する走査用反射ミラー（走査ミラ
ー）、６ｅは合焦及び変倍機能を有するレンズ、６ｄは
光路を変更する第４の反射ミラーである。また、１は感
光ドラム、２は帯電器、７は非画像域を除電するブラン
クランプ、８は現像装置、９は現像剤（トナー）担持
体、１０は転写帯電器、１１は分離帯電器、１２は記録
材の分離を補助する記録材分離爪、１３はクリーニング
装置、１４は除電ランプである。さらに、２６は上段カ
セット、２７は下段カセット、２８及び２９は給紙ロー
ラー、２５はレジストローラーである。また、１７は画
像記録された記録材を定着側へ搬送する搬送ベルト、１
８は搬送されてきた記録材を熱定着させる定着装置であ
る。

【００１０】上述の感光ドラム１の表面は光導電体を用
いたシームレス感光体から成り、このドラム１は回転可
動に軸支され、複写開始キーの押下に応答して図１の矢
印の方向に回転を開始する。次いで、ドラム１の所定回
転制御及び電位制御処理（前処理）が終了すると、原稿
台ガラス１５上におかれた原稿１６は、第１走査ミラー
６ａと一体に構成された照明ランプ５により照明され、
その原稿１６の反射光は第１走査ミラー６ａ、第２走査
ミラー６ｂ、第３走査ミラー６ｃ、レンズ６ｅ、および
第４走査ミラー６ｄを経てドラム１上に結像する。

【００１１】ドラム１は帯電器２によりコロナ帯電され
る。その後、照明ランプ５により原稿画像がスリット露
光され、公知のカールソンプロセスでドラム１上に静電
潜像が形成される。

【００１２】次に、感光ドラム上の静電潜像は、現像装
置８により現像され、トナー像として可視可され、その
トナー像が転写帯電器１０により記録材上に転写された
後、記録材は分離帯電器１１により感光ドラムから剥離
される。

【００１３】すなわち、上段カセット２６もしくは下段
カセット２７内の記録材Ｐは、給紙ローラ２８もしくは
２９により、トナー像の先端と記録材の先端が一致する
ように送られる。その後、転写帯電器１０とドラム１と
の間を記録材が通過し、続いて互いに圧接する定着ロー
ラ１９と加圧ローラ２０の間を通過しトナー像は熱定着
された後、本体外へ排出される。なお、２１は定着ロー
ラ１９への記録材の巻き付きを防止する分離爪である。

【００１４】転写後のドラム１は、そのまま回転を続行
してクリーニング装置１３によりその表面が清掃され、
ドラム１の残留電荷が除電ランプ１４により除去され
る。２２は記録材の進行方向を変更させる偏向板で、記
録材を本体外へ排出するか、排紙トレイ２４へ誘電する
かを切り替えることができる。

【００１５】３１は記録材へのトナー像の定着の度合い
（以下、定着率と記す）を測定する定着率測定装置で、
３，４はトナー像の濃度を測定する濃度測定器である。
定着を経た記録材は偏向板２２で進路を鉛直下方に曲げ
られ、一端を偏向板２３の位置を通過してさらに下方に
搬送され搬送ローラ３２，３３で保持されて停止した
後、上方に搬送され偏向板２３で進路を曲げられて定着
率測定装置へ搬送される。

【００１６】原稿台ガラスの一端には後述する標準濃度
板３０が設けてあり、露光ランプ５は位置５’に移動し
て標準濃度板３０からの反射光を感光ドラムに露光する
ことができる。

【００１７】次に、濃度測定器３，４、定着率測定装置
３１、定着装置１８に付いて詳述する。

【００１８】図２は、濃度測定器３の駆動方法を示した
ものである。後述するＣＰＵ１０１からの信号によりモ
ータ３ａの駆動電源３ｂが駆動電圧を発生し、モータ３
ａが回転する。モータ３ａは感光ドラム１の回転軸と平
行に支持された棒ネジ３ｃに接続してあり、この棒ネジ
３ｃには濃度測定器３が連結されている。モータ３ａの
回転により棒ネジ３ｃが矢印Ｂ１またはＢ２の向きに回
転することにより濃度測定器３を矢印Ｃ１またはＣ２の
向きに移動させる仕組みとなっている。３ｄはガイド
棒、３ｅは棒ネジ３ｃとガイド棒３ｄを固定する支持板
である。記録材Ｐはガイド板３０５と３０８の間に搬送
され、搬送ローラ３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｅ，３０
７ｆにより保持される。ガイド板３０８にはスリット３
０９が開けてあり、濃度測定器３はスリットを介して記
録材の濃度を測定する。濃度測定器を上記方法で移動さ
せることにより記録材ＰのＣ１、Ｃ２方向（ドラム回転
軸方向）の濃度分布を測定できる。

【００１９】図３は、定着率測定装置の動作方法を示し
たものである。定着率とは、記録材にトナーがどれだけ
強固に付着しているかを表すもので、いわゆる、「擦り
試験」により評価する。定着率は、定着後の記録材の濃
度Ｄ０と、定着後の記録材を擦り紙で擦った後の濃度Ｄ
１の差δＤ＝Ｄ０−Ｄ１で表す。トナーの付着度合いが
弱いと擦った時にトナーが取れ易く、Ｄ１は小さくな
る。従ってδＤが大きいほど定着率は悪い。定着不良の
度合いは、この定着率＝δＤで表される。定着不良は、
通常、均一な黒地原稿を複写したときの定着率δＤｄで
評価する。３００は擦り紙で、紙繊維直径１０〜１５μ
ｍのガラスクリーニングペーパー等を用いる。３０１は
擦り紙の繰り出しローラで、使用前の擦り紙を巻いてあ
る。３０２は使用後の擦り紙の巻き取りローラである。
３０３、３０４は互いに圧接した弾性ローラ対で、ガイ
ド板３０５は両ローラを圧接させるため、スリット３０
６が設けられている。両ローラの圧接部に記録材を挟
み、弾性ローラ３０４を固定し弾性ローラ３０３を矢印
方向に回転させることにより記録材表面を擦るようにな
っている。３０７ａ〜３０７ｈは記録材Ｐを搬送、保持
する搬送ローラである。なお、図を見易くするため、図
２に示したガイド板３０８は、図３において省略してあ
る。図の左下方から搬送された記録材Ｐは、搬送ローラ
３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｅ，３０７ｆに保持された
状態で、濃度測定器３により擦り前の濃度分布を測定す
る。続いて記録材はスリット３０６上部に搬送され、搬
送ローラ３０７ｃ，３０７ｇに記録材先端を保持され、
弾性ローラ３０３，３０４に挟まれた状態で停止し、繰
り出しローラ３０１，弾性ローラ３０３，巻き取りロー
ラ３０２を所定時間回転させて擦り紙３００を送り、擦
り動作を行う。続いて記録材は搬送され、搬送ローラ３
０７ｃ，３０７ｄ，３０７ｇ，３０７ｈに保持された状
態で、濃度測定器４により擦り後の濃度分布を測定す
る。擦り後の記録材Ｐ’はさらに搬送されて排紙トレー
２４に収納される。

【００２０】図４は、定着装置１８の定着ローラの温度
制御方法を示すものである。定着ローラ１９は、アルミ
ニウム等の芯金の上にシリコーンゴム等の耐熱弾性材層
を設け、その表面をフッ素樹脂等の非粘着性樹脂で被覆
したもので、内部にハロゲンヒータ等の発熱体１８１を
有する。加圧ローラ２０は、アルミニウム等の芯金の上
にシリコーンゴム等の比較的厚い弾性材層を設けたもの
である。ハロゲンヒータは電源１８３により通電加熱さ
れ、定着ローラを加熱する。定着ローラの外周面にはサ
−ミスタ等の感温素子１８４が接触配設されている。サ
ーミスタからの検出信号はコントローラ１８２に送ら
れ、公知のフィードバック制御方式により電源１８３の
出力電圧を制御し、定着ローラの表面温度がトナー溶融
温度に保持されるようになっている。

【００２１】次に、本発明の実施例１における制御部に
ついて詳細に説明する。図５は、本発明のファジィ推論
装置の基本ブロック図である。１０１はＣＰＵで、後述
するようにファジィ推論を行う。１０３はＲＯＭで、後
述するファジィルール及びメンバーシップ関数を記憶す
る。１０４はＲＡＭで、ファジィ推論を行う際、作業領
域として用いるメモリである。１０２はアナログ信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、３，４は上述の
濃度測定器、３４は雰囲気の温度を測定する温度測定器
（図示しないが、機内に設置する。設置場所は特に限定
されない。）、３５は累積通紙枚数を記憶するカウンタ
ー（図示しないが、随時、累積通紙枚数の値を読み出す
ことができる。）である。１０５，１０６，１０７はそ
れぞれサ−ミスタ１８４，制御回路，ニップの故障また
は設定不良を警告する警告装置である。制御回路とは、
ハロゲンヒータ１８１，コントローラ１８２，電源１８
３を合わせたものである。ニップとは、定着ローラ１９
と加圧ローラ２０の圧接部の、定着ローラ（または加圧
ローラ）周方向に沿った幅長のことで、ニップが小さい
と定着率は悪くなる。ニップは定着率に大きく影響する
ため、通常、定着装置組立時に所定の幅長に設定されて
いるが、組立ミスやメンテナンスミスにより所定の幅長
からずれることがある。上記ニップ設定不良はこのよう
な場合をさす。

【００２２】続いて、定着不良の原因の候補である故障
箇所の故障率を推論する方法を説明する。定着不良は、
その原因により３つの場合に分けられる。１番目は画像
全域にわたる定着不良，２番目は画像の局所的な定着不
良，３番目はオフセットである。１番目は、サーミスタ
表面の耐熱被膜摩滅による定着ローラ表面温度の誤検知
（表面温度を高めに検知するため制御回路は表面温度を
低めに制御し、定着不良となる）やヒータ断線等の制御
回路破損により生じる。２番目は、定着ローラに分離爪
やサーミスタによる摺擦傷が生じた場合に起こる。３番
目は、記録材上のトナーの一部が定着ローラに付着する
ものである。通紙枚数が増えるにつれて定着ローラの表
面に記録材あるいはトナーによる細かな摺擦傷が生じ表
面粗さが大きくなると、表面の非粘着性が低下しトナー
が付着し易くなるからである。本実施例は１番目の定着
不良の原因を推論するものである。

【００２３】周知のようにファジィ推論は、入力する状
態量と出力する推論量（本実施例では故障率をさす）の
関係を表すファジィルールを設定し、状態量，推論量を
メンバーシップ関数と呼ばれるファジィ集合で表し、こ
のファジィルールとメンバーシップ関数をもとに、入力
した状態量に対し最も可能性の高い推論値を算出する方
法である。

【００２４】状態量としては、 定着率δＤｄ 定着率δＤｄの経時変化Δ（δＤｄ）／ΔＮ 雰囲気温度を用いる。また、推論量として、 サーミスタの故障率 制御回路の故障率 ニップ設定不良 を用いる。一番目の定着不良の原因の候補として、サー
ミスタ，制御回路の故障及びニップの設定不良があるの
で、−を推論量としてある。−を推論するため
の情報として定着率，定着率の経時変化，雰囲気温度が
判かればよいので、−を状態量としてある。定着
率の経時変化とは、通紙枚数に対する定着率の変化であ
る。通紙した枚数に対して定着率がどのように変化する
かを調べれば、定着不良の原因が何であるかを推論でき
る。サーミスタの被膜摩滅は徐々に進行するので、定着
率は徐々に大きくなる。制御回路の断線は突発的に起こ
るので、定着率は断線を境にして急激に大きくなる。ニ
ップ設定不良の場合は、定着率は大きいまま変化しな
い。このように故障原因により定着率の経時変化が異な
るので、経時変化から原因を推論できるのである。

【００２５】故障原因の推論処理を、例えば、１日に１
回行うものとすると、前日の定着率δＤｄ１と累積通紙
枚数Ｎ１をＲＡＭに記憶しておき、今日の定着率δＤｄ
２と累積通紙枚数Ｎ２から１日あたりの定着率の変化分
Δ（δＤｄ）＝δＤｄ２−δＤｄ１，１日あたりの通紙
枚数ΔＮ＝Ｎ２−Ｎ１を算出し、通紙枚数に対する定着
率の変化＝Δ（δＤｄ）／ΔＮを算出できる。

【００２６】雰囲気の温度と定着率は密接に関係があ
る。温度が低いとカセット内に収納された記録材が冷え
ているため、定着工程で記録材に吸収される熱量が増
え、トナーに供給される熱量が下がる。このためトナー
が充分に溶融せず転写紙との結合力が弱く定着不良とな
る。

【００２７】逆に、温度が高いと転写紙に吸収される熱
量が下がるため、その分トナーに充分熱量が供給され定
着が良好に行われる。従って、温度が高いにもかかわら
ず定着不良が生じる場合は、定着不良の原因である故障
箇所の故障率が高いといえる。このように温度は故障率
の大小を推論する目安になるので、検知対象としてあげ
てある。

【００２８】図６は〜の状態量メンバーシップ関数
で、図６（ａ）は定着率δＤｄのメンバーシップ関
数、（ｂ）は定着率の経時変化Δ（δＤｄ）／ΔＮの
メンバーシップ関数、（ｃ）は温度のメンバーシップ
関数である。図６（ｄ）は〜の推論量のメンバーシ
ップ関数で、〜ともにメンバーシップ関数は同一で
ある。例として、図６（ａ）の定着率のメンバーシップ
関数について説明する。横軸に定着率δＤｄの値をと
り、縦軸に０から１までの値をとってある。定着率の値
を大きく３つの集合Ｌ，Ｍ，Ｈに分けてあり、各集合の
内容は次のようになっている。

【００２９】Ｌ(Low) … 定着率が小さい Ｍ(Middle) … 定着率が中くらい Ｈ(High) … 定着率が大きい

【００３０】例えば定着率が０．２の場合、この値が集
合Ｌに属する度合いは０．５、集合Ｍに属する度合いは
０．５、集合Ｈに属する度合いは０である。これは定着
率０．２が「小さい」と判断される割合が半分くらい、
「中くらい」と判断される割合が半分くらい、「大き
い」と判断される割合がゼロであることを示している。
また、０．２が「小さい」か「中くらい」かの判断はど
ちらか一方に確定されず、あいまいである。このように
メンバーシップ関数は、定着率の値が「小さい」、「中
くらい」、「大きい」のうちのどれに、どれだけの割合
で属するかを表わしたものである。図６（ｂ），（ｃ）
のメンバーシップ関数についても同様である。図６のメ
ンバーシップ関数の横軸は故障率をとってある。定着不
良に全く寄与していない場合を故障率０％、定着不良の
全原因になっている場合を故障率１００％としてある。
故障率は９つの集合に分けてあり、各集合の内容は次の
通りである。

【００３１】 ＬＬ(Low Low) … 故障率がとても低い ＬＭ(Middle Low) … 故障率が低い ＬＨ(High Low) … 故障率が少し低い ＭＬ(Low Middle) … 故障率が低めの中くらい ＭＭ(Middle Middle) … 故障率が中くらい ＭＨ(High Middle) … 故障率が高めの中くらい ＨＬ(Low High) … 故障率が少し高い ＨＭ(Middle High) … 故障率が高い ＨＨ(High High) … 故障率がとても高い

【００３２】図７はファジィルールである。これは、３
つの状態量の定着率δＤｄ，定着率の経時変化Δ（δＤ
ｄ）／ΔＮ，温度と、推論量のサーミスタ，制御回路，
ニップ設定の各故障率または不良の関係を表わしたもの
で、３つの状態量がＬ，Ｍ，Ｈのどの集合に属するかに
よって全部で２１個のルールがある。例えばルール７、
ルール１５は次のようになる。

【００３３】（ルール７） ｉｆ δＤｄ＝Ｍ ａｎｄ Δ（δＤｄ）／ΔＮ＝Ｍ
ａｎｄ 温度＝Ｌ ｔｈｅｎ サーミスタの故障率＝ＬＨ ｉｆ δＤｄ＝Ｍ ａｎｄ Δ（δＤｄ）／ΔＮ＝Ｍ
ａｎｄ 温度＝Ｌ ｔｈｅｎ 制御回路の故障率＝ＬＨ ｉｆ δＤｄ＝Ｍ ａｎｄ Δ（δＤｄ）／ΔＮ＝Ｍ
ａｎｄ 温度＝Ｌ ｔｈｅｎ ニップ設定の故障率＝ＬＬ （ルール１５） ｉｆ δＤｄ＝Ｈ ａｎｄ Δ（δＤｄ）／ΔＮ＝Ｌ
ａｎｄ 温度＝Ｌ ｔｈｅｎ サーミスタの故障率＝ＨＭ ｉｆ δＤｄ＝Ｈ ａｎｄ Δ（δＤｄ）／ΔＮ＝Ｌ
ａｎｄ 温度＝Ｌ ｔｈｅｎ 制御回路の故障率＝ＬＬ ｉｆ δＤｄ＝Ｈ ａｎｄ Δ（δＤｄ）／ΔＮ＝Ｌ
ａｎｄ 温度＝Ｌ ｔｈｅｎ ニップ設定の故障率＝ＭＭ ルールの設定は上述した経験則に基づいている。

【００３４】図８は、ルール７とルール１５を用いてフ
ァジィ推論により故障率を算出する方法を示したもので
ある。ただし、図８ではサーミスタの故障率のみについ
て算出方法を示してある。

【００３５】δＤｄ＝ｘ，Δ（δＤｄ）／ΔＮ＝ｙ，温
度＝ｚの場合を考える。ルール７では、δＤｄのメンバ
ーシップ関数より、入力ｘはμｘの度合いで集合Ｍに含
まれ、Δ（δＤｄ）／ΔＮのメンバーシップ関数より、
入力ｙはμｙの度合いで集合Ｍに含まれ、温度のメンバ
ーシップ関数より、入力ｚはμｚの度合いで集合Ｌに含
まれる。その後、μｘ，μｙ，μｚの最小値をとり、そ
の値がルール７の前件部が満たされる度合いとする。そ
の値と、サーミスタの故障率のメンバーシップ関数の集
合ＬＨとのｍｉｎ演算をとると、斜線部Ｓで示される台
形となる。

【００３６】ルール１５においても同様の計算を行な
い、斜線部Ｔで示される台形を得る。その後、Ｓの集合
とＴの集合の合成集合をとり斜線部Ｕで示す新たな集合
を作成する。この集合の重心を計算して得られた値を、
ファジィ推論により得られたサーミスタの故障率と決定
する。ただし、ここではルール７とルール１５のみを用
いて計算したが、実際には、図７に示した全てのルール
を用いて同様の計算を行ない故障率を決定する。

【００３７】次に、図９のフローチャートによりファジ
ィ推論の動作フローを説明する。先ず、定着率を求める
ために黒地原稿に対する複写画像を得る。露光ランプ５
をｏｆｆし（黒地原稿に相当する）、帯電、現像、転
写、定着を行ない定着後の記録材を定着率測定装置３１
へ搬送する。濃度測定器３で擦り前の濃度分布を測定
し、続いて擦り紙３００で記録材表面を擦り、濃度測定
器４で擦り後の濃度分布を測定する。図１０（イ）は濃
度分布の測定結果の例を模式的に示したものである。横
軸はドラム回転軸方向の位置χ，縦軸は濃度Ｄｄで、破
線Ｋが擦り前の濃度分布、実線Ｌが擦り後の濃度分布を
表わす。図１０（ロ）は擦り前後の濃度分布の差をとっ
たもので、この差の平均値を定着率δＤｄとする。次
に、上述の方法により定着率の経時変化Δ（δＤｄ）／
ΔＮを算出し、また、温度を測定する（９−１）。次
に、（９−１）で求めたδＤｄ，Δ（δＤｄ）／ΔＮ，
温度をファジィ推論に入力する（９−２）。次に、図７
の全てのファジィルールについて、上述の方法で各ファ
ジィルールに従い、状態量のメンバーシップ関数（ファ
ジィ集合）に属する度合いから推論量のメンバーシップ
関数に属する度合いを算出し（９−３，９−４）、各ル
ールごとの、推論量のメンバーシップ関数に属する度合
いの合成集合を計算し（９−５）、その合成集合の重心
を計算することで、サーミスタ，制御回路，ニップ設定
の最も可能性の高い故障率を算出する（９−６）。故障
率が２０％以上になった場合は、ディスプレイ等の警告
装置１０５、１０６、１０７により故障を警告する。サ
ービスマンはこの警告を見て故障箇所と故障の度合いを
知り、メンテナンスを行なう。上述した方法によれば、
例えば、δＤｄ＝０．４，Δ（δＤｄ）／ΔＮ＝０．
２，温度＝１０℃の場合は、サーミスタの故障率が５５
％，制御回路の故障率が２４％，ニップ設定の故障率が
２８％と推論され、経験的にほぼ正しい推論結果である
ことがわかった。上記の故障率推論装置を本体に組み込
むことにより、サービスマンは定着不良の原因となる故
障箇所を知ることができ、的確なメンテナンスを行なう
ことができた。また、上記推論装置では、時事刻々、故
障率を監視し、故障率の上昇度合いから、画像上で定着
不良が顕著になる前に早期に故障箇所を知ることができ
効率良くメンテナンスできるという利点があった。

【００３８】〈実施例２〉次に、本発明の実施例２を図
１１ないし図１３に基づいて説明する。なお、実施例１
との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００３９】実施例２では、画像に局所的な定着不良が
生じた場合の故障原因の推論方法を説明する。局所的な
定着不良は、分離爪，サーミスタにより定着ローラに摺
擦傷ができるために起こる。図４に示すように、定着ロ
ーラ１９には定着ローラの回転軸方向に沿って４個の分
離爪２１と１個のサーミスタが当接してある。摺擦傷は
当接場所にできるので、定着不良は画像全域ではなく記
録材上で当接場所に対応する位置に生じる。図１１は局
所的な定着不良を模式的に示したものである。図１１
（イ）の破線Ｍは擦り前の濃度分布、実線Ｎは擦り後の
濃度分布を示しており、分離爪による摺擦傷で定着不良
を生じた位置は擦り後の濃度が大きく低下する。（ロ）
は擦り前後の濃度の差δＤｄをとったものである。実施
例１でとり扱った全域にわたる定着不良と局所的な定着
不良を見分けるには、δＤｄをχについて微分して比較
するとはっきりする。（ハ）はδＤｄの微分曲線Δ（δ
Ｄｄ）／Δχである。一方、図１０（ハ）は、図１０
（ロ）の微分曲線で、定着不良が全域にわたる場合であ
る。図１０（ハ）と図１１（ハ）を比較してわかるよう
に、局所的定着不良の場合は微分曲線が鋭いピークをも
つのに対し、定着不良が全域にわたる場合は微分曲線が
ほぼゼロに近い。従って、微分曲線から定着不良が局所
的か全域的かが区別できる。局所的定着不良の場合、
（ロ）のδＤｄのピークが高い、つまり、定着不良の度
合いが大きい程、微分曲線Δ（δＤｄ）／Δχのピーク
も高くなるので、Δ（δＤｄ）／Δχの最大値から定着
不良の度合い、つまり、故障の度合いを推論できる。

【００４０】局所的定着不良の原因が分離爪によるもの
かサーミスタによるものかを区別するには、定着装置で
発生するジャム（紙詰まり）頻度を見ればよい。上述し
たように、摺擦傷は、分離爪表面の非粘着性樹脂被膜が
摩滅して定着ローラと分離爪の間の摩擦が大きくなるた
めに生じる。分離爪の先端は鋭利に形成されており、先
端が定着ローラと記録材の間に侵入することにより記録
材を剥離する。しかるに摩擦が大きくなると先端が摩耗
鈍化し、定着ローラと記録材の間に侵入しなくなり、剥
離が良好に行なえずジャムが発生する。従って、ジャム
頻度が高ければ分離爪の劣化が原因となって定着不良を
生じている可能性が高い。

【００４１】逆にジャム頻度が高い場合は、サーミスタ
が定着不良の原因である可能性は、相対的に低くなる。

【００４２】分離爪，サーミスタの被膜摩滅は累積通紙
枚数の増加とともに進行するので、累積通紙枚数から故
障の度合いを推論できる。

【００４３】上記を考慮して、本実施例の状態量として
は、 Δ（δＤｄ）／Δχの最大値 ジャム頻度 累積通紙枚数Ｎ を用いる。推論量として、 分離爪の故障率 サーミスタの故障率 を用いる。ジャム頻度は、１日あたりのジャム回数（Ｒ
ＡＭに記憶されている）と通紙枚数から、通紙枚数千枚
あたりのジャム回数として計算する。

【００４４】図１２は、状態量のメンバーシップ関数
で、図１２（ｅ），（ｆ），（ｇ）がそれぞれ状態量
〜のメンバーシップ関数である。推論量，のメン
バーシップ関数は図６（ｄ）と同一である。

【００４５】ファジィルールは図１３に示す通りであ
る。上記経験則を基にファジィルールを設定した。

【００４６】上記状態量、推論量のメンバーシップ関数
とファジィルールから図８と同様な方法により、分離
爪，サーミスタの故障率を算出することができ、局所的
な定着不良の原因を知ることができた。

【００４７】〈実施例３〉次に、本発明の実施例３を図
１４及び図１５に基づいて説明する。なお、実施例１と
の共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００４８】実施例３では、オフセットが生じた場合の
故障原因の推論方法を説明する。オフセットが生じると
複写画像の白地部にカブリを生じる。定着ローラ表面に
付着したトナーが、定着の際、転写紙に付着するからで
ある。オフセットの度合いは、白地原稿を複写したとき
のカブリ濃度Ｄｌで表わす。

【００４９】オフセットの原因としては、定着ローラ表
面の粗度増大による表面の非粘着性の低下、突発的な制
御回路異常で温度制御不良となり定着ローラ表面温度が
上昇した場合等がある。定着ローラの表面温度が上昇す
ると、定着の際、トナーの溶融が進んで液体状になり、
トナーどうしの凝集力が低下するため、記録材上で画像
を形成しているトナーの上層部が定着ローラに付着し易
くなる。

【００５０】オフセットの原因が定着ローラ表面の劣化
であるか制御回路異常であるかは、オフセットの経時変
化から推論できる。定着ローラ表面の劣化は累積通紙枚
数の増加とともに徐々に進行するので、定着ローラ表面
の劣化によるオフセットは徐々に悪化する。一方、制御
回路異常は突発的に起こるので、オフセットは異常発生
を境に急激に悪化するからである。従って、経時変化が
大きい場合は、オフセットの原因が制御回路異常である
可能性が高く、定着ローラの表面劣化が原因である可能
性は相対的に低くなる。また、累積通紙枚数が大きい場
合は、オフセットの原因が定着ローラの表面劣化である
可能性が高い。オフセットの経時変化は、１日あたりの
白地部のカブリ濃度変化から求める。前日のカブリ濃度
Ｄｌ１と累積通紙枚数Ｎ１をＲＡＭに記憶しておき、今
日のカブリ濃度Ｄｌ２と累積通紙枚数Ｎ２から１日あた
りのカブリ濃度変化ΔＤｌと１日あたりの通紙枚数ΔＮ
を算出し、ΔＤｌ／ΔＮを経時変化とする。

【００５１】上記を考慮して、本実施例の状態量として
は、 白地部のカブリ濃度Ｄｌ カブリ濃度の経時変化ΔＤｌ／ΔＮ 累積通紙枚数Ｎ を用いる。推論量として、 定着ローラの故障率 制御回路の故障率 を用いる。白地部のカブリ濃度は、次の手順で決め
る。オフセットのカブリを見易くするため、先ず、露光
ランプをｏｆｆし、帯電、現像、転写、定着を経て黒地
画像の複写を行なう。このとき複写に用いた記録材は定
着率測定装置３１を通過して（定着率測定は行なわな
い）、排紙トレー２４に収納する。これによりオフセッ
トトナーが定着ローラに多量に付着し、次回の複写時に
カブリ濃度が高くなり濃度が測定しやすくなる。続いて
露光ランプ５を位置５’に移動し、帯電された感光ドラ
ム１に標準濃度板３０からの反射光を露光する。標準濃
度板３０は白色に均一に塗装してあり、白地原稿に相当
する。この状態で複写を行ない、白地画像を得る。記録
材は定着率測定装置３１へ搬送され、濃度測定器３によ
り濃度分布を測定した後（定着率測定は行なわない）、
排紙トレーに収納する。測定した濃度分布の平均値をカ
ブリ濃度Ｄｌとする。

【００５２】図１４（ｈ），（ｉ）はそれぞれ、状態量
、のメンバーシップ関数である。状態量のメンバ
ーシップ関数は、図１２（ｇ）と同一である。推論量
、のメンバーシップ関数は、図６（ｄ）と同一であ
る。

【００５３】図１５にファジィルールを示す。

【００５４】上記メンバーシップ関数とファジィルール
を基にファジィ推論を行なうことにより、オフセットの
原因を的確に知ることができた。

【００５５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、定着不良
のように、その原因が多数で故障箇所の判定が困難な画
像異常に対し、状態量をもとに各故障箇所の故障率を推
論することができる。従って、判定を自動化しサービス
の繁雑さを省き、多量の予備実験を行なわずに、簡易な
プログラムでありながら多種の状態量を考慮した判定を
行なうことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における画像形成装置の全体
を示す図である。

【図２】図１装置における濃度測定器の駆動方法を説明
するための図である。

【図３】図１装置における定着率測定装置を示す図であ
る。

【図４】図１装置における定着ローラの温度制御回路で
ある。

【図５】本発明の実施例１における故障率推論装置のブ
ロック図である。

【図６】本発明の実施例１における状態量のメンバーシ
ップ関数である。

【図７】本発明の実施例１におけるファジィルールであ
る。

【図８】本発明の実施例１におけるサーミスタの故障率
の推論方法である。

【図９】本発明の実施例１における故障率推論フローチ
ャートである。

【図１０】本発明の実施例１における定着率等の測定例
（全域的定着不良の場合）を示す図である。

【図１１】本発明の実施例２における定着率等の測定例
（局所的定着不良の場合）を示す図である。

【図１２】本発明の実施例２における状態量のメンバー
シップ関数である。

【図１３】本発明の実施例２におけるファジィルールで
ある。

【図１４】本発明の実施例３における状態量のメンバー
シップ関数の一部である。

【図１５】本発明の実施例３におけるファジィルールで
ある。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（感光体） ３，４ 濃度測定器（状態量検知手段） ８ 現像装置（現像手段） １０ 転写帯電器（転写手段） １８ 定着装置（定着手段） ３４ 温度測定器（状態量検知手段） ３５ 通紙枚数カウンター（状態量検知手段） １０１ ＣＰＵ（ファジィ推論手段） １０３ ＲＯＭ（関数及びファジィ規則記憶手段） １０５，１０６，１０７ 故障警告手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像を担持する感光体と、該潜像を可視
   化する現像手段と、記録材上に可視像を転写する転写手
   段と、該記録材上の可視像を定着する定着手段とを備え
   た画像形成装置において、記録材への可視像の定着不良
   の原因となる上記画像形成装置の故障箇所の故障の度合
   いを故障率として推論するために定着に関する状態量を
   検知する状態量検知手段と、上記状態量と故障率の関係
   を定性的な規則として関係付けるファジィ規則を記憶す
   る手段と、上記状態量と故障率を少なくとも一つのファ
   ジィ集合で表現した関数を記憶する手段と、上記ファジ
   ィ規則に従い、状態量の集合に属する度合いから故障率
   の集合に属する度合いを算出し、故障率を推論するファ
   ジィ推論手段とを有することを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 故障率が所定の値を超えた場合に、故障
   箇所を警告する警告手段を有することとする請求項１に
   記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 状態量検知手段が、感光体の回転軸方向
   に沿って、記録材上の可視像の濃度分布を測定する濃度
   測定手段、記録材の累積通紙枚数を記憶する記憶手段、
   雰囲気の温度測定手段、定着装置を通過する記録材の紙
   詰まり頻度、の少なくとも一つであることとする請求項
   １に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 定着手段は、発熱体を内蔵した加熱ロー
   ラと弾性ローラを互いに圧接させ、その圧接部に記録材
   を通すことにより記録材上の可視像を定着させるように
   構成したもので、加熱ローラ表面の温度を測定する感温
   素子と、加熱ローラから記録材を剥離する分離爪とを有
   することとする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 故障箇所が、加熱ローラ、感温素子、分
   離爪の少なくとも一つであることとする請求項４に記載
   の画像形成装置。