JPH06208265A

JPH06208265A - 画像形成装置及び故障診断方法

Info

Publication number: JPH06208265A
Application number: JP5003915A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takeda; 篤志竹田; Tooru Kuzumi; 徹葛見; Yuji Kamiya; 裕二神谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-01-13
Filing date: 1993-01-13
Publication date: 1994-07-26

Abstract

(57)【要約】【目的】装置の使用状態を表す状態量を用いて、ファジ
ィ推論による故障箇所の推定を可能とし、故障の発生か
ら修復の時間を短縮する。【構成】ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３に格納されたフ
ァジィルール及びメンバーシップ関数と、状態量により
ファジィ推論を行うための制御プログラムにより故障原
因の推定を行う。Ａ／Ｄ変換器１０２は情報検知部１０
５より入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換す
る。情報検知部１０５には、温度センサ及び湿度センサ
（ともに不図示）が接続され、状態量の１つである混合
比が得られる。更に、情報検知部１０５には画像形成装
置本体を制御するＣＰＵより分離差電流出力値、分離差
電流調整値が入力される。そして、混合比，分離差電流
出力値，分離差電流調整値を状態量として、ファジィ推
論により分離差電流調整不良，分離帯電器不良，転写材
不良の率を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各部の状態量に基づいて
ファジィ推論を行うことにより故障診断を行う画像形成
装置及び故障診断方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置のポスト、転写、分離帯電
は各々、感光体上のトナー像に外部より電荷を付与し、
転写材にトナー像を転写し、転写材を感光体から剥離す
るための工程を受け持つ。特に高速機においては、これ
らの工程における調整値等は装置の性能を左右する重要
かつ微妙なものである。このため、感光体上のトナー特
性（＝トナーの電荷量）、トナーの量（原稿の状態に依
存）、転写材の種類、転写材の含水状態、本体の搬送速
度、各帯電器の汚れや機械間差等の種々の要因を考慮
し、各帯電器の設定値を複雑な実験の繰り返しにより得
てきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に単一の
設定値で上記の要因のフレをカバーすることはできず、
サービス対応による出力レベルの切り替え、調整や、帯
電器等のメンテナンス、転写材のチェック等を必要とし
ていた。

【０００４】しかしながら、転写、分離に係わる故障、
不具合がある場合、様々な原因が考えられ、原因判定に
はメンテナンス者に高度な知識と経験が必要とされ、装
置のダウンタイムの長時間化、さらには原因とは異なる
箇所の調整を行ってしまう可能性があった。

【０００５】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、装置の使用状態を表す状態量を用いたファジ
ィ推論による故障箇所の推定を可能とし、故障の発生か
ら修復の時間を短縮する画像形成装置及び故障診断方法
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による画像形成装置は以下の構成を備える。
即ち、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であっ
て、当該画像形成装置において発生し得る故障の少なく
とも１つに関して、その原因を推定するための状態量を
入力する入力手段と、前記入力手段により入力された状
態量と推定すべき原因とを関係づける推論情報を記憶す
る記憶手段と、前記入力手段により入力された状態量
と、前記記憶手段により記憶されている推論情報とに基
づいて故障の原因を推論する推論手段と、を備える。

【０００７】また、上記の目的を達成するための本発明
による故障診断方法は以下の工程を備えている。即ち、
記録媒体上に画像を形成する画像形成装置の故障診断方
法であって、当該画像形成装置において発生し得る故障
の少なくとも１つに関してその原因を推定するための状
態量を入力する入力工程と、前記入力工程により入力さ
れた状態量と、前記入力工程により入力された状態量と
推定すべき原因とを関係づける推論情報とに基づいて故
障の原因を推論する推論工程と、を備える。

【０００８】尚、本発明において故障とは、装置の耐久
劣化等により生じる故障や、分離差電流調整等の調整値
の設定不良による故障を含むものとする。

【０００９】

【作用】上述の構成もしくは工程により、本画像形成装
置において発生し得る故障に関する状態量を入力し、こ
の状態量と、入力された状態量と推定すべき原因とを関
係づける推論情報とに基づいて推論処理を実行し、故障
の原因を推定する。

【００１０】

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
について説明する。

【００１１】＜実施例１＞図１は本実施例における画像
形成装置の全体図である。１５は原稿を載置する原稿台
ガラス、５は原稿を照射する照明ランプ（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
焦およ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。１は感光ドラム、２は一次
帯電器、７は非画像域を除電するブランクランプ、８は
現像器、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は分離を補助する分離爪、
１３はクリーニング装置、１４は除電ランプである。２
６は上段カセット、２７は下段カセット、２８および２
９は給紙ローラ、２５はレジストローラである。また、
１７は画像記録された転写紙を定着側へ搬送する搬送ベ
ルト、１８は搬送されてきた転写紙を熱定着させる定着
器である。

【００１２】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なり、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本図の矢
印の方向に回転を開始する。ついで、ドラム１の所定回
転制御および電位制御処理（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。

【００１３】ドラム１は一次帯電器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。次に、感光ドラム上の静電潜像
は、現像器８により現像され、トナー像として可視化さ
れ、そのトナー像が転写帯電器１０より転写紙上に転写
された後、転写紙は分離帯電器１１により感光ドラムか
ら剥離される。

【００１４】すなわち、上段カセット２６もしくは下段
カセット２７内の転写紙Ｐは、給紙ローラ２８もしくは
２９により本体装置内に送られ、トナー像の先端と転写
紙の先端が一致される。その後、転写帯電器１０とドラ
ム１との間を転写紙が通過し、続いて互いに圧接するヒ
ートローラ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。２１はヒート
ローラ１９への転写紙の巻き付きを防止する定着分離爪
である。

【００１５】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は転写紙の進行方向を変更させる偏向板で、転
写紙を本体外へ排出するか、排紙トレイ２４へ誘導する
かを切り替えることが出来る。

【００１６】図２は、本実施例の画像形成装置において
ファジィ推論を行う推論部の制御構成を表すブロック図
である。尚、本推論部は推論装置として画像形成装置に
接続する外部装置として提供するようにしてもよい。１
０１はＣＰＵで、後述するようにファジィ推論を行な
う。１０３はＲＯＭで、後述するファジィ規則及びメン
バーシップ関数を記憶するとともに、入力された状態量
によりファジィ推論を行うための制御プログラムを格納
する。１０４はＲＡＭで、ファジィ推論を行なう際、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変換器である。Ａ／
Ｄ変換器には、ファジィ推論に用いる各状態量の情報検
知部１０５が継っている。情報検知部１０５には、温度
センサ及び湿度センサ（ともに不図示）が接続され、状
態量の１つである混合比が得られる。ここで、混合比と
は空気１ｋｇ中に水が何グラム存在するかという絶対湿
度を表す。更に、情報検知部１０５には分離差電流出力
値、分離差電流調整値が入力される。尚、分離差電流出
力値、分離差電流調整値については後述する。

【００１７】続いて本実施例１による故障率の推定方法
を説明する。実施例１では、転写紙の感光ドラムからの
分離不良の要因について推論を行う。即ち、分離不良の
原因の候補である各故障箇所の故障率を推論する。

【００１８】周知の様にファジー推論は、入力する状態
量と出力する推論量（本例では故障率）の関係を表わす
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わし、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
量に対して最も可能性の高い推論量を算出する方法であ
る。

【００１９】実施例１では状態量として、混合比，
分離差電流出力値，分離差電流調整値、を用いる。分
離帯電器１１には、ＡＣ電圧にＤＣ電圧が重畳され、Ａ
Ｃコロナ放電をさせている。重畳されたＤＣ電圧による
ＡＣ電圧のオフセットにより、ＡＣ放電による正及び負
の電流の絶対値に差が生じ、これを分離差電流値と称す
る。また、分離差電流調整値とは、この分離差電流の値
を変化させるものである。更に、分離差電流出力値とは
画像形成装置本体のＣＰＵからのコントロール信号であ
り、本実施例では分離帯電器１１から出力した電流を検
知した信号ではない。また、分離不良の原因として本実
施例では、分離差電流調整不良，分離帯電器不良，
転写材不良を推論量とした。

【００２０】図３〜図５は本実施例における入力状態量
のメンバーシップ関数を表す図である。図３は混合比の
メンバーシップ関数、図４は分離差電流出力値のメンバ
ーシップ関数、図５は分離差電流調整値のメンバーシッ
プ関数である。また、図６は、本実施例の推論量のメン
バーシップ関数であり、上述の分離差電流調整不良，
分離帯電器不良，転写材不良ともにメンバーシップ
関数は同一である。

【００２１】例として、図４の分離差電流出力値のメン
バーシップ関数について説明する。横軸に分離差電流出
力値の値をとり、縦軸に適合度として０から１までの値
をとる。分離差電流出力値を大きく３つの集合Ｌ，Ｍ，
Ｈに分けてあり、各集合の内容は、Ｌ（Low ）分離差電流出力値が小さい（正の電
流成分が多い）Ｍ（Middle）分離差電流出力値が中くらいＨ（High）分離差電流出力値が大きい（負の電
流成分が多い）の様になっている。

【００２２】例えば、分離差電流出力値が−５０μＡの
場合、この値が集合Ｈに属する確率は０．５、集合Ｍに
属する確率は０．５，集合Ｌに属する確率は０である。
この場合、−５０μＡという分離差電流出力の値が「大
きい」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。この様にメンバーシップ関数
は、分離差電流値が「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３，図５についても同様であるので、詳細
な説明は省略する。

【００２３】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。分離不良に全く寄与していない場合を故
障率０％、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。

【００２４】ＬＬ（Low Low ）故障率がとて
も低いＬＭ（Low Middle）故障率が中く
らいの低いＬＨ（Low High）故障率が高め
の低いＭＬ（Middle Low）故障率が低め
の中くらいＭＭ（Middle Middle ）故障率が中く
らいＭＨ（Middle High ）故障率が高め
の中くらいＨＬ（High Low）故障率が低め
の高いＨＭ（High Middle ）故障率が高いＨＨ（High High ）故障率がとて
も高い図７は実施例１のファジィルールを表す図である。これ
は３つの入力状態量である混合化，分離差電流調整値，
分離差電流出力値と出力推論量である分離差電流調整不
良，分離帯電器不良，転写材不良との関係を表わし、全
部で１８個のルールがある。例えばルール９について言
えば、ｉｆ混合比＝Ｌ，ａｎｄ分離差電流調整値＝Ｈ，ａ
ｎｄ分離差電流出力値＝Ｈｔｈｅｎ分離差電流調整不良＝ＬＬ，ａｎｄ分離帯
電器不良＝ＨＨ，ａｎｄ転写材不良＝ＬＨとなる。

【００２５】ファジィルールの設定は、次の様な経験則
に基づいている。混合比が低い場合、分離ラティチュー
ドは大きくなり、安定化する。従つて、転写材の不良の
確率は低く、分離差電流調整もかなり分離差電流値を小
さくなるよう調整しないかぎり、分離不良の確率は低
い。ところが、この様な状況で分離不良が発生するの
は、分離帯電器に異常がある確率が高いと考えられる。
特に、分離差電流出力値（コントローラ側の制御信号
値）が大きい場合、分離性能に有利な設定となっている
ため、帯電器の不良の確率がとても高いと考えられる。
逆に、混合比が高い場合、転写材の異常な吸湿による転
写材のいわゆるこしが弱くなり、分離不良が発生する確
率が高くなる。また、分離差電流値が小さいと分離不良
の発生確率が高くなるため、分離差電流の調整を低めに
すると、分離不良の原因となりうる。

【００２６】図８は、図７のファジィルールにおけるル
ール８とルール９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では分
離差電流調整の故障率のみについて算出方法を示してあ
る。図９はファジィ推論の手順を表すフローチャートで
ある。以下に図８及び図９を用いてファジィ推論の手順
を説明する。

【００２７】先ずステップＳ１において、推論を実行す
るための状態量を入力する。本例では、混合比＝ｘ、分
離差電流調整値＝ｙ、分離差電流出力値＝ｚの場合を考
える。次に、ステップＳ２で前述の図３〜図５のメンバ
ーシップ関数を用いて、それぞれの集合に含まれる度合
いを求める。図７のルール８では、混合比のメンバーシ
ップ関数より、入力ｘはμｘの度合いで集合Ｍに含ま
れ、分離差電流調整値のメンバーシップ関数より、入力
ｙはμｙの度合いで集合Ｌに含まれ、分離差電流出力値
のメンバーシップ関数より、入力ｚはμｚの度合いで集
合Ｈに含まれる。その後、ステップＳ３にて、μｘ，μ
ｙ，μｚの最少値をとり、その値がルール８の前件部が
充たされる度合いとする。本例ではμｙが最小値であ
り、その値と、分離差電流調整の故障率のメンバーシッ
プ関数の集合ＬＭとのｍｉｎ演算をとると、斜線部Ｓで
示される台形となる。

【００２８】次にステップＳ５において、全てのファジ
ィルールについて後件部の適合度を算出したか否かを判
断し、未処理のルールが有ればステップＳ２へ戻り上述
の処理を繰り返す。例えば、ルール９についても同様の
計算を行ない、斜線部Ｔで示される台形を得る。

【００２９】次に、前ファジィルールについて後件部の
適合度が算出されたら、ステップＳ５からステップＳ６
へ進む。ステップＳ６では、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。そ
して、ステップＳ７にて、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潜像装置の故
障率と決定する。上述の推論処理の例では、ルール８と
ルール９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。

【００３０】図１０には、分離差電流調整値を−９０、
分離差電流出力値を−２５０μＡとしたときの混合比の
変化に対する分離差電流調整値の故障率（不良率）を示
した。前述した様に、分離差電流調整値が−９０の場合
は、混合比が高くなるにつれて故障率が高くなることが
分かる。本実施例１では、混合比、分離差電流調整値、
分離差電流出力値を用いて、分離差電流調整不良、帯電
器不良、転写材不良を推論したが、潜像情報、現像情
報、転写情報、本体使用情報、等を含めて経験則により
ファジィルールを設定して推論を実行しても良い。

【００３１】＜実施例２＞実施例２では、転写後、分離
帯電器により転写材に転写された現像像が、感光体側に
再度転写する再転写が発生した場合について、その故障
箇所の推定方法を説明する。実施例２においても、実施
例１と同様の画像形成装置及び推論部を有する。

【００３２】更に、状態量、推論量とも実施例１と同じ
で、メンバーシップ関数も同じである。すなわち状態量
は、混合比、分離差電流調整値、分離差電流出力
値、である。また、推論量は、分離差電流調整不良、
分離帯電器不良、転写材不良である。また、ファジ
ィルールは図１１に示す通りである。

【００３３】ファジィルールの設定は次の様な経験側に
基づいている。混合比が高い場合、再転写ラティチュー
ドは大きくなり、安定化する。従って転写材の不良の確
率は低く、分離差電流値を大きくなるよう調整しないか
ぎり、再転写の確率は低い。ところが、この様な状況で
再転写が発生するのは、分離帯電器１１に異常がある確
率が高いと考えられる。特に、分離差電流出力値（コン
トローラ側の制御信号値）が小さい場合、再転写に有利
な設定となっているため分離帯電器１１の不良の確率が
とても高いと考えられる。逆に、混合比が低い場合、転
写材の含水率が小さいため、再転写が発生する確率が高
くなる。また、分離差電流値が大きいと再転写の発生確
率が高くなるため、分離差電流の調整を高めにすると不
良の原因となる。

【００３４】上述のファジィルールを用いて実施例１で
説明したファジィ推論を実行することで、再転写に関わ
る故障箇所の推定が可能となる。

【００３５】＜実施例３＞実施例３では、濃度の高い画
像でのドラム軸方向の濃度ムラの原因として転写帯電器
１０に関して不良である確率を推論する方法を説明す
る。実施例３においても、画像形成装置及び推論部の構
成は実施例１と同様であり、ここではその説明を省略す
る。

【００３６】状態量としては、混合比、転写電流調
整値、累積複写回数を用いる。また、推論量として
は、転写電流調整不良、転写帯電器不良を用いる。
ここで、転写電流調整値は０を基準に正の値が大きくな
るにつれて、転写電流は大きくなり、負の値は逆に小さ
くなる。また累積複写回数は、転写帯電器１０のメンテ
ナンスを実行してからの累積複写回数である。

【００３７】混合比のメンバーシップ関数は実施例１，
２と同じである。転写電流調整値と累積複写回数のメン
バーシップ関数を、図１２、図１３にそれぞれ示す。図
１２の転写電流調整値のメンバーシップ関数では、転写
帯電器１０の転写電流調整値は−１００から＋１００ま
での値をとり、Ｌ，Ｍ，Ｈの集合に含まれる度合いを表
す。図１３の累積複写回数のメンバーシップ関数では、
横軸に累積複写回数をとり、Ｌ，Ｍ，Ｈの集合に含まれ
る度合いを表す。また、転写電流調整不良と転写帯電器
不良のメンバーシップ関数は図６に示したものと同一で
ある。図１４は実施例３で用いるファジィルールであ
る。

【００３８】ルールの設定は、次の様な経験則に基づい
ている。混合比が小さい場合、転写帯電器１０の汚れ等
により放電ムラが発生しやすく、濃度の高い画像に対し
て部分的な転写不良となり、ドラム軸方向の濃度ムラと
なり得る。従つて、累積複写回数が多い場合、帯電器の
不良の確率が高くなる。また、累積複写回数が多くない
場合で、転写電流調整値が小さい場合は、転写電流調整
不良の確率が高くなる。

【００３９】以上のようなメンバーシップ関数及びファ
ジィルールを用いて実施例１の如くファジィ推論を実行
することにより、転写不良に関する故障箇所、不具合箇
所の推定を行える。

【００４０】以上説明した様に、上述の各実施例によれ
ば、転写・分離に係わる故障、不具合が発生し、かつそ
の原因が多数で故障箇所の判定が困難な場合において、
入力状態量をもとに故障と考えられる箇所の故障の確率
や、設定された調整値の不具合さがファジィ推論により
特定できる。従つてメンテナンスを行う場合、必ずしも
高度な知識と経験は要求されず、容易に的確な対応がと
れ、ひいては、装置のダウンタイムの短時間化が図られ
るという効果がある。

【００４１】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても１つの機器から成る装置に適用し
ても良い。また、本発明は、システム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることはいうまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明の画像形
成装置及び故障診断方法によれば、装置の使用状態を表
す状態量を用いてファジィ推論を行うので、故障箇所の
推定を行うことが可能となり、故障等の発生から修復の
時間が短縮される。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例における画像形成装置の全体図であ
る。

【図２】本実施例の画像形成装置においてファジィ推論
を行う推論部の制御構成を表すブロック図である。

【図３】入力状態量である混合比のメンバーシップ関数
を表す図である。

【図４】入力状態量である分離差電流出力値のメンバー
シップ関数を表す図である。

【図５】入力状態量である分離差電流調整値のメンバー
シップ関数を表す図である。

【図６】実施例１の推論量のメンバーシップ関数を表す
図である。

【図７】実施例１のファジイルールを表す図である。

【図８】ファジィ推論により故障率を算出する方法を説
明する図である。

【図９】ファジィ推論の手順を表すフローチャートであ
る。

【図１０】分離差電流調整値を−９０、分離差電流出力
値を−２５０μＡとしたときの混合比の変化に対する分
離差電流調整値の故障率の推論結果を表す図である。

【図１１】実施例２のファジィルールを表す図である。

【図１２】実施例３の入力状態量である転写電流調整値
のメンバーシップ関数を表す図である。

【図１３】実施例３の入力状態量である累積複写回数の
メンバーシップ関数を表す図である。

【図１４】実施例３で用いるファジィルールを表す図で
ある。

【符号の説明】

１感光体２一次帯電器９現像器１０転写帯電器１１分離帯電器１８定着器１０１ＣＰＵ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年４月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】画像形成装置及び故障診断方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は装置内の故障診断を行う
画像形成装置及び故障診断方法に関するものである。

【０００２】

【０００３】

【０００６】又、本発明の他の目的は、特に転写分離不
良に関る状態量を用いて、転写分離不良の原因をファジ
ィ推論することが可能な画像形成装置及び診断方法を提
供することを目的とする。

【０００７】

【０００８】また、上記の目的を達成するための本発明
による故障診断方法は以下の工程を備えている。即ち、
記録媒体上に画像を形成する画像形成装置の故障診断方
法であって、当該画像形成装置において発生し得る故障
の少なくとも１つに関してその原因を推定するための状
態量を入力する入力工程と、前記入力工程により入力さ
れた状態量と、前記入力工程により入力された状態量と
推定すべき原因とを関係づける推論情報とに基づいて故
障の原因を推論する推論工程と、を備える。

【０００９】尚、本発明において故障とは、装置の耐久
劣化等により生じる故障や、分離差電流調整等の調整値
の設定不良による故障を含むものとする。

【００１０】

【００１１】

【００１２】＜実施例１＞図１は本実施例における画像
形成装置の全体図である。１５は原稿を載置する原稿台
ガラス、５は原稿を照射する照明ランプ（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
焦およ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。１は感光ドラム、２は一次
帯電器、７は非画像域を除電するブランクランプ、８は
現像器、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は分離を補助する分離爪、
１３はクリーニング装置、１４は除電ランプである。２
６は上段カセット、２７は下段カセット、２８および２
９は給紙ローラ、２５はレジストローラである。また、
１７は画像記録された転写紙を定着側へ搬送する搬送ベ
ルト、１８は搬送されてきた転写紙を熱定着させる定着
器である。

【００１３】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なり、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本図の矢
印の方向に回転を開始する。ついで、ドラム１の所定回
転制御および電位制御処理（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。

【００１４】ドラム１は一次帯電器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。次に、感光ドラム上の静電潜像
は、現像器８により現像され、トナー像として可視化さ
れ、そのトナー像が転写帯電器１０より転写紙上に転写
された後、転写紙は分離帯電器１１により感光ドラムか
ら剥離される。

【００１５】すなわち、上段カセット２６もしくは下段
カセット２７内の転写紙Ｐは、給紙ローラ２８もしくは
２９により本体装置内に送られ、トナー像の先端と転写
紙の先端が一致される。その後、転写帯電器１０とドラ
ム１との間を転写紙が通過し、続いて互いに圧接するヒ
ートローラ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。２１はヒート
ローラ１９への転写紙の巻き付きを防止する定着分離爪
である。

【００１６】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は転写紙の進行方向を変更させる偏向板で、転
写紙を本体外へ排出するか、排紙トレイ２４へ誘導する
かを切り替えることが出来る。

【００１７】図２は、本実施例の画像形成装置において
ファジィ推論を行う推論部の制御構成を表すブロック図
である。尚、本推論部は推論装置として画像形成装置に
接続する外部装置として提供するようにしてもよい。１
０１はＣＰＵで、後述するようにファジィ推論を行な
う。１０３はＲＯＭで、後述するファジィ規則及びメン
バーシップ関数を記憶するとともに、入力された状態量
によりファジィ推論を行うための制御プログラムを格納
する。１０４はＲＡＭで、ファジィ推論を行なう際、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変換器である。Ａ／
Ｄ変換器には、ファジィ推論に用いる各状態量の情報検
知部１０５が継っている。情報検知部１０５には、温度
センサ１０５−１及び湿度センサ１０５−２が接続さ
れ、状態量の１つである混合比が得られる。ここで、混
合比とは空気１ｋｇ中に水分が何グラム存在するかとい
う絶対湿度を表す。更に、情報検知部１０５には分離差
電流出力値、分離差電流調整値が入力される。尚、分離
差電流出力値、分離差電流調整値については後述する。

【００１８】続いて本実施例１による故障率の推定方法
を説明する。実施例１では、転写紙の感光ドラムからの
分離不良の要因について推論を行う。即ち、分離不良の
原因の候補である各故障箇所の故障率を推論する。

【００１９】周知の様にファジー推論は、入力する状態
量と出力する推論量（本例では故障率）の関係を表わす
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わし、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
量に対して最も可能性の高い推論量を算出する方法であ
る。

【００２０】実施例１では状態量として、混合比，
分離差電流出力値，分離差電流調整値、を用いる。分
離帯電器１１には、ＡＣ電圧にＤＣ電圧が重畳され、Ａ
Ｃコロナ放電をさせている。重畳されたＤＣ電圧による
ＡＣ電圧のオフセットにより、ＡＣコロナ放電による正
及び負の電流の絶対値に差が生じ、これを分離差電流値
と称する。また、分離差電流調整値とは、この分離差電
流の値を変化させるものである。更に、分離差電流出力
値とは画像形成装置本体のＣＰＵからのコントロール信
号である。また、分離不良の原因として本実施例では、
分離差電流調整不良，分離帯電器不良，転写材不
良が考えられ、これらを推論量とした。

【００２１】図３〜図５は本実施例における入力状態量
のメンバーシップ関数を表す図である。図３は混合比の
メンバーシップ関数、図４は分離差電流出力値のメンバ
ーシップ関数、図５は分離差電流調整値のメンバーシッ
プ関数である。また、図６は、本実施例の推論量のメン
バーシップ関数であり、上述の分離差電流調整不良，
分離帯電器不良，転写材不良ともにメンバーシップ
関数は同一である。

【００２２】例として、図４の分離差電流出力値のメン
バーシップ関数について説明する。横軸に分離差電流出
力値の値をとり、縦軸に適合度として０から１までの値
をとる。分離差電流出力値を大きく３つの集合Ｌ，Ｍ，
Ｈに分けてあり、各集合の内容は、Ｌ（Low ）分離差電流出力値が小さい（正の電
流成分が多い）Ｍ（Middle）分離差電流出力値が中くらいＨ（High）分離差電流出力値が大きい（負の電
流成分が多い）の様になっている。

【００２３】例えば、分離差電流出力値が−５０μＡの
場合、この値が集合Ｈに属する確率は０．５、集合Ｍに
属する確率は０．５，集合Ｌに属する確率は０である。
この場合、−５０μＡという分離差電流出力の値が「大
きい」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。この様にメンバーシップ関数
は、分離差電流値が「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３，図５についても同様であるので、詳細
な説明は省略する。

【００２４】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。故障が分離不良に全く寄与していない場
合を故障率０％、故障が分離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。

【００２５】ＬＬ（Low Low ）故障率がとて
も低いＬＭ（Low Middle）故障率が中く
らいの低いＬＨ（Low High）故障率が高め
の低いＭＬ（Middle Low）故障率が低め
の中くらいＭＭ（Middle Middle ）故障率が中く
らいＭＨ（Middle High ）故障率が高め
の中くらいＨＬ（High Low）故障率が低め
の高いＨＭ（High Middle ）故障率が高いＨＨ（High High ）故障率がとて
も高い図７は実施例１のファジィルールを表す図である。これ
は３つの入力状態量である混合化，分離差電流調整値，
分離差電流出力値と出力推論量である分離差電流調整不
良，分離帯電器不良，転写材不良との関係を表わし、全
部で１８個のルールがある。例えばルール９について言
えば、ｉｆ混合比＝Ｌ，ａｎｄ分離差電流調整値＝Ｈ，ａ
ｎｄ分離差電流出力値＝Ｈｔｈｅｎ分離差電流調整不良＝ＬＬ，ａｎｄ分離帯
電器不良＝ＨＨ，ａｎｄ転写材不良＝ＬＨとなる。

【００２６】ファジィルールの設定は、次の様な経験則
に基づいている。混合比が低い場合、分離ラティチュー
ドは大きくなり、安定化する。従つて、転写材の不良の
確率は低く、分離差電流調整もかなり分離差電流値を小
さくなるよう調整しないかぎり、分離不良の確率は低
い。ところが、この様な状況で分離不良が発生する原因
は、分離帯電器に異常がある確率が高いと考えられる。
特に、分離差電流出力値（コントローラ側の制御信号
値）が大きい場合、分離性能に有利な設定となっている
ため、帯電器の不良の確率がとても高いと考えられる。
逆に、混合比が高い場合、転写材の異常な吸湿による転
写材のこしが弱くなり、分離不良が発生する確率が高く
なる。また、分離差電流値が小さいと分離不良の発生確
率が高くなるため、分離差電流の調整を低めにすると、
分離不良の原因となりうる。

【００２７】図８は、図７のファジィルールにおけるル
ール８とルール９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では分
離差電流調整の故障率のみについて算出方法を示してあ
る。図９はファジィ推論の手順を表すフローチャートで
ある。以下に図８及び図９を用いてファジィ推論の手順
を説明する。

【００２８】先ずステップＳ１において、推論を実行す
るための状態量を入力する。本例では、混合比＝ｘ、分
離差電流調整値＝ｙ、分離差電流出力値＝ｚの場合を考
える。次に、ステップＳ２で前述の図３〜図５のメンバ
ーシップ関数を用いて、それぞれの集合に含まれる度合
いを求める。図７のルール８では、混合比のメンバーシ
ップ関数より、入力ｘはμｘの度合いで集合Ｍに含ま
れ、分離差電流調整値のメンバーシップ関数より、入力
ｙはμｙの度合いで集合Ｌに含まれ、分離差電流出力値
のメンバーシップ関数より、入力ｚはμｚの度合いで集
合Ｈに含まれる。その後、ステップＳ３にて、μｘ，μ
ｙ，μｚの最小値をとり、その値がルール８の前件部が
充たされる度合いとする。本例ではμｙが最小値であ
り、その値と、分離差電流調整の故障率のメンバーシッ
プ関数の集合ＬＭとのｍｉｎ演算をとると、斜線部Ｓで
示される台形となる。

【００２９】次にステップＳ５において、全てのファジ
ィルールについて後件部の適合度を算出したか否かを判
断し、未処理のルールが有ればステップＳ２へ戻り上述
の処理を繰り返す。例えば、ルール９についても同様の
計算を行ない、斜線部Ｔで示される台形を得る。

【００３０】次に、前ファジィルールについて後件部の
適合度が算出されたら、ステップＳ５からステップＳ６
へ進む。ステップＳ６では、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。そ
して、ステップＳ７にて、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分離差電流調
整の故障率と決定する。上述の推論処理の例では、ルー
ル８とルール９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。

【００３１】図１０には、分離差電流調整値を−９０、
分離差電流出力値を−２５０μＡとしたときの混合比の
変化に対する分離差電流調整値の故障率（不良率）を示
している。前述した様に、分離差電流調整値が−９０の
場合は、混合比が高くなるにつれて故障率が高くなるこ
とが分かる。本実施例１では、混合比、分離差電流調整
値、分離差電流出力値を用いて、分離差電流調整不良、
帯電器不良、転写材不良を推論したが、潜像情報、現像
情報、転写情報、本体使用情報、等を含めて経験則によ
りファジィルールを設定して推論を実行しても良い。

【００３２】＜実施例２＞実施例２では、転写後、分離
帯電器により転写材に転写された現像像が、感光体側に
再度転写する再転写が発生した場合について、その故障
箇所の推定方法を説明する。実施例２においても、実施
例１と同様の画像形成装置及び推論部を有する。

【００３３】更に、状態量、推論量とも実施例１と同じ
で、メンバーシップ関数も同じである。すなわち状態量
は、混合比、分離差電流調整値、分離差電流出力
値、である。また、推論量は、分離差電流調整不良、
分離帯電器不良、転写材不良である。また、ファジ
ィルールは図１１に示す通りである。

【００３４】ファジィルールの設定は次の様な経験側に
基づいている。混合比が高い場合、再転写ラティチュー
ドは大きくなり、安定化する。従って転写材の不良の確
率は低く、分離差電流値を大きくなるよう調整しないか
ぎり、再転写の確率は低い。ところが、この様な状況で
再転写が発生する原因は、分離帯電器１１に異常がある
確率が高いと考えられる。特に、分離差電流出力値（コ
ントローラ側の制御信号値）が小さい場合、再転写に有
利な設定となっているため分離帯電器１１の不良の確率
がとても高いと考えられる。逆に、混合比が低い場合、
転写材の含水率が小さいため、再転写が発生する確率が
高くなる。また、分離差電流値が大きいと再転写の発生
確率が高くなるため、分離差電流の調整を高めにすると
不良の原因となる。

【００３５】上述のファジィルールを用いて実施例１で
説明したファジィ推論を実行することで、再転写に関わ
る故障箇所の推定が可能となる。

【００３６】＜実施例３＞実施例３では、濃度の高い画
像でのドラム軸方向の濃度ムラの原因として転写帯電器
１０に関して不良である確率を推論する方法を説明す
る。実施例３においても、画像形成装置及び推論部の構
成は実施例１と同様であり、ここではその説明を省略す
る。

【００３７】状態量としては、混合比、転写電流調
整値、累積複写回数を用いる。また、推論量として
は、転写電流調整不良、転写帯電器不良を用いる。
ここで、転写電流調整値は０を基準に正の値が大きくな
るにつれて、転写電流は大きくなり、負の値が大きくな
るにつれて転写電流は逆に小さくなる。また累積複写回
数は、転写帯電器１０のメンテナンスを実行してからの
累積複写回数である。

【００３８】混合比のメンバーシップ関数は実施例１，
２と同じである。転写電流調整値と累積複写回数のメン
バーシップ関数を、図１２、図１３にそれぞれ示す。図
１２の転写電流調整値のメンバーシップ関数では、転写
帯電器１０の転写電流調整値は−１００から＋１００ま
での値をとり、Ｌ，Ｍ，Ｈの集合に含まれる度合いを示
している。図１３の累積複写回数のメンバーシップ関数
では、横軸に累積複写回数をとり、Ｌ，Ｍ，Ｈの集合に
含まれる度合いを表す。また、転写電流調整不良と転写
帯電器不良のメンバーシップ関数は図６に示したものと
同一である。図１４は実施例３で用いるファジィルール
である。

【００３９】ルールの設定は、次の様な経験則に基づい
ている。混合比が小さい場合、転写帯電器１０の汚れ等
により放電ムラが発生しやすく、濃度の高い画像に対し
て部分的な転写不良となり、ドラム軸方向の濃度ムラが
生じ易くなる。従つて、累積複写回数が多い場合、帯電
器の不良の確率が高くなる。また、累積複写回数が多く
ない場合で、転写電流調整値が小さい場合は、転写電流
調整不良の確率が高くなる。

【００４０】以上のようなメンバーシップ関数及びファ
ジィルールを用いて実施例１の如くファジィ推論を実行
することにより、転写不良に関する故障箇所、不具合箇
所の推定を行える。

【００４１】以上説明した様に、上述の各実施例によれ
ば、転写・分離に係わる故障、不具合が発生し、かつそ
の原因が多数で故障箇所の判定が困難な場合において、
入力状態量をもとに故障と考えられる箇所の故障の確率
や、設定された調整値の不具合さがファジィ推論により
特定できる。従つてメンテナンスを行う場合、必ずしも
高度な知識と経験は要求されず、容易に的確な対応がと
れ、ひいては、装置のダウンタイムの短時間化が図られ
るという効果がある。

【００４２】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても１つの機器から成る装置に適用し
ても良い。また、本発明は、システム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることはいうまでもない。

【００４３】

【００４４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例における画像形成装置の全体図であ
る。

【図７】実施例１のファジイルールを表す図である。

【図１１】実施例２のファジィルールを表す図である。

【符号の説明】１感光体２一次帯電器９現像器１０転写帯電器１１分離帯電器１８定着器１０１ＣＰＵ

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体上に画像を形成する画像形成装
置であって、当該画像形成装置において発生し得る故障の少なくとも
１つに関して、その原因を推定するための状態量を入力
する入力手段と、前記入力手段により入力された状態量と推定すべき原因
とを関係づける推論情報を記憶する記憶手段と、前記入力手段により入力された状態量と、前記記憶手段
により記憶されている推論情報とに基づいて故障の原因
を推論する推論手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】感光体上に形成された潜像を現像して得
られる可視像を転写材上に転写する転写工程と、該転写
材を該感光体から分離する分離工程とを有する画像形成
装置であって、前記転写工程もしくは前記分離工程に関する故障を推論
するための状態量を入力する入力手段と、前記入力手段で扱う状態量と故障原因となり得る箇所の
故障の確率を関係づける情報を記憶する記憶手段と、前記入力手段により入力された状態量と、前記記憶手段
により記憶された情報とに基づいて、故障原因となり得
る箇所の故障の確率を算出して故障率を推論する推論手
段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】前記故障が分離不良、再転写、濃度ムラ
の少なくとも１つであることを特徴とする請求項２に記
載の画像形成装置。
【請求項４】前記状態量が雰囲気の温度、湿度、混合
比または電流調整値、または電流出力値、または画像形
成回数の少なくとも１つであることを特徴とする請求項
２に記載の画像形成装置。
【請求項５】記録媒体上に画像を形成する画像形成装
置の故障診断方法であって、当該画像形成装置において発生し得る故障の少なくとも
１つに関してその原因を推定するための状態量を入力す
る入力工程と、前記入力工程により入力された状態量と、前記入力工程
により入力された状態量と推定すべき原因とを関係づけ
る推論情報とに基づいて故障の原因を推論する推論工程
と、を備えることを特徴とする故障診断方法。
【請求項６】感光体上に形成された潜像を現像して得
られる可視像を転写材上に転写する転写工程と、該転写
材を該感光体から分離する分離工程とを有する画像形成
装置の故障診断方法であって、前記転写工程もしくは前記分離工程に関する故障原因を
推論するための状態量を入力する入力工程と、前記入力工程により入力された状態量と、前記入力工程
で扱う状態量と故障原因となり得る箇所の故障の確率を
関係づける推論情報とに基づいて、故障原因となり得る
箇所の故障の確率を算出して故障率を推論する推論工程
と、を備えることを特徴とする故障診断方法。