JPH07261476A - 機能表現を利用した自己修復型画像形成装置 - Google Patents

機能表現を利用した自己修復型画像形成装置

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JPH07261476A
JPH07261476A JP6049309A JP4930994A JPH07261476A JP H07261476 A JPH07261476 A JP H07261476A JP 6049309 A JP6049309 A JP 6049309A JP 4930994 A JP4930994 A JP 4930994A JP H07261476 A JPH07261476 A JP H07261476A
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functional
self
repairing
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JP6049309A
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Yoshiki Shimomura
芳樹 下村
Sadao Tanigawa
貞夫 谷川
Yukihiro Mori
幸広 森
Toshimitsu Takakura
利充 高倉
Yasushi Umeda
靖 梅田
Tetsuo Tomiyama
哲男 冨山
弘之 ▲吉▼川
Hiroyuki Yoshikawa
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Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Original Assignee
Mita Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】自己修復機能を有する画像形成装置において、
修復時におけるパラメータ操作量を機能量により算出
し、副次的影響の少ない良好な自己修復を可能にするこ
と。 【構成】故障が生じたとき、まず、物理パラメータを操
作する制御型修復を行う。この修復では、操作すべき物
理パラメータが探索される(n3)。そして操作すべき
物理パラメータが決まると、次いでその物理パラメータ
の操作量が、機能量によって算出される(n4)。機能
量によるパラメータ操作量の決定では、複数の機能の発
現度合いを調節することにより決められる。それゆえ装
置全体としての機能の発現が最も好ましい操作量が決め
られる。もし制御型修復では故障が修復できない場合
は、機能冗長型修復が行われる(n6,n7,n8,n
9)。機能冗長型修復では、機能量により、修復候補順
位が決定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、所定の機能が十分に
発現しない故障が生じたときに、この故障の自己修復を
行う自己修復機能を有する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機等の画像形成装置の分野では、い
わゆる自己修復機能を付加することが提案されている。
自己修復機能とは、たとえば画像形成に関わる機能部分
の故障診断および機能の修復を行うことによる「機能保
全」を目的とした機能である。このような自己修復機能
を有する装置の先行技術の1つは、たとえば本願出願人
の先願にかかる特開平4−130340号公報に開示さ
れている。
【0003】この先行技術では、自己修復対象である画
像形成装置を、複数の物理パラメータの因果関係として
表現し、定性推論に基づいて故障時に操作すべき物理パ
ラメータを探索し、その物理パラメータを操作すること
で故障を修復する。また、他の先行技術として、本願出
願人の先願にかかるたとえば特開平5−165275号
公報に開示された機能冗長型の自己修復機能付画像形成
装置がある。機能冗長による自己修復は、装置に故障が
生じたときに、故障にかかる部品が発現していた機能
を、もともと装置に存在していた部品の潜在機能により
発現させるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】先行技術にかかるいず
れの自己修復型画像形成装置にあっても、故障を自己修
復するという点においては、斬新で画期的な構成ではあ
るが、故障修復時に、修復すべき操作量を決定すること
が困難であるという問題があった。すなわち、故障修復
のために操作すべき物理パラメータや、代替可能な部品
の提示は良好に行えるが、物理パラメータの操作量の決
定や、代替可能な部品が複数あるときに、操作量を決定
したり、副次的影響の少ない部品の選択が適切にできな
いことがあるという問題があった。
【0005】そこでこの発明の目的は、対象となる装置
の機能発現状態を表現する機能モードに、機能量による
量的な表現を加えることにより、装置の自己修復をより
適切に行えるように改良された自己修復型画像形成装置
を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
所定の機能が十分に発現しない故障が生じたときに、こ
の故障の自己修復を行う自己修復機能を有する画像形成
装置であって、少なくとも自己修復の対象となる部分の
構成が、複数の機能の階層構造と、その複数の機能を実
現する複数の挙動および状態とからなるネットワークと
して表現され、かつ、相対的に下位の階層に属する所定
の機能には、それぞれ、機能を修飾する機能修飾子が付
された機能展開構造が記憶された第1記憶手段、前記各
機能修飾子に対応して予め調べられた、所定の物理パラ
メータの変化に対する機能量の変化を表わす機能量デー
タが記憶された第2記憶手段、少なくとも自己修復対象
となる部分の構成が、複数の物理パラメータの因果関係
として表現されたパラメータツリーが記憶された第3記
憶手段、故障が生じたときに、故障の状態を前記第3記
憶手段に記憶されたパラメータツリーにあてはめること
によって、当該故障を修復するために操作すべき物理パ
ラメータを提示する手段、前記提示された物理パラメー
タの操作量を、前記第2記憶手段に記憶された機能量デ
ータに基づいて算出する手段、ならびに前記算出された
操作量に基づき、提示された物理パラメータを操作して
自己修復を行う手段、を含むことを特徴とする機能表現
を利用した自己修復型画像形成装置である。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の機
能表現を利用した自己修復型画像形成装置において、さ
らに、前記物理パラメータの操作によって故障が修復で
きないときに、前記第1記憶手段に記憶された機能展開
構造に基づいて、故障により発現しなくなった機能を潜
在機能として備える代替可能な部品を提示する手段、前
記提示された代替可能な部品が複数あるときに、機能発
現に適した部品を前記第2記憶手段に記憶された機能量
データに基づいて選択する手段、ならびに選択された部
品により、故障により発現しなくなった機能を発現させ
る冗長機能発現制御手段、を含むことを特徴とするもの
である。
【0008】
【作用】請求項1記載の発明によれば、故障が生じたと
きに操作すべき物理パラメータが提示されたときに、そ
の提示された物理パラメータの操作量が機能量データに
基づいて算出される。機能量データに基づく操作量の算
出においては、複数の機能の発現度合いを調節すること
で全体として所望の機能が発揮されるように操作量が決
められる。それゆえ修復後には所望の画像形成状態が得
られる。
【0009】請求項2記載の発明では、機能冗長による
修復を行う際に、潜在機能を発現させることのできる複
数の代替部品の中から、副次的な影響の少ない部品が機
能量データに基づいて選択される。それゆえ適切な代替
部品の選択が短時間ででき、修復に要する時間を減縮す
ることができる。
【0010】
【実施例】以下では、この発明の前提となる「機能量に
基づく機能表現」の概念と、この発明で導入した「機能
修飾子」および「機能展開構造」の概念について述べ、
その後にこの発明の一実施例にかかる自己修復型複写機
について説明をする。機能量に基づく機能表現 設計または保全の際に、対象機械を計算機上で表現する
手法の1つとして、FBS(function-behavior-state)
ダイアグラムがある。FBSダイアグラムでは、複数の
機能の階層構造と、その複数の機能を実現する複数の挙
動および状態からなるネットワークで対象機械を表現す
る。機能は、人間がある目的をもって認識、抽象化した
挙動の記述と定義される。それゆえ、設計対象機械の機
能をFBSダイアグラムでモデル化すると、上述のよう
に、機能は、全体機能と部分機能という階層構造をな
す。このとき、全体機能から部分機能への展開は、設計
者の抽象的認識により分割されるタスク分割により発生
するものと、物理的因果関係に基づく補間によるものの
2つが考えられる。
【0011】しかし、対象機械をモデル化する場合に、
上記2つの機能間の関係のみで対象機械が表現されてい
るだけでは、計算機を用いた機能保全にとっては不十分
である。なぜなら、機能保全においては、機能に挙動を
対応づける際の選択基準、設計時に用いる機能の表現単
位の変更という設計の過程をも同時に表現する必要があ
るからである。つまり、設計における仕様は外部から与
えられるものであるが完全ではない。それゆえ曖昧であ
る仕様を明確化していく過程も設計に含まれると考え、
この仕様明確化の過程を「設計者の意図」に含まれるも
のとして扱うならば、仕様明確化の過程も機能によって
表現する必要がある。このように、計算機による機能保
全を考えた場合、設計者の意図の表現も機能表現に含め
る必要がある。
【0012】ところが、FBSダイアグラムによる対象
機械の表現方法では、設計者の意図の記載という点で不
十分であり、FBSダイアグラムに基づく機能保全を計
算機により実行しようとすると、情報が不十分であっ
た。そこで本願の発明者は、機能を、目的を直接的に表
現する機能本体と、それを修飾することで機能の表現力
を高める機能修飾子とに分類することで、設計者の意図
に沿った、対象機械の機能表現手法を考案した。
【0013】機能修飾子 「美しく」や「同時に」は、共に機能的表現に見受けら
れる修飾的な表現である。このうち「同時に」という表
現は、機能間(あるいは挙動間)の関係を制約するもの
である。つまり機能をより下位の機能に展開するときに
発生し、機能の部分構造を制約する表現である。このよ
うな部分機能間の関係に対する制約を「機能関係(F
R:Functional Relation)」ということにする。
【0014】一方、「美しく」という表現は、主たる機
能を修飾することで、機能の仕様に対する記述力を高め
ることを目的とする表現である。この表現による制約
は、主たる機能にどの挙動を対応づけるかの選択基準と
なる。あるいは、主たる機能と挙動との対応づけを含め
た対象の物理的な基本構造が決定した後に、状態(また
は挙動)に対する従属的な制約として具体化される。こ
のような制約的表現を「機能修飾子(FM:Functional
Modifire)」と呼ぶことにする。
【0015】機能修飾子を用いる機能表現では、設計者
は、機能修飾子を用いることで、対象機械の機能および
機能の表現単位を制御し、最終的に機能と修飾子とを共
に具体化することで、対象機械の要求仕様を明確化する
ことができる。機能修飾子を用いた機能展開には、次の
3つの展開方法が含まれる。 (1)タスク分割による機能展開、(2)因果関係によ
る機能展開、(3)修飾子による機能展開、である。こ
れらの機能展開の結果である機能間の関係は、それぞ
れ、 decomposed-into 関係 caused-by 関係 reinforced-with 関係 と定義される。
【0016】図1に、上記方法を用いた機能Aの展開例
を示す。図1を参照して、まず、機能Aは部分機能B,
Cにタスク展開される。そして、機能Cの実現挙動とし
て挙動Cが選ばれると、挙動Cを実現するために必要な
挙動Dが設計者によって選択される。この挙動Dに対し
て主に説明のために機能抽出を行った結果が機能Dであ
り、機能Cとcaused-by 関係によりつながれる。
【0017】一方、機能Bの実現挙動として挙動Bが選
ばれると、挙動Bによる使用に対する充足度の向上を実
現するために、挙動Eが設計者によって選択される。こ
の挙動Eは、機能Bが機能修飾子Aの具体形である機能
修飾子Bによって修飾されることによって付与された、
いわば挙動Bの範囲を制約,補強するための挙動であ
る。そして挙動Eもまた挙動Dと同様に機能抽出が行わ
れ、その結果はreinforced-with 関係によりつながれ
る。
【0018】複写機の機能展開構造 上記タスク分割,因果関係,および機能修飾子を用い
た、複写機の機能展開構造の具体例を、図3〜図27に
示す。なお、図2のA〜Eは、それぞれ、図3〜10,
図11〜13,図14〜15,図16〜23,および図
24〜27の連結関係を示している。というのは、本来
これらの各図は、1枚の図面として表わされるべきもの
であるが、紙面との関係上、複数の図面に分割せざるを
得なかったからである。
【0019】図3〜10は、主として複写機の現像部の
機能展開構造例を示している。図11〜13は、複写機
のスキャナ部の機能展開構造例を示している。図14,
15は、複写機の給紙部の機能展開構造例を示してい
る。図16〜23は、複写機のクリーニング部、帯電部
および露光部の機能展開構造例を示している。図24〜
27は、複写機の転写部および定着部の機能展開構造例
を示している。これらの図においては、機能展開の結果
である機能間の関係が、それぞれ、上述したdecomposed
-into 関係,caused-by 関係, およびreinforced-with
関係で表現されている。
【0020】機能量および機能間交渉 一般に、設計者は機能修飾子を用いることによって機能
自体の持つ情報量を増やし、より要求仕様に近い機能表
現を実現していると考えられる。そして、仕様が明確化
されていくに従って、機能はより具体的な形へと展開さ
れ、同時に、機能に対する修飾的表現も機能に対する制
約として具体化される。
【0021】しかし、図3〜図27に示す複写機の機能
展開構造例を見ても明らかなように、機能修飾子の具体
化は、機能の展開に対して単調ではない。機能修飾子
は、修飾先の機能が展開されることに伴って、その展開
先での異なる修飾表現へと変化する。また、すべての部
分機能に分配されるわけではない。つまり、機能に対す
る修飾的な表現が、機能の展開に伴ってどう変化するか
は、機能の部分機能へのタスク的、あるいは因果的な分
割方法に依存している。しかし、一般に、機能のタスク
分割は、設計者の主観に任されており、したがって、機
能修飾子の具体化においても同様のことが言える。
【0022】そこで、計算機による概念設計支援や保全
を実現するためには、具体化された機能修飾子を客観的
に表現する必要がある。この発明では、具体化された機
能修飾子を「機能量」によって表現する。ここに「機能
量」をF(p)とすると、F(p)は、下記の式で定義
される。 F(p)=−log2 (1−p) 上式において、pは、主観性の確率値である。主観性の
確率値は、SD(Semantic Defferential method) 法
(「感性工学」:長町三生著、海文堂発行、1988年)と
呼ばれる心理評価手法を用いて抽出されるものである。
具体化された機能修飾子を機能量により表現すると、機
能の修飾表現に対する充足度といったものが表現可能と
なる。この修飾表現に対する充足度は、機能の発現状態
とみなすことが可能である。従来、機能の発現状態の違
いを表現するものとしては、機能モード(「信頼性工
学」:吉川弘之著、コロナ社発行、1979年)がある。機
能モードは、状態集合を台とする機能空間の位相の部分
集合として定義される。しかし、機能モードの違いによ
って表現される機能の発現状態は、発現する/しないと
いった2値的なものに留まっている。そこで、上記修飾
表現に対する充足度、言い換えれば機能量による量的な
表現を機能モードに重ね合わせることで、より詳細に対
象機械の機能の発現状態を表現することが可能になる。
【0023】一方、設計あるいは保全を機能的観点から
見れば、複数の機能の発現状態を調節することで、全体
の機能を実現している。この複数の異なる機能間の均衡
化を「機能間交渉」と呼ぶことにする。機能間交渉を行
う際に必要である各機能の発現状態の違いといった情報
を、機能モードおよび機能量の組合せによって表現する
ことで、機能間交渉を計算可能な形でモデル化すること
が可能である。そして物理的な因果関係の探索機構によ
る交渉モードの抽出や、各機能に対する固定的な優先順
位を最大公約数的な観点によって予め定める等との組合
せによって、全体的な機能間交渉を実現できる。
【0024】この発明による自己修復機能の実例 図28は、この発明の一実施例が適用された自己修復型
複写機の構成を示す概念図である。この複写機は、複写
機本体1と制御装置2とを備えており、両者の間はイン
ターフェイス3で接続されている。複写機本体1には、
従来公知の、感光体20と、感光体20の周囲に感光体
20の回転方向に従って配置されたメインチャージャ
3、現像装置4、転写チャージャ5、分離チャージャ
6、クリーニング装置7および除電ランプ8が配置され
ている。また、原稿を照明走査するためのハロゲンラン
プユニット9、および原稿の反射光を感光体20へ導く
ための光学系10が備えられている。
【0025】感光体20の表面は、メインチャージャ3
によるコロナ放電によって一様に帯電される。複写機本
体1の上にセットされた図示しない原稿は、ハロゲンラ
ンプユニット9によって照明走査される。原稿の反射光
は光学系10により導かれて一様に帯電された感光体2
0の表面を露光する。これにより、感光体20には原稿
画像に対応した静電潜像が形成される。静電潜像は現像
装置4によってトナー像に現像される。トナー像は、転
写チャージャ5によるコロナ放電によって、感光体20
に接触された図示しない記録用紙に転写される。転写
後、記録用紙は、分離チャージャ6によるコロナ放電に
よって感光体20から分離される。用紙が分離された後
の感光体20の表面に残留するトナーは、クリーニング
装置7によって回収される。その後除電ランプ8によっ
て感光体20の表面が全面露光されて、残留電荷が除去
される。
【0026】ハロゲンランプユニット9にはランプ電圧
回路A1から電圧が印加されている。メインチャージャ
3には、帯電用高圧ユニットA3から高電圧が印加され
てる。転写チャージャ5および分離チャージャ6には、
それぞれ、転写用高圧ユニットA4および分離用高圧ユ
ニットA5から高電圧が印加されている。現像装置4に
は、感光体20との間に現像バイアスを印加するための
現像バイアス回路A2からの電圧が印加されている。除
電ランプ8には、ランプ駆動回路A6からの電力が供給
されている。
【0027】複写機本体1で形成される画像は、ハロゲ
ンランプユニット9による原稿照明光量、メインチャー
ジャ3による感光体20の帯電電位、および現像装置4
の現像用直流バイアス電圧により変化する。それゆえ、
ハロゲンランプユニット9,メインチャージャ3および
現像装置4へ電圧を与えるランプ電圧回路A1、帯電用
高圧ユニットA3および現像バイアス回路A2が、制御
装置2により制御されるアクチュエータとなる。
【0028】また、転写用高圧ユニットA4、分離用高
圧ユニットA5およびランプ駆動回路A6も、制御装置
2により制御されるアクチュエータである。さらに、複
写機本体1には、たとえば3つのセンサが設けられてい
る。すなわち、感光体20を露光する光の光量を検出す
るための光量センサS1、露光後の感光体20の表面電
位を検出するための表面電位センサS2、および転写,
分離後の感光体20表面のトナー濃度(残留トナー濃
度)を検出するためのトナー濃度センサS3である。こ
れら3つのセンサS1〜S3の検出出力は、インターフ
ェイス3を介して制御装置2へ与えられる。
【0029】制御装置2には、制御を実行するためのC
PUと、制御に必要な各種のプログラムやデータが記録
されたメモリが含まれている。図29に、制御装置2に
含まれているメモリの記憶内容を示す。メモリには、た
とえば D1:機能量のデータ、 D2:対象モデルのデータ、 D3:修復操作知識、 D4:対象機械に関する定量情報、 D5:故障判定知識、 D6:機能展開構造のデータ、 という6つのデータと、 S1:ディジタル信号/シンボル変換プログラム、 S2:故障診断プログラム、 S3:シミュレーションプログラム、 S4:機能量変換/判定プログラム、 S5:機能冗長候補探索プログラム、 S6:パラメータ修復候補探索プログラム、 S7:シンボル/ディジタル信号変換プログラム、 S8:定性シーケンス生成プログラム、 S9:定量シーケンス生成プログラム、 という9つのプログラム(サブルーチン)が記憶されて
いる。
【0030】上記メモリの記憶内容のうち、機能量デー
タD1の一例は、後に説明する図33の左欄に示す4つ
のデータ、F1「誘電体を強く攪拌する:m5」、F2
「異物を多く掻き取る:m14」、F3「誘電体を導電
体に強く付着させる:m7」、F4「誘電体を導電体に
安定して付着させる:m6」である。これら各機能量デ
ータF1〜F4は、前述したSD法と呼ばれる心理評価
手法により予め抽出されたものである。
【0031】また、図29のメモリの記憶内容のうち
の、機能展開構造データD6は、前述した図3〜図27
に示すデータである。その他のデータD2〜D5は、本
願出願人の先願にかかるたとえば特開平4−13034
0号公報に詳述されているから、ここでの説明は割愛す
る。図30は、図28における制御装置2の構成を説明
するためのブロック図である。図30は、CPUによっ
て実行される処理機能が機能ブロックに分けて描かれた
図である。
【0032】制御装置2は、複写機本体1内に設けられ
たセンサS1,S2,S3の出力に基づいて、故障診断
をする。また診断した故障を修復するための修復計画を
作成する。修復計画作成時には、後述するように、機能
量に基づいて操作量が決められ、あるいは修復候補が選
出される。そして作成された修復計画に基づいて、アク
チュエータ、すなわちランプ電圧回路A1、現像バイア
ス回路A2、高圧ユニットA3,A4,A5および/ま
たはランプ駆動回路A6が制御される。
【0033】複数のセンサS1,S2,S3の出力はイ
ンターフェイス3へ与えられる。インターフェイス3に
は増幅回路31およびA/D変換回路32が備えられて
いる。センサ信号は、増幅回路31で増幅された後にA
/D変換回路32によってディジタル信号に変換され
る。そしてディジタル信号/シンボル変換部41へ与え
られる。
【0034】ディジタル信号/シンボル変換部41は、
メモリに記憶されたディジタル信号/シンボル変換プロ
グラムS1に基づいて、与えられるディジタル信号を、
定性的なデータに変換する。すなわち、ディジタル信号
を、たとえばN(ノーマル),H(ハイ)およびL(ロ
ー)の3つのシンボルのいずれかに変換する。センサS
1,S2,S3から与えられる信号をこのようなシンボ
ル化された定性情報に変換することにより、故障診断に
対するアプローチが容易になる。
【0035】ディジタル信号/シンボル変換部41にお
いてディジタル信号をシンボルに変換する際には、対象
モデル記憶部42に記憶された対象モデルデータD2が
参照される。ディジタル信号/シンボル変換部41にお
けるシンボルへの変換は、上記のようにN,H,Lに限
らず、オンおよびオフ、またはA,B,C,D等の他の
表現であってもよい。あるいは、本願出願人の先願にか
かる特開平4−274455号公報に記載されているよ
うに、ファジイ定性値であってもよい。
【0036】ディジタル信号/シンボル変換部41の出
力は故障診断部43へ与えられる。故障診断部43は、
メモリに記憶された故障診断プログラムS2および故障
判定知識D5に基づいて、複写機本体1における故障の
有無を判別し、故障がある場合にはその故障診断を行
う。また、故障診断部43は、シンボルをシミュレーシ
ョン部44へ与える。シミュレーション部44では、与
えられたシンボルと対象モデル記憶部42から読出した
対象モデルデータD2とをメモリに記憶されたシミュレ
ーションプログラムS3に当てはめて、複写機本体1の
故障状態をシミュレーションし、故障状態をパラメータ
モデルの変化によって表現して、故障診断部43へ与え
る。
【0037】修復計画部45は、故障診断部43から故
障がある旨の信号が与えられたとき、該故障を修復する
ための修復計画を推論するとともに、修復作業を導出す
る。修復計画の推論,修復作業の導出は、まず、メモリ
に記憶されたパラメータ修復候補探索プログラムS6に
基づいて行われる。このプログラムが実行される際に
は、対象モデルデータD2、修復操作知識D3および機
能展開構造データD6が活用される。
【0038】もしこのパラメータ修復候補探索プログラ
ムS6によって修復ができない場合には、機能冗長候補
探索プログラムによって修復計画が推論され、修復作業
が導出される。機能冗長候補探索プログラムS5を実行
する際には、機能展開構造データD6が活用される。機
能冗長候補探索プログラムS5が実行される際には、機
能展開構造データD6により故障にかかる機能を発現可
能な他の部品の潜在機能が探索される。そして代用可能
な他の部品の潜在機能が見つかった場合には、定性シー
ケンス生成部48において、メモリに記憶された定性シ
ーケンス生成プログラムS8を用いて、機能冗長により
修復された後の複写機本体1の定性シーケンスが生成さ
れる。また、定量タイミングチャート生成部49におい
て、定量シーケンス生成プログラムS9を用い、生成さ
れた定性シーケンスに対して定量データが付加される。
定量タイミングチャート生成部49における処理には、
定量情報記憶部50に記憶された対象機械に関する定量
情報D4が用いられる。
【0039】機能冗長候補探索プログラムS5、定性シ
ーケンス生成プログラムS8および定量シーケンス生成
プログラムS9による推論処理の具体例は、本願出願人
の先願であるたとえば特開平5−165275号公報に
詳しく開示されている。また、修復計画部45で推論さ
れ、導出された修復作業が施された後の複写機本体1の
状態が、シミュレーション部44においてシミュレーシ
ョンされる。シミュレーション部44が装置状態をシミ
ュレーションするときには、前述の故障状態のシミュレ
ーションの場合と同様に、対象モデル記憶部42に記憶
されているデータを参照する。シミュレーション部44
にてシミュレーションされた結果は修復計画部45へ与
えられる。修復計画部45では、シミュレーション結果
により、推論した修復計画を修正したり、他の修復計画
を推論する。
【0040】機能量データ記憶部46には、前述した機
能量データD1が記憶されている。機能量変換/判定部
47は、メモリに記憶されている機能量交換/判定プロ
グラムによって、故障診断部43から定性的なシンボル
データによって表現された複写機本体1の故障状態が与
えられたとき、複写機本体1の各機能がどの程度の発現
状態であるかを判定する。すなわち、機能量データ記憶
部46に記憶されている機能量データD1を参照して、
発現している機能量を判定する。その判定結果は、故障
診断部43へ与えられる。判定された発現している機能
量を参照して、故障診断部43ではより正確な故障診断
が行える。
【0041】また、機能量変換/判定部47は、修復計
画部45から修復計画および修復作業が与えられると、
その修復により発現される各機能の機能量を求める。そ
して各機能量の比較から、最も望ましい修復操作量を判
定して、それを修復計画部35へ出力する。最終的に修
復計画部45で決定され、あるいは定性シーケンス生成
部48および定量タイミングチャート生成部49で定性
シーケンスおよび定量タイミングが定められた修復作業
は、シンボル/ディジタル信号変換部51で、ディジタ
ル信号に変換される。この際、シンボル/ディジタル信
号変換プログラムS7が用いられる。
【0042】そして、変換されたディジタル信号は、イ
ンターフェイス3に備えられたD/A変換回路33でデ
ィジタル信号からアナログ信号に変換され、制御回路3
4を介して制御対象アクチュエータとしてのランプ電圧
回路A1、現像バイアス回路A2、高圧ユニットA3,
A4,A5、および/またはランプ駆動回路A6へ与え
られて、これら回路が制御される。そして、これにより
発生していた故障は自己修復される。
【0043】図31は、図30に示す制御装置2の動作
を示すフローチャートである。図30の説明と多少重複
するが、図31の流れに沿って、図30の制御装置2の
動作について説明をする。まず、ステップn1として、
故障診断部43において故障判定がされ、故障ありと判
定された場合には、ステップn2として、同じく故障診
断部43において故障診断がされる。
【0044】そして診断された故障を修復するために、
次に、ステップn3として、修復計画部45において、
修復操作知識に基づくパラメータ型修復候補の探索がさ
れ、ステップn4として、機能量変換/判定部47にお
いて、修復候補パラメータの操作量が機能量に基づいて
決定される。このステップn3,n4で行われる制御型
修復処理についてより詳しく説明をする。
【0045】図32は、副次的影響に関する判断のため
に用いられる複写機本体1のパラメータモデルを示す図
であり、対象モデルデータD2の一部である。このパラ
メータモデルは、出力画像濃度と画像コントラストとの
間の副次的影響の判断のために用いられる。図32にお
ける各アルファベット文字は、画像形成に必要な物理パ
ラメータであり、各物理パラメータは図示のツリー状に
影響を及ぼし合っている。たとえばハロゲンランプ光量
Xはハロゲンランプ出力HLおよび原稿濃度Dにより変
化をする。すなわち、HLが上昇するか、Dが降下する
とXは上昇する。逆に、HLが降下するかDが上昇する
とXは降下する。
【0046】同様に出力画像濃度Osはドラム上トナー
濃度Dsおよび転写チャージャ出力Vtの積に比例して
変化する。よって、Osが変化したとき、その原因はD
sまたはVtの変化である可能性がある。いま、故障診
断部43からたとえば「ベタ部の濃度低下」という故障
症状が修復計画部45に与えられると、修復計画部45
はメインチャージャ3の出力Vnを上昇させるという修
復作業を推論する。この推論はシミュレーション部44
へ与えられ、上記修復作業を実行した場合の複写機本体
1の状態がシミュレーションされる。その結果、図32
のパラメータモデルに基づき、副次的影響として「画像
コントラストIcの上昇」が提示され、修復計画部45
へ与えられる。
【0047】修復計画部45は、推論した修復作業およ
びシミュレーションされた副次的影響を機能量変換/判
定部47へ与える。応じて、機能量変換/判定部47
は、機能量により、パラメータ操作量の決定をする。こ
の決定の仕方につき、図33を参照して説明する。ま
ず、機能量変換/判定部47は、機能量データ記憶部4
6に記憶されているたとえば4つの機能量データ、F
1:「誘電体を強く攪拌する:m5」、F2:「異物を
多く掻き取る:m14」、F3:「誘電体を導電体に強
く付着させる:m7」、F4:「誘電体を導電体に安定
して付着させる:m6」に基づいて、今回必要な「ベタ
部を汚れなく複写する:mD」および「コントラスト良
く複写する:mE」という2つの上位概念機能に関する
機能量データF5,F6を算出する。
【0048】なお、上述した下位概念機能量データおよ
び上位概念機能量データにそれぞれ付した「m+数字ま
たはアルファベット大文字」は、先に述べた図3〜27
に示す展開機能構造の中の機能修飾子modifierの番号を
示している。上位概念の機能量データF5は、たとえば
下記式で求められる。 F5=α1 F1+α2 F2+α3 F3+α4 F4 但し、α1 ,α2 ,α3 およびα4 は重みである。
【0049】同様に、機能量データF6は、下記式で与
えられる。 F6=β1 F1+β2 F2+β3 F3+β4 F4 但し、β1 ,β2 ,β3 およびβ4 は重みである。 このような機能量データの算出の仕方は、より具体的に
は、本願出願人の先願にかかる特願平5−253487
号に詳しく説明されている。
【0050】機能量変換/判定部47では、算出した機
能量データF5:「ベタ部を汚れなく複写する」および
F6:「コントラスト良く複写する」という2つの機能
間の均衡化、すなわち機能間交渉を行い、これら機能を
より多く発現させることのできる現像剤の速度vを決定
する。すなわち、F5およびF6における最も適当な点
Aを決定する。
【0051】以上のように、機能量変換/判定部47で
は、機能量データ記憶部46に記憶されている機能量デ
ータから、必要な上位概念機能量を推定して、その機能
量に関して機能間交渉を行っている。図31に戻って、
ステップn4における処理が終わると、ステップn5と
して、故障修復が成功したか否かが判別される。修復が
成功したか否かは、たとえばセンサS1,S2,S3の
データを読み込むことにより行われる。もし修復が成功
していれば、これで処理は終わる。
【0052】修復が成功していない場合には、次に、機
能冗長型修復が実行される。すなわち、ステップn6と
して、修復計画部45において、機能冗長型修復候補の
探索がされる。ここに「機能冗長」とは、「もともと機
械に存在する部品を用い、その部品の潜在機能を利用し
て他の機能の代用として活用すること」を言う。
【0053】機能冗長による修復では、修復候補が複数
導出される場合が多い。そこで、ステップn7として、
機能量変換/判定部47において、修復計画部45によ
り探索された複数の修復候補に対する順位づけがなされ
る。機能冗長型修復候補の順位づけは、探索により見つ
けられた機能冗長系で発現される機能の平均機能量でな
される。平均機能量をFM とする。FM は、機能に対す
る期待度といったものを表わしており、次式で表わされ
る。なお、pi は、主観性の確率値である。
【0054】
【数1】
【0055】この平均機能量FM は、図34に示すよう
な特徴を有している。すなわち、たとえば機能Aでは、
機能量の母集団に機能発現に対する合意が存在している
から、平均機能量は高くなる。他方、機能Bでは、機能
量の母集団に機能発現に対する合意が存在していないの
で、平均機能量は低くなる。このように機能冗長系は、
着目する機能に関する平均機能量が高いものの順に、修
復候補が順位づけされる。
【0056】再び図31に戻って、ステップn7とし
て、修復候補が決定された後、ステップn8として、定
性シーケンス生成部48において定性シーケンスが生成
される。次いでステップn9として、定量シーケンス生
成部49において定量シーケンスが生成される。定性シ
ーケンスの生成および定量シーケンスの生成に関して
は、本願出願人の先願である特開平5−165275号
公報に詳しく説明されているので、ここでの説明は省略
する。
【0057】そして機能冗長型修復によって、失われた
機能が発現されると、ステップn1に戻って、その発現
された機能に対する評価,確認が行われる。
【0058】
【発明の効果】以上のように、この発明では、主たる機
能を修飾する制約的要因として「機能修飾子」という概
念を導入し、対象機械を機能展開する場合に、より設計
者の意図を反映した表現方法を考案した。それゆえ、従
来のFBSダイアグラムでは不十分であった設計者の意
図が機能修飾子を用いることで明確に表現できる。ま
た、機能修飾子が機能量によって量的に表現できるか
ら、対象機械を客観的に表わすことができ、計算機を用
いて対象機械が所望の機能を発現するように制御するこ
とができる。つまり、対象機械の故障診断および修復を
計算機を用いて自動的に、かつ、的確に実現することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】タスク分割による機能展開、因果関係による機
能展開、および修飾子による機能展開を用いた機能Aの
展開例を示す図である。
【図2】図3〜10,図11〜13,図14〜15,図
16〜23,および図24〜27の結合関係を示す図で
ある。
【図3】複写機の主として現像部の機能展開構造を示す
図である。
【図4】複写機の主として現像部の機能展開構造を示す
図である。
【図5】複写機の主として現像部の機能展開構造を示す
図である。
【図6】複写機の主として現像部の機能展開構造を示す
図である。
【図7】複写機の主として現像部の機能展開構造を示す
図である。
【図8】複写機の主として現像部の機能展開構造を示す
図である。
【図9】複写機の主として現像部の機能展開構造を示す
図である。
【図10】複写機の主として現像部の機能展開構造を示
す図である。
【図11】複写機のスキャナ部の機能展開構造を示す図
である。
【図12】複写機のスキャナ部の機能展開構造を示す図
である。
【図13】複写機のスキャナ部の機能展開構造を示す図
である。
【図14】複写機の給紙部の機能展開構造を示す図であ
る。
【図15】複写機の給紙部の機能展開構造を示す図であ
る。
【図16】複写機のクリーニング部、帯電部および露光
部の機能展開構造を示す図である。
【図17】複写機のクリーニング部、帯電部および露光
部の機能展開構造を示す図である。
【図18】複写機のクリーニング部、帯電部および露光
部の機能展開構造を示す図である。
【図19】複写機のクリーニング部、帯電部および露光
部の機能展開構造を示す図である。
【図20】複写機のクリーニング部、帯電部および露光
部の機能展開構造を示す図である。
【図21】複写機のクリーニング部、帯電部および露光
部の機能展開構造を示す図である。
【図22】複写機のクリーニング部、帯電部および露光
部の機能展開構造を示す図である。
【図23】複写機のクリーニング部、帯電部および露光
部の機能展開構造を示す図である。
【図24】複写機の転写部および定着部の機能展開構造
を示す図である。
【図25】複写機の転写部および定着部の機能展開構造
を示す図である。
【図26】複写機の転写部および定着部の機能展開構造
を示す図である。
【図27】複写機の転写部および定着部の機能展開構造
を示す図である。
【図28】この発明の一実施例が適用された自己修復型
複写機の構成を示す概念図である。
【図29】制御装置2に含まれているメモリに記憶され
ている内容を示す図である。
【図30】制御装置2の構成を説明するためのブロック
図である。
【図31】制御装置2の動作を示すフローチャートであ
る。
【図32】副次的影響に関する判断のために用いられる
パラメータツリーを示す図である。
【図33】機能量データと、機能量変換/判定部47に
おける処理を説明するための図である。
【図34】機能量データと平均機能量との関係を説明す
るための図である。
【符号の説明】
1 複写機本体 2 制御装置 45 修復計画部 46 機能量データ記憶部 47 機能量変換/判定部 A1 ランプ電圧回路 A2 現像バイアス回路 A3 帯電用高圧ユニット A4 転写用高圧ユニット A5 分離用高圧ユニット A6 ランプ駆動回路 S1,S2,S3 センサ
フロントページの続き (72)発明者 高倉 利充 大阪府大阪市中央区玉造1丁目2番28号 三田工業株式会社内 (72)発明者 梅田 靖 東京都多摩市永山1−3−3 プラザ永山 215 (72)発明者 冨山 哲男 千葉県千葉市花見川区花園町1035 東大宿 舎2−203号 (72)発明者 ▲吉▼川 弘之 東京都千代田区四番町8 四番町住宅1009 号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の機能が十分に発現しない故障が生じ
    たときに、この故障の自己修復を行う自己修復機能を有
    する画像形成装置であって、 少なくとも自己修復の対象となる部分の構成が、複数の
    機能の階層構造と、その複数の機能を実現する複数の挙
    動および状態とからなるネットワークとして表現され、
    かつ、相対的に下位の階層に属する所定の機能には、そ
    れぞれ、機能を修飾する機能修飾子が付された機能展開
    構造が記憶された第1記憶手段、 前記各機能修飾子に対応して予め調べられた、所定の物
    理パラメータの変化に対する機能量の変化を表わす機能
    量データが記憶された第2記憶手段、 少なくとも自己修復対象となる部分の構成が、複数の物
    理パラメータの因果関係として表現されたパラメータツ
    リーが記憶された第3記憶手段、 故障が生じたときに、故障の状態を前記第3記憶手段に
    記憶されたパラメータツリーにあてはめることによっ
    て、当該故障を修復するために操作すべき物理パラメー
    タを提示する手段、 前記提示された物理パラメータの操作量を、前記第2記
    憶手段に記憶された機能量データに基づいて算出する手
    段、ならびに前記算出された操作量に基づき、提示され
    た物理パラメータを操作して自己修復を行う手段、 を含むことを特徴とする機能表現を利用した自己修復型
    画像形成装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の機能表現を利用した自己修
    復型画像形成装置は、さらに、 前記物理パラメータの操作によって故障が修復できない
    ときに、前記第1記憶手段に記憶された機能展開構造に
    基づいて、故障により発現しなくなった機能を潜在機能
    として備える代替可能な部品を提示する手段、 前記提示された代替可能な部品が複数あるときに、機能
    発現に適した部品を前記第2記憶手段に記憶された機能
    量データに基づいて選択する手段、ならびに選択された
    部品により、故障により発現しなくなった機能を発現さ
    せる冗長機能発現制御手段、を含むことを特徴とする機
    能表現を利用した自己修復型画像形成装置。
JP6049309A 1994-03-18 1994-03-18 機能表現を利用した自己修復型画像形成装置 Pending JPH07261476A (ja)

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