JPH11296027A

JPH11296027A - 画像プロセス装置監視方法

Info

Publication number: JPH11296027A
Application number: JP11044082A
Authority: JP
Inventors: Roger W Budnik; ダブリュブドニックロジャー; James M Pacer; エムペーサージェームス; Guru B Raj; ビーラジグル; Ralph A Shoemaker; エーシューメーカーラルフ; Michael G Swales; ジースワールスマイケル; E Beard Michael; イービアルドマイケル
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 1999-10-29
Also published as: US6016204A

Abstract

(57)【要約】【課題】複雑多機能化している複写機械において、帯
電サブシステムを性能評価し、容易にまた自動的に検知
し効率的なトラブルシューティングを実現する。【解決手段】公称値に設定し帯電、露光、現像を行
い、３種類のハーフトーンパッチ（１２％、５０％、８
７％）を生成する。これら特殊なパッチの反射率が測定
される（２２８）。反射率ＲＲ_Dが１２０より大きく、
極めて明るい応答を示す場合は（２３０）、電力供給等
の問題があると判定される（２３２）。ＲＲ_Dが１２０
より小さく６０より大きければ（２３４）、ドナーロー
ルの動作不良等の問題があると判定される（２３６）。
ＲＲ_Dが６０より小さく３５より大きく、暗い応答を示
す場合は（２３８）、トナー濃度の低下等の問題がある
と判定される（２４０）。最後に、ＲＲ_Dが３５より小
さければ極めて暗い応答を示し、動作不良なく現像シス
テムが動作中であることが判定される（２４２）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】電子写真プロセスの解析に関
し、特に、帯電サブシステムの動作を監視し電子写真プ
ロセスにおける故障部分を正確に判定することに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複写機またはプリンタのような複写機械
は複雑多機能になってきているので、十分なまた効率的
なトラブルシューティングを実現するためには、機械と
保守者の間のインタフェースの拡張が必要である。適切
なインタフェースは、機械の監視維持に必要な制御、表
示、故障コード、故障履歴を単に提供するだけでなく、
これを、効率的に、比較的簡単に、直接的に提供する必
要がある。さらに、保守時間を短縮するため、機械は、
自身で故障を細かく検出し、自動的に修正するか、故障
部分を特定し識別する必要がある。

【０００３】先行技術の診断処理の難点は、動作不良ま
たは劣化を起こしている機械の正確な部品またはサブシ
ステムを容易にまた自動的に指示できないことである。
部品の修正または修理に多くの時間と労力を費やすよ
り、部品を単に取り替えることができれば極めて経済的
である。これが、現在の高度な技術システム環境におけ
る趨勢である。従って、機械の不稼働時間を短縮するた
めには、広範な保守トラブルシューティングを要求する
のではなく、特定の部品またはサブシステムの取り替え
要求を指示する高度に知的で、自動化された診断システ
ムの提供が望ましい。

【０００４】複写システムまたは印刷システム、例え
ば、電子写真複写機、レーザプリンタ、インクジェット
プリンタにおいて、印刷品質を監視する共通技術に、所
定要求濃度の“テストパッチ”(test patch)を人為的に
生成する技術がある。テストパッチの印刷材（トナーま
たはインキ）の実際濃度が光学的に測定され、この印刷
材が印刷シートに印刷される印刷プロセスの有効性が判
定される。

【０００５】電子写真装置、例えばレーザプリンタの場
合には、印刷材の濃度の判定において一般に最も関心の
ある表面は、電荷保持面すなわち光受容体である。この
上に静電潜像を形成し、次いで、特定の方法で帯電され
た領域にトナー粒子を付着させ現像する。この場合、テ
ストパッチの濃度を測定する光学素子、これは、トナー
領域被覆度センサ(toner area coverage sensor)、また
は“濃度計”(densitometer)と呼ばれるが、光受容体の
経路に沿い現像装置の現像処理の直ぐ下流に配置され
る。通常、プリンタのオペレーティングシステムにルー
チンを設け、露光システムにより所定の位置の表面を所
定の量だけ人為的に帯電または放電させ、要求される濃
度のテストパッチを、光受容体の所定の位置に周期的に
生成する。

【０００６】次いで、テストパッチは、現像装置を通過
させられ、現像装置のトナー粒子がテストパッチに静電
的に付着される。テストパッチのトナーが濃ければ、光
学的テストにおいてテストパッチは暗く見える。現像し
たテストパッチは、光受容体の経路に配置される濃度計
を通過させ、テストパッチの光吸収をテストする。テス
トパッチに吸収される光が多ければ、テストパッチのト
ナーの濃度が大きいことになる。電子写真のテストパッ
チは、伝統的に光受容体の文書間ゾーンに印刷される。
一般に各テストパッチは、約１平方インチであり、均一
なベタ領域、ハーフトーン領域、バックグラウンド領域
として印刷される。従って、プロセス制御の従来の方法
には、テストパッチのベタ領域、均一なハーフトーン、
バックグラウンドの設定が含まれる。特定の高品質プリ
ンタには、多くのテストパッチが含まれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、機械を診断
し、特定の部品またはサブシステムの故障または動作不
良を識別する機械データを提供する簡単なトナー領域被
覆度センサを使用できることが望ましい。しかも、これ
は、複雑なセンサシステムとならないものが望まれる。
また、簡単なセンサシステムにより機械動作を評価し、
取り替えの必要な部品、構成要素、サブシステムを指示
できる系統的で論理的なテスト解析方法を提供すること
が望ましい。

【０００８】従って、本発明の目的は、画像プロセス機
械を監視し、アクチュエータの性能を評価し提示するこ
とである。これは、複数のテストパッチの反射率レベル
を公称反射率範囲と比較し、帯電サブシステムの状態を
判定し、第１の追加テストパッチの反射率レベルを測定
し、現像サブシステムの状態を判定し、第２の追加テス
トパッチの反射率レベルを測定し、露光サブシステムの
状態を判定することにより行われる。本発明の別の目的
は、広範な保守トラブルシューティングを要求するので
はなく、特定部分の取り替えの必要性を識別し、機械不
稼働時間を短縮する高度に知的で自動化された診断シス
テムを提供することである。本発明のさらに別の目的
は、簡単なセンサシステムにより機械動作を評価し、取
り替えの必要な部品または構成要素を識別できる系統的
で論理的なテスト解析方法を提供することである。

【０００９】本発明の別の利点は、続く説明により、ま
た、特に、本明細書に添付され本明細書の一部を形成す
る請求項により、本発明の特徴を説明することにより明
らかとなる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明には、広範な保守
トラブルシューティングを要求するのではなく、特定部
分の取り替えの必要性を識別し、機械不稼働時間を短縮
する高度に知的で自動化された診断システムが含まれ
る。

【００１１】画像プロセス装置を監視する本発明に係る
方法は、各テストパッチが公称反射率範囲を持つ複数の
テストパッチを現像するステップと、センサシステムに
より、前記各テストパッチの反射率レベルを測定するス
テップと、前記各テストパッチの前記反射率レベルの測
定値を前記公称反射率範囲と比較するステップと、前記
比較に応じて、前記帯電サブシステムの動作性を判定す
るステップとを有するものである。

【００１２】本発明によれば、特に、簡単なセンサシス
テムにより機械動作を評価し、取り替えが必要な部品ま
たは構成要素を識別できる系統的で論理的な解析方法が
提供される。これは、構成要素を制御監視し第１のレベ
ルのデータを受信する一連の第１のレベルのテストと、
構成要素を制御監視し第２のレベルのデータを受信する
一連の第２のレベルのテストにより行われる。第１のレ
ベルのテストと第１のレベルのデータは、それぞれ、他
のいずれのテストとも独立に、第１のレベルの部分故障
を識別できるものである。第２のレベルのテストと第２
のレベルのデータは、それぞれ、第１のレベルのテスト
と第１のレベルのデータの組み合わせ、または、第１の
レベルのテストと第１のレベルのデータ、第３のレベル
のテストと第３のレベルのデータの組み合わせである。
第２のレベルのテストと第２のレベルのデータは、第２
及び第３のレベルの部分故障を識別できるものである。
特定の部分故障を通知するため、コードが記憶され表示
される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以降において、好ましい実施形態
に関連させ本発明を説明するが、実施形態に本発明を限
定することを意図するものでないことを理解する必要が
ある。逆に、請求項により規定される本発明の精神と範
囲に含まれるすべての代替、修正、同等するものが含ま
れることを意図するものである。

【００１４】図１を参照すると、電子写真印刷機械１に
は、導電性基板１４に付着される光導電性面１２を持つ
ベルト１０が使用される。例として、光導電性面１２は
セレン合金から製造され、また、導電性基板１４は、電
気的に接地されるアルミニウム合金から製造される。他
の適当な光導電性面と導電性基板も使用できる。ベルト
１０は、矢印１６の方向に動き、移動経路に沿い配置さ
れる各処理ステーションを経由し、光導電性面１２の連
続部を進行させる。図示されるように、ベルト１０は、
ローラ１８、２０、２２、２４の回りに掛け継がれる。
ローラ２４は、モータ２６に連結され、このモータ２６
は、ローラ２４を駆動しベルト１０を矢印１６の方向に
進める。ローラ１８、２０、２２は、アイドルローラで
あり、ベルト１０が矢印１６の方向に動くとき自由に回
転する。

【００１５】最初に、ベルト１０の一部が、帯電ステー
ションＡを通過する。帯電ステーションＡにおいて、参
照番号２８で示されるコロナ発生装置が、ベルト１０の
光導電性面１２の一部を、比較的高くほぼ均一な電位に
帯電させる。

【００１６】次に、光導電性面１２の帯電部分は、露光
ステーションＢに進む。露光ステーションＢにおいて、
ラスタ入力スキャナ(Raster Input Scanner(RIS))とラ
スタ出力スキャナ(Raster Output Scanner(ROS))が使用
され、光導電性面１２の帯電部分が露光され、静電潜像
が記録される。ＲＩＳ（図示せず）には、文書照射ラン
プ、光学素子、機械的走査機構、光走査素子例えば電荷
結合素子(charged couple device(CCD))が含まれる。Ｒ
ＩＳは、原文書の画像をすべて読み取り一連のラスタ走
査線に変換する。ラスタ走査線は、ＲＩＳからＲＯＳ３
６に伝送される。

【００１７】ＲＯＳ３６により、各水平線に１インチ当
たり特定の画素数が含まれる一連の水平線により光導電
性面１２の帯電部分が照射される。これらの線により、
光導電性面１２の帯電部分が照射され、その上の電荷が
選択的に放電される。典型的なＲＯＳ３６は、回転ポリ
ゴンミラーブロック、固体変調バー(solid state modul
ator bars)、ミラーを備えたレーザを持つ。さらに別の
形式の露光システムでは、ＲＯＳ３６のみ使用され、こ
のＲＯＳ３６は、コンピュータとＲＯＳ３６の間の画像
データの流れを設定し管理する電子サブシステム(elect
ronic subsystem(ESS))からの出力により制御される。
ＥＳＳ（図示せず）は、ＲＯＳ３６の制御電子装置であ
り、内蔵専用ミニコンピュータが使用される。この後、
ベルト１０は、光導電性面１２に記録された静電潜像を
現像ステーションＣに進める。

【００１８】前述のＲＩＳ／ＲＯＳシステムの替わり
に、光学レンズが使用できることは当業者には明らかで
ある。原文書は、表面を下に透明プラテンの上に置か
れ、ランプにより、光線が原文書に照射される。原文書
から反射される光線は、光像を形成するレンズを通し送
出される。レンズにより、光像は、光導電性面の帯電部
分に集束され、その上の電荷が選択的に消失される。こ
れにより、透明プラテンに置かれた原文書に含まれる情
報領域に対応する静電潜像が、光導電性面に記録され
る。

【００１９】現像ステーションＣにおいて、参照番号３
８で示される磁気ブラシ現像システムが、光導電性面１
２に記録された静電潜像に接触するよう現像材を送る。
現像材には、キャリア粒子に摩擦電気により付着するト
ナー粒子が含まれる。トナー粒子はキャリア粒子から離
れ潜像に引き付けられ、ベルト１０の光導電性面１２に
粉末像が形成される。

【００２０】現像後、ベルト１０は、トナー粉末像を転
写ステーションＤに進める。転写ステーションＤにおい
て、シート支持材４６が送られトナー粒子画像に接触す
る。シート支持材は、参照番号４８で示されるシート送
り装置により、転写ステーションＤに送られる。シート
送り装置４８には、シートスタック５２の一番上のシー
トに接する送りロール５０が含まれることが望ましい。
送りロール５０は回転し、スタック５２の一番上のシー
トをシュート５４に送る。このシュート５４は、進行す
るシート支持材４６を時間に合わせ順にベルト１０の光
導電性面１２に接触するよう送り、転写ステーションＤ
において、光導電性面に現像されたトナー粒子画像が進
行する支持材シートに接触する。

【００２１】転写ステーションＤには、コロナ発生装置
５６が含まれ、これは、シート４６の裏側にイオンを吹
き付ける。これにより、光導電性面１２からシート４６
にトナー粒子画像が引き付けられる。転写後、シート
は、継続して矢印５８の方向に送られ、コンベヤ６０に
載せられ、融着ステーションＥに送られる。

【００２２】融着ステーションＥには、参照番号６２で
示される融着アセンブリが含まれ、これは、粒子画像を
シート４６に永久に定着させる。好ましくは、融着アセ
ンブリ６２には、モータにより駆動される加熱融着ロー
ラ６４とバックアップローラ６６が含まれる。トナー粒
子画像と融着ローラ６４が接した状態で、シート４６
は、融着ローラ６４とバックアップローラ６６の間を通
過する。このようにして、トナー粒子画像は、シート４
６に永久に定着される。融着後、シュート６８は、進行
するシートを受けトレイ７０に送り、シートは、この
後、オペレータにより印刷装置から取り出される。

【００２３】シート支持材が、ベルト１０の光導電性面
１２から分離された後、常に、いくらかの残留粒子が付
着し残る。これら残留粒子は、クリーニングステーショ
ンＦにおいて光導電性面１２から取り除かれる。クリー
ニングステーションＦには、プリクリーン(preclean)コ
ロナ発生装置（図示せず）と、光導電性面１２に接し回
転可能に搭載されるプリクリーンブラシ７２が含まれ
る。プリクリーンコロナ発生装置は、粒子を光導電性面
に引きつけている電荷を中和する。これら粒子は、光導
電性面に接するブラシ７２の回転により光導電性面から
取り除かれる。当業者には、別のクリーニング手段、例
えばブレードクリーナが使用できることは明らかであ
る。クリーニングに続き、放電ランプ（図示せず）が、
光導電性面１２を照射し、面上の残留電荷を消失させ、
次の画像形成サイクルの帯電に備える。

【００２４】制御システムが、多くの構成要素の動作を
整合させる。特に、コントローラ３０は、センサ３２に
応答し、コロナ発生装置２８、ＲＯＳ３６、現像システ
ム３８に適当な作動信号を供給する。現像システム３８
は、任意の適当な現像システム、例えば、ハイブリッド
ジャンピング(hybrid jumping)現像システム、またはマ
グブラシ(mag brush)現像システムである。作動制御信
号には、状態変数、例えば、帯電電圧、現像器バイアス
電圧、露光度、トナー濃度が含まれる。コントローラ３
０には、エキスパートシステム３１が含まれ、これに
は、検知したパラメータを系統的に解析し、機械の状態
を認識する多くの論理ルーチンが含まれる。好ましい実
施形態においては、コントローラ３０により生成される
出力の変化は、トナー領域被覆度(TAC)センサ３２によ
り測定される。ＴＡＣセンサ３２は、現像ステーション
Ｃの後に配置され、光導電性面１２に記録される各異な
る領域被覆度パッチの現像されたトナー量を測定する。
図１に示されるＴＡＣセンサ３２の動作方法は、米国特
許第４，５５３，００３号に開示されている。これは、
すべて本願に引用して援用している。ＴＡＣセンサ３２
は、赤外線反射型の濃度計であり、光導電性面１２に現
像されたトナー粒子の濃度を測定する。

【００２５】図２に、光導電性面１２の文書間に画像が
形成される代表的な複合トナーテストパッチ１１０を示
す。光導電性面１２は、画像１と画像２の２つの文書画
像を含むものとして示されている。テストパッチ１１０
は、画像１と画像２の間の文書間の空間に示され、光導
電性面１２のこの部分が、ＴＡＣセンサ３２により検知
され制御に必要な信号が供給される。好ましい実施形態
においては、複合パッチ１１０は、プロセス方向が１５
mm、プロセスに直交する方向が４５mmであり、各種ハー
フトーンレベルパッチ、例えば、８７．５％ハーフトー
ンパッチ１１８、５０％ハーフトーンパッチ１１６、１
２．５％ハーフトーンパッチ１１４を提供する。

【００２６】ＴＡＣセンサ３２が、パッチの相対反射率
について意味のある応答を提供するためには、光導電性
ベルト面１２の生地すなわち清浄領域部分１１２から反
射される光が測定され較正される必要がある。この較正
を行うため、生地すなわち清浄領域１１２から反射され
る光に応答しＴＡＣセンサ３２により生成される電圧
が、３〜５Ｖの範囲になるまで、ＴＡＣセンサ３２内部
の発光ダイオード(lightemitting diode(LED))の電流が
増加される。

【００２７】ＴＡＣセンサまたは“濃度計”の用語は、
表面に印刷された材料の濃度を求める任意の装置に使用
されることを理解する必要がある。これらの装置には、
例えば、可視光濃度計、赤外線濃度計、静電電圧計、そ
の他印刷材の濃度を求めるために物理的測定が行なわれ
る任意の装置がある。

【００２８】図１に示す現像ユニット３８の詳細を図３
に示す。現像ユニット３８には、現像器８６が含まれ
る。これは、任意の適当な現像システム、例えば、ハイ
ブリッドジャンピング現像システム、またはマグブラシ
現像システムであり、潜像にトナーを供給する。現像器
は、一般に現像器ハウジングに収容され、ハウジングの
背部には、通常、供給現像材を貯蔵するサンプが形成さ
れる。一般に、サンプ領域の受動クロスミキサー(passi
ve crossmixer)（図示せず）が、現像材の混合を行う。

【００２９】現像器８６は、４６に示すトナー供給アセ
ンブリに連結される。トナー供給アセンブリ４６には、
トナー粒子の供給源となるトナーボトル８８、ボトル８
８からトナー粒子を取り出す抽出オーガ９０、オーガ９
０からトナー粒子を受けるホッパ９２が含まれる。ホッ
パ９２は、また、供給オーガ９６に連結される。供給オ
ーガ９６は駆動モータ９８により回転され、ホッパ９２
から、トナー粒子を搬送し現像器８６に供給する。現像
器またはトナー供給アセンブリは、独立の取り替え可能
ユニット、または複合の取り替え可能ユニットであるこ
とを理解する必要がある。

【００３０】本発明に従えば、ＴＡＣセンサから生デー
タを受けるソフトウェアとハードウェアの部品と共に、
コンピュータとその付属構成要素が含まれるエキスパー
トシステムが提供される。データは、適当な間隔で受け
られ、解釈され、機械のサブシステムまたは構成要素の
機能の状態が報告される。機械から直接受けるデータに
加え、プロセス制御アルゴリズムにおけるパラメータ知
識が、エキスパートシステムにより付加され、機械パラ
メータ、材料の変動、その他画像品質係数が明らかにさ
れる。

【００３１】さらに、部品または性能の劣化が検出され
ると、故障の発生を予測し、一連のアクションが起こさ
れる。これには、実際に部品故障が発生する前に“ジャ
ストインタイム”配送を行うよう適当な部品を実際に注
文する予測保守要求を入力オペレータに通知することま
で含まれる。エキスパートシステムは、特定の機能また
はテストの組を実行する機能を備え、保守者に指示し、
機械の維持と最適動作に必要な、修理、部品交換、等を
実行させる。これらの機能には、磨耗による定期的な部
品交換の指示、多くのモジュールの動作パラメータの調
整または欠陥部品の交換が必要な画像品質の判定が含ま
れる。

【００３２】このようなエキスパートシステムに組み込
まれるソフトウェアは、全ての機械の共通モジュールに
汎用であるか、または、顧客が購入した機械に専用であ
る。エキスパートシステムは、機械の多様な部品または
モジュールから発生する複雑な生データを解釈し、機械
を最適性能に維持するために必要な特定のアクションに
関する情報を提供する。エキスパートシステムは、生デ
ータを受け、解釈し、機械部品の実際または予測の故障
を個別にまた正確に診断することにより保守時間を短縮
する。エキスパートシステムは、監視される機械の極め
て直接的詳細な相互動作の情報を受け、各個別部品の状
態に関する同様に詳細な情報を提供する。この情報は、
保守診断に役立つばかりでなく、製造における製品寿命
の前後情報としても役立つ。個々の部品の動作をテスト
し、再製造における標準と比較し、故障した部品を正確
に記憶し、部品と一連番号に固有のデータベースエント
リーとして情報を提供する。

【００３３】エキスパートシステムには、基本的に２種
類ある。“ローカル”(local)エキスパートシステム
（携帯装置が含まれる）は、単一機械に接続されるか、
または単一機械に組み込まれ、監視、解析、診断、通信
機能を実行する。第２の実施形態においては、ネットワ
ークのホストコンピュータに配置され、ネットワークに
接続される多くの機械の診断要求に応える。ローカルに
製品自体に埋め込まれる診断機能は、原センサデータに
対する最も速いアクセス、可能な最も広い帯域幅、可能
な最速の応答時間を実現するが、コストと機能要求に制
限がある。この機能要求は、維持される解析のレベル、
範囲の広がり、記憶の深さに対するものである。一方、
遠隔診断システムは、監視および傾向分析に使用できる
殆ど無制限の記憶容量、利用可能などのようなデータに
対しても詳細な解析ができる計算能力を提供する可能性
を持つ。

【００３４】図４を参照すると、図１のエキスパートシ
ステム３１の概略が示される。図４に概括的に示される
エキスパートシステムには、知識ベース(Knowledge Bas
e)２０２、推論エンジン(Inference Engine)２０４、オ
ペレータインタフェース(Operator Interface)２０６、
ルールエディタ(Rule Editor)２０８が含まれる。知識
ベース２０２は、機械の動作、診断、修正に対する専門
家の知識を具体化する一組のルールを持つ。推論エンジ
ン２０４は、知識ベース２０２のルールを適用し機械の
問題を解く。オペレータインタフェース２０６は、オペ
レータとエキスパートシステムの間の通信を行う。ルー
ルエディタ２０８は、知識ベース２０２の修正を支援す
る。動作においては、推論エンジン２０４が、知識ベー
ス２０２のルールを適用し機械の問題を解き、問題に関
しユーザにより入力されたデータとルールを比較し、テ
ストされる仮説と、確認または拒絶される仮説の状態を
追跡し、必要なデータを得るため質問し、ユーザに結論
を提示し、結論に到達するまでに使用された推論の連鎖
も説明する。オペレータインタフェースの機能は、ダイ
アログ２１０を提供することであり、すなわち、質問を
行い、データを要求し、自然言語で結論を述べ、オペレ
ータ入力をコンピュータ言語に変換する。

【００３５】エキスパートシステム自身には、期待機械
性能プロフィールとパラメータの部分、現行のスイッチ
とセンサ情報の部分、機械性能の履歴と運転イベントの
テーブルを持つメモリが含まれる。システムは、状態(s
tatus conditions)を監視し、機械の状態に関し外部と
の通信を開始する。この手順には、機械の動作に関する
所定の状態を監視するステップ、前記所定の状態からの
機械動作の偏差を認識するステップ、機械が偏差に自動
的に応答し自己修正することができないことを認識する
ステップ、さらに解析を進め評価するため使用する追加
情報を外部応答から得る必要性を判断するステップが含
まれる。

【００３６】この判断にもとづき、システムは、詳細化
される解析の評価に必要な追加情報を要求し、前記追加
情報を受けこれにもとづき、前記所定の状態に整合する
モードに機械動作を復帰させる正しい応答を確定する。
システムは、また、所定の状態に整合するモードに機械
動作を復帰させる正しい応答を自動的に提供する。エキ
スパートシステムは、説明したように、周期的に動作
し、動作状態またはパラメータを解析し、しきい値ファ
イルに記憶されているしきいレベル（又はしきい値）の
外にあるか、すなわち、許容される機械動作の範囲外に
あるかを判定する。すべてのしきいレベルについて外に
なく許容される機械動作の範囲にあると判定されれば、
エキスパートシステムは、なんらアクションを起こさな
い。しかし、センサまたは検出器から検知された値が、
しきい値ファイルに記憶されているしきい値の範囲すな
わち許容レベルの外にあると判断されると、エキスパー
トシステムは、データに応答し、データを解析し、修正
アクションをとる。

【００３７】本発明に従う図５と図６を参照すると、一
連のテストが、独立にまたは組み合わされ行われ、テス
ト結果が論理的に解析され、取り替えが必要な部品また
はサブシステムが判定される。これらのテストは、トナ
ー領域被覆度センサによるテストパッチの選択的読み取
りにもとづいて行われる。

【００３８】本発明の根底となる基本は、顧客サイトで
部品またはサブシステムを修正または修理しようと試み
貴重な保守時間を消費するのではなく、部品の取り替え
が安くて速いということである。特に、取り替えの必要
な特定の１個または複数の部品を保守者に通知する機能
を持つ高度に知的で、完全に自動化された電子写真診断
ルーチンを提供する。この課題は、一連の個別テストを
設計することにより達成される。このテストは、論理的
に実行され、この結果が特定の規範に従い解析される
と、最終結果は、電子写真エンジンの一以上のサブシス
テムの故障を指示する。

【００３９】テスト自体のいくつかは、独立診断ルーチ
ンとして実行され、または実行されることができる。こ
れらは、通常、状態の前後の特定の電子写真条件のもと
に生成される多様なハーフトーンまたはベタ領域パッチ
を、プロセス制御センサ（ＢＴＡＣ、ＥＳＶ等）により
読むことを中心に行われる。システムは、高度に精巧な
ツール（統計パッケージ、ＦＦＴ等）を使用し、データ
を解析し傾向を見つけ結果を得る。次いで、システム
は、この結論を多くの他のテスト結果と組み合わせ、特
定のサブシステムの状態に関する論理的な結論を導き出
す。

【００４０】例えば、クリーニングサブシステムのテス
トでは、テストＡ、Ｃ、Ｄ、Ｆのテスト結果が連結され
る必要がある。このテストでは、ＡとＤは、ＣとＦより
も大きな重みが付けられる。この最終結果は、クリーナ
テストについては、値が６０で分散が±８％となる。６
５（±５％）を超えると、故障モードであり、この場
合、クリーニングシステムは故障である。

【００４１】本発明に従えば、取り替え部品コードにつ
いて質問しそれを得るに必要な各部品に対する全ての種
類のテストの組み合わせの解析が提供される。このコー
ドは、電話線または携帯ワークステーション(portable
workstation(PWS))を経由し保守者により直ちにアクセ
ス可能である。コードに関連する１または複数の取り替
え部品に対応するリストが表示され提供される。このシ
ステムは、プロセス制御システムの特定の条件に合致
すれば自動的に走行し、また、ＵＩを経由しオペレータ
により、またはＰＷＳを経由し保守者により呼び出され
る。

【００４２】電子写真エンジンは、遠隔サイトからの命
令により、必要な時セットアップを走行させ、診断自己
解析ルーチンを走行させ、電話線を経由し任意の適切な
結果および／または取り替え部品の指示を返すことがで
きる。遠隔からの命令を受けると、電子写真サブシステ
ムは回線を切断し、適当なルーチンを走行させ、走行後
回線接続状態に復帰し、発呼センターに任意の情報を返
送する。

【００４３】現在の電子写真印刷エンジンにおいては、
電子写真プロセスのトーン複写曲線を監視し制御する多
様な反射センサがプロセス制御に使用される。このよう
なセンサの一つが、ＢＴＡＣ(Black Toner Area Covera
ge)（黒色トナー領域被覆度）センサである。適当な動
作の最終テストにおいて、ＢＴＡＣは、光受容体の生地
の（トナーが存在しない）反射率に対し較正されなけれ
ばならない。これを行うため、特定のアナログ電圧また
はアナログレベルが得られるまで、センサのＬＥＤ出力
に（ステップ状の）パルスが加えられる。この較正処理
は、継続的に繰り返される。

【００４４】本発明の要点は、図７に示すように、較正
処理の初期ステップ数を取得することである。すなわ
ち、未使用の機械モジュールまたは顧客取り替え可能ユ
ニットＣＲＵの光受容体を較正することである。システ
ムは、図示されないＣＲＵ収容のＥＰＲＯＭ集積回路を
読み新品である（従って汚染されていない）ことを知
る。一般的に、清浄な光受容体は、７または８ステップ
に較正される。これは、センサにおいて３．７〜４．０
Ｖの間のアナログ電圧に相当する（１００％反射率）。
このステップ値は、不揮発性メモリ(nonvolatile memor
y(NVM))に記憶され、ベースライン(基準)として使用さ
れる。汚染（汚染度）が進むと、ＬＥＤステップは増加
する。次の較正において（好ましくは電子写真サブシス
テムの各サイクルごとに）、ステップ数を取得する。汚
染度は、次式で表されるように、現ステップ数からベー
スラインを減算し得られる。

【００４５】汚染度＝現ステップ数−ベースライン次いで、この値は、ユーザインタフェースに表示され
る。ＢＴＡＣセンサの最大光出力は、２４ステップであ
る。従って、汚染度の範囲は、０〜２４である。清浄
（範囲０〜６）、中程度の汚染（範囲６〜１８）、クリ
ーニングが必要（範囲１９〜２６）などの結果の範囲を
示すため、ガスゲージディスプレー(gas gauge displa
y)を使用することができる。

【００４６】一実施形態においては、出力は、値だけ表
示され、これは、極めて有効なツールとして、ＢＴＡＣ
と電子写真サブシステムの相対汚染度の良い指示となる
ことが判っている。

【００４７】プロセス制御システムは、継続的に電子写
真プロセスの状態を監視する。センサは、現像された画
像の品質を示す各種ハーフトーンパッチを読みとる。パ
ッチ品質が範囲の中になければ、各種アクチュエータを
変更しプロセスを正常に復帰させる。パッチの正常性
は、ベルト面の均一な品質により高度に実現される。パ
ッチが形成される光受容体にかき傷または欠陥がある
と、パッチ読み取りの出力は変化する。

【００４８】従って、第２のテストにおいて、黒色トナ
ー領域被覆度(BTAC)センサにより、光受容体面の全体に
ついて１．５mmごとにサンプルをとる。シーム(seam)検
出アルゴリズムを使用し、シームサンプルを捨て、清浄
ベルトの総合的均一性を示す値を計算する。この値は基
準値として使用する。シームの位置は判っているので、
各プロセス制御パッチの位置と、対応するＢＴＡＣ読み
取り値を解析することができる。各パッチに対し平均と
分散を求め基準値と比較する。統計解析により、各位置
の均一性を計算し、基準値と比較する。均一性が許容レ
ベルより低ければ、ベルトの取り替えをオペレータに通
知する。

【００４９】画像は、二重ビームラスタ出力スキャナ手
段により光受容体に書き込まれる。二重ビームは、単一
ビームレーザの速さで２回画像を形成する。双方のレー
ザが故障すれば、診断はかなり容易であるが、一方のみ
の故障であれば、故障モードの決定が少し困難になる。

【００５０】本発明の別の特徴の要点は、図８に示すよ
うに、レーザＡとレーザＢを区別することである。レー
ザが交互に走査線を書くことを利用し、下に示すような
２つのハーフトーンパッチを生成する。第１はレーザＡ
のみにより書かれ、第２はレーザＢのみにより書かれ
る。

【００５１】

【表１】パッチパターン構成レーザＡレーザＢ０×０００×ＦＦ０×ＦＦ０×０００×０００×ＦＦ０×ＦＦ０×０００×０００×ＦＦ０×ＦＦ０×０００×０００×ＦＦ０×ＦＦ０×００ルーチンは、最初、黒色トナーと領域被覆度(BTAC)セン
サにより、１００％反射（清浄）パッチを読み、その値
を記録する。次に、レーザＢパッチを配置し現像する。
これは、レーザＢ完全オン、レーザＡ完全オフで印刷さ
れる。次いで、パッチを測定し反射率を計算する。レー
ザＡオン、レーザＢオフで、同様のパッチを生成し、反
射率を測定し記録する。これらパッチは、ほぼ同じ５０
％値のハーフトーンパッチである。そして次式で表され
るレーザ故障時における関係が成り立つかどうかを調べ
るために、各レーザパッチと清浄パッチとの比較が行わ
れる。

【００５２】レーザパッチ＞清浄パッチ − オフセットこの関係式は、レーザパッチが５０％パッチより高く、
ほぼ清浄パッチに等しいことを示している。言い換える
と、レーザパッチは現像されていなく、レーザが書き込
みに失敗していることを示している。

【００５３】電子写真エンジンのクリーニングシステム
が疲労すると、機械全体の状態が劣化する。これは、不
要なトナーが光受容体に残され、または、エンジン全体
に飛散するためである。光受容体から清掃されないトナ
ーは、プロセス制御パッチに干渉し、制御アルゴリズム
が、プロセスの“現実”の状態を正確に予測するのを妨
げる。飛散したトナーは、マーキングエンジンを汚染
し、機械の総合複写品質を劣化させる。クリーニングサ
ブシステムのどのような疲労でも検出できる機能を持つ
ことができれば、前述の原因を有効に解決することがで
きる。

【００５４】本発明の別の特徴は、領域被覆度センサ(B
TAC)とソフトウェアアルゴリズムを使用し、図９（ａ）
〜（ｃ）に示す光受容体面を清掃するクリーナの機能を
統計的にテストすることである。光受容体の休止サイク
ルにおいて、２つの０％（清浄）パッチを画像ゾーンに
配置し、各ゾーンにおいて一連の等間隔のＢＴＡＣ読み
取り（＞１００）を行う。取得したデータについて、平
均、分散、標準偏差を計算する。

【００５５】０％パッチと正確に同一の位置に５０％パ
ッチを置き現像する。これらパッチは、クリーナにより
清掃される。この手順の後、一連のＢＴＡＣ読み取りを
繰り返し、統計データを、再度、計算し記憶する。この
技術においては、統計データが比較され、計算されたパ
ラメータが或る所定のしきい値から上にあれば、クリー
ナの故障を示す状態情報が発行される。

【００５６】基本的な電子写真システムは、３つのサブ
システム、すなわち、帯電、露光、現像のサブシステム
により制御される。現像は、例えば、ハイブリッドジャ
ンピング現像(Hybrid Jumping Development)である。放
電領域現像(Discharge AreaDevelopment)システムにお
いては、画像は電荷の不在により現像される。この原理
により、これら３つのアクチュエータの特定の故障モー
ドを求める論理的方法を案出することができる。本発明
のこの特徴の要点は、図１０、図１１に示すように、一
連のプロセス制御パッチを測定し解析し、これにより、
故障モードをソートし推論する技術である。

【００５７】最初のステップにおいて、帯電サブシステ
ムをテストする。公称値に設定し帯電、露光、現像を行
い、３種類のハーフトーンパッチ（１２％、５０％、８
７％）を生成する。ＢＴＡＣセンサにより、各パッチの
反射率を測定する。各パッチの反射率が、妥当な範囲に
あれば帯電システムは、問題なく稼働していると仮定さ
れる。各パッチが極めて暗いと測定されると、帯電サブ
システムは動作不良であると推論される。この点におい
て、テストは停止され、帯電に故障があることを示すタ
グが付けられる。

【００５８】第２のステップ（帯電が良好であれば）に
おいて、帯電を停止し、露光と現像を行いパッチを生成
する。これにより、極めて暗いパッチが生成される。Ｂ
ＴＡＣによりこのパッチを測定し、次の論理を適用す
る。

【００５９】（ｉ）極めて暗い場合：動作不良なし、（ii）暗い場合：マグロール動作不良、トナー濃
度の低下、（iii）暗いと明るいの中間の場合：ドナーロール動作
不良、バックグラウンド、間歇接地、（iv）明るい場合：Ｈｊｄ電力供給動作不良、現像
器駆動部に問題、極めて不良の接地。

【００６０】第３のステップにおいて、帯電、現像を公
称値に設定し、露光を極めて高い値に設定し、パッチを
生成する。これにより、極めて暗いパッチが生成され
る。ＢＴＡＣによりこのパッチのレベルを測定し、次の
論理を適用する。

【００６１】（ｉ）極めて暗い場合：動作不良なし、（ii）暗い場合：ビデオケーブル、（iii）暗いと明るいの中間の場合：接地不良、（iv）明るい場合：ビデオ経路。

【００６２】ハーフトーンの複写においては、均一性の
維持が最も重要である。ストローブとしても知られる不
均一性または現像の変動が存在すると、顧客の不満とな
り、保守呼び出しが要請される。不均一性の原因は、多
くあり、例えば、駆動、電力供給、光受容体接地などで
ある。不均一性の原因の追求は、多くは、時間の浪費と
なる。

【００６３】このテストの要点は、高度に知的で、全自
動化された診断ルーチンを創生することである。これ
は、ＢＴＡＣセンサにより光受容体の全周辺について５
０％サンプルをとることにより達成される。サンプル
は、１．５mmごとに２ベルトサイクルにわたりとられ
る。各ベルトサイクルは独立に取り扱われる。次いで、
データが解析される。この解析には、ＦＦＴにより計算
される周波数と、予め指示される周波数との比較が含ま
れる。解析結果は、不均一性の原因を識別するものとな
る。この診断処理は遠隔で実行(RDT)され、保守者は、
正しい部品を保守時に携行し、診断時間と顧客の不稼働
時間を短縮することができる。

【００６４】画像は、ラスタ出力スキャナ手段により光
受容体に書き込まれる。画像自体は画素から構成され
る。ＲＯＳが光受容体上の小さなドットを露光し、画像
を形成するドットに現像材が付着し、画素が生成され
る。適当な複写品質を維持するため、これらの画素は、
適当なエネルギー分布を持ち生成される必要がある。Ｒ
ＯＳに動作不良が発生すると（変動、熱上昇、電気雑
音）、エネルギー分布が歪み複写品質が劣化する。

【００６５】本発明のこの態様の要点は、図１２に示す
ように、ＲＯＳの動作不良を発見する技術である。これ
は、下に示すパッチパターンのような、特殊パッチ（水
平パッチは、水平に揃えられた画素、垂直パッチは、垂
直に揃えられた画素から構成される）を生成することに
より達成される。

【００６６】

【表２】パッチパターン構成水平バッチ垂直バッチ１１１１１１１１１０００１０００００００００００１０００１０００００００００００１０００１０００００００００００１０００１０００１１１１１１１１１０００１０００００００００００１０００１０００００００００００１０００１０００００００００００１０００１０００これらのパッチは、現像され、ＢＴＡＣセンサにより読
まれ、記録される。画素が正しく形成されると、各パッ
チに付与されるエネルギーが同じなので、２つのパッチ
の間の差は小さくなっている。しかし、画素が歪んでい
ると、一方のパッチの値が他方と異なり、デルタ(delt
a)が発生する。これは、ＢＴＡＣセンサの累積特性に起
因するものである。従って、絶対値が目標値より大き
い、すなわち、“｜水平パッチ−垂直パッチ｜＞目標”
であれば、ＲＯＳに動作不良の可能性がある。

【００６７】現像サブシステムは、印刷が行われると、
継続的にトナーが補充される必要がある。これは、供給
モータと格納容器から成る供給サブシステムにより行わ
れる。モータが故障するか（電源断または歯車のジャ
ム）、または、格納容器のオーガーがトナーに影響され
固着されると、このシステムは動作できなくなる。

【００６８】本発明のこの態様の要点は、図１３に示す
ように、上記のいずれかの不稼働状態の発生を、プロセ
ス制御により監視し検出することである。これは、トナ
ー制御パッチを光受容体の上に配置し、ＢＴＡＣセンサ
によりその値を測定することにより行われる。値が妥当
な範囲にあれば（システムが極めて明るい現像状態にあ
ることをパッチが示さなければ）、トナーは、一定の時
間間隔（トナーを再供給するに十分な時間）で供給され
ていることを示す。ここで、第２のトナー制御パッチが
配置されその値が測定される。システムは、特定の既知
のトナー供給レートの値に等しい２つのパッチの間の反
射率のデルタを捜す。供給装置が正常に稼働していれ
ば、第２のパッチは或る程度暗く生成される。供給装置
が機能していなければ、第１と第２のパッチの間には殆
どまたは全く変化が現れない。この場合、機械は停止さ
れ、保守呼び出し状態が表示される。

【００６９】図５と図６に、本発明に従う電子写真エク
ササイサの一実施形態のフローチャートを示す。特に、
一連のテストが実行され、特定の部品またはサブシステ
ムの故障が判定される。或るテストは、直接サブシステ
ムの特定部分に関係するが、別のテスト結果は、保存さ
れ、他のテストと組み合わされ、特定の部品またはサブ
システムの故障の判定に使用される。テスト結果は、１
または複数の他のテストと組み合わされ、複数のレベル
または階層の解析に使用され、サブシステムの故障部分
が指摘される。

【００７０】ブロック１２０において、トナー領域被覆
度センサ、ここでは、黒色トナー領域被覆度センサ(BTA
C)が較正される。第１レベルの判定は、ブロック１２２
に示すように、センサが較正基準に合格したか否かであ
る。合格していれば、次のレベルのテスト、ブロック１
２６に示される汚染レベルの検査が実行される。ブロッ
ク１２２における較正の判定が否定であれば、ブロック
１２４に示されるように機械は停止される。ブロック１
２６に示される汚染レベルの検査は、さらに図７に示さ
れる。

【００７１】汚染レベルの検査後、ブロック１２８に示
される光受容体パッチ均一性テストが実行される。要す
るに、このテストは電子写真光受容体面の欠陥領域を検
査するものである。ここまでのテスト結果により、ブロ
ック１３０に示されるように、システム帯電機構により
適当な電荷が帯電されたか否か判定される。適当な電荷
が存在しなければ、ブロック１３４に示されるようにシ
ステムは停止される。ブロック１３２において判定さ
れ、適当な電荷が存在すれば、ブロック１３６に示され
るＲＯＳビーム故障テストが実行される。ＲＯＳビーム
故障テストの詳細は、図８のフローチャートに示され
る。ＲＯＳビーム故障テストの後、ブロック１３８と、
図９（ａ）〜（ｃ）に詳細が示されるクリーナテストが
実行される。

【００７２】さらに総合的なアクチュエータ性能インジ
ケータテストが、予帯電テストブロック１４０とＲＯＳ
テスト１４２に示される。この詳細は、図１０と図１１
に示される。アクチュエータ性能インジケータテストに
続き、ブロック１４４に示されるバックグラウンドテス
トと、ブロック１４６に示されるバンディングテスト(b
anding test)が実行される。ブロック１４８に示される
テストに続き、ブロック１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０
Ｃ、１５０Ｄに示される一連の標準帯電テスト、露光テ
スト、グリッドスロープテスト、露光スロープテストが
実行される。これらのテストが完了すると、ブロック１
５２に示されるＲＯＳ画素サイズテストが実行される。
この詳細は、図１２のフローチャートに示される。ま
た、ブロック１５４に示され、図１３のフローチャート
に詳細が示されるトナー供給テストが実行される。最後
に、ブロック１５６と１５８に示されるように、すべて
のテスト結果が解析され、故障部分が表示される。全テ
スト結果を総合的に解析する代表的なシナリオが、図１
４のフローチャートに示される。

【００７３】図７を参照すると、汚染レベル検査には、
ブロック１６０に示されるＢＴＡＣセンサ較正ステップ
と、ブロック１６２においてセンサモジュールが新しい
か否かを判定する最初の判断ステップが含まれる。すな
わち、好ましい実施形態においては、センサは、機械モ
ジュールまたは顧客取り替え可能ユニットに組み込まれ
るので、第１の判定は、その機械においてそれが新モジ
ュールであるか、または、その機械にあって既に稼働し
ていたかを判定することである。新モジュールであれ
ば、ステップ１６４に示されるように、センサが較正さ
れる。この較正のステップ数は、以降の較正の基準とな
るものであり、メモリに記憶される。モジュールが新モ
ジュールでなければ、ブロック１６６に示されるよう
に、新しいセンサを較正する較正ステップ数を超えたセ
ンサを較正する較正ステップ数が提供される。次いで、
検知機能の劣化レベルの判定が行われる。

【００７４】ブロック１６８に示されるように、基準較
正レベルを超える最初の較正ステップ数に、例えば、０
〜６が要求されるのであれば、ブロック１７０に示され
るように機械は比較的清浄と判断される。ブロック１７
２に示されるように、６〜１８の追加の較正ステップ数
が要求される汚染レベルであれば、ブロック１７４に示
されるように、機械の中の中程度の汚染の進みを示す。
最後に、ブロック１７６に示されるように、１９〜２６
の追加ステップ数の汚染レベルは、ブロック１７８に示
されるようにクリーニングが必要なことを示す。ステッ
プ数と、清浄、中程度の汚染、クリーニングが必要の範
囲は、設計判断事項であり、任意の数の実施形態が実現
可能であることを理解する必要がある。

【００７５】図８を参照すると、ＲＯＳビーム故障テス
トが示される。特に、ブロック１８０において、センサ
が較正され、ブロック１８２において、光受容体上の１
００％清浄パッチの反射率（相対反射率ＲＲ₁₀₀）が記
録される。次いで、二重ビームレーザのレーザＢのみに
より特殊パッチが配置される。特殊パッチは、レーザＢ
が変調され、レーザＡが変調されていないものである。
得られるパッチの相対反射率ＲＲ_Bが記録され、レーザ
Ｂが正常に動作していれば、それは、ほぼ５０％ハーフ
トーン反射率となる。ブロック１８８において、特別の
変調情報によりレーザＡのみ変調され、パッチが配置さ
れる。ブロック１９０に示されるように、レーザＡの相
対反射率ＲＲ_Aの記録が行われる。レーザＡが正常に動
作していれば、レーザＢの場合と同様に、５０％ハーフ
トーン相対反射率が見込まれる。ブロック１９２に示さ
れるように、比較が行われ、レーザＢの相対反射率ＲＲ
_Bが所与のしきい値より大きければ、ブロック１９４に
示されるように、レーザＢが故障していると判定され
る。同様に、ブロック１９６に示されるように、レーザ
Ａの相対反射率ＲＲ_Aが、しきい値と比較され、相対反
射率がしきい値を超えていれば、ブロック１９８に示さ
れるように、レーザＡが故障であると判定される。レー
ザＡとレーザＢの双方とも故障していなければ、ブロッ
ク２００に示されるように、双方のビームは正常に動作
していることになる。

【００７６】図９（ａ）を参照すると、画像ゾーンに、
配置された２つの０％（清浄）パッチと、一連の等間隔
に行われるセンサ(BTAC)読み取りが示される。図９
（ａ）の０％パッチと同じ位置にある２つの５０％ハー
フトーンパッチの現像が、図９（ｂ）に示される。これ
らパッチの読み取りは行われなく、光受容体面のトナー
が清掃される。図９（ｃ）に示されるように、図９
（ａ）で行われたのと同じセンサ読み取りが再度行われ
る。清掃前後のセンサ読み取りが比較され、クリーナ効
率の指示が提供される。図９（ｃ）のトナードットに示
されるトナーの程度が、所与のしきい値より上にあれ
ば、クリーナが問題または動作不良であると判定され
る。

【００７７】図１０と図１１に、アクチュエータの性能
指示を示す。特に、図１０を参照すると、ブロック２２
０に、センサの較正が示される。ブロック２２２は、清
浄パッチの相対反射率ＲＲ_Cの測定を示す。パッチの相
対反射率ＲＲ_Cが、所与のしきい値、例えば４５より小
さければ、ブロック２２６に示されるように、帯電に問
題があることが示される。数値４５は、０〜２５５の範
囲のディジタルセンサ信号を表し、選択される数は、機
械特性にもとづく設計判断事項であることに留意する必
要がある。４５より小さい相対反射率ＲＲ_Cは、極めて
暗いパッチを示す。相対反射率ＲＲ_Cが４５より小さく
なけれれば、ブロック２２８に示されるように、帯電シ
ステムと露光システムは停止され、現像ユニットが作動
される。

【００７８】次いで、特殊なパッチ、例えば、１２％、
５０％、８７％ハーフトーンパッチの相対反射率が測定
される。各パッチのハーフトーンレベルは、センサによ
り測定される。ブロック２３０に示されるように、相対
反射率ＲＲ_Dが、１２０より大きければ、極めて明るい
応答を示し、ブロック２３２に示される範囲の問題があ
ることを示す。一方、判断ブロック２３４に示されるよ
うに、相対反射率ＲＲ_Dが、１２０より小さく６０より
大きければ、暗いから明るいまでの間の応答を示し、ブ
ロック２３６に示される一組の動作不良を示す。ブロッ
ク２３８に示されるように、相対反射率ＲＲ_Dが、６０
より小さく３５より大きければ、暗い応答を示し、ブロ
ック２４０に示される別の組の問題があることを示す。
最後に、３５より小さい反射率であれば、極めて暗い応
答を示し、ブロック２４２に示されるように、動作不良
のないことを示し、現像システムが動作中であることを
示す。

【００７９】次のステップにおいて、帯電と現像を公称
値に設定し、露光を高く設定し、相対反射率ＲＲ_Eを判
定する。ブロック２４６に示されるように、相対反射率
ディジタル信号が１２０より大きければ、明るいパッチ
を示し、ブロック２４８に示されるようにビデオ経路に
問題があることを示す。ブロック２５０に示されるよう
に、相対反射率ＲＲ_Eが、１２０より小さく８０より大
きければ、暗いから明るいまでの間を示し、ブロック２
５２に示されるように接地不良と判定される。一方、ブ
ロック２５４に示されるように、相対反射率ＲＲ_Eが、
８０より小さく４０より大きければ、暗いパッチを示
し、ブロック２５６に示されるビデオケーブルの問題が
示される。最後に、相対反射率ＲＲ_Eが、４０より小さ
ければ、極めて暗いパッチを示し、ブロック２５８に示
されるようにＲＯＳシステムに動作不良がないことが判
定される。

【００８０】図１２を参照すると、ＲＯＳ画素サイズ増
大検出器の手順が示される。特に、ブロック２６０にお
いて、センサが較正され、ブロック２６２に示されるよ
うに、水平に揃えられた画素のパッチが提供される。ブ
ロック２６４に示されるように、このパッチの相対反射
率ＲＲ_Hが記録される。ブロック２６６において、垂直
に揃えられた画素のパッチが提供される。ブロック２６
８において、このパッチの相対反射率ＲＲ_Vが記録され
る。ブロック２７０に示されるように、これら２つの相
対反射率の差の絶対値が、所与の目標値より大きけれ
ば、ブロック２７２に示されるように、ＲＯＳが動作不
良であると判定される。差が、所与の目標値より小さけ
れば、ブロック２７４に示されるように、ＲＯＳは動作
していると判定される。

【００８１】図１３を参照すると、トナーの供給を監視
する技術がフローチャートに示される。ブロック２７６
に示されるように、光受容体面に３つの特殊トナー濃度
パッチが提供される。この３つの特殊トナー濃度パッチ
の詳細は、１９９７年９月１０日に出願された出願中の
米国特許出願第９２６，４７６号（Ｄ／９７１０１）に
示されている。これは、本願に引用して援用している。
ブロック２７８に示されるように、パッチは、ＢＴＡＣ
センサに読まれ、平均反射率が計算される。判断ブロッ
ク２８０に示されるように、清浄パッチに関する反射率
が１５％より大きければ、正常トナー濃度であると判定
される。しかし、ブロック２８２に示されるように、平
均反射率が１５％より小さければ、トナー供給が１５秒
間作動される。

【００８２】１５秒は、設計上の選択であり、実施形態
によっては、この時間は、トナーが、トナーボトル供給
器から光受容体に移されセンサにより検知されるまでが
とられる。所定の時間間隔トナー供給が行われた後、ブ
ロック２８４に示されるように、再度、３つのトナー濃
度パッチが提供される。ブロック２８６に示されるよう
に、再度、平均反射率の検知と計算が行われる。判断ブ
ロック２８８に示されるように、反射率が２０％より大
きければ、ブロック２９２に示されるように、供給器
は、動作していると判定される。一方、反射率が２０ま
たはそれより小さければ、ブロック２９０に示されるよ
うに、トナー供給器は動作不良であると判定される。

【００８３】図１４を参照すると、漸進的にレベルを上
げ所与の機械を監視、解析、診断する所与のシナリオ
が、フローチャート形式で開示される。ブロック３００
に、所与の機械のレベル１の状態の検知を示す。レベル
１の状態は、一組の第１のレベルのテストを走行させ、
所与のセンサが第１のレベルの劣化部品または劣化サブ
システムを識別することであることを理解する必要があ
る。ブロック３０２は、レベル１の解析を示し、判断ブ
ロック３０４において、ブロック３０２のレベル１の解
析にもとづき、レベル１の応答が必要であるか否かが判
定される。ブロック３０６とブロック３０８に示される
応答は、取り替えの必要な部品の判定であり、ブロック
３１０に示されるように、通知または警報が出力され
る。レベル１の解析は、そのときの検知データにもとづ
く特定の構成要素の直接解析であり、また、或るレベル
の傾向の追跡、例えば、機械故障の傾向の追跡、部品損
耗の追跡、機械使用履歴の追跡が含まれる。

【００８４】機械停止が要求されるブロック３１０のレ
ベル１の応答が示されなければ、ブロック３１４とブロ
ック３１６に示されるレベル２の機械状態の検知と、レ
ベル２の解析が行われる。レベル２の状態は、一組の第
２のレベルのテストを走行させ、劣化部品または劣化サ
ブシステムを識別することであることを理解する必要が
ある。レベル２の解析には、さらに、第１のレベルのテ
スト結果または追加のセンサ測定値が取り込まれる。ブ
ロック３１６におけるレベル２の解析にもとづき、判断
ブロック３１８において、レベル２の応答またはアクシ
ョンが必要であるか否かが判定される。再度、ブロック
３２０とブロック３２２に示される応答は、取り替えの
必要な部品の判定であり、ブロック３２４に示されるよ
うに、通知または警報が出力される。レベル２の解析
は、そのときの検知データにもとづく特定の部品の直接
解析であるか、または、検知データからの推論にもとづ
く間接的な解析である。レベル２には、また、機械故障
の傾向の追跡、部品損耗の追跡、機械使用履歴の追跡が
含まれる。レベル２の解析においては、追加の検知また
は追加の制御、第１のレベルの診断解析情報が考慮され
る。

【００８５】機械停止が要求されるブロック３２４のレ
ベル２の応答が示されなければ、ブロック３２８とブロ
ック３３０に示されるレベル３の機械状態の検知、レベ
ル３の解析が行われる。レベル３の状態は、一組の第３
のレベルのテストを走行させ、また、第１と第２のレベ
ルのテスト結果または追加のセンサ測定値を取り込むこ
とであることをを理解する必要がある。ブロック３３０
におけるレベル３の解析にもとづき、レベル３の判断ブ
ロック３３２において、レベル３の応答またはアクショ
ンが必要であるか否かが判断される。再度、ブロック３
３４とブロック３３６に示される応答は、取り替えの必
要な部品の判定であり、ブロック３３８に示されるよう
に、通知または警報が出力される。再度、レベル３の解
析には、そのときの検知データにもとづく特定の部品の
直接解析と、また、レベル１とレベル２の検知データか
らの推論にもとづく間接的な解析が含まれる。再度、レ
ベル３には、機械の故障傾向の追跡、部品損耗の追跡、
機械使用履歴の追跡が含まれる。

【００８６】図１４は、部品取り替えの識別を行う一つ
のシナリオまたは例であることを理解する必要がある。
この識別には、エキスパートシステムと、多様なテスト
と多くのレベルの解析により取り替える部品またはサブ
システムを明確に識別するシステムが使用される。これ
には、機械の近傍または遠隔の適当な保守組織に取り替
え部分を表示または通知することが含まれる。

【００８７】現在考えられる本発明の好ましい実施形態
について示し説明したが、多くの変更または修正が可能
なことは、当業者には明らかであり、また、本発明の真
の精神と範囲に入るすべての変更と修正は添付される請
求項に含まれることが意図されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う故障識別と部分取り替え技術が
組み込まれる代表的な電子画像形成システムを示す模式
的な構成図である。

【図２】トナー領域被覆度センサに使用されるために
設けられる制御テストパッチを示す模式図である。

【図３】典型的な現像システムとトナー供給システム
を示す概略図である。

【図４】本発明に使用されるよう適合されたエキスパ
ートシステムのブロック図である。

【図５】本発明に従う故障識別の概略技術を示す概略
のフローチャート（２分割したうちの第１の部分）であ
る。

【図６】本発明に従う故障識別の概略技術を示す概略
のフローチャート（２分割したうちの第２の部分）であ
る。

【図７】本発明に従う汚染レベルの早期警報技術を示
す詳細なフローチャートである。

【図８】本発明に従うＲＯＳビーム障害テストを示す
詳細なフローチャートである。

【図９】本発明に従うクリーナストレスインジケータ
を示す模式図である。

【図１０】本発明に従うアクチュエータ性能インジケ
ータを示す詳細なフローチャート（２分割したうちの第
１の部分）である。

【図１１】本発明に従うアクチュエータ性能インジケ
ータを示す詳細なフローチャート（２分割したうちの第
２の部分）である。

【図１２】ＲＯＳ画素増大検出器を示す詳細なフロー
チャートである。

【図１３】本発明に従うトナー供給監視器を示す詳細
なフローチャートである。

【図１４】本発明に従う故障識別と部分取り替えを示
す詳細なフローチャートである。

【符号の説明】

１０ベルト、１２光導電性面、１４導電性基板、
１８，２０，２２，２４ローラ、２６モータ、２８
コロナ発生装置、３０コントローラ、３１エキスパ
ートシステム、３２ＴＡＣセンサ、３６ＲＯＳ、３
８現像システム、４６シート支持材、４８シート
送り装置、５０送りロール、５２シートスタック、５
４シュート、５６コロナ発生装置、６０コンベ
ヤ、６２融着アセンブリ、６４融着ローラ、６６
バックアップローラ、６８シュート、７０受けトレ
イ、７２プリクリーンブラシ、８６現像器、８８ト
ナーボトル、９０抽出オーガ、９２ホッパ、９６
供給オーガ、９８駆動モータ、１１０テストパッ
チ、１１２清浄領域部分、１１４１２．５％ハーフ
トーンパッチ、１１６５０％ハーフトーンパッチ、１
１８８７．５％ハーフトーンパッチ、２０２知識ベ
ース、２０４インタフェースエンジン、２０６オペ
レータインタフェース、２０８ルールエディタ、２１
０ダイアログ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジェームスエムペーサーアメリカ合衆国ニューヨーク州ウェブスターフィンチングフィールドレーン 659 (72)発明者グルビーラジアメリカ合衆国ニューヨーク州フェアポートサウスリッジトレイル 60 (72)発明者ラルフエーシューメーカーアメリカ合衆国ニューヨーク州ロチェスターウィルモットロード 303 (72)発明者マイケルジースワールスアメリカ合衆国ニューヨーク州ソーダスメインストリート 6081 アールディー１ (72)発明者マイケルイービアルドアメリカ合衆国ニューヨーク州ウェブスターローレンコート 782

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電、露光、現像のサブシステムを持
ち、制御システムと、現像されたテストパッチを監視す
るセンサシステムを有する画像プロセス装置における当
該画像プロセス装置を監視する方法において、各テストパッチが公称反射率範囲を持つ複数のテストパ
ッチを現像するステップと、前記センサシステムにより、前記各テストパッチの反射
率レベルを測定するステップと、前記各テストパッチの前記反射率レベルの測定値を前記
公称反射率範囲と比較するステップと、前記比較に応じて、前記帯電サブシステムの動作性を判
定するステップと、を有する画像プロセス装置監視方
法。
【請求項２】請求項１に記載の方法において、前記テ
ストパッチには、実質的に１２％、５０％、８７％のハ
ーフトーン反射率を持つものが含まれる画像プロセス装
置監視方法。
【請求項３】請求項２に記載の方法において、前記各
テストパッチの反射率が暗ければ、前記帯電サブシステ
ムが動作不良であることが判定されるステップを有する
画像プロセス装置監視方法。