专利名称：预测装置和系统、图像形成装置、介质传送器及预测方法
技术领域：
本发明涉及预测装置、预测系统、图像形成装置、介质传送器以及预测方法。
背景技术：
到目前为止，已经进行了与传送系统中所涉及到的故障有关的预测，以实现防止在图像形成装置中发生诸如下述故障在用于传送纸张等介质的传送系统中产生卡纸。对于与在图像形成装置中设置的传送系统所涉及的故障有关的预测，已经提出了下列发明例如，一种装置包括检测部，其用于检测由传送纸张的辊的耗损所引起的传送性能的劣化；测量部，其用于测量辊的运行(操作)时间；以及存储部，其用于存储恰在辊由于耗损而变得不能传送纸张之前的极限耗损程度，其中，利用由检测部所检测到的辊的耗损程度、由测量部所测量到的辊的运行时间以及存储在存储部中的极限耗损程度来计算当辊由于耗损而变得不能传送纸张时的寿命时间(参考JP-A-2003-261237)。例如，一种图像形成装置具有通信控制器，其用于与管理装置进行通信；检测部，其用于检测图像形成装置中的供纸辊的耗损程度(延迟率)；以及预测部，其基于检测部的检测结果来预测供纸辊的寿命，其中，如果所预测的寿命在预定范围内，则防止所预测的寿命信息被传输到管理装置(参考JP-A-2008-158051)。
发明内容
本发明的目的是提出一种使得能够以良好精度对与介质传送系统有关的故障进行预测的技术。(1)根据本发明的一方面，一种预测装置包括获取单元，其用于获取对介质进行传送的传送单元的运行量和非运行量；以及预测单元，其基于如下表达式而利用由所述获取单元获取的所述传送单元的运行量和非运行量来预测随着所述传送单元的劣化而变化的传送能力值到达阈值的定时(i) 所述传送单元的运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式和(ii)所述传送单元的非运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式。(2)在项(1)中的预测装置中，所述预测单元假定所述传送单元的运行量与非运行量之间的预设比率为所述传送单元的未来运行量与未来非运行量之间的比率，并且对所述传送单元的传送能力值到达所述阈值的定时进行预测。(3)在项(1)中的预测装置中，所述预测单元假定由所述获取单元获取的直至当前时间点的所述传送单元的运行量与非运行量之间的比率为所述传送单元的未来运行量与未来非运行量之间的比率，并且对所述传送单元的传送能力值到达所述阈值的定时进行预测。(4)项(1)至项(3)中的预测装置还可以包括输出单元，当直至由所述预测单元预测出的所述定时的时间长度变得等于或小于预设时间长度时，所述输出单元输出所述预测单元的预测结果。(5)根据本发明的一方面，一种预测系统包括监控目标装置；以及预测装置，其通过网络连接至所述监控目标装置，其中所述监控目标装置包括对介质进行传送的传送单元，并且所述预测装置包括获取单元，其通过所述网络从所述监控目标装置获取所述传送单元的运行量和非运行量；以及预测单元，其基于如下表达式而利用由所述获取单元获取的所述传送单元的运行量和非运行量来预测随着所述传送单元的劣化而变化的传送能力值到达预设阈值的定时(i)所述传送单元的运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式和(ii)所述传送单元的非运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式。(6)根据本发明的一方面，一种图像形成装置包括图像形成单元，其在介质上形成图像；传送单元，其用于传送待形成有图像的介质；获取单元，其用于获取所述传送单元的运行量和非运行量；以及预测单元，其基于如下表达式而利用由所述获取单元获取的所述传送单元的运行量和非运行量来预测随着所述传送单元的劣化而变化的传送能力值到达阈值的定时(i) 所述传送单元的运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式和(ii)所述传送单元的非运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式。(7)根据本发明的一方面，一种介质传送器包括传送单元，其用于传送待形成有图像的介质；获取单元，其用于获取所述传送单元的运行量和非运行量；以及预测单元，其基于如下表达式而利用由所述获取单元获取的所述传送单元的运行量和非运行量来预测随着所述传送单元的劣化而变化的传送能力值到达阈值的定时所述传送单元的运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式和所述传送单元的非运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式。(8)根据本发明的一方面，一种预测方法包括获取步骤，获取用于对介质进行传送的传送单元的运行量和非运行量；以及预测步骤，基于如下表达式而利用通过所述获取步骤获取到的所述传送单元的运行量和非运行量来预测随着所述传送单元的劣化而变化的传送能力值到达阈值的定时 (i)所述传送单元的运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式和(ii)所述传送单元的非运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式。根据项(1)和项(5)至(8)中任一项所述的本发明，与不考虑非运行量的情况相比，使得能够以良好精度对与介质传送系统有关的故障进行预测。根据项(2)中所述的本发明，可以考虑到传送系统的运行量与非运行量之间的预设比率来对与介质传送系统有关的故障进行预测。根据项(3)中所述的本发明，可以基于直至当前时间点的传送系统的运行量与非运行量之间的比率来对与介质传送系统有关的故障进行预测。根据项(4)中所述的本发明，在到介质传送系统的极限之前存在时间裕度的情况下，可以抑制对预测结果的输出。
将基于下列附图，详细地说明本发明的示例性实施例，其中图1是示出根据本发明的一个示例性实施例的预测系统中的与预测表达式创建处理相关的功能块实例的方框图；图2是对根据本发明的示例性实施例的预测系统中的纸张传送时间的测量实例进行说明的示意图；图3是对根据本发明的示例性实施例的预测系统中随着时间过去而发生的辊运行状态变化进行说明的示意图；图4是对根据本发明的示例性实施例的预测系统中所采集到的数据进行说明的图表；图5是对根据本发明的示例性实施例的预测系统中的预测表达式创建处理流程进行说明的流程图；图6是示出根据本发明的示例性实施例的预测系统中的与预测处理相关的功能块实例的方框图；图7是对根据本发明的示例性实施例的预测系统中的基于预测表达式A(基于磨损的纸张传送时间预测表达式)的预测曲线进行说明的坐标图；图8是对根据本发明的示例性实施例的预测系统中的基于预测表达式B(经时纸张传送时间预测表达式)的预测曲线进行说明的坐标图；图9是对根据本发明的示例性实施例的预测系统中的基于预测表达式A和B所预测出的纸张传送时间与逝去时间之间的关系进行说明的坐标图；图10是示出根据本发明的示例性实施例的预测系统中的预测处理流程实例的流程图；图11是示出根据本发明的示例性实施例的预测系统中的与预测处理相关的功能块的另一实例的方框图；图12是示出根据本发明的示例性实施例的预测系统中的预测处理流程的另一实例的流程图；图13是示出利用预测装置和多个图像形成装置来构成根据本发明的示例性实施例的预测系统的实例的示意图；图14是对根据本发明的示例性实施例的预测系统中的作为预测装置运行的计算机的主要硬件构造进行说明的方框图；以及图15是对随着传送辊的运行时间增加而发生的纸张传送时间变化进行说明的坐标图。
具体实施例方式将参考附图来讨论本发明的一个示例性实施例。下面，将以打印机、复印机、传真机、以及包括打印、复印、传真功能的多功能装置等图像形成装置作为实例，对与传送辊有关的故障进行的预测做出讨论，该传送辊构成了用于待形成有图像的纸张介质等的传送系统的一部分。首先，在对本发明进行说明之前，作为根据预测系统的预测实例，将对下述预测系统进行讨论该预测系统基于传送辊的运行时间而对与传送辊有关的故障进行预测。图15示出了随着传送辊的运行时间增加而发生的纸张传送时间的变化。水平轴为表示传送辊的运行时间的辊运行时间，而竖直轴为表示传送辊所传送的纸张通过预定间隔所需的时间的纸张传送时间。在图15中，以虚线来表示当在实验环境中实验性地使用传送辊时基于测量结果所获得的纸张传送时间的预测曲线，并且可以看出，纸张传送时间从标准时间(初始值)起随着辊运行时间增加而逐渐地增加。当估计将开始发生卡纸等故障(或者发生变得明显) 时的纸张传送时间被表示为故障极限纸张传送时间(=Tth)，并且纸张传送时间到达故障极限纸张传送时间的时间点被视为寿命终点(寿命)。“寿命终点”指的是，传送辊到达了实现作为传送辊的功能的极限，并且需要更换传送辊。根据该预测系统，由于图像形成装置在运行时间中的使用接近在测试时间中的使用，因此提高了寿命终点时间的预测精度。然而，由于在图中以实线来表示基于在运行时间中的测量结果的实际测量曲线，纸张传送时间起初显示出与预测曲线相似的增长趋势，但是从某一时间起显示出与预测曲线不同的增长趋势。因此，在图15中的实例中，从预测曲线中得到的寿命终点时间约为160个小时；而从实际测量曲线中得到的寿命终点时间约为 140个小时，产生了约20个小时的误差。将对系统中预测结果的上述不可忽略的误差的产生原因进行讨论。作为传送辊的纸张传送时间变化的主要因素，可以列举出下述原因由于传送纸张导致的传送辊磨损所引起的传送速度的下降、由表面特性的变化(摩擦系数的下降)所引起的滑移等。另一因素是由于传送辊暴露在周围环境(空气等)中导致的摩擦系数经时下降。在说明书中，由在前因素所引起的劣化称为基于磨损的劣化，而由在后因素所引起的劣化称为经时劣化。如上所述，不仅传送辊的基于磨损的劣化对纸张传送时间产生影响效应，而且经时劣化也对纸张传送时间产生影响。考虑到基于磨损的劣化对预测系统中说明的基于辊运行时间的预测进行建模，而几乎不考虑经时劣化。在预测系统中几乎不考虑经时劣化的原因如下如果稳定的使用频率根据时间段较小地变化(假定基于磨损的劣化和经时劣化同等程度地进行)并且根据基于该假定测量到的纸张传送时间来创建预测表达式(表示预测曲线的表达式)，则在假定使用频率下的经时劣化反映在预测表达式上，并且因此认为由经时劣化引起的误差很小。然而，图像形成装置的实际使用频率响应于图像形成装置的使用模式的差别和用户数量的使用环境的差异等而变化，并且因此传送辊运行的时间间隔和由传送辊传送的纸张数量从一种使用环境到另一种使用环境是变化的。因而，经时劣化的进度和由传送纸张所导致的基于磨损的劣化的进度从一种使用环境到另一种使用环境是变化的。具体地，例如，在每天运行的传送辊、每周运行的传送辊以及一个月以上长期不运行的传送辊中，如果传送的纸张数量相同(基于磨损劣化的进度相同)，而经时劣化的进度不同。因此，在图像形成装置的使用频率与假定使用频率不同的使用环境中测量到的纸张传送时间偏离了预测表达式，导致在寿命终点时间的预测中出现很大的误差。
于是，在本发明的实施例中，分别提供用于计算由基于磨损的劣化所引起的纸张传送时间变化的预测表达式A(基于磨损的纸张传送时间预测表达式)和用于计算由经时劣化所引起的纸张传送时间变化的预测表达式B (经时纸张传送时间预测表达式)，并且基于两个预测表达式A和B来进行预测，从而提高对与传送系统有关的的故障的预测精度。首先，将对根据本发明的一个示例性实施例的预测系统中的预测表达式创建处理进行讨论。图1示出了与预测表达式创建处理相关的功能块实例。实例中的预测系统利用数据获取部11、辊运行/非运行时间计算部12、预测表达式创建部13、预测表达式数据存储部 14等功能部来执行预测表达式创建处理。数据获取部11从为实验安装的图像形成装置中获取数据，该数据成为创建表达式A和表达式B的基础。在实例中，数据获取部11获取自基准日期和时间起的逝去时间、 由传送辊将纸张传送通过预定间隔所需的纸张传送时间、表示传送辊的运行状态(运行或者非运行)的运行状态数据。例如，传送辊安装到图像形成装置上的日期和时间作为基准日期和时间而存储在存储部中，并且将从测量日期和时间中减去基准日期和时间所得到的时间用作逝去时间。 可以将图像形成装置安装在使用环境中的日期和时间、传送辊被制造的日期和时间、传送辊被更换的日期和时间等用作基准日期和时间。例如，如图2所示，将利用多个检测部测量到的时间用作纸张传送时间。在图2中的实例中，两个检测部43和44以距离L被放置于由构成传送系统的两个传送辊41和42所传送的纸张P的传送路径的途中，并且得到在检测部43检测到纸张P的前端(或者后端) 通过的时间与检测部44检测到纸张P的前端(或者后端)通过的时间之间的时间差，并且将该时间差用作传送辊41和42的纸张传送时间。例如，将从图像形成装置的控制部发送到传送辊的驱动部(电动机)的控制信号 (例如，驱动开始或驱动停止指令信号)用作运行状态数据。辊运行/非运行时间计算部12计算传送辊的运行时间(辊运行时间)和传送辊的非运行时间(辊非运行时间)。将参考图3对实例中的辊运行/非运行时间计算部12对辊运行时间和辊非运行时间的计算进行讨论。图3示出了随着时间过去而发生的辊运行状态的变化。水平轴为从基准日期和时间起逝去的时间，并且竖直轴为传送辊的运行状态(运行或者非运行)。在实例中，基准日期和时间被设定为R0,每次时间测量通过的每个时间点被设定为Ri、R2、…、 RkfRk,计算当i = 1至k时从IV1至Ri的每个时间段的辊运行时间Oi,并且然后从每个时间段的时间长度(=Ri-Ri-I)中减去辊运行时间Oi以计算出辊非运行时间NOitl例如，通过对每个时间段中从驱动开始指令信号被发送到传送辊的驱动部的时间点到驱动停止指令信号被发出的时间点之间的时间(传送辊的运行时间)进行累加来计算每个时间段中的辊运行时间0”代替通过从每个时间段的时间长度(=Ri-RiJ中减去辊运行时间Oi来计算每个时间段中的辊非运行时间NOi,例如，可以通过对某一时间段中从驱动停止指令信号被发送到传送辊的驱动部的时间点到驱动开始指令信号被发出的时间点之间的时间(传送辊的停止时间)进行累加来计算该某一时间段中的辊非运行时间NOitl在这种情况下，可以从时间段的时间长度(=Ri-Ri-I)中减去辊非运行时间NOi来计算辊运行时间Op图4示出了由数据获取部11和辊运行/非运行时间计算部12所采集到的数据。 在图4中的实例中，为Rtl至Rk的每个时间段来采集辊运行时间Oi、辊非运行时间NOi (= Ri-Ri-I-Oi)以及纸张传送时间TJ此处，i = 1至k)。在实例中，将在从Rh至Ri的时间段中测量到的纸张传送时间的平均值用作纸张传送时间凡。预测表达式创建部13基于由数据获取部11和辊运行/非运行时间计算部12所采集到数据来创建预测表达式A和预测表达式B，预测表达式A用于计算由基于磨损的劣化所引起的纸张传送时间的变化，预测表达式B用于计算由经时劣化所引起的纸张传送时间的变化，并且预测表达式创建部13将预测表达式A和预测表达式B的数据存储到预测表达式数据存储部14中。在实例中，假定稳定的使用频率根据时间而较小地变化，在根据该假定使用图像形成装置的同时来采集数据，并且基于采集到的数据来获得辊运行时间与纸张传送时间之间的关系表达式并且将该关系表达式用作预测表达式A。在以基于磨损的劣化的发生率变得很小的低频率(例如，每个时间段中传送的纸张数量为一)使用图像形成装置的同时，对数据进行采集，并且基于采集到的数据来获得辊非运行时间与纸张传送时间之间的关系表达式并且将该关系表达式用作预测表达式B。每个时间段的长度可以为均勻的或者可以为不均勻的，用于获得预测表达式A的时间段的长度以及用于获得预测表达式B的时间段的长度可以不同，可以获得足够数量的采样以推导预测表达式A和预测表达式B中的每一个。可以估计出，预测表达式A和预测表达式B绘制出单调增加的曲线，并且因此例如根据使用多项式回归模型等技术来导出表达式。预测表达式A和预测表达式B作为实例具有相同的表示(表达式1)。[表达式1]
权利要求
1.一种预测装置，包括获取单元，其用于获取对介质进行传送的传送单元的运行量和非运行量；以及预测单元，其基于如下表达式而利用由所述获取单元获取的所述传送单元的运行量和非运行量来预测随着所述传送单元的劣化而变化的传送能力值到达阈值的定时(i)所述传送单元的运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式和(ii)所述传送单元的非运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式。
2.根据权利要求1所述的预测装置，其中，所述预测单元假定所述传送单元的运行量与非运行量之间的预设比率为所述传送单元的未来运行量与未来非运行量之间的比率，并且对所述传送单元的传送能力值到达所述阈值的定时进行预测。
3.根据权利要求1所述的预测装置，其中，所述预测单元假定由所述获取单元获取的直至当前时间点的所述传送单元的运行量与非运行量之间的比率为所述传送单元的未来运行量与未来非运行量之间的比率，并且对所述传送单元的传送能力值到达所述阈值的定时进行预测。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的预测装置，还包括输出单元，当直至由所述预测单元预测出的所述定时的时间长度变得等于或小于预设时间长度时，所述输出单元输出所述预测单元的预测结果。
5.一种预测系统，包括监控目标装置；以及预测装置，其通过网络连接至所述监控目标装置，其中所述监控目标装置包括对介质进行传送的传送单元，并且所述预测装置包括获取单元，其通过所述网络从所述监控目标装置获取所述传送单元的运行量和非运行量；以及预测单元，其基于如下表达式而利用由所述获取单元获取的所述传送单元的运行量和非运行量来预测随着所述传送单元的劣化而变化的传送能力值到达预设阈值的定时(i)所述传送单元的运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式和(ii)所述传送单元的非运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式。
6.根据权利要求5所述的预测系统，其中，所述预测单元假定所述传送单元的运行量与非运行量之间的预设比率为所述传送单元的未来运行量与未来非运行量之间的比率，并且对所述传送单元的传送能力值到达所述阈值的定时进行预测。
7.根据权利要求5所述的预测系统，其中，所述预测单元假定由所述获取单元获取的直至当前时间点的所述传送单元的运行量与非运行量之间的比率为所述传送单元的未来运行量与未来非运行量之间的比率，并且对所述传送单元的传送能力值到达所述阈值的定时进行预测。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的预测系统，还包括输出单元，当直至由所述预测单元预测出的所述定时的时间长度变得等于或小于预设时间长度时，所述输出单元输出所述预测单元的预测结果。
9.一种图像形成装置，包括图像形成单元，其在介质上形成图像；传送单元，其用于传送待形成有图像的介质；获取单元，其用于获取所述传送单元的运行量和非运行量；以及预测单元，其基于如下表达式而利用由所述获取单元获取的所述传送单元的运行量和非运行量来预测随着所述传送单元的劣化而变化的传送能力值到达阈值的定时(i)所述传送单元的运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式和(ii)所述传送单元的非运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式。
10.根据权利要求9所述的图像形成装置，其中，所述预测单元假定所述传送单元的运行量与非运行量之间的预设比率为所述传送单元的未来运行量与未来非运行量之间的比率，并且对所述传送单元的传送能力值到达所述阈值的定时进行预测。
11.根据权利要求9所述的图像形成装置，其中，所述预测单元假定由所述获取单元获取的直至当前时间点的所述传送单元的运行量与非运行量之间的比率为所述传送单元的未来运行量与未来非运行量之间的比率，并且对所述传送单元的传送能力值到达所述阈值的定时进行预测。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的图像形成装置，还包括输出单元，当直至由所述预测单元预测出的所述定时的时间长度变得等于或小于预设时间长度时，所述输出单元输出所述预测单元的预测结果。
13.一种介质传送器，包括传送单元，其用于传送待形成有图像的介质；获取单元，其用于获取所述传送单元的运行量和非运行量；以及预测单元，其基于如下表达式而利用由所述获取单元获取的所述传送单元的运行量和非运行量来预测随着所述传送单元的劣化而变化的传送能力值到达阈值的定时所述传送单元的运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式和所述传送单元的非运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式。
14.根据权利要求13所述的介质传送器，其中，所述预测单元假定所述传送单元的运行量与非运行量之间的预设比率为所述传送单元的未来运行量与未来非运行量之间的比率，并且对所述传送单元的传送能力值到达所述阈值的定时进行预测。
15.根据权利要求13所述的介质传送器，其中，所述预测单元假定由所述获取单元获取的直至当前时间点的所述传送单元的运行量与非运行量之间的比率为所述传送单元的未来运行量与未来非运行量之间的比率，并且对所述传送单元的传送能力值到达所述阈值的定时进行预测。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的介质传送器，还包括输出单元，当直至由所述预测单元预测出的所述定时的时间长度变得等于或小于预设时间长度时，所述输出单元输出所述预测单元的预测结果。
17.一种预测方法，包括获取步骤，获取用于对介质进行传送的传送单元的运行量和非运行量；以及预测步骤，基于如下表达式而利用通过所述获取步骤获取到的所述传送单元的运行量和非运行量来预测随着所述传送单元的劣化而变化的传送能力值到达阈值的定时(i)所述传送单元的运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式和(ii)所述传送单元的非运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述预测步骤假定所述传送单元的运行量与非运行量之间的预设比率为所述传送单元的未来运行量与未来非运行量之间的比率，并且对所述传送单元的传送能力值到达所述阈值的定时进行预测。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述预测步骤假定由所述获取步骤获取到的直至当前时间点的所述传送单元的运行量与非运行量之间的比率为所述传送单元的未来运行量与未来非运行量之间的比率，并且对所述传送单元的传送能力值到达所述阈值的定时进行预测。
20.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，还包括当直至由所述预测步骤预测出的所述定时的时间长度变得等于或小于预设时间长度时，输出所述预测的预测结果。
全文摘要
本发明提供了一种预测装置、预测系统、图像形成装置、介质传送器以及预测方法，该预测装置包括获取单元，其用于获取对介质进行传送的传送单元的运行量和非运行量；以及预测单元，其基于如下表达式而利用由所述获取单元获取的所述传送单元的运行量和非运行量来预测传送能力值随着所述传送单元的劣化的变化到达阈值的定时(i)所述传送单元的运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式和(ii)所述传送单元的非运行量与所述传送单元的传送能力值之间的关系表达式。
文档编号H04N1/00GK102387274SQ20111004055
公开日2012年3月21日 申请日期2011年2月18日 优先权日2010年8月25日
发明者安川薰 申请人:富士施乐株式会社