JP2017110920A - 診断装置、診断システムおよびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】音を取得して解析対象の装置に関する装置情報を取得する。
【解決手段】音取得部３１は、画像形成装置２０において発生した異音の音および装置情報が重畳された不可聴音を音信号として取得する。周波数解析部３２は、ＬＰＦ３７通過後の音信号のＳＴＦＴを行って周波数スペクトル波形データを生成する。復調部３９は、ＨＰＦ３８通過後の音信号を復調することにより装置情報を抽出する。制御部３３は、周波数スペクトル波形から取得した異音の周期および周波数の情報を、抽出された機種名、シリアル番号等の機種情報報等の装置情報とともにサーバ装置５０に送信する。制御部３３は、周波数解析を行って得られた周波数スペクトル波形と、サーバ装置５０から受信したスペクトル波形とを表示部３５に並列に表示するよう制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、診断装置、診断システム、装置およびプログラムに関する。

特許文献１には、画像形成装置の正常時の動作音を記憶しているＲＡＭまたはＲＯＭと、画像形成装置から発生する動作音を検知するマイクロフォンとを有し、ＲＡＭまたはＲＯＭに記憶されている第１の音情報と、マイクロフォンにより検知された第２の音情報と、画像形成装置の動作情報とに基づいて、画像形成装置の以上箇所を特定するようなシステムが開示されている。

特許文献２には、印刷用紙上に画像を形成する画像形成部と前記印刷用紙を搬送する搬送部とを有する画像処理装置において、装置内部の音を電気信号に変換する音変換部と、この音変換部が変換した電気信号を解析して周波数ごとの成分を求める音解析部と、この音解析部が求めた周波数ごとの成分を出力する出力部とを備えた画像処理装置が開示されている。

特開２００７−０７９２６３号公報 特開２００８−２９０２８８号公報

ある装置において異音（異常音）が発生した場合、解析対象の装置において発生した音を入力して音信号を取得し、取得した音信号と、解析対象の装置と同等の装置において過去に発生した異音の音信号とを比較して、その異音の原因を解明しようとする場合がある。

このような場合、解析対象の装置と同等の装置において過去に発生した数多くの異音の音信号の中から、今回発生した異音の音信号と原因が同じである可能性が高いものを探すために、解析対象の装置の機種名等の装置情報が必要となる。

本発明の目的は、音を取得して解析対象の装置に関する装置情報を取得することが可能な診断装置、診断システムおよびプログラムを提供することである。

［診断装置］
請求項１に係る本発明は、音情報を取得する取得手段と、
取得した前記音情報から、装置に関する装置情報を抽出する抽出手段と、
取得した前記音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成手段と、
前記第１解析結果及び前記装置情報から選定した第２解析結果と、前記第１解析結果とを表示する表示手段とを備えた診断装置である。

請求項２に係る本発明は、音情報を取得する取得手段と、
取得した前記音情報から、装置に関する装置情報を抽出する抽出手段と、
取得した前記音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成手段と、
前記第１解析結果から得た情報と、前記装置情報を外部装置に送信する送信手段と、
前記第１解析結果に対応する第２解析結果を外部装置から受信する受信手段と、
前記第１解析結果と、前記第２解析結果とを表示する表示手段とを備えた診断装置である。

請求項３に係る本発明は、前記装置情報が、解析対象の装置の機種名の情報、製造番号の情報または装置の動作状態に関する動作状態情報の少なくともいずれかの情報を含む請求項１又は２記載の診断装置である。

請求項４に係る本発明は、前記装置情報が、解析対象の装置を構成する複数の部位のうちどの部位が稼働中であるかを示す動作部位情報を含み、
前記表示手段は、前記第１解析結果とともに、前記複数の部位の稼働状態を示す情報を表示する請求項１から３のいずれか１項記載の診断装置である。

請求項５に係る本発明は、音情報を取得する取得手段と、
取得した前記音情報から、解析対象の装置を構成する複数の部位のうちどの部位が稼働中であるかを示す動作部位情報を含む装置情報を抽出する抽出手段と、
取得した前記音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成手段と、
前記第１解析結果と、前記動作部位情報とを表示する表示手段とを備えた診断装置である。

請求項６に係る本発明は、前記装置情報が重畳される周波数帯域が、人間の聴力では判別がし難い高周波領域である請求項１から５のいずれか１項記載の診断装置である。

請求項７に係る本発明は、前記装置情報が、人間の聴力では判別がし難い高周波信号に対して位相変調されることにより重畳されている請求項１から６のいずれか１項記載の診断装置である。

[診断システム]
請求項８に係る本発明は、音情報を取得する取得手段と、
取得した前記音情報から、装置に関する装置情報を抽出する抽出手段と、
取得した前記音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成手段と、
異常音の音信号の周波数解析を行って得た複数の第２解析結果を格納する格納手段と、
前記第１解析結果から得た情報と、前記装置情報を用いて、前記格納手段に格納されている前記複数の第２解析結果の中から、前記第１解析結果に対応したものを選択する選択手段と、
前記第１解析結果と、前記第２解析結果とを表示する表示手段とを備えた診断システムである。

[装置]
請求項９に係る本発明は、自装置の動作状態を、異音の発生原因を解析するための動作状態に設定するための設定手段と、
前記設定手段により自装置の動作状態が異音の発生原因を解析するための動作状態に設定された場合、自装置に関する装置情報が重畳された人間の聴力では判別がし難い高周波信号を出力する音出力手段とを備えた装置である。

[プログラム]
請求項１０に係る本発明は、音情報を取得する取得ステップと、
取得した前記音情報から、装置に関する装置情報を抽出する抽出ステップと、
取得した前記音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成ステップと、
前記第１解析結果及び前記装置情報から選定した第２解析結果と、前記第１解析結果とを表示する表示ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

請求項１に係る本発明によれば、音を取得して解析対象の装置に関する装置情報を取得することが可能な診断装置を提供することができる。

請求項２に係る本発明によれば、音を取得して解析対象の装置に関する装置情報を取得することが可能な診断装置を提供することができる。

請求項３に係る本発明によれば、音を取得して機種名の情報、製造番号の情報または装置の動作状態情報の少なくともいずれかの情報を、解析対象の装置に関する装置情報として取得することが可能な診断装置を提供することができる。

請求項４に係る本発明によれば、複数の部位の稼働状態を示す情報を表示しない場合と比較して、異音の原因が装置のどの部位に起因するかを推定することが容易になる診断装置を提供することができる。

請求項５に係る本発明によれば、複数の部位の稼働状態を示す情報を表示しない場合と比較して、異音の原因が装置のどの部位に起因するかを推定することが容易になる診断装置を提供することができる。

請求項６に係る本発明によれば、使用者に意識させることなく、音を取得して解析対象の装置に関する装置情報を取得することが可能な診断装置を提供することができる。

請求項７に係る本発明によれば、使用者に意識させることなく、音を取得して解析対象の装置に関する装置情報を取得することが可能な診断装置を提供することができる。

請求項８に係る本発明によれば、音を取得して解析対象の装置に関する装置情報を取得することが可能な診断システムを提供することができる。

請求項９に係る本発明によれば、診断装置が音を取得して自装置に関する装置情報を取得することが可能な装置を提供することができる。

請求項１０に係る本発明によれば、音を取得して解析対象の装置に関する装置情報を取得することが可能なプログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態の異音診断システムの構成を示すシステム図である。 本発明の一実施形態における異音診断装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における異音診断装置１０の機能構成を示すブロック図である。 復調部３９により抽出される装置情報のデータフォーマットの一例を示す図である。 本発明の一実施形態におけるサーバ装置５０の機能構成を示すブロック図である。 図５中の波形データ格納部５３に格納される情報の一例を示す図である。 本発明の一実施形態における画像形成装置２０のハードウェア構成を示す図である。 本発明の一実施形態における画像形成装置２０の機能構成を示すブロック図である。 動作モード設定部４６が動作モードを異音の発生原因を解析するための異音解析モードに設定する際の表示画面例を示す図である。 ＱＰＳＫにおける信号点配置図を示す図である。 本発明の一実施形態の異音診断システムの動作を説明するためのシーケンスチャートである。 機種名の情報等の装置情報が重畳された不可聴音信号が画像形成装置２０から出力される様子を説明するための図である。 ＳＴＦＴの概念を説明するための図である。 ＳＴＦＴにより得られた解析結果に基づく周波数スペクトラム波形の画像例を示す図である。 周波数スペクトル波形をユーザに提示する際に、異音であると推定される領域を指定するようユーザに促すような表示を行った場合の一例を示す図である。 図１５の周波数スペクトラム波形の画像例において、ユーザにより選択された選択領域８０の一例を示す図である。 高速フーリエ変換の解析結果例を示す図である。 ２つの周波数スペクトル波形が表示された異音診断装置１０の画面例を示す図である。 図１８に示した画面例に対して、異音原因が異なる別の周波数スペクトル波形が表示された場合の画像例を示す図である。 各部位がどのタイミングで動作開始するかを示すタイミングチャートとともに周波数スペクトル波形の画像を表示した場合の画面例を示す図である。 装置情報７０のパケットデータを送信するタイミングを説明するための図である。 １８ｋＨｚ、２０ｋＨｚという２つの音信号を用いて装置情報を伝達する場合の一例を説明するための図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態の異音診断システムの構成を示すシステム図である。

本発明の一実施形態の異音診断システムは、図１に示されるように、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末装置等の携帯可能な異音診断装置１０と、サーバ装置５０とから構成されている。

なお、異音診断装置１０は、通信ネットワークを介してサーバ装置５０に接続可能な装置であればどのような装置であっても本発明は適用可能である。ただし、本実施形態では、異音診断装置１０が、音信号を取得可能なマイク等の装置および、タッチ入力が可能なタッチパネルを備えたタブレット端末装置の場合を用いて説明する。

異音診断装置１０は、エンドユーザが使用しているプリンタ等の画像形成装置２０の保守管理、修理等を行うサービスマン（保守要員）により携帯され、画像形成装置２０において発生した異音（異常音）信号を取得して、取得した異音信号を周波数解析したり、サーバ装置５０から取得した過去の異音信号の周波数解析結果の波形と取得した異音信号の周波数解析結果波形とを表示するために使用される。

異音診断装置１０と、サーバ装置５０とは、Ｗｉ−Ｆｉルータ等の無線ＬＡＮターミナル３０や、インターネット通信網４０を介して接続され情報の送受信を行っている。

なお、異音診断装置１０が携帯電話装置やスマートフォン等の場合には、異音診断装置１０とサーバ装置５０とを携帯電話回線網を介して接続して、周波数解析結果波形データの送受信を行うようにすることも可能である。

本実施形態の異音診断システムでは、エンドユーザの場所に設置された対象電子機器である画像形成装置２０に異音が発生した場合、サービスマンが異音診断装置１０を携帯して画像形成装置２０の場所に出向く。そして、このサービスマンが、異音診断装置１０を用いて発生している異音を録音することにより異音信号を取得して、異音の原因を特定する異音診断を行う。

なお、画像形成装置２０にマイク等を設けて録音機能を持たせて、異音が発生した場合にその録音機能により異音を録音させることも技術的には可能であるが、画像形成装置２０がエンドユーザのオフィス等に設置される場合、この画像形成装置２０に音を録音する機能を設けることはセキュリティ上の理由により実現することができない。

次に、本実施形態の異音診断システムにおける異音診断装置１０のハードウェア構成を図２に示す。

異音診断装置１０は、図２に示されるように、ＣＰＵ１１、一時的にデータを保存可能なメモリ１２、フラッシュメモリ等の記憶装置１３、無線ＬＡＮターミナル３０との間で無線通信を行ってデータの送信及び受信を行う無線ＬＡＮインタフェース（ＩＦ）１４、タッチセンサ等の入力装置１５、表示装置１６、マイク１７を有する。これらの構成要素は、制御バス１８を介して互いに接続されている。

本実施形態の異音診断装置１０では、表示装置１６上にタッチ位置を検出するためのタッチセンサが入力装置１５として設けられたタッチパネルが備えられていて、このタッチパネルを用いて表示が行われるとともにユーザからの入力が行われる。

ＣＰＵ１１は、メモリ１２または記憶装置１３に格納された制御プログラムに基づいて所定の処理を実行して、異音診断装置１０の動作を制御する。なお、この制御プログラムは、インターネット通信網４０や携帯電話回線網を介してダウンロードすることにより入手してＣＰＵ１１に提供することも可能であるし、当該プログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してＣＰＵ１１に提供することも可能である。

本実施形態の異音診断装置１０は、上記の制御プログラムが実行されることにより以下に説明するような動作を行って、サービスマンが異音の原因を特定する業務の手助けを行う。

図３は、上記の制御プログラムが実行されることにより実現される異音診断装置１０の機能構成を示すブロック図である。

本実施形態の異音診断装置１０は、図３に示されるように、音取得部３１と、周波数解析部３２と、制御部３３と、音データ格納部３４と、表示部３５と、通信部３６と、ＬＰＦ(Low Pass Filter)３７と、ＨＰＦ(High Pass Filter)３８と、復調部３９とを備えている。

表示部３５は、制御部３３による制御に基づいて各種データの表示を行う。通信部３６は、外部装置であるサーバ装置５０との間で通信を行う。

音取得部３１は、解析対象の装置である画像形成装置２０において発生した異音を入力して音信号を取得する。

なお、本実施形態では、音取得部３１が、画像形成装置２０において発生した異音を入力して音信号を取得するものとして説明しているが、この音信号は音情報の一例である。

ＨＰＦ３８は、音取得部３１により取得された音信号のうち、予め設定された周波数よりも高い高周波成分のみを通過させる。例えば、ＨＰＦ３８は、音取得部３１により取得された音信号のうち、１６ｋＨｚ以上の成分のみを通過させる。

そして、復調部３９は、ＨＰＦ３８を通過した後の高周波成分の音信号を復調することにより、この高周波数成分の音信号に重畳していた、解析対象の装置である画像形成装置２０に関する装置情報を抽出する。

この復調部３９により抽出される装置情報のデータフォーマットの一例を図４に示す。

この図４に示された装置情報７０は、ヘッダ７１と、機種情報７２と、動作状態情報７３と、動作部位情報７４とから構成されている。機種情報７２は、この装置情報７０を送信した画像形成装置２０の機種名８１、シリアル番号（製造番号）８２により構成される。

また、動作状態情報７３は、画像形成装置２０の動作状態に関する情報であり、ジョブ種類８３、カラーモード８４、両面印刷８５に関する情報により構成されている。

ここで、ジョブ種類８３の情報は、画像形成装置２０が実行しているジョブ（動作命令）の種類が、プリント、コピー、スキャンのいずれであるかを示す情報となっている。また、カラーモード８４の情報は、処理を行っている画像がカラー画像なのかモノクロ画像なのかを示す情報となっている。さらに、両面印刷８５に関する情報は、画像を用紙に出力する場合に両面印刷なのか片面印刷なのかを示す情報となっている。

さらに、動作部位情報７４は、解析対象の装置である画像形成装置２０を構成する複数の部位のうちどの部位が稼働中であるかを示す情報となっている。具体的には、動作部位情報７４の各ビットが、それぞれ、用紙搬送装置、現像装置、感光体ドラム、定着器等の装置を構成する各部位に対応しており、このビットが”１”の場合にはその部位が稼働状態であることを示し、”０”の場合にはその部位が停止状態であることを示すようになっている。

また、ＬＰＦ３７は、音取得部３１により取得された音信号のうち、予め設定された周波数よりも低い低周波成分のみを通過させる。例えば、ＬＰＦ３７は、音取得部３１により取得された音信号のうち、１６ｋＨｚ以下の成分のみを通過させる。

周波数解析部３２は、ＬＰＦ３７により高周波成分の音信号が取り除かれた後の音信号に対して時間周波数解析（時間依存周波数解析）を行って、取得された異音信号の周波数毎の信号強度分布の時間変化を表す周波数スペクトル波形データ（第１解析結果）を生成する。なお、周波数スペクトル波形データは、周波数解析を行うことにより得られた解析結果である。

具体的には、周波数解析部３２は、ＬＰＦ３７を通過した後の音信号に対してＳＴＦＴ（Short time Fourier transform：短時間フーリエ変換）を行うことにより周波数スペクトル波形データを生成する。このＳＴＦＴの説明については後述する。

制御部３３は、周波数解析部３２により得られた周波数スペクトル波形データを音データとともに音データ格納部３４に格納する。そして、制御部３３は、ＳＴＦＴの結果により得られた周波数スペクトル波形をタッチパネルである表示部３５上に表示する。

その後、ユーザがタッチパネルである表示部３５上に表示された周波数スペクトル波形において、異音の信号成分であると推測される領域を指でなぞる等のタッチ操作を行うと、制御部３３は、このユーザのタッチ操作に基づいて、表示された周波数スペクトル波形における異音の信号成分が含まれる領域の指定を受付ける。

すると、制御部３３は、周波数解析部３２により得られた周波数スペクトル波形データのうち、異音の信号成分が含まれる領域として指定された領域の周波数成分に対して時間軸方向に周波数解析を行う高速フーリエ変換（１Ｄ−ＦＦＴ(Fast Fourier Transform)）の実行を周波数解析部３２に指示する。そのため、周波数解析部３２は、指示された領域に含まれる周波数成分に対して時間軸方向に高速フーリエ変換を行う。

そして、制御部３３は、周波数解析部３２における高速フーリエ変換の解析結果から異音の周期および周波数の情報を抽出する。

なお、異音が発生していない場合でも予め設定された周波数以下の低周波数の領域には、通常動作音の信号成分が常に含まれている。そのため、制御部３３は、予め設定された周波数以下の領域については、異音の信号成分が含まれる領域として指定された場合でも、その指定を受付けないようにしても良い。

また、制御部３３は、取得した異音の周期および周波数の情報を、復調部３９により抽出された画像形成装置２０の機種名、シリアル番号等の機種情報、画像形成装置２０の動作状態を示す動作状態情報等の装置情報とともに通信部３６を介してサーバ装置５０に送信する。

なお、制御部３３がサーバ装置５０に送信する装置情報には、装置の機種名の情報、シリアル番号の情報または動作状態情報のうちの少なくともいずれかを含めるようにしても良い。また、動作状態情報には、上述したような、カラー印刷なのか白黒印刷なのか、両面印刷なのか片面印刷なのか、印刷ジョブの種類はスキャン、プリント、コピー（複写）のいずれなのかだけでなく、使用用紙の種類、プロセススピード（画像形成速度）等の情報を含めるようにすることができる。

このようにして、制御部３３は、周波数解析部３２により得られた周波数スペクトル波形データから得られた情報を、通信部３６を介してサーバ装置５０に送信する。

サーバ装置５０では、画像形成装置２０の装置と同等の装置において過去に発生した異音の音信号の周波数解析を行って得られるスペクトル波形データを、元の音データ、その音データが取得された際の装置の動作状態、異音原因、異音への対処方法等の情報とともに格納している。

そしてサーバ装置５０は、異音診断装置１０から送信されてきた異音の周期および周波数の情報から、周波数解析部３２による周波数解析の結果得られた周波数スペクトル波形データに対応する周波数スペクトル波形データ（第２解析結果）を検索して、見つかった周波数スペクトル波形データを異音のサンプル波形データとして格納している音データ等の情報等とともに異音診断装置１０に送信する。

この結果、制御部３３は、周波数解析部３２による周波数解析の結果得られた周波数スペクトル波形データに対応する周波数スペクトル波形データを通信部３６を介してサーバ装置５０から受信する。

制御部３３は、音取得部３１により取得された音信号の周波数解析を行って得られた周波数スペクトル波形と、サーバ装置５０から受信したスペクトル波形とを表示部３５に並列に表示するよう制御する。

なお、制御部３３は、サーバ装置５０から送信されてきた周波数スペクトル波形データが複数存在する場合、複数の周波数スペクトル波形データのうち、周波数解析部３２の周波数解析によって得られた周波数スペクトル波形データとの類似度が高いものを優先して表示部３３に表示する。

次に、本実施形態の異音解析システムにおけるサーバ装置５０の機能構成を図５のブロック図を参照して説明する。

本実施形態のサーバ装置５０は、図５に示されるように、通信部５１と、制御部５２と、波形データ格納部５３とを備えている。

波形データ格納部５３は、解析対象の装置である画像形成装置２０と同等の装置において過去に発生した異音の音信号の周波数解析を行って得られる複数の周波数スペクトル波形データを格納する。

具体的には、波形データ格納部５３は、図６に示されるように、予め取得された異音の音データを時間周波数解析することにより得られた周波数スペクトル波形データと、元となった音データと、異音の原因と、その対処方法等の情報が機種毎に格納されている。

そして、制御部５２は、異音診断装置１０から異音の周期や周波数の情報を受信した場合、波形データ格納部５３に格納されている複数の周波数スペクトルの波形データの中から、受信した異音周期や周波数の情報に基づいて、異音診断装置１０において取得された異音に基づく周波数スペクトルの波形データに類似するものを選択して、通信部５１を介して異音診断装置１０に送信する

次に、本実施形態の画像形成装置２０のハードウェア構成を図７に示す。

画像形成装置２０は、図７に示されるように、ＣＰＵ２１、メモリ２２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置２３、ネットワークを介して外部の装置等との間でデータの送信及び受信を行う通信インタフェース（ＩＦ）２４、タッチパネル又は液晶ディスプレイ並びにキーボードを含むユーザインタフェース（ＵＩ）装置２５、スキャナ２６、プリントエンジン２７を有する。これらの構成要素は、制御バス２８を介して互いに接続されている。

プリントエンジン２７は、帯電、露光、現像、転写、定着などの工程を経て印刷用紙等の記録媒体上に画像を印刷する。

ＣＰＵ２１は、メモリ２２または記憶装置２３に格納された制御プログラムに基づいて所定の処理を実行して、画像形成装置２０の動作を制御する。なお、本実施形態では、ＣＰＵ２１は、メモリ２２または記憶装置２３内に格納された制御プログラムを読み出して実行するものとして説明したが、当該プログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してＣＰＵ２１に提供することも可能である。

図８は、上記の制御プログラムが実行されることにより実現される画像形成装置２０の機能構成を示すブロック図である。

本実施形態における画像形成装置２０は、図８に示されるように、画像読取部４１と、画像処理部４２と、画像出力部４３と、制御部４４と、画像データ格納部４５と、動作モード設定部４６と、変調部４７と、音出力部４８とを備えている。

画像読取部４１は、原稿画像を読み取って画像データを取得する。画像処理部４２は、制御部４４からの指示に基づいて、ＲＧＢ色空間の画像データをＣＭＹＫ色空間の画像データに変換する等の画像処理を実行する。

画像出力部４３は、制御部４４による指示に基づいて、指定された画像を印刷用紙等の記録媒体上に印刷する処理を実行する。画像データ格納部４５は、印刷指示を受けて処理途中の画像データ等を格納する。

制御部４４は、プリント、コピー、スキャン等の各種実行指示を受付けると、画像読取部４１、画像処理部４２、画像出力部４３等を制御して、受け付けた指示に基づく制御を行う。

動作モード設定部４６は、ユーザの操作に基づいて、画像形成装置２０の動作モードを設定する。ここで、ユーザが画像形成装置２０の動作状態を異音解析モードに設定するよう指示した場合、動作モード設定部４６は、自装置の動作状態を、異音の発生原因を解析するための動作モード（動作状態）に設定する。

例えば、図９に示すように、ユーザが画像形成装置２０の操作パネル４９を操作して、異音解析モードに移行するような指示を行った場合、動作モード設定部４６は、制御部４４に対して動作モードを、異音の発生原因を解析するための異音解析モードに設定する。

そして、動作モード設定部４６により動作モードが異音解析モードに設定された場合、制御部４４は、変調部４７に対して、上記において説明したような自装置の機種名、シリアル番号等の機種情報、動作状態情報、動作部位情報等からなる装置情報を音信号に重畳して出力するような指示を行う。

変調部４７は、制御部４４により上記のような指示が行われた場合、人間の聴力では判別がし難い不可聴な高周波信号、例えば、１９ｋＨｚの音信号を、自装置に関する装置情報により位相変調するような処理を実行する。つまり、装置情報は、１９ｋＨｚの高周波数信号に対して位相変調することにより重畳されている。

なお、本実施形態では、変調部４７は、位相変調の１つの方式であるＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying:４位相偏移変調)を用いて、１９ｋＨｚの音信号を装置情報により変調する場合を用いて説明する。

ＱＰＳＫとは、図１０に示すように、基準位相に対して４５°、１３５°、２２５°、３１５°の位相に対してそれぞれ、”１１”、”１０”、”００”、”０１”のような２ビット分の情報を対応させる変調方式である。図１０は、ＱＰＳＫにおける信号点配置図を示す図である。

なお、このＱＰＳＫは一般的な変調方式であるため、その詳細な説明は省略する。なお、本発明は、変調方式としてＱＰＳＫを用いる場合に限定されるものではなく、２相ＰＳＫ等の他の位相変調方式や、振幅変調方式、または周波数変調方式等の他の変調方式を用いて装置情報を不可聴音に重畳する場合でも同様に適用することができるものである。

そして、音出力部４８は、変調部４７により装置情報が重畳された後の不可聴音信号をスピーカ等を介して装置の外部に出力する。つまり、音出力部４８は、動作モード設定部４６により自装置の動作状態が異音の発生原因を解析するための動作モードに設定された場合、自装置に関する装置情報が重畳された人間の聴力では判別し難い不可聴な高周波信号を出力する。

なお、一般的な人間の可聴周波数範囲は約２０〜２０ｋＨｚと言われており、厳密な意味では不可聴な高周波信号の周波数範囲はこの周波数範囲よりも高い周波数である必要がある。しかし、音信号の周波数が高くなるほど人間の音に対する判別能力は劣化する。また、異音解析のために画像形成装置２０を動作させることにより、通常動作音やその他の低い周波数の各種音が発生する。そのため、装置情報が重畳された高周波の音信号が出力されたとしても、周囲の人間にはほとんど判別されることがないと思われる。

そのため、不可聴な高周波信号とは、かならずしも超音波信号のような厳密な意味での可聴周波数範囲外の音信号を指すものではなく、異音解析を行う際に周囲の人間に聞こえないような高周波の音信号を意味している。よって、本実施形態では、不可聴な高周波信号の一例として１９ｋＨｚの音信号を用いた場合について説明を行う。

次に、本実施形態の異音診断システムの動作を図１１のシーケンスチャートを参照して説明する。

異音診断装置１０において異音の原因を特定するための異音診断を行おうとする場合、図９に示したような操作を行うことにより、画像形成装置２０を異音解析モードに設定する。すると、図１２に示すように、機種名の情報等の装置情報が重畳された不可聴音信号が画像形成装置２０から出力される状態となる。そして、この状態で異音が発生している処理を画像形成装置２０に対して実行させて異音９２を再現させる。

そして、異音診断装置１０では、動作モードを録音モードにして、マイク１７を画像形成装置２０に向けて異音９２の録音を行って音データを取得する(ステップＳ１０１)。この際に、装置情報が重畳された不可聴音信号９１も異音診断装置１０により同時に録音されることになる。

すると、異音診断装置１０では、取得した音信号のうち高周波成分を取り出して復調することにより、録音された不可聴音信号９１に重畳されていた機種名等の装置情報を抽出する（ステップＳ１０２）。

また、異音診断装置１０では、取得された音データが周波数解析部３２においてＳＴＦＴが行われることにより周波数毎の信号強度分布の時間変化を表した周波数スペクトル波形が生成される(ステップＳ１０３)。

このＳＴＦＴとは、図１３に示されるように、短時間毎にフーリエ変換を行って周波数成分毎の信号強度を時間変化に応じて演算したものである。そして、このＳＴＦＴにより得られた解析結果を１つの周波数スペクトル波形の画像とした場合の波形例を図１４に示す。

図１４に示した周波数スペクトル波形例では、横軸が時間、縦軸が周波数を表していて、周波数毎の強度は色によって表現されている。なお、図１４では、この色の違いをハッチングパターンにより表現している。また、図１４では周波数毎の強度が色によって表現される場合を例示しているが、この強度を階調により表現することも可能である。

この図１４の周波数スペクトル波形例では、異音の周波数成分６１が特定の周波数に周期的に発生しているのが表示されているのが分かる。なお、この図１４に示した周波数スペクトル波形例において、低い周波数成分は通常の動作音であり異音の周波数成分ではない。

この図１４に示したような周波数スペクトル波形が得られると、制御部３３は、この周波数スペクトル波形を表示部３５に表示する。すると、制御部３３は、図１５に示すように、表示された周波数スペクトル波形に対して、異音であると推定される領域を指定するようユーザに促すような表示を行う。図１５に示した例では、「異音であると思われる領域を指定して下さい。」という文字が表示されて、ユーザに異音であると推定される領域を指定するよう促されているのが分かる。

そして、このような表示を参照することにより、周波数スペクトル波形を提示されたユーザが、異音の周波数成分６１を特定して、例えばタッチパネルを操作することによりこの異音の周波数成分６１が含まれる領域を選択する。

このようにしてユーザにより選択された選択領域８０の一例を図１６に示す。図１６に示した例では、ユーザが指６５でタッチパネルを操作することにより、複数の異音の周波数成分６１を含むような長方形の領域が選択領域８０として指定されているのが分かる。

そして、このように選択領域８０が指定されると、選択領域８０に含まれる周波数成分に対する高速フーリエ変換（１Ｄ−ＦＦＴ）が周波数解析部３２により実行される(ステップＳ１０４)。このようにして実行された高速フーリエ変換の解析結果例を図１７に示す。

なお、この図１７では、高速フーリエ変換を行った周波数成分の信号の周期および周波数が検出されることにより異音の周期および周波数が特定されることになる。なお、異音には倍音成分等が含まれるため、複数の周期が検出される場合があるが最も信号強度が強い周期が異音周期として検出される。

また、所定の周期以上の長周期の信号成分は通常動作音や不定周期雑音であると考えられるため、このような長周期の信号成分の領域は判定除外領域６２として、この判定除外領域６２における解析結果は無視される。

さらに、所定の周波数以下の低周波の信号成分についても通常動作音と区別が付かないため、このような低周波の信号成分の領域は判定除外領域６３として、この判定除外領域６３における解析結果は無視される。

異音診断装置１０では、この高速フーリエ変換の解析結果により、異音の周波数および周期の情報を機種情報や動作状態の情報とともにサーバ装置５０に送信する(ステップＳ１０５)。例えば、異音周波数は４ｋHz、異音周期は２．０秒というような情報がサーバ装置５０に送信される。

すると、サーバ装置５０では、受信した情報に基づいて、波形データ格納部５３を検索することにより、受信した情報に対応する周波数スペクトル波形のデータを抽出する（ステップＳ１０６）。

そして、サーバ装置５０は、抽出した周波数スペクトル波形データを、元の音データ、異音原因、その対処方法等の情報とともに異音診断装置１０に送信する（ステップＳ１０７）。

すると、異音診断装置１０では、サーバ装置５０から送信されてきた周波数スペクトル波形データを受信する（ステップＳ１０８）。そして、異音診断装置１０の制御部３３は、受信した周波数スペクトル波形と、ＳＴＦＴで得られた周波数スペクトル波形を表示部３５に表示させる（ステップＳ１０９）。

このようにして２つの周波数スペクトル波形が表示された異音診断装置１０の画面例を図１８に示す。

図１８に示した画面例では、周波数解析部３２におけるＳＴＦＴにより得られた周波数スペクトル波形が、「今回録音した異音の解析結果波形」として表示され、サーバ装置５０から送信されてきた周波数スペクトル波形が、「過去の異音データ」として「感光体ドラムの摩耗」という異音原因とともに表示されているのが分かる。

異音診断を行おうとするサービスマンは、この２つの周波数スペクトル波形を比較して、波形中の異音成分が類似しているか否かを判定することにより異音の原因を特定する。

また、サーバ装置５０から複数の周波数スペクトル波形が送信されてきた場合には、例えば、「過去の異音データ」として表示されている周波数スペクトル波形の画像をタッチ操作により横方向になぞることにより、図１９のように別の周波数スペクトル波形が表示される。

図１９は、異音原因が「駆動系モータの不良」である場合の異音の周波数スペクトル波形が表示された場合の画像例を示している。

このように複数の周波数スペクトル波形が送信されてきた場合には、サービスマンは、今回取得した異音の周波数スペクトル波形が、いずれの周波数スペクトル波形とより類似しているかを判定することにより異音の原因を特定する。なお、この異音の原因の特定の際には、単に周波数スペクトル波形の形状や異音成分の周期や周波数等を比較するだけでなく、元の音データを再生して今回取得した異音とサーバ装置５０から送信されてきた周波数スペクトル波形に対応した音とを聴き比べて異音の原因を特定する。

さらに、図４に示したように、本実施形態における装置情報７０は、解析対象の装置を構成する複数の部位のうちどの部位が稼働中であるかを示す動作部位情報７４を含んでいる。そのため、この動作部位情報７４を用いることにより、図２０に示すように、制御部３３は、周波数解析部３２により得られた周波数スペクトル波形とともに、複数の部位の稼働状態を示す情報を表示部３５に表示するよう制御するようにしても良い。

この図２０に示される表示例では、用紙搬送装置、現像装置、感光体ドラム、定着器等がどのタイミングで動作開始するかがタイミングチャートにより示されており、周波数スペクトル波形の画像と比較することにより、どの部位が異音の原因である可能性が高いのかを推定することができるようになる。

また、画像形成装置２０から不可聴音信号９１に重畳させて出力する装置情報７０のパケットデータは常時繰り返し送信するようにしても良いし、送信内容が変わった時だけ送信する等の特定のタイミングでのみ送信するようにしてもよい。

例えば、図２１に示す送信例では、録音開始直後は連続して装置情報７０を送信しているが、その後は送信内容が変わった時のみ装置情報７０ａ、７０ｂが単独で送信されている。

また、機種情報７２や動作状態情報７３のように途中で変更されることが無い情報のみを送信する場合には、装置情報７０を連続して送信する必要は無く、異音診断装置１０が装置情報７０を取得可能となるような必要最小限で送信するようにすれば良い。

なお、図２１では、画像形成装置２０から取得された通常音や異常音の周波数スペクトル波形と、不可聴音信号９１の周波数との関係が示されており、それぞれ周波数帯域が重複しないように設定されていることにより、ＨＰＦ３８とＬＰＦ３７により分離可能であることが分かる。

また、上記では１９ｋＨｚという単一周波数の不可聴音信号９１を位相変調することにより装置情報を重畳する場合を説明したが、図２２に示すように、１８ｋＨｚ、２０ｋＨｚという２つの音信号を用いて装置情報を伝達するようにすることも可能である。

この図２２に示す例では、例えば１８ｋＨｚの信号を”０”に対応させ、２０ｋＨｚの信号を”１”に対応させ、装置情報に基づいて２つの周波数を切り替えることにより音信号により装置情報を伝達する場合が示されている。

本実施形態の異音診断装置１０では、機種名等の装置情報をマニュアル操作で入力したり、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信を介して画像形成装置２０から受信したり、１次元コード、２次元コード等を読み取って入力しなくても、画像形成装置２０から出力される音信号を録音するだけ機種名等の装置情報が取得される。

また、複数の音信号を録音した場合でも、取得した音データと機種名等の装置情報が確実に紐づけられることとなる。さらに、ユーザによるマニュアル操作では、機種名等の装置情報が誤入力される可能性があるが、このような誤入力が防がれることになる。

[変形例]
上記実施形態では、異音診断装置１０がタブレット端末装置である場合を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の装置を異音診断装置とするような場合でも本発明を適用することができるものである。例えば、画像形成装置２０の操作パネルが本体から脱着可能な構成であって、サーバ装置５０と通信可能であり音信号の取得機能を内蔵しているような構成の場合、この操作パネルを異音診断装置とするようにしても良い。

また、上記実施形態では、異音診断装置１０がマイク１７を内蔵している場合を用いて説明しているが、異音診断装置１０に音録音機能が備えられていれば、マイク等の集音装置を外部に接続することにより音信号の取得手段を実現するようにしても良い。

また、上記実施形態では、異音であると推定される領域の指定がユーザのタッチ操作により行われる場合を用いて説明しているが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。この領域の指定をペン入力で行う場合、異音であると推定される周波数を数字により直接入力する場合、マウス操作により領域を指定する場合等の他の方法により異音であると推定される領域を指定する場合でも、本発明は同様に適用可能である。

さらに、上記実施形態では、異音解析の対象装置が画像形成装置である場合を用いて説明しているが、異音解析の対象となる装置は画像形成装置に限定されるものではなく、周期性を持った異音を発生させる可能性がある装置であれば他の装置である場合でも本発明は同様に適用可能である。

１０ 異音診断装置
１１ ＣＰＵ
１２ メモリ
１３ 記憶装置
１４ 無線ＬＡＮインタフェース（ＩＦ）
１５ 入力装置
１６ 表示装置
１７ マイク
１８ 制御バス
２０ 画像形成装置
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
２３ 記憶装置
２４ 通信インタフェース（ＩＦ）
２５ ユーザインタフェース（ＵＩ）装置
２６ スキャナ
２７ プリントエンジン
２８ 制御バス
３０ 無線ＬＡＮターミナル
３１ 音取得部
３２ 周波数解析部
３３ 制御部
３４ 音データ格納部
３５ 表示部
３６ 通信部
３７ ＬＰＦ
３８ ＨＰＦ
３９ 復調部
４０ インターネット通信網
４１ 画像読取部
４２ 画像処理部
４３ 画像出力部
４４ 制御部
４５ 画像データ格納部
４６ 動作モード設定部
４７ 変調部
４８ 音出力部
４９ 操作パネル
５０ サーバ装置
５１ 通信部
５２ 制御部
５３ 波形データ格納部
６１ 異音の周波数成分
６２、６３ 判定除外領域
６５ 指
７０ 装置情報
７１ ヘッダ
７２ 機種情報
７３ 動作状態情報
７４ 動作部位情報
８０ 選択領域
８１ 機種名
８２ シリアル番号
８３ ジョブ種類
８４ カラーモード
８５ 両面印刷

［診断装置］
請求項１に係る本発明は、音情報を取得する取得手段と、
取得した前記音情報に含まれる人間の聴力では判別がし難い高周波信号から、装置に関する装置情報を抽出する抽出手段と、
取得した前記音情報のうち前記高周波信号が取り除かれた後の音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成手段と、
前記第１解析結果及び前記装置情報から選定した第２解析結果と、前記第１解析結果とを表示する表示手段とを備えた診断装置である。

請求項２に係る本発明は、音情報を取得する取得手段と、
取得した前記音情報に含まれる人間の聴力では判別がし難い高周波信号から、装置に関する装置情報を抽出する抽出手段と、
取得した前記音情報のうち前記高周波信号が取り除かれた後の音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成手段と、
前記第１解析結果から得た情報と、前記装置情報を外部装置に送信する送信手段と、
前記第１解析結果に対応する第２解析結果を外部装置から受信する受信手段と、
前記第１解析結果と、前記第２解析結果とを表示する表示手段とを備えた診断装置である。

請求項５に係る本発明は、音情報を取得する取得手段と、
取得した前記音情報に含まれる人間の聴力では判別がし難い高周波信号から、解析対象の装置を構成する複数の部位のうちどの部位が稼働中であるかを示す動作部位情報を含む装置情報を抽出する抽出手段と、
取得した前記音情報のうち前記高周波信号が取り除かれた後の音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成手段と、
前記第１解析結果と、前記動作部位情報とを表示する表示手段とを備えた診断装置である。

[診断システム]
請求項６に係る本発明は、音情報を取得する取得手段と、
取得した前記音情報に含まれる人間の聴力では判別がし難い高周波信号から、装置に関する装置情報を抽出する抽出手段と、
取得した前記音情報のうち前記高周波信号が取り除かれた後の音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成手段と、
異常音の音信号の周波数解析を行って得た複数の第２解析結果を格納する格納手段と、
前記第１解析結果から得た情報と、前記装置情報を用いて、前記格納手段に格納されている前記複数の第２解析結果の中から、前記第１解析結果に対応したものを選択する選択手段と、
前記第１解析結果と、前記第２解析結果とを表示する表示手段とを備えた診断システムである。

請求項７に係る本発明は、自装置の動作状態を、異音の発生原因を解析するための動作状態に設定するための設定手段と、前記設定手段により自装置の動作状態が異音の発生原因を解析するための動作状態に設定された場合、自装置に関する装置情報が重畳された人間の聴力では判別し難い高周波信号を出力する音出力手段とを備えた装置と、
音情報を取得する取得手段と、取得した前記音情報に含まれる人間の聴力では判別がし難い高周波信号から、装置に関する装置情報を抽出する抽出手段と、取得した前記音情報のうち前記高周波信号が取り除かれた後の音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成手段と、前記第１解析結果及び前記装置情報から選定した第２解析結果と、前記第１解析結果とを表示する表示手段とを備えた診断装置と、
を有する診断システムである。
請求項８に係る本発明は、前記音出力手段が、最初は装置情報を高周波信号に連続して重畳し、その後は装置情報の送信内容が変わった場合に装置情報を高周波信号に重畳して出力する請求項７記載の診断システムである。

[プログラム]
請求項９に係る本発明は、音情報を取得する取得ステップと、
取得した前記音情報に含まれる人間の聴力では判別がし難い高周波信号から、装置に関する装置情報を抽出する抽出ステップと、
取得した前記音情報のうち前記高周波信号が取り除かれた後の音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成ステップと、
前記第１解析結果及び前記装置情報から選定した第２解析結果と、前記第１解析結果とを表示する表示ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

請求項１に係る本発明によれば、音を取得して解析対象の装置に関する装置情報を取得することが可能な診断装置を提供することができる。
また、請求項１に係る本発明によれば、使用者に意識させることなく、音を取得して解析対象の装置に関する装置情報を取得することが可能な診断装置を提供することができる。

請求項６に係る本発明によれば、音を取得して解析対象の装置に関する装置情報を取得することが可能な診断システムを提供することができる。

請求項７、８に係る本発明によれば、診断装置が音を取得して自装置に関する装置情報を取得することが可能な診断システムを提供することができる。

請求項９に係る本発明によれば、音を取得して解析対象の装置に関する装置情報を取得することが可能なプログラムを提供することができる。

Claims (10)

1. 音情報を取得する取得手段と、
   取得した前記音情報から、装置に関する装置情報を抽出する抽出手段と、
   取得した前記音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成手段と、
   前記第１解析結果及び前記装置情報から選定した第２解析結果と、前記第１解析結果とを表示する表示手段と、
   を備えた診断装置。
2. 音情報を取得する取得手段と、
   取得した前記音情報から、装置に関する装置情報を抽出する抽出手段と、
   取得した前記音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成手段と、
   前記第１解析結果から得た情報と、前記装置情報を外部装置に送信する送信手段と、
   前記第１解析結果に対応する第２解析結果を外部装置から受信する受信手段と、
   前記第１解析結果と、前記第２解析結果とを表示する表示手段と、
   を備えた診断装置。
3. 前記装置情報は、解析対象の装置の機種名の情報、製造番号の情報または装置の動作状態に関する動作状態情報の少なくともいずれかの情報を含む請求項１又は２記載の診断装置。
4. 前記装置情報は、解析対象の装置を構成する複数の部位のうちどの部位が稼働中であるかを示す動作部位情報を含み、
   前記表示手段は、前記第１解析結果とともに、前記複数の部位の稼働状態を示す情報を表示する請求項１から３のいずれか１項記載の診断装置。
5. 音情報を取得する取得手段と、
   取得した前記音情報から、解析対象の装置を構成する複数の部位のうちどの部位が稼働中であるかを示す動作部位情報を含む装置情報を抽出する抽出手段と、
   取得した前記音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成手段と、
   前記第１解析結果と、前記動作部位情報とを表示する表示手段と、
   を備えた診断装置。
6. 前記装置情報が重畳される周波数帯域が、人間の聴力では判別がし難い高周波領域である請求項１から５のいずれか１項記載の診断装置。
7. 前記装置情報が、人間の聴力では判別がし難い高周波信号に対して位相変調されることにより重畳されている請求項１から６のいずれか１項記載の診断装置。
8. 音情報を取得する取得手段と、
   取得した前記音情報から、装置に関する装置情報を抽出する抽出手段と、
   取得した前記音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成手段と、
   異常音の音信号の周波数解析を行って得た複数の第２解析結果を格納する格納手段と、
   前記第１解析結果から得た情報と、前記装置情報を用いて、前記格納手段に格納されている前記複数の第２解析結果の中から、前記第１解析結果に対応したものを選択する選択手段と、
   前記第１解析結果と、前記第２解析結果とを表示する表示手段と、
   を備えた診断システム。
9. 自装置の動作状態を、異音の発生原因を解析するための動作状態に設定するための設定手段と、
   前記設定手段により自装置の動作状態が異音の発生原因を解析するための動作状態に設定された場合、自装置に関する装置情報が重畳された人間の聴力では判別し難い高周波信号を出力する音出力手段と、
   を備えた装置。
10. 音情報を取得する取得ステップと、
    取得した前記音情報から、装置に関する装置情報を抽出する抽出ステップと、
    取得した前記音情報の時間周波数解析を行い、周波数毎の強度分布の時間変化を表す第１解析結果を生成する生成ステップと、
    前記第１解析結果及び前記装置情報から選定した第２解析結果と、前記第１解析結果とを表示する表示ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。