JP2003261237A - シート搬送装置及び画像形成装置及び回転体寿命予測方法 - Google Patents

シート搬送装置及び画像形成装置及び回転体寿命予測方法

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JP2003261237A JP2002066440A JP2002066440A JP2003261237A JP 2003261237 A JP2003261237 A JP 2003261237A JP 2002066440 A JP2002066440 A JP 2002066440A JP 2002066440 A JP2002066440 A JP 2002066440A JP 2003261237 A JP2003261237 A JP 2003261237A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度良くローラの寿命時期を予測可能な寿命
予測手法の開発が求められている。 【解決手段】 シートを搬送するローラと、前記ローラ
の消耗による搬送性能の低下を検出するシート検知セン
サ３３及びコントローラ４０と、前記ローラの稼働時間
を計測するコントローラ４０内のクロック機能と、前記
ローラが消耗により搬送不能となる直前の限界消耗度を
予め記憶させておくコントローラ４０内のメモリと、前
記ローラが消耗により搬送不能となる時期を予測するコ
ントローラ４０と、を有し、前記コントローラ４０は、
前記シート検知センサ３３及びコントローラ４０により
検出した前記ローラの消耗度と、前記コントローラ４０
内のクロック機能により計測した前記ローラの稼動期間
と、前記コントローラ４０内のメモリが記憶している限
界消耗度とを利用し、前記ローラが消耗により搬送不能
となる寿命時期を、予測関数によって算出することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転体を用いてシ
ートを搬送するシート搬送装置、及び前記シート搬送装
置を備えた画像形成装置、及び前記回転体の寿命を予測
する回転体寿命予測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シートに画像を形成する画像形成装置に
おいて、シートを搬送するシート給送部やシート搬送部
などのシート搬送手段では、シートを搬送する回転体と
してゴム素材のローラが広く用いられている。しかし、
前記ゴム素材のローラは、その特性上、シートを搬送す
るに従って、表面が磨耗してローラ半径が減少したり、
シートに対する摩擦係数が低下したりといった消耗現象
が起こる。この消耗が進行すると、ローラの搬送効率は
徐々に低下していき、やがて画像形成部へと所定の間隔
でシートを供給することが困難になり、遅延ジャムを発
生することになる。
【０００３】前記遅延ジャムが発生する状況になるまで
ローラを交換することなく使用し続けると、最終的には
画像形成装置が正常に動作しない状況をユーザーに強い
ることになるため、事前に交換の必要性を察知し、サー
ビスマンがローラのメンテナンスに行けるような仕組み
が必要とされる。従来はこれを実現するため、通紙枚数
カウンタを利用する方法と、シートの搬送タイミングを
利用する方法の２つが主に用いられてきた。
【０００４】前者は、ローラが寿命を迎えるまでに搬送
可能と推定されるシートの総搬送可能距離をコントロー
ラ上のメモリに記憶させておき、カウンタがカウントす
る通紙枚数情報と実際に通紙するシートのサイズ情報と
から算出されるローラの累積搬送距離が、前記コントロ
ーラ上のメモリに登録された総搬送可能距離に到達する
少し前の段階で、ローラの寿命が近いことを知らせる信
号を出力するというものである。
【０００５】一方、後者は、シートの搬送路に設けられ
たシート検知センサでシートの通過タイミングを常時モ
ニターし、ローラの消耗に伴い、このタイミングが一定
以上遅れると、ローラの寿命が近づいていると判断し
て、警告信号を出力するというものである。
【０００６】これらの寿命検知手法を用いることによ
り、理論上、ローラの消耗に起因するトラブルを未然に
防止し、トラブル発生前にローラの交換を行うことがで
きるようになった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の寿命検知手法では、「累積搬送距離上はローラの
寿命が近いらしい」ということを知らせたり、「ローラ
の搬送効率が規定値にまで低下した」という事実を検知
したりはできるものの、「ローラがいつ頃に寿命を迎え
るのか」を予測することはできない。なぜならば、ロー
ラの消耗度合いは、ユーザー先における装置の設置環境
や、使用するシートの種類、装置の使用頻度など、様々
な要因によって大きく変化するため、全ての製品のロー
ラについて一律の総搬送可能距離を保証することは不可
能であるし、また、寿命までに要する期間も一定とはな
りえないからである。それ故、従来の寿命検知手法で
は、装置の使用状況に柔軟に対応できないだけでなく、
どのユーザーから優先的にメンテナンスを行うべきかを
判断することが難しく、サービス業務の効率が悪くなっ
たり、交換が間に合わずにトラブルが発生したりという
問題が生じていた。
【０００８】これらの問題を解決するためにも、精度良
くローラの寿命時期を予測可能な寿命予測手法の開発が
求められている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の代表的な構成は、シートを搬送する回転体
と、前記回転体の消耗による搬送性能の低下を検出する
消耗度検出手段と、前記回転体の稼働時間を計測する時
間管理手段と、前記回転体が消耗により搬送不能となる
直前の限界消耗度を予め記憶させておく限界消耗度記憶
手段と、前記回転体が消耗により搬送不能となる時期を
予測する寿命予測手段と、を有し、前記寿命予測手段
は、前記消耗度検出手段により検出した前記回転体の消
耗度と、前記時間管理手段により計測した前記回転体の
稼動期間と、前記限界消耗度記憶手段が記憶している限
界消耗度とを利用し、前記回転体が消耗により搬送不能
となる寿命時期を、予測関数によって算出することを特
徴とする。
【００１０】上記構成により、装置の設置状態やユーザ
ーの使用するシートの種類、使用頻度などの外的要因に
応じて、柔軟に精度の高いローラの寿命予測を行うこと
が可能になる。その結果、交換遅れによるジャム発生な
ど、ユーザーに強いる不都合を確実に防止できる。ま
た、まだ寿命まで余裕のある回転体を早めに交換するの
ではなく、十分に使い切った後に交換することが可能と
なるため、ランニングコスト低減の効果も得ることがで
きる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、
以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材
質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用され
る装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきもの
であり、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲
をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１２】〔第１実施形態〕図１〜図４を用いて、本
発明の一実施形態を説明する。図４は本発明を利用した
寿命予測手段を備えた画像形成装置としてのプリンタの
断面図である。１はプリンタ本体であり、プリンタ本体
１の上部には、感光ドラム１２へと画像を書き込むため
のレーザースキャナ１１が設けられている。パソコン等
の外部情報端末から送信されてきた印刷データは、プリ
ンタ本体１を制御する制御手段としてのコントローラ４
０で受信され、書き込み画像データとしてレーザースキ
ャナ１１へ出力される。
【００１３】シート給送部は、シート搬送の最上流に位
置し、本実施形態のプリンタでは、装置下部に全４段設
けられている。シート給送部は、シートを積載収納する
給送カセット３０（３０ａ〜３０ｄ）と、該給送カセッ
ト内に収納されているシートＳを分離して給送する給送
ユニット３１（３１ａ〜３１ｄ）とから構成される。図
３に示すように、給送ユニット３１には、前記給送カセ
ット３０内のシートＳをピックアップするためのピック
アップローラ５０と、該ピックアップローラ５０がピッ
クアップしたシートを給送するための給送ローラ５１
と、該給送ローラ５１に対向し、シートに戻し方向の分
離力を与えることでシートを分離する分離ローラ５２
と、該給送ローラ５１が給送したシートの搬送を引き継
ぎ、該給送ローラ５１の搬送駆動が切れた後も、シート
を該給送ローラ５１と該分離ローラ５２のニップから引
き抜くための搬送ローラ５３（５３ａ〜５３ｅ）が配置
されている。また、シート搬送方向において、各搬送ロ
ーラ５３（５３ａ〜５３ｅ）の直後には、シート検知セ
ンサ３３（３３ａ〜３３ｅ）が設けられている。前記各
搬送ローラ５３は、前述したシートの引き抜き動作の
他、更にシート搬送方向上流側にあるシート給送部から
縦搬送パス３５を搬送されてくるシートの搬送を引き継
ぐ役割も持っている。
【００１４】縦搬送パス３５の最下流位置には、図４に
示すようにレジストローラ対８１があり、ここで最終的
なシートの斜行補正と、画像形成部での画像書き込みと
シート搬送のタイミング合わせを行う。
【００１５】画像形成部は、感光ドラム１２と、感光ド
ラム１２の表面に均一な帯電を施すための帯電器１３
と、帯電器１３により帯電された感光ドラム１２の表面
に前記レーザースキャナ１１が光像を描くことで形成さ
れた静電潜像を、シートＳに転写すべきトナー像へと現
像するための現像器１４と、感光ドラム１２の表面に現
像されたトナー像をシートＳに転写するための転写ロー
ラ１９と、トナー像を転写した後、感光ドラム１２に残
留したトナーを除去するためのクリーナ２６とを備えて
いる。
【００１６】画像形成部の下流側にはトナー像が転写さ
れたシートＳを搬送するためのシート搬送部２１と、シ
ート搬送部２１により搬送されるシートＳ上のトナー像
を永久画像として定着するための定着器２２が設けられ
ている。また、定着器２２で像が定着されたシートＳを
プリンタ本体１から排出するための排出ローラ２４が設
けられており、さらに、プリンタ本体１の上部外側に
は、排出ローラ２４で排出されたシートＳを受け取るた
めの排出シート積載トレイ２５が構成されている。
【００１７】さて、ここでシートを搬送する回転体の消
耗による搬送不能を予測する寿命予測手段の構成につい
て説明するが、最初に、シートを搬送する回転体として
のローラの寿命のメカニズムについて述べる。一般的な
ゴムローラの場合、ローラの外径寸法とローラ表面の摩
擦係数は、シートの通紙に伴い、それぞれ図２（ａ），
（ｂ）に示すグラフのように推移する。ローラの外径が
磨耗すれば１回転当たりの搬送距離が短くなり、表面摩
擦係数が低下すればスリップ率が増えるため、設計値を
１００％とした時のシートの搬送効率は、図２（ｃ）の
グラフのように徐々に低下していく。やがて搬送効率が
低下して、例えば、画像形成部の画像形成動作にシート
の供給が間に合わなくなると、遅延ジャムが発生する。
また、搬送路中にシートの搬送負荷となる要因がある場
合は、摩擦係数の低下に関して図２（ｂ），（ｃ）に示
すようなスリップ限界点が存在し、この限界点に到達す
ると、完全にローラがスリップしてシートを搬送する事
ができず、遅延ジャムとなる。これらによって、所定の
タイミングでプリンタ本体の制御が行えなくなる状態
を、ローラの寿命という。
【００１８】このようにローラが寿命を迎える前に、寿
命が近いことを検知するためには、ローラの消耗状態を
知るための消耗度検出手段が必要となる。本実施形態で
は、消耗度検出手段としてシート検知センサ３３とコン
トローラ４０を用い、給送されたシートがシート検知セ
ンサ３３に到達するタイミングをモニター（監視）して
いる。このタイミングの設計値に対する遅延率が、ロー
ラの消耗度を代表する評価値となる。なお、シート検知
センサ３３は、コントローラ４０がプリンタ本体１を制
御する際のシート位置検知手段や、ジャムシートの残留
箇所の検出手段などとしても利用している。本実施形態
では、図３に示すように、給送動作がスタートした後、
シートが最初のシート検知センサ３３ｂに到達するまで
の時間から回転体としての給送ローラ５１の消耗度を検
出し、また、シートが最初のシート検知センサ３３ｂに
到達した後、次のシート検知センサ３３ａに到達するま
での時間から回転体としての搬送ローラ５３ｂの消耗度
を検出する。
【００１９】次に、寿命予測手段によるローラの寿命時
期の予測方法について述べる。本実施形態のプリンタで
は、ローラの種類毎にシート搬送タイミングの遅延率ｙ
の閾値（規定消耗度）Ｋを個別に設定し、予め記憶手段
であるコントローラ４０内蔵のメモリに記憶している。
この閾値Ｋは、ローラが寿命となる直前の限界遅延率Ｌ
に対して所定のマージンを持って設定されており、前記
消耗度検出手段としてのシート検知センサ３３とコント
ローラ４０によりモニターしている実際のローラの消耗
度、すなわち遅延率が閾値Ｋに到達した時点で、装置の
制御手段であり前記寿命予測手段としても機能するコン
トローラ４０が後述する予測関数によって寿命予測演算
を行い、該当するローラの寿命時期を予測する。このコ
ントローラ４０による寿命予測の演算には、該当するロ
ーラの消耗度、すなわち、シートが前記ローラにかかわ
るシート検知センサ３３に到達するタイミングの設定値
に対する遅延率ｙが用いられる。更に、ローラが前回交
換されてからの経過時間ｔ（例えば、前記ローラの初期
状態から現在まで稼働時間）情報が用いられる。なお、
このローラの稼動時間ｔは、プリンタ本体のコントロー
ラ４０に内蔵されている時間管理手段としてのクロック
機能を利用して計測する。また、ローラが寿命となる直
前の限界遅延率Ｌは、限界消耗度記憶手段としてのコン
トローラ４０上のメモリに予め記憶されている。
【００２０】本実施形態では、前記コントローラ４０
が、前記シート検知センサ３３及びコントローラ４０に
より検出した前記ローラの遅延率（消耗度）と、前記コ
ントローラ４０内のクロック機能により計測した前記ロ
ーラの稼動期間と、前記コントローラ４０内のメモリが
記憶している限界遅延率（限界消耗度）とを利用し、図
１に示す予測関数としての比例の関数（１次関数）に基
づいて、ローラが消耗により搬送不能となる寿命時期を
算出している。
【００２１】すなわち、本実施形態で使用した予測演算
式（寿命演算アルゴリズム）は、演算実施時における該
当するローラのシート搬送タイミングの遅延率をＫ％
（つまり、遅延率の閾値で、理想設計値を１００％とす
る。Ｋ＞１００）、前記ローラの初期状態における同遅
延率をＡ％、前記ローラの寿命直前状態での限界遅延率
をＬ％、ローラが交換されてから（前記ローラの初期状
態から）の経過時間をＴとすると、前記ローラの寿命時
期Ｔｅは（図１参照）、下記式２で表される。なお、時
間の変数をｔ（Ｘ軸）、遅延率の変数をｙとした場合
の、下記式１を、ｙ＝Ｌについて解くと、前記Ｌ時のｔ
である寿命時期Ｔｅが求まる。
【００２２】 ｙ＝（Ｋ−Ａ）／Ｔｘｔ＋Ａ……（１） Ｔｅ＝Ｔ×（Ｌ−Ａ）／（Ｋ−Ａ）……（２）
【００２３】これは、シート搬送タイミングの遅延率推
移が１次関数で近似可能なことを利用したものである。
本実施形態の場合、例えば、回転体としての給送ローラ
５１の寿命時期の算出では、Ｋ＝１２５、Ａ＝１１０、
Ｌ＝１３０、同回転体としての搬送ローラ５３の寿命時
期の算出では、Ｋ＝１１５、Ａ＝１０３、Ｌ＝１２０、
という設定にしており、これらは記憶手段としてのコン
トローラ４０上のメモリに記憶されている。これらの数
値は、シート給送部の機構や制御方法、ローラのゴム材
料特性などによって異なるため、寿命を予測したい対象
箇所に応じて適宜設定する必要がある。
【００２４】前記ローラ搬送によるシートの遅延率が閾
値を超えて、寿命予測演算が為されると、情報通信手段
としても機能するコントローラ４０はネットワーク回線
を通じてサービスセンターへ演算結果を自動送信する。
これにより、サービスセンターのサービスマンは、いつ
頃までにローラ交換に行けば良いかを把握することがで
きる。
【００２５】上述したように、本実施形態によれば、プ
リンタ本体の設置される環境やユーザーの使用するシー
トの種類、使用頻度などによって変化するローラの寿命
時期を、柔軟かつ非常に高精度に予測することが可能に
なる。その結果、遅延ジャム等のトラブルを確実に未然
に防止することができる。
【００２６】また、寿命時期情報を、ネットワークを通
じてサービスステーションへ伝達することにより、サー
ビスステーション側でユーザー先の装置に組み込まれた
ローラの交換時期を精度良く把握することができるた
め、ユーザー先の多くの装置のうち、いずれのものから
優先的にローラ交換に回れば良いかを最適化できる。そ
の結果、交換遅れによるジャム発生がなくなり、サービ
スの質を飛躍的に高めることができる他、サービス業務
の大幅な効率化が図れる。
【００２７】また、まだ寿命時期まで余裕のあるローラ
を早めに交換してしまうのではなく、十分に使い切った
後に交換することが可能となるため、ランニングコスト
低減の効果も得ることができる。
【００２８】〔第２実施形態〕上記第１実施形態では、
ローラの寿命時期を算出する予測関数として、ローラの
遅延率推移が１次関数に近似した寿命演算アルゴリズム
を用いてローラの寿命予測を行ったが、本発明はこれに
限定されるものではない。上記第１実施形態と同じ構成
のプリンタにおいて、例えば、ローラが、初期は消耗の
進行度合いが微小だが、寿命間近になると急激に速まる
ような寿命特性を持つ場合、第１実施形態のように比例
の関数（１次関数）で現象を近似することは困難にな
る。これに対応する形態として、第２実施形態では、予
測関数として、１次関数と２次関数を組み合わせた予測
曲線により現象を近似する（図５及び図６参照）。な
お、寿命予測には、予測曲線の１次関数の部分から利用
しても良いが、その手法は第１実施形態を応用できるた
め、ここでは２次関数の部分からローラの寿命時期を予
測する手法（寿命演算アルゴリズム）について説明す
る。
【００２９】初期状態では消耗の進行が遅いが、寿命間
近になると加速的に消耗する特性を持つローラについ
て、その寿命時期を予測することは、第１実施形態の比
例特性に比べると遥かに困難である。それは、ローラの
個体差や外乱等の要因で、予測が実際の結果から外れ易
いためである。このため、本実施形態では２段階の処理
によって予測曲線を決定し、最終的なローラの寿命予測
を行う。
【００３０】このローラの寿命予測の手順（寿命演算ア
ルゴリズム）は、既知の基準曲線を元に、ベースとな
る予備予測曲線を決定する。精度向上の為、予備予測
曲線を実際の現象に合わせて修正し、最終予測曲線を作
成する。そして、その関数に従って寿命予測演算を行
う。の２つ段階から成る。
【００３１】まず、シート搬送のタイミング遅延率が、
予め設定した閾値を超えた時点での処理を行い、それ
から予め設定した一定期間後、再度タイミング遅延率の
確認を行うことでの処理を行う。以下に、処理の具体
的内容を図５及び図６を用いて説明する。
【００３２】予測曲線は（以後、２次関数の部分を指し
て予測曲線と呼ぶ）、タイミング遅延率をｙ、稼動時間
をｔ、２次関数の頂点座標を（Ｍ，Ｎ）とすると、下記
式２で定義される。 なお、下記式２中、Ｂは２次関数
の傾きの係数、Ｍは２次関数の頂点のＸ座標（時間
軸）、Ｎは２次関数の頂点のＹ座標（遅延率軸）であ
る。
【００３３】ｙ＝Ｂ×（ｔ−Ｍ）2＋Ｎ……（２）
【００３４】パラメータＢ，Ｍは、プリンタ本体の使用
状況によって変化する値で、曲線形状としては、使用頻
度が高ければ、ｔ＝０を基準として時間軸方向に圧縮さ
れ、逆に使用頻度が低ければ、同方向に拡大されるとい
う関係にある。つまり、ある使用頻度における遅延率推
移曲線が事前に１つわかっていれば、使用状況が異なる
ケースについても、予測曲線を作成できるのである。本
実施形態では、１００００枚／日のペースで給送動作を
行った場合の遅延率推移曲線を事前にサンプリングし、
基準となる予測曲線（以後、基準曲線と呼ぶ）を定義し
た。この時の基準曲線（図５参照）を表す関数は、下記
式３となる。
【００３５】 ｙ＝Ｂ０×（ｔ−Ｍ０）2＋Ｎ０……（３）
【００３６】また、この基準曲線が、ローラの寿命予測
を実施するトリガとなる遅延率ｙが閾値Ｋ１に達する時
期をＴ０（既知）と定義する。なお、この図５に示す基
準曲線は、前述したように、事前に調査済みの遅延率推
移のデータから得られた近似曲線であり、そのパラメー
タ値（Ｂ，Ｍ，Ｎの具体的な数値）は記憶手段としての
コントローラ４０上のメモリに予め記憶されている。
【００３７】さて、この基準曲線を元に、の処理につ
いて説明する。給送ローラが使用され、前記消耗度検出
手段としてのシート検知センサ３３とコントローラ４０
によりモニターしている実際のローラの消耗度、すなわ
ち遅延率ｙが閾値Ｋ１に到達した時点で、図５に示す予
備予測曲線の決定処理を行う。時間管理手段としてのコ
ントローラ４０内蔵のクロック機能により、該当するロ
ーラが前回交換されてからその時点までの実稼動時間Ｔ
１が測定できるため、基準曲線と現在の遅延推移曲線
の、時間軸方向の倍率差ｂが下記式４により求まる。こ
れにより、現在の予測曲線のパラメータＢ，Ｍは、それ
ぞれ下記式５，６によって定まり、タイミング遅延率を
ｙ、稼動時間をｔ、２次関数の頂点座標を（Ｍ０×ｂ，
Ｎ０）とする、図５に示す予備予測曲線の関数（式７）
が完成する。
【００３８】 ｂ＝Ｔ１／Ｔ０……（４） Ｂ＝Ｂ０／ｂ2……（５） Ｍ＝Ｍ０×ｂ……（６） ｙ＝（Ｂ０／ｂ2）×（ｔ−Ｍ０×ｂ）2＋Ｎ０……（７）
【００３９】なお、この時点において、基準曲線が限界
遅延率Ｌに達する時期、すなわち寿命時期をＴｅ０とす
ると、倍率差ｂにより、予備予測曲線の寿命時期Ｔｅ１
は、下記式８により算出できるが、この時点では精度が
悪い為、まだ予測演算は行わない（むろん、予測を行っ
ても構わない）。
【００４０】 Ｔｅ１＝ｂ×Ｔｅ０＝（Ｔ１×Ｔｅ０）／Ｔ０……（８）
【００４１】次に、予測曲線を再設定して精度を向上さ
せた上で寿命予測演算を行うの処理について説明す
る。まず、の処理から予め設定した一定時間後のＴ２
において、給送ローラのタイミング遅延率ｙを再度測定
する。この時の遅延率ｙをＫ２とする。予測曲線を決定
する２次関数のパラメータのうち、頂点の時間軸座標Ｍ
を予備予測曲線のＭ０×ｂに固定すると、（Ｔ１，Ｋ
１）と（Ｔ２，Ｋ２）の２点を通り、かつ頂点がｔ＝Ｍ
０×ｂ上にある曲線（図６に示す最終予測曲線）が定ま
る。
【００４２】 Ｋ１＝Ｂ×（Ｔ１−Ｍ０×ｂ）2＋Ｎ……（９） Ｋ２＝Ｂ×（Ｔ２−Ｍ０×ｂ）2＋Ｎ……（１０）
【００４３】すわなち、上記連立方程式（式９，１０）
の解として得られるＢ，Ｎを、簡略化の為、それぞれＢ
２，Ｎ２とすると、図６に示す最終予測曲線の関数は、
下記式１１となる。
【００４４】 ｙ＝Ｂ２×（ｔ−Ｍ０×ｂ）2＋Ｎ２……（１１）
【００４５】この最終予測曲線を表す関数を元に、コン
トローラ４０は寿命予測演算を行い、搬送タイミングの
遅延率ｙが限界遅延率Ｌに達する時期Ｔｅを下記式１２
（２次関数）によって算出する。
【００４６】 Ｔｅ＝√（（Ｌ−Ｎ２）／Ｂ２）＋Ｍ０×ｂ……（１２）
【００４７】前記ローラの寿命予測の手順により、既
知の基準曲線を元に、ベースとなる予備予測曲線を決定
し、精度向上の為、予備予測曲線を実際の現象に合わ
せて修正し、最終予測曲線を作成し、そして、その関数
に従って寿命予測演算が為されると、コントローラ４０
はネットワーク回線を通じてサービスセンターへ演算結
果を自動送信する。これにより、サービスセンターのサ
ービスマンは、いつ頃までにローラ交換に行けば良いか
を把握することができる。
【００４８】なお、本実施形態では最終予測曲線を決定
した後は、寿命の再予測を行わないが、寿命を迎えるま
での間に何度か予測曲線の修正と寿命の再予測を行って
も構わない。
【００４９】上述したように、本実施形態によれば、特
に、初期状態では消耗の進行が遅いが、寿命間近になる
と加速的に消耗する特性を持つローラの寿命予測に有効
であり、プリンタ本体の設置される環境やユーザーの使
用するシートの種類、使用頻度などによって変化するロ
ーラの寿命時期を、より柔軟かつ非常に高精度に予測す
ることが可能になる。その結果、遅延ジャム等のトラブ
ルを確実に未然に防止することができる。
【００５０】また、寿命時期情報を、ネットワークを通
じてサービスステーションへ伝達することにより、サー
ビスステーション側でユーザー先の装置に組み込まれた
ローラの交換時期を精度良く把握することができるた
め、ユーザー先の多くの装置のうち、いずれのものから
優先的にローラ交換に回れば良いかを最適化できる。そ
の結果、交換遅れによるジャム発生がなくなり、サービ
スの質を飛躍的に高めることができる他、サービス業務
の大幅な効率化が図れる。
【００５１】また、まだ寿命時期まで余裕のあるローラ
を早めに交換してしまうのではなく、十分に使い切った
後に交換することが可能となるため、ランニングコスト
低減の効果も得ることができる。
【００５２】〔他の実施形態〕前述した実施形態では、
ローラの消耗度を検出する手段として、シート検知セン
サ３３へのシートの到着タイミングの設定値に対する遅
延率を用いたが、本発明はこれに限定されるものではな
い。例えば、ローラの外形寸法をセンサで測定しても良
く、あるいは、シートの実搬送速度をエンコーダ付きの
従動コロを用いてモニターしても良く、搬送効率の低下
が検出できれば、様々な手段が応用可能である。
【００５３】また、前述した実施形態では、シート搬送
タイミングの遅延率が閾値を超えた時点で寿命予測演算
を実施するようにしたが、本発明はこのような方法に限
定されるものではない。例えば、定期的に演算を実施し
ても良いし、閾値を超えた後、こまめに演算を実施する
ようなシーケンスにしても良い。あるいは、サービスス
テーション側などの外部から寿命予測演算を行うように
実施信号を与えられるようにしても良い。
【００５４】また、前述した実施形態では、前回ローラ
を交換してからの経過時間をそのまま寿命予測に利用し
たが、例えば、長期間電源を入れていなかった期間は除
外するようにしても良いし、時間情報の他にも通紙カウ
ンタ情報なども併用し（例えば、通紙枚数が少ないにも
かかわらず消耗が激しい場合とそうでない場合で演算式
を変えたり、使用頻度の急激な変化を察知して演算式を
変えたり等）、より精度の高い予測を行うこともでき
る。
【００５５】また、前述した実施形態では、ローラの寿
命時期を予測した時、その寿命時期情報を、ネットワー
クを通じて画像形成装置外部の情報端末（サービスステ
ーションなど）へ送るようにした場合を例示したが、本
発明はこれに限定されるものではない。例えば、図示し
ていないが、画像形成装置の操作部の表示手段に表示す
るようにしても良いし、あるいは、シートに記録して出
力するようにしても良い。
【００５６】また、前述した実施形態では、シート給送
部における回転体としてのローラの寿命時期予測に本発
明を適用した場合を例示したが、これに限定されるもの
ではなく、シートを搬送する回転体としての他のローラ
の寿命時期を予測するために本発明を用いることで同様
の効果が得られる。
【００５７】また、前述した実施形態では、シートを搬
送する回転体として、ゴム素材のローラを例示したが、
素材、形状なども含めてローラに限定されるものではな
い。例えば、図１に示すシート搬送部２１のようなベル
ト形状のものであっても本発明を適用することで同様の
効果が得られる。
【００５８】また、前述した実施形態では、画像形成装
置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置、
あるいは、これらの機能を複数有する複合機等の他の画
像形成装置であっても良く、該画像形成装置においてシ
ートの搬送に用いられる回転体の寿命予測に本発明を適
用することにより同様の効果を得ることができる。
【００５９】また前述した実施形態では、記録対象とし
ての記録紙等のシートの搬送にかかわる回転体の場合を
例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
例えば、読取対象としての原稿等のシートの搬送にかか
わる回転体に適用しても同様の効果を得ることができ
る。
【００６０】また前述した実施形態では、記録方式とし
て電子写真方式を例示したが、これに限定されるもので
はなく、例えばインクジェット方式等の他の記録方式で
あっても良い。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プリンタ本体の設置される環境やユーザーの使用するシ
ートの種類、使用頻度などによって変化する回転体の寿
命時期を、柔軟かつ非常に高精度に予測することが可能
になる。その結果、遅延ジャム等のトラブルを確実に未
然に防止することができる。
【００６２】また、寿命時期情報を、ネットワークを通
じてサービスステーションへ伝達するようにした場合に
は、サービスステーション側でユーザー先の装置に組み
込まれた回転体の交換時期を精度良く把握することがで
きるため、ユーザー先の多くの装置のうち、いずれのも
のから優先的にローラ交換に回れば良いかを最適化でき
る。その結果、交換遅れによるジャム発生がなくなり、
サービスの質を飛躍的に高めることができる他、サービ
ス業務の大幅な効率化が図れる。
【００６３】また、まだ寿命時期まで余裕のある回転体
を早めに交換してしまうのではなく、十分に使い切った
後に交換することが可能となるため、ランニングコスト
低減の効果も得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における寿命予測アルゴリズムの
説明図
【図２】ローラの消耗に伴う、ローラ外径、摩擦係数、
搬送効率の推移を示す説明図
【図３】画像形成装置のシート給送部概略断面図
【図４】画像形成装置の概略断面図
【図５】第２実施形態における寿命予測アルゴリズムの
説明図
【図６】第２実施形態における寿命予測アルゴリズムの
説明図
【符号の説明】
Ｓ …シート １ …プリンタ本体 １１ …レーザースキャナ １２ …感光ドラム １３ …帯電器 １４ …現像器 １９ …転写ローラ ２１ …シート搬送部 ２２ …定着器 ２５ …排出シート積載トレイ ２６ …クリーナ ３０ …給送カセット ３１ …給送ユニット ３３ …シート検知センサ ３５ …縦搬送パス ４０ …コントローラ ５０ …ピックアップローラ ５１ …給送ローラ ５２ …分離ローラ ５３ …搬送ローラ ８１ …レジストローラ対
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Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シートを搬送する回転体と、 前記回転体の消耗による搬送性能の低下を検出する消耗
    度検出手段と、 前記回転体の稼働時間を計測する時間管理手段と、 前記回転体が消耗により搬送不能となる直前の限界消耗
    度を予め記憶させておく限界消耗度記憶手段と、 前記回転体が消耗により搬送不能となる時期を予測する
    寿命予測手段と、 を有し、 前記寿命予測手段は、前記消耗度検出手段により検出し
    た前記回転体の消耗度と、前記時間管理手段により計測
    した前記回転体の稼動期間と、前記限界消耗度記憶手段
    が記憶している限界消耗度とを利用し、前記回転体が消
    耗により搬送不能となる寿命時期を、予測関数によって
    算出することを特徴とするシート搬送装置。
  2. 【請求項２】 前記寿命予測手段は、前記予測関数とし
    て、時間の経過に伴う回転体の消耗度の推移を１次関数
    で近似した寿命演算アルゴリズムを持ち、前記寿命演算
    アルゴリズムにしたがって前記回転体が消耗により搬送
    不能となる寿命時期を算出することを特徴とする請求項
    １に記載のシート搬送装置。
  3. 【請求項３】 前記１次関数で近似した寿命演算アルゴ
    リズムは、演算実施時の回転体の消耗度をＫ、初期状態
    の回転体の消耗度をＡ、前記限界消耗度記憶手段が予め
    記憶している限界消耗度をＬ、前記時間管理手段により
    計測した初期状態から現在までの回転体の稼動期間を
    Ｔ、前記回転体が消耗により搬送不能となる寿命時期を
    Ｔｅとすると、Ｔｅ＝Ｔ×（Ｌ−Ａ）／（Ｋ−Ａ）、で
    表されることを特徴とする請求項１又は２に記載のシー
    ト搬送装置。
  4. 【請求項４】 前記消耗度検出手段により検出した現在
    の回転体の消耗度が、前記限界消耗度に基づいて所定の
    マージンをもって事前に設定された規定消耗度を超えた
    時点で、前記回転体の寿命時期を予測することを特徴と
    する請求項１〜３のいずれか１項に記載のシート搬送装
    置。
  5. 【請求項５】 前記寿命予測手段は、前記予測関数とし
    て、時間の経過に伴う回転体の消耗度の推移を２次関数
    で近似した寿命演算アルゴリズムを持ち、前記予寿命演
    算アルゴリズムにしたがって前記回転体が消耗により搬
    送不能となる寿命時期を算出することを特徴とする請求
    項１に記載のシート搬送装置。
  6. 【請求項６】 前記２次関数で近似した寿命演算アルゴ
    リズムは、回転体の消耗度をｙ、稼動時間をｔ、２次関
    数の頂点の消耗度軸の座標をＮ、同頂点の時間軸の座標
    をＭ、２次関数の傾きの係数をＢ、として定義した、ｙ
    ＝Ｂ×（ｔ−Ｍ）2＋Ｎ、で表される予測曲線を用い
    て、まず、事前に基準となる予測曲線を設定し、前記消
    耗度検出手段により検出した現在の回転体の消耗度が、
    前記限界消耗度に基づいて所定のマージンをもって事前
    に設定された規定消耗度を超えた時点で、前記基準とな
    る予測曲線を元に予備予測曲線を決定し、 次いで、予め設定された一定時間後に、前記予備予測曲
    線を実際の回転体の消耗度の推移に合わせて修正した最
    終予測曲線を作成し、前記最終予測曲線を表す関数を元
    に、回転体の消耗度ｙが限界遅延率Ｌに達する時期ｔで
    ある寿命時期Ｔｅを算出することを特徴とする請求項５
    に記載のシート搬送装置。
  7. 【請求項７】 前記寿命予測手段は、前記回転体の消耗
    度合いに関わらず、外部から要求のある時、もしくは定
    期的に、前記回転体の寿命時期を予測することを特徴と
    する請求項１〜６のいずれか１項に記載のシート搬送装
    置。
  8. 【請求項８】 回転体を用いてシートを搬送する搬送手
    段を有し、シートに画像を形成する画像形成装置におい
    て、前記搬送手段として、請求項１〜７のいずれか１項
    に記載のシート搬送装置を備えていることを特徴とする
    画像形成装置。
  9. 【請求項９】 前記寿命予測手段は、前記回転体の寿命
    時期を予測した時、その予測情報を、ネットワークを通
    じて画像形成装置外部の情報端末へ送ることが可能な情
    報通信手段を有することを特徴とする請求項８に記載の
    画像形成装置。
  10. 【請求項１０】 前記寿命予測手段は、前記回転体の寿
    命時期を予測した時、その寿命時期情報を、操作部の表
    示手段に表示するか、もしくはシートに記録して出力可
    能なことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
  11. 【請求項１１】 シートを搬送する回転体が消耗により
    搬送不能となる寿命時期を予測する回転体寿命予測方法
    であって、 前記回転体が消耗により搬送不能となる直前の限界消耗
    度を限界摩耗度記憶手段に予め記憶しておく行程、 消耗度検出手段により前記回転体の消耗による搬送性能
    の低下を検出する行程、 時間管理手段により前記回転体の稼働期間を計測する行
    程、 を経て、 前記消耗度検出手段により検出した回転体の消耗度と、
    前記時間管理手段により計測した回転体の稼動期間と、
    前記限界消耗度記憶手段が記憶している限界消耗度とを
    利用し、前記回転体が消耗により搬送不能となる寿命時
    期を、予測関数によって算出することを特徴とする回転
    体寿命予測方法。
  12. 【請求項１２】 前記寿命予測手段は、前記予測関数と
    して、時間の経過に伴う回転体の消耗度の推移を１次関
    数で近似した寿命演算アルゴリズムを持ち、前記寿命演
    算アルゴリズムにしたがって前記回転体が消耗により搬
    送不能となる寿命時期を算出することを特徴とする請求
    項１１に記載の回転体寿命予測方法。
  13. 【請求項１３】 前記寿命予測手段は、前記予測関数と
    して、時間の経過に伴う回転体の消耗度の推移を２次関
    数で近似した寿命演算アルゴリズムを持ち、前記予寿命
    演算アルゴリズムにしたがって前記回転体が消耗により
    搬送不能となる寿命時期を算出することを特徴とする請
    求項１１に記載の回転体寿命予測方法。
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