JP2016153855A - 画像形成装置及び画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成で精度良く画像形成に使用される部材の寿命を判定する。
【解決手段】 画像形成用の部材と、記録材に形成される画像に関する情報を取得する取得手段と、画像が形成された記録材を読み取る読取手段と、前記取得手段で取得した前記第一の画像情報と、前記読取手段で読み取った第二の画像情報に関する情報を比較し、比較結果に従い前記部材の状態を判定する制御手段とを有する画像形成装置。
【選択図】 図８

Description

本発明は、画像形成に使用される部材の状態を判定する装置に関するものである。

電子写真方式やインクジェット方式などの画像形成装置（プリンタ、複写機、ファクシミリ等の装置）においては、消耗部材を交換可能である構成であることが一般的である。画像形成装置は、この交換可能な消耗部材（交換部品ともいう）に関する寿命を検知し、寿命に到達して交換すべきであると判定した場合は、ユーザもしくはサービスマンに交換部品の交換を促すメッセージを表示する。

例えば、電子写真方式の画像形成装置においては、トナーを含むカートリッジや定着装置などが交換部品となっており、画像形成装置はこれらの交換部品の寿命を検知している。トナーを含むカートリッジでは、トナーの量を検知する方式として、特許文献１に記載されるような、静電容量を検出して、カートリッジ内のトナー量の変化を検出する方式が開示されている。また、特許文献２には、ＬＥＤと受光用光センサを用いてトナーの残量を検出する方式が開示されている。また、トナー量を間接的に推定する方式として、特許文献３に、画像情報（ピクセルカウント値）に基づいて、トナーの消費率を推測する方式が開示されている。

特開平５−６０９２号公報 特開平７−１４０７７６号公報 特開２００１−３１８５６６号公報

しかしながら、画像形成装置の交換部品は、交換部品の夫々における寸法公差のばらつき、ユーザの使用環境に差が生じる。そのため、交換部品ごとの劣化度合いに差が生じて、交換部品ごとに精度よく寿命の到達を検知することが難しい場合があった。また、寿命を判断する閾値を一律に設定すると、ユーザは交換部品の本来の寿命到達まで使い切ることができない場合もある。また、特許文献１、２のような方式であれば精度良くトナー量を検知することが可能であるが専用のセンサが必要となり装置の構成が複雑、かつ、コストアップにつながる。

本発明は、このような課題に鑑み、簡易な構成で交換部品の寿命を精度良く検知することができる装置及びシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、画像形成に用いられる部材と、記録材に形成される画像に関する情報を取得する取得手段と、画像が形成された記録材を読み取る読取手段と、前記取得手段で取得した前記第一の画像情報と、前記読取手段で読み取った第二の画像情報に関する情報を比較し、比較結果に従い前記部材の状態を判定する制御手段とを有することを特徴とする。

また、本発明の画像形成システムは、画像形成装置と前記画像形成装置と通信する外部装置を有し、前記画像形成装置は、記録材に画像を形成するための部材を有し、前記外部装置は、前記記録材に形成される第一の画像情報を記憶する記憶手段を有し、前記画像形成装置によって画像が形成された前記記録材を読み取って得られた第二の画像情報を受信し、前記第一の画像情報と前記第二の画像情報を比較し、比較結果に従い前記部材の状態を判定する制御手段とを有することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成で交換部品の寿命を精度良く検知することができる。

実施例１の画像形成装置の概略図 実施例１の画像形成装置のシステム構成のブロック図 実施例１のカートリッジの寿命到達を判定するフローチャート 実施例２のネットワーク構成図 実施例２の画像形成装置の概略図 実施例２の画像形成装置およびサーバのシステム構成のブロック図 実施例２の印刷付加情報のエントリを表した図 実施例２の交換部品の寿命到達の判定の流れを示す図 実施例２の印刷時におけるコントローラのフローチャート 実施例２の画像読み取り時におけるコントローラのフローチャート 実施例２のカートリッジの寿命到達を判定するサーバのフローチャート 実施例３のカートリッジの寿命到達を判定するサーバのデータ登録時のフローチャート 実施例３のカートリッジの寿命到達を判定するサーバの寿命判定時のフローチャート

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせ全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

本実施例では、１台の画像形成装置において、記録材（以下、用紙という）に印刷した画像データと印刷済みの用紙をスキャンして得られたスキャン画像データに基づき装置で使用された交換部品が寿命に到達しているか否かを判定する方法を説明する。

まず、図１を参照して本実施例で発明の説明に利用する電子写真方式のカラー画像形成装置の全体構成の概略を説明する。本実施例に示す画像形成装置は電子写真画像形成プロセス利用のレーザプリンタである。図１に示すカラーの画像形成装置は、プリンタ１００に対して着脱可能なプロセスステーション（プロセスカートリッジ）５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを備える。４個のカートリッジ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは同一構造であるが、異なる色、即ち、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のトナー（現像剤）による画像を形成する点で相違する。尚、特定のカートリッジの説明を行う場合を除き、以下、ＹＭＣＫの符号を省略する。各カートリッジ５は、それぞれ、トナー容器２３、感光体である感光ドラム１、帯電ローラ２、現像ローラ３、クリーニングブレード４（感光体のクリーニング手段）、廃トナー容器２４を有する。カートリッジ５の下方に配置された露光装置７は、画像データに応じた画像信号に基づき感光ドラム１を露光する。

感光ドラム１は、回転過程で、帯電ローラ２により所定の極性及び所定の電位に一様に帯電処理される。その後、感光ドラム１は、露光装置７により露光されて夫々目的のカラー画像の第１〜第４の色成分像（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分像）に対応した静電潜像が形成される。帯電ローラ２は、感光ドラム１の回転に伴って従動して回転する。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、第１〜第４のカートリッジＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像ローラ３により現像される。この現像ローラ３を介して感光ドラム１上の静電潜像に夫々の色のトナーを付着させてトナー像として現像する。各現像器内のトナーは、負帯電の非磁性一成分トナーであり、静電潜像の現像は、非磁性一成分接触現像方式によって行われる。現像ローラ３には不図示の電源により電圧が印加され、これにより現像を行う。

中間転写ベルトユニットは、中間転写ベルト８、駆動ローラ９、二次転写対向ローラ１０から構成される。また、各感光ドラム１に対向して、中間転写ベルト８の内側に一次転写ローラ６が配設され、不図示の一次転写バイアス電源により正極性の一次転写バイアスを印加する構成である。不図示のモータにより駆動ローラ９が回転することにより、中間転写ベルト８は回動され、それに従い、二次転写対向ローラ１０も従動回転する。各感光ドラム１は矢印方向に回転し、中間転写ベルト８が矢印Ａ方向に回転し、一次転写ローラ６に正極性の一次転写バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１Ｙ上のトナー像から順次、中間転写ベルト８上に一次転写される。その後、４色のトナー像が重なった状態で二次転写ローラ１１まで搬送される。感光ドラム１のクリーニングブレード４は、感光ドラム１に圧接し、中間転写ベルト８に転写されないで感光ドラム１表面に残った残留トナー及びその他の感光ドラム上の残留物を除去する。

給搬送装置１２は、用紙Ｐを収納する給紙カセット１３内から用紙Ｐを給紙する給紙ローラ１４と、給紙された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ対１５とを有する。そして、給搬送装置１２から搬送された用紙Ｐはレジストローラ対１６によって二次転写ローラ１１に搬送される。中間転写ベルト８から用紙Ｐへの転写においては、二次転写ローラ１１に正極性のバイアスを印加することにより、搬送された用紙Ｐに、中間転写ベルト８上の４色のトナー像を転写する（以下、二次転写という）。

トナー像転写後の用紙Ｐは、定着器１７に搬送される。定着器１７は、定着ヒータ３０と定着ヒータ３０の温度を測定する温度検知センサ３１を内蔵した定着ローラ１８と、定着ローラ１８に圧接するための加圧ローラ１９を備えたフィルム加熱方式の定着器である。そして、用紙Ｐを加熱及び加圧することによりトナー像が定着されて、画像形成物（プリント済みの用紙など）としてプリンタ１００の外部（機外ともいう）へ排出される。プリンタ１００は、用紙Ｐを両面印刷することが可能であり、また、両面印刷の搬送路に画像読み取り部２０５０を有していて、その画像読み取り部２０５０により、用紙Ｐのスキャン画像を取得するスキャン機能を提供する。

用紙Ｐを両面印刷する場合、定着器１７を通過した用紙Ｐの後端が両面フラッパ５０の位置を通過した後に、まず両面フラッパ５０のポジションを両面搬送路側に切り替える。また、排出ローラ対２０の回転方向を決定する図１中不図示の反転クラッチ２０２４により排出ローラ対２０の回転方向を両面搬送路側に切り替える。用紙Ｐの搬送方向は反転し、両面搬送路に搬送される。両面搬送路では、両面搬送ローラ対５１と本体合流ローラ対５３により用紙Ｐが搬送され、レジストローラ対１６まで搬送される。レジストローラ対１６以降は表面と同一の処理が実行され、用紙Ｐは定着器１７を通過後、プリンタ１００の機外へ排出される。

また、画像読み取り部２０５０により、用紙Ｐの表面をスキャンする時は、前述の両面プリントの時と同様に、両面搬送路へ用紙Ｐを搬送し、両面搬送ローラ対５１を通過したタイミングで、画像読み取り部２０５０が用紙Ｐの表面を読取り開始する。画像読み取り部２０５０は不図示の発光素子とＣＩＳ（ＣＯＮＴＡＣＴ ＩＭＡＧＥ ＳＥＮＳＯＲ）センサを有している。画像読み取り部２０５０は搬送され移動する用紙Ｐの画像を時系列のデジタル画素信号として光電読み取りし、画像読み取り部２０５０内のメモリにスキャン画像データとして蓄積する。画像読取りが完了した用紙Ｐは用紙搬送路を通過し、機外に排出される。

＜制御ブロック図＞
図２は、本実施例のプリンタ１００の制御ブロック図である。プリンタ１００は、コントローラ１０００とエンジン２０００に分かれている。コントローラ１０００は、画像出力デバイスであるエンジン２０００と接続し、一方ではＬＡＮ１０１３と接続することで、画像情報やデバイス情報の入出力を行う為のコントローラである。コントローラ制御部１０１０はシ画像形成システムの全体を制御するＣＰＵであり、ワークメモリである不図示のＲＡＭと、ブートプログラムが格納された不図示のＲＯＭを有している。ＨＤＤ１０２０はハードディスクドライブで、システムソフトウェア、画像データを格納する。画素計測部１０４０、画像比較判定部１０４１、寿命到達判定部１０４２はＨＤＤ１０２０に格納されたコントローラ制御部１０１０が実行するソフトウェアの機能である。操作部Ｉ／Ｆ１０１１はタッチパネルを有した操作部１０１４とのインターフェース部で、操作部１０１４に表示される画像データを操作部１０１４に対して出力する。また、操作部１０１４から本システム使用者が入力した情報を、コントローラ制御部１０１０に伝える役割をする。ネットワークＩ／Ｆ１０１２はＬＡＮ１０１３に接続し、情報の入出力（通信処理）を行う。ラスターイメージプロセッサ１０３０はＰＤＬコードをビットマップイメージに展開する。エンジン画像処理部１０３４は、ラスターイメージプロセッサ１０３０により展開されたビットマップイメージに対して、補正、解像度変換等を行い、エンジンに送信する画像データに変換する。読取り画像処理部１０３３は、画像読み取り部２０５０で読み取られた入力画像データに対し補正、加工、編集を行う。

コントローラ制御部１０１０とエンジン制御部２０１０はＶＩＤＥＯ Ｉ／Ｆ１１００を介して接続されており、ＶＩＤＥＯ Ｉ／Ｆ１１００を経由して、コントローラ制御部１０１０からエンジン制御部２０１０へ動作指示、および、画像データのを行う。エンジン２０００は、画像出力デバイスである。エンジン制御部２０１０は、ＶＩＤＥＯＩ／Ｆ１１００を介してコントローラ制御部１０１０と接続されており、コントローラ１０００からの指示に従い、エンジン２０００の各ユニットを動作させ、用紙Ｐへ印刷を行う。エンジン制御部２０１０は、エンジン全体を制御するＣＰＵであって、不図示のＲＡＭとエンジン２０００を制御するプログラムが格納された不図示のＲＯＭから構成される。トナー残量推測部２０４０は、不図示のＲＯＭに格納されたエンジン制御部２０１０が実行するプログラムの機能である。

エンジン制御部２０１０は、定着器１７へ通電を行う定着部２０２０やプリンタ１００内の感光ドラム１や中間転写ベルト８および加圧ローラ１９などを駆動するためのモータ（不図示）を有する。そして、モータを駆動するためのモータ駆動部２０２１、露光装置７を制御する露光制御部２０２２、両面印刷時に用紙Ｐの搬送路を切り替える両面フラッパ５０、排出ローラ対２０の回転方向を切り替える反転クラッチ２０２４等と接続される。そして、コントローラ１０００からＶＩＤＥＯＩ／Ｆ１１００を通じて送信されてくる画像データをもとに電子写真プロセスにより用紙Ｐへトナー像を印刷する。

また、エンジン制御部２０１０は画像読み取り部２０５０と接続されている。用紙Ｐの表面画像をスキャンする場合は、用紙Ｐが画像読み取り部２０５０上に到達する前にエンジン制御部２０１０は画像読み取り部２０５０へ読取り指示を出す。そして、用紙Ｐが画像読み取り部２０５０を通過後、エンジン制御部２０１０はコントローラ制御部１０１０に画像読取りが完了したことを報知する。そして、コントローラ制御部１０１０はＶＩＤＥＯＩ／Ｆ１１００を経由して、画像読取り部２０５０に蓄積されたスキャン画像データを取得する。

尚、コントローラ１０００、エンジン２０００の各機能は、各ＣＰＵが各種制御プログラムを実行することで実現しても良いし、その機能の一部或いは全てを特定用途向けの専用回路（ＡＳＩＣ）などに行わせても良い。

＜トナー残量検知と画像判別＞
トナー容器２３内のトナー量が少なくなってきた場合、潜像へのトナー供給量が低下することにより、必要なトナー画像の濃度を出すことができなくなる。また、トナーはプロセスカートリッジ５内で撹拌されており、カートリッジ５内の撹拌部材などによる摩擦を受ける。トナーは、この摩擦によりトナー表面の外添剤が剥離していき、帯電特性が徐々に劣化していく。帯電特性が劣化してくと、トナー画像の濃度がダウンしていく。このような理由により、トナーが寿命に到達した後では、トナー画像の必要な濃度を達成できなくなる。トナーが劣化し画像濃度を保証できなくなった場合、プリンタ１００は寿命に到達したことを検知し、ユーザに報知して、プロセスカートリッジ５の交換を促す必要がある。

本実施例では、トナー残量の計測は、画素数を元に予測する方式を利用する。コントローラ制御部１０１０の画素計測部１０４０は、ラスターイメージプロセッサ１０３０によりＰＤＬコードを展開したビットマップイメージからＹＭＣＫの各色の画素数をカウントして取得する。コントローラ制御部１０１０は、エンジン制御部２０１０にプリント指示を出すときに、印刷する画像の画素数をエンジン制御部２０１０に連絡する。エンジン制御部２０１０のトナー残量推測部２０４０は、連絡された画素数を積算していく。トナー残量推測部２０４０は、プロセスカートリッジ５内のトナー量に応じて決定された寿命に到達したと判断すべき画素数しきい値を有している。と、積算した画素数と画像数しきい値からトナー残量を予測し、それをコントローラ制御部２０１０に報知する。コントローラ制御部１０１０はエンジン制御部２０１０から受信したトナー予測残量に応じて、操作部１０１４にユーザにプロセスカートリッジ５の交換を促すメッセージを表示する。

しかしながら、画素数は印刷する画像の種類やプリンタ１００の雰囲気環境によっては実際の消費トナー量と必ずしも一致しない。したがって、印刷枚数を重ねるほどに、誤差が蓄積していくため、高精度には判定することが難しい。そこで、本実施例では、画像形成装置の画像読取り部２０５０を利用し、用紙に印刷する第一の画像情報としての印刷画像データと、スキャンされた第二の画像情報としてのスキャン画像データを比較する。そして、比較結果に基づきプロセスカートリッジ５が寿命に到達したかどうかを判定する。前述したように、トナー量が減ってきた場合やトナーが劣化してきた場合は、トナー濃度が所望の濃度を満たすことができなくなる（所定の濃度よりも薄くなる）。この画像不良特性を利用して、スキャン画像データと印刷画像データを比較して、用紙上のトナーの濃度が、想定される画像濃度で印刷できているどうかを判断し、寿命に到達したか否かを判定する。ただし、露光装置７のレーザ光量が低下してきた場合にも、トナー濃度の低下が発生する。したがって、トナー濃度の情報だけで判断した場合は、露光装置７に異常があった場合に、誤ってカートリッジ５の寿命と判定してしまうことになる。そこで、本実施例では、スキャン画像と印刷画像の比較による寿命判定をピクセルカウントによる寿命判定と組み合わせ、補い合わせることで、カートリッジ５の寿命の判定を精度よく実施することができる。

＜フローチャート＞
図３は、画像読み取り部２０５０で用紙Ｐに印刷された画像を読み取ったスキャン画像からプロセスカートリッジ５の寿命に到達したことを判定するコントローラ制御部１０１０のフローチャートである。なお、制御開始と制御終了のステップについてはプログラムのスタートとエンドを意味するものであり説明を省略する（以下の全てのフローチャートに共通する）。

ＰＤＬにより記述されたジョブがＬＡＮ１０１３を経由して画像形成装置１００へ送信され、コントローラ制御部１０１０はジョブを実行開始する（Ｓ１００）。コントローラ制御部１０１０は送信されてきたＰＤＬをラスターイメージプロセッサ１０３０によりビットマップイメージに変換する（Ｓ１０１）。コントローラ制御部１０１０は生成されたビットマップイメージをＨＤＤ１０２０に保存する（Ｓ１０２）。ビットマップイメージをエンジン画像処理部１０３４により、エンジンへ送信する画像データに変換する（Ｓ１０３）。ついで、コントローラ制御部１０１０は、エンジン制御部２０１０からジョブ開始時点で受信している各プロセスカートリッジ５のトナー残量予測値がいずれかのステーションで予め定めた閾値より小さいかどうかを判断する（Ｓ１０４）。画素数によるトナー残量予測値の実際のトナー残量との誤差を実験的に収集し、その誤差が全ページで生じた想定において、実際のトナー残量が寿命に到達した時点でトナー残量推測部２０４０が報知しているトナー残量をＳ１０４の閾値とする。

トナー残量予測値が閾値以上である場合は、通常通り、エンジン２０００にプリント開始指示を出し、印刷を行う（Ｓ１２０）。トナー残量予測値が閾値を下回っている場合、エンジン２０００に対して用紙Ｐに印刷と同時に印刷した画像を画像読み取り部２０５０で読み取るように指示を出す（Ｓ１０５）。エンジン２０００はコントローラ１０００からの画像データに基づき用紙Ｐへ印刷し、印刷した用紙Ｐを両面搬送路に搬送し、その搬送過程で画像読み取り部２０５０により用紙に印刷されたスキャン画像を読み取る。コントローラ１０００はエンジン２０００から画像読取り完了を報知されると（Ｓ１０６）、エンジン２０００から読み取られた画像のビットマップイメージを取得する（Ｓ１０７）。コントローラ１０００は、ＨＤＤ１０２０に保存してある印刷したビットマップイメージと読み取られたビットマップイメージを画像比較判定部１０４１により比較する（Ｓ１０８）。画像比較判定部１０４１は、印刷したビットマップイメージと読み取られたビットマップイメージをＲＧＢデータからＣＭＹＫデータに変換する。印刷画像のＣＭＹＫデータとスキャン画像のＣＭＹＫデータに対して、ＣＭＹＫそれぞれの色に関する平均濃度値を算出する。そして、Ｓ１０４にてトナー使用量の予測値が閾値を下回っていると判断した色に関して、スキャン画像の平均濃度値が印刷画像の平均濃度値より予め定められた閾値以上に小さいかどうか（薄いかどうか）を判断する（Ｓ１０９）。スキャン画像の濃度が印刷画像より薄いと判断した場合、トナーが劣化し画像濃度を保証できない可能性があるため、寿命に到達したと判断し、操作部１０１４にてプロセスカートリッジ５の交換を促す（Ｓ１１０）。Ｓ１０９の閾値は、エンジン２０００が用紙Ｐに印刷するときの濃度ばらつきのデータをもとに、画像解析で寿命に到達したと誤判断しない値に設定されている。

画像読み取り装置を備える画像形成装置において、印刷画像とスキャン画像の画像解析結果から、トナーを収容したカートリッジ５の寿命に到達したことを判定可能な手法を説明した。

以上説明したように、本発明を利用すれば、画像読み取り装置を備える画像形成装置において、印刷画像とスキャン画像の画像解析結果から、交換部品の寿命の到達が判定可能となる。交換部品の寿命の到達を画像から判定しているため、寿命の到達を検知するためのハードウェアを追加せずに寿命の到達を精度良く検知することができる。

また、トナーの予測画素数に応じた寿命予測や、回転時間による寿命予測といった間接的に寿命の到達を検知する方式に比べて、画像劣化から判断しており、精度を上げることができる。また、本実施例では、画像解析による寿命判定とピクセルカウントを利用した寿命判定を組み合わせており、これにより、画像形成装置の不良に起因した画像特性の変化により誤って交換部品を寿命と判定してしまうことを防いでいる。さらに、ピクセルカウントによる寿命判定結果からカートジッリの寿命が近いと思われる状況でのみ、画像解析を実行するため、画像解析による寿命判定に時間がかかる場合は、その実行回数を減らすことができる。なお、画像解析だけでも、不良を高精度に特定することが可能であれば、ピクセルカウント等の計測寿命を利用する必要はない。その場合は、本実施例では、耐久のみならず想定外の不具合によって画像へ影響を及ぼすような場合、例えば，衝撃による紙搬送部品の不具合に起因する印字精度不良のような場合の部品不具合にも本発明を適用出来る。

本実施例では、画像の濃度に着目した画像解析により、カートリッジ５の交換を判断する手法を説明した。本実施例は感光体１、中間転写体ベルト（中間転写体）８、定着器１７の定着ローラ１８及び加圧ローラ１９、給搬送装置１２の用紙ローラ１４といった耐久で劣化する交換部品について適用可能である。夫々の交換部品において劣化に応じて生じる特徴的な画像症状を解析するアルゴリズムを用意すればよい。なお、上記の部材の場合、例えば、夫々の駆動時間を累積して測定して、測定した駆動時間に基づいて（累積の駆動時間が閾値以上か否かを判定する）制御を行えばよい。

なお、本実施例では、画像形成装置は、カラーレーザプリンタを利用して説明した。しかし、本手法は、モノクロレーザプリンタやインクジェットプリンタなどの他の構成の印刷装置にも適用可能である。また、本実施例では、画像読取り装置は、両面搬送路に設けられていたが、印刷した用紙をスキャンすることができればよく、例えば、画像形成装置の上部にべったいで設けられた読み取り装置を用いても良い。

本実施例では、画像形成装置とスキャン装置を備えた複写機がネットワークに接続されている状況を前提としている。例えば、ネットワークに接続されたいずれかの複写機で印刷された用紙Ｐをユーザがスキャン動作を実行した場合に、用紙Ｐを印刷した複写機の交換部品の寿命を判定する構成を特徴とする。なお、本実施例の図において、実施例１と同じ機能に関しては、同一符号を付与して説明を省略する。

図４は、本実施例のネットワーク構成を示す図である。ＬＡＮ１０１３に接続されたクライアントＰＣ１６０、プリントサーバ１６１、寿命到達判定サーバ１６２，１台または複数台の複写機１５０が存在している。

ホストコンピュータ１６０では、ユーザによるプリケーションファイルの編集とプリントサーバ１６０へジョブを送信する役割を持っている。プリントサーバ１６１の主な役割は、プリント部の外部と情報の送受およびプリント部内部の管理制御である。外部から入力されたジョブは、プリントサーバ１６１にて一元管理されていて、ＬＡＮ１０１３に接続されたすべての複写機１５０と全てのジョブの状況が監視できると共に、ジョブの一時停止などの制御が実行可能である。複写機１５０は、プリントサーバ１６０から送信されてくるジョブの印刷、および、ユーザが持つ原稿のスキャンやコピーといった機能を有する装置である。判定サーバ１６２は複写機１５０が備えた交換部品の寿命の到達を判定するためのサーバである。

図５は、複写機１５０の内部構成の概要を表した図である。一般的な複写機の構成であって、原稿読取り部は原稿台にセットされた原稿に光をあてて画像を読み取る構成である。なお、実施例１の画像形成装置と同様の機能については、ここでは説明を省略する。原稿読取り部２００は、原稿載置台としてのプラテンガラス２０１、スキャナ２０２、原稿照明ランプ２０３や走査ミラー２０４等で構成され、自動原稿送り装置（ＤＦ）２２０により搬送された原稿の読み取りを行う。原稿読取り部２００では、不図示のモータによってスキャナ２０２が所定方向に往復走査されて、原稿の反射光が、走査ミラー２０４、２０６、２０６を介してレンズ２０７を透過し、イメージセンサ部２０８内のＣＣＤセンサに結像する。イメージセンサ部２０８はメモリを保持しており、ＣＣＤセンサに結像された信号をもとにしたＲＧＢデータをメモリに蓄積していく。

図６（ａ）に本実施形態の画像形成装置のブロック図を示す。バーコード追加部１２００，画像登録部１２０１、バーコード解析部１２０２、画像判定依頼部１２０３はＨＤＤ１０２０に格納されたコントローラ操作部１０１０が実行するソフトウェアの機能である。バーコード追加部１２００は、ラスターイメージプロセッサ１０３０によりＰＤＬコードから展開されたビットマップイメージに対して、印刷付加情報を付与する機能である。本実施形態における印刷付加情報を図７に示す。印刷日時５０００は複写機１５０で印刷した時刻である。プリンタシリアルナンバー５００１は複写機に割り当てられたシリアルナンバーであって、他の複写機と同じ番号にならない値である。ページカウント５００２は、複写機１５０でカウントしているページカウントである。５００３は複写機１５０が判断した画像解析による寿命判定をすべきかどうかの情報である。５００４は複写機１５０で印刷に利用された各プロセスカートリッジ５のシリアルナンバーである。本実施例では、印刷付加情報は、印刷するビットマップイメージの余白部に、二次元コードとして、例えばＱＲコード（登録商標）の形式で埋め込まれる。なお、ＱＲコード（登録商標）以外のバーコード、もしくは、電子透かし技術を利用して、印刷付加情報を埋め込んでも構わない。

画像登録部１２０１は印刷付加情報が付加された印刷画像データ（ビットマップイメージ）と印刷付加情報のデータを寿命到達判定サーバ１６２に送信し、対応づけて登録する機能である。バーコード解析部１２０２は原稿読取り部２００で読み取ったスキャン画像データ（ビットマップイメージ）内からＱＲコード（登録商標）を探索する。そして、ＱＲコード（登録商標）を発見すれば、解析し、印刷付加情報を取得する機能である。画像判定依頼部１２０３は、原稿読取り部２００で読み取ったスキャン画像データとバーコード解析部１２０２により取得した印刷付加情報を寿命到達判定サーバ１６２に送信し、画像に基づく寿命判定を依頼する機能である。

寿命判定サーバ１６２のブロック図を図６（ｂ）に示す。 寿命判定サーバ１６２はＬＡＮ１０１３と接続しており、複写機１５０で印刷した印刷画像の登録と、複写機１５０でスキャンしたスキャン画像データをもとにした交換部品の寿命を判定する。

サーバ制御部２５１０はサーバ全体を制御するＣＰＵであり、ワークメモリである不図示のＲＡＭと、ブートプログラムが格納された不図示のＲＯＭを有している。ＨＤＤ２５２０はハードディスクドライブで、システムソフトウェア、画像データなどを格納する。画像登録部２５３０、画像問合せ部２５３１、画像比較判定部２５３２、寿命到達判定部２５３３はＨＤＤ２５２０に格納されたサーバ制御部２５１０が実行するソフトウェアの機能である。ネットワークＩ／Ｆ２５２１はＬＡＮ１０１３に接続し、情報の入出力を行う。

画像登録部２５３０は、複写機１５０から送信されてきた印刷画像のビットマップイメージを印刷付加情報におけるプリンタシリアルナンバー５００１とページカウント５００２をキーにしてＨＤＤ２５２０に登録する。複写機１５０の画像問合せ部２５３１は複写機１５０の画像判定依頼部１２０３から寿命判定の依頼時に送信される印刷付加情報におけるプリンタシリアルナンバー５００１とページカウント５００２を基にＨＤＤ２５２０から印刷画像データ（ビットマップイメージ）を取得する。画像比較判定部２５３２は、印刷画像データとスキャン画像データを比較し、プロセスカートリッジ５の寿命を判定する。寿命到達判定部２５３３は、印刷を実施した複写機１５０において寿命に到達したプロセスカートリッジ５が交換されていないかどうかをチェックし、複写機１５０にプロセスカートリッジ５の交換を促すように指示する。本実施例では、寿命到達判定部２５３３は、画像比較判定部２５３２がカートリッジ５を寿命に到達したと判定した時、複写機１５０に対して、装着中のカートリッジのシリアルナンバーを問合せる。そして、問合せた結果（シリアルナンバー）が印刷付加情報に記憶されているカートリッジシリアルナンバーと同一であれば、カートリッジが交換されていないと判断し、複写機１５０にプロセスカートリッジの交換を促すように指示する。

＜概念図＞
図８に、本実施例のネットワーク構成において、画像解析により交換部品の寿命を判定する流れの概念図を示す。ホストコンピュータ１６０からユーザが送信したジョブがプリンタサーバ１６１を経由して、複写機１５０に受信される（Ｓ１）。複写機１５０は印刷付加情報をジョブデータに埋め込み（Ｓ２−１）、そのジョブデータを印刷する（Ｓ２−２）。また、ジョブデータの印刷画像を寿命判定サーバ１６２に登録する（Ｓ２−３）。印刷された用紙を保有するユーザがいずれかの複写機１５０で印刷用紙のコピーの指示、もしくは、スキャン指示を出す（Ｓ３）。複写機１５０は印刷用紙のデータを読み取り（Ｓ４−１）、スキャンした出力画像データから印刷付加情報を抽出する（Ｓ４−２）。そのスキャン画像と印刷付加情報を寿命到達判定サーバに送信し、寿命判定を依頼する（Ｓ４−３）。寿命到達判定サーバ１６２は、Ｓ４−２で抽出された印刷付加情報をもとにＳ２−３で登録された印刷画像データを取得し、それとスキャン画像データを比較し、交換部品の寿命を判定する。寿命と判定した場合は、印刷を行った複写機１５０に対して、交換部品が寿命に到達したことを報知するように指示を出す（Ｓ５）。

＜フローチャート＞
ついで、フローチャートにより制御の詳細を説明する。ユーザが画像の印刷を指示したときの複写機１５０のコントローラ１０００のフローチャートを図９に示す。ユーザが印刷画像をスキャンしたときの複写機１５０のコントローラ１０００のフローチャートを図１０、寿命到達サーバ１６２のフローチャートを図１１に示す。

まず、ユーザが画像の印刷を指示したときの複写機１５０のコントローラ１０００のフローチャートを図９に基づき説明する。ＰＤＬにより記述されたジョブがＬＡＮ１０１３を経由して複写機１５０へ送信され、コントローラ制御部１０１０はジョブを実行開始する（Ｓ２００）。コントローラ制御部１０１０は送信されてきたＰＤＬをラスターイメージプロセッサ１０３０によりビットマップイメージに変換する（Ｓ２０１）。コントローラ制御部１０１０は、エンジン制御部２０１０からジョブ開始時点で受信している各プロセスカートリッジ５のトナー残量予測値が１つのステーションでも閾値を下回っているかを判断する（Ｓ２０３）。下回っている場合、コントローラ制御部１０１０は画像解析要求フラグをＴＲＵＥに設定し（Ｓ２０４）、下回っていない場合、コントローラ制御部１０１０は画像解析要求フラグをＦＡＬＳＥに設定する（Ｓ２０５）。ついで、コントローラ制御部１０１０は図７に示す印刷付加情報を用意する（Ｓ２０６）。印刷日時５０００は複写機１５０が持つ不図示のリアルタイムクロックＩＣから取得される。また、プリンタシリアルナンバー５００１とページカウント５００２はＨＤＤ１０２０に記憶されている情報から設定される。また、画像解析要求５００３はＳ２０３、Ｓ２０４で設定した画像解析要求フラグから設定され、識別情報としてのカートリッジシリアルナンバー５００４はエンジン制御部２０１０によりカートリッジメモリ２２００から取得される。ついで、これらの印刷付加情報をもとにビットマップイメージにＱＲコード（登録商標）を余白部に追加する（Ｓ２０７）。ビットマップイメージをエンジン画像処理部１０３４により、エンジンへ送信するデータ形式に変換する（Ｓ２０８）。画像解析要求フラグがＴＲＵＥの場合は、寿命到達判定サーバ１６２に画像登録部１２０１によりビットマップイメージを登録する（Ｓ２０９・Ｓ２１０）。そして、エンジン２０００にプリント開始指示を出し、印刷を行う（Ｓ２１１）。

ついで、ユーザが印刷された用紙のスキャンを指示したときのコントローラ１０００の動作を図１０に基づき説明する。コントローラ１０００はユーザから原稿のスキャン指示を受ける（Ｓ２２０）。コントローラ１０００は原稿読み取り部２００により原稿をスキャンし、ビットマップイメージを取得する（Ｓ２２１）。ついで、バーコード解析部１２０２が、スキャンビットマップイメージ中に余白部にＱＲコード（登録商標）が存在するか検索し、ＱＲコード（登録商標）があれば印刷付加情報を抽出する（Ｓ２２２）。ＱＲコード（登録商標）を発見していれば（Ｓ２２３）、抽出された印刷付加情報において、画像解析要求５００３がＴＲＵＥであるか判定する（Ｓ２２４）。ＴＲＵＥであれば、画像判定依頼部１２０３により寿命到達判定サーバ１６２へスキャン画像を送信し、寿命到達の判定を依頼する（Ｓ２２５）。

図１１に基づき、寿命到達判定サーバ１６２の動きを説明する。寿命到達判定サーバ１６２では、複写機１５０から送信されてきた印刷付加情報とスキャンされたスキャン画像データ（ビットマップイメージ）を受信する（Ｓ２４０）。画像問合せ部２５３１が印刷付加情報から印刷に利用された印刷画像データ（ビットマップイメージ）を取得する（Ｓ２４１）。画像比較判定部２５３２が、スキャンビットマップイメージと印刷に利用されたビットマップイメージを比較する（Ｓ２４２）。画像比較判定部２５３２は、実施形態１の画像比較判定部１０４１と同様に、スキャン画像の平均濃度値が印刷画像の平均濃度値より予め定められた閾値以下かどうか（薄いかどうか）を判断する（Ｓ２４３）。薄くなっている場合（閾値以下の場合）、寿命到達判定部２５３３は、印刷した複写機１５０に問い合わせて、現時点で装着しているカートリッジのシリアルナンバーを取得する（Ｓ２４４）。そして、印刷付加情報のカートリッジシリアルナンバーと複写機１５０に問い合わせたカートリッジシリアルナンバーを比較し、変化していないか判定する（Ｓ２４５）。カートリッジシリアルナンバーが変化していなければ、カートリッジ交換が行われていないため、カートリッジが寿命に到達したことを印刷した複写機１５０に連絡し、カートリッジ交換を促すように指示を出す（Ｓ２４６）。

以上、上記の画像形成システムにおいて、印刷した用紙をユーザがコピーもしくはスキャンした場合に、印刷に利用した印刷画像とスキャン画像の画像解析結果から、印刷に利用した複写機の交換部品の寿命を判定する方法を説明した。

以上、本実施例によれば、ネットワークに複写機１５０や単機能プリンタが接続されている環境において、ユーザが印刷した用紙をコピー又はスキャンの動作を行った場合に、用紙へ印刷を行った機器の交換部品の寿命を判定することが可能になる。本実施例では、既存の印刷機器の機能を利用して、画像解析による交換部品の寿命判定が可能となっており、ユーザは特に意識せずに、交換部品の寿命判定をすることが可能なシステムになっている。

本実施例では、ユーザが用紙に印刷を行う機器を複写機１５０としたが、画像読み取り機能を持たない印刷のみ実行可能な単機能プリントで印刷が行われてもよい。また、本実施例では、印刷付加情報として、図８に示す内容を定義したが、印刷に利用した印刷画像を後で特定することができればよいため、図８に示す内容に限定しない。例えば、カートリッジシリアルナンバー５００４は印刷付加情報に含めず、寿命到達判定サーバ１６２へデータとして登録する方式にしてもよい。画像解析を寿命判定サーバ１６２で実行する方式を説明したが、画像解析はスキャンした複写機、もしくは、印刷した複写機において実行しても構わない。

また、ネットワークに原稿をスキャンする機能のみを有する読取装置が接続された構成においても、本実施例を適用することができる。ネットワーク上に接続された複写機、プリンタ、読取装置のいずれかで原稿をスキャンして上記のような寿命判定を実行することが可能である。

また、第１の実施例と同様に、本実施例は感光体１、中間転写ベルト（中間転写体）８、定着器１７の定着ローラ１８及び加圧ローラ１９、給搬送装置１２の用紙ローラ１４といった耐久で劣化する交換部品について適用可能である。夫々の交換部品において劣化に応じて生じる特徴的な画像症状を解析するアルゴリズムを用意すればよい。なお、上記の部材の場合、例えば、夫々の駆動時間を累積して測定して、測定した駆動時間に基づいて（累積の駆動時間が閾値以上か否かを判定する）制御を行えばよい。

実施例２では、印刷画像を寿命到達判定サーバ１６２に記憶しておき、その印刷画像とスキャン画像を比較し、交換部品の寿命の到達を判定する方法を説明した。しかし、すべての印刷画像を寿命到達判定サーバ１６２に記憶しておくためには、寿命到達判定サーバ１６２の記憶容量を大きくする必要がある。そこで、本実施例では、予め交換部品の画像解析に関係するパラメータ（特徴量）を抽出し、そのパラメータ（特徴量）のみをサーバに記憶しておくことで、記憶容量を小さくする方法を提案する。なお、本実施例で登場する図では、実施例２と同じ機能に関しては、同一符号を付与し説明を省略する。

ユーザが印刷画像を印刷したときの複写機１５０のコントローラ１０００のフローチャートは図９と同一である。本実施例での図９のＳ２１０でコントローラからビットマップイメージを寿命到達判定サーバ１６２からビットマップイメージの登録を指示された場合の寿命到達判定サーバ１６２のフローチャートを図１２に示す。ユーザが印刷画像をスキャンしたときの複写機１５０のコントローラ１０００のフローチャートは図１０と同一である。そのときの本実施例での寿命到達サーバ１６２のフローチャートを図１３に示す。

まず、寿命到達判定サーバ１６２に印刷画像登録を指示された時のフローチャートを図１２に基づき説明する。寿命到達判定サーバ１６２は印刷したビットマップイメージと印刷付加情報を受信し（Ｓ３００）、そのビットマップイメージからＣＭＹＫ各色の平均濃度を計算する（Ｓ３０１）。そして、印刷付加情報におけるプリンタシリアルナンバー５００１とページカウント５００２をキーにして、平均濃度をＨＤＤ２５２０に登録する（Ｓ３０２）。

ついで、スキャンされたビットマップイメージを受信した場合の寿命到達判定サーバ１６２のフローチャートを図１３に基づき説明する。寿命到達判定サーバ１６２では、複写機１５０から送信されてきた印刷付加情報とスキャンされたビットマップイメージを受信する（Ｓ３４０）。印刷付加情報から印刷時に計算した平均濃度を取得する（Ｓ３４１）。スキャンビットマップイメージの各色の平均濃度を算出する（Ｓ３４２）。画像比較判定部２５３２は、実施形態１の画像比較判定部１０４１と同様に、スキャン画像の平均濃度値が印刷画像の平均濃度値より予め定められた閾値以上に小さいかどうか（薄いかどうか）を判断する（Ｓ３４３）。薄くなっている場合、寿命到達判定部２５３３は、印刷した複写機１５０に問い合わせて、現時点で装着しているカートリッジのシリアルナンバーを取得する（Ｓ３４４）。そして、印刷付加情報のカートリッジシリアルナンバーと複写機１５０に問い合わせたカートリッジシリアルナンバーを比較し、変化していないか判定する（Ｓ３４５）。カートリッジシリアルナンバーが変化していなければ、カートリッジ交換が行われていないため、カートリッジが寿命に到達したことを印刷した複写機１５０に連絡し、カートリッジ交換を促すように指示を出す（Ｓ３４６）。

以上説明したように、本発明を利用すれば、寿命到達判定サーバに記憶するデータ容量を小さくすることができ、寿命到達判定サーバにかかるコストを小さくすることができる。交換部品の寿命に到達したことを判定するアルゴリズムが、画像の特徴を数値化して、その数値を比較することで交換部品の寿命の到達を判定することが可能であれば、トナー以外の交換部品にも適用可能である。

本実施例では、寿命到達判定サーバ１６２で画像解析を行ったが、用紙をスキャンした複写機のコントローラにおいて、平均濃度を算出する処理および寿命到達の判定を行う方式にしてもよい。

１００ プリンタ
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ プロセスカートリッジ
１０００ コントローラ
１０１０ コントローラ制御部
１０４１ 画像比較判定部
１０４２ 寿命報知部
２０００ エンジン
２０１０ エンジン制御部
２０５０ 画像読み取り部
２０４０ トナー残量推測部
２０４１ 画像読み取り制御部

Claims (16)

1. 画像形成に用いられる部材と、
   記録材に形成される画像に関する情報を取得する取得手段と、
   画像が形成された記録材を読み取る読取手段と、
   前記取得手段で取得した前記第一の画像情報と、前記読取手段で読み取った第二の画像情報に関する情報を比較し、比較結果に従い前記部材の状態を判定する制御手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 更に、前記部材の使用量を測定する測定手段を有し、
   前記測定手段で測定された前記使用量が閾値以上の場合に、前記制御手段は前記部材の状態を判定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記部材とはトナーを収容するカートリッジを含み、
   前記使用量はトナーの使用量であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記部材とは、画像が形成される感光体、記録材に画像を定着する定着手段、記録材を搬送する搬送ローラ、画像が形成される中間転写体のいずれかを含み、
   前記使用量は前記部材の駆動時間であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記部材を用いて記録材に画像が形成され、
   画像が形成された記録材を前記読取手段に搬送する搬送手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記部材の状態とは前記部材の寿命に到達した状態であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 画像形成装置と前記画像形成装置と通信する外部装置を有する画像形成システムにおいて、
   前記画像形成装置は、記録材に画像を形成するための部材を有し、
   前記外部装置は、前記記録材に形成される第一の画像情報を記憶する記憶手段を有し、
   画像が形成された前記記録材を読み取って得られた第二の画像情報を受信し、前記第一の画像情報と前記第二の画像情報を比較し、比較結果に従い前記部材の状態を判定する制御手段と
   を有することを特徴とする画像形成システム。
8. 前記外部装置は、更に、前記記憶手段に記憶される情報を管理する管理手段と、
   前記第一の画像情報に識別情報を含む付加情報を追加する追加手段と、
   前記識別情報と前記第一の画像情報を対応させて、前記記憶手段に登録する登録手段と、
   前記読み取って得られた前記第二の画像情報から、前記付加情報を抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段により抽出された付加情報の識別情報をもとに、前記記憶手段から前記データに関する情報を取得する問合せ手段と
   を有することを特徴とする請求項７記載の画像形成システム。
9. 前記画像形成装置は、前記部材の使用量を測定する測定手段を有し、
   前記追加手段で追加される前記付加情報は、前記測定手段による部材の使用量に関する情報を含み、
   前記制御手段は、前記部材の使用量が閾値以上の場合に、前記部材の状態を判定することを特徴とする請求項８に記載の画像形成システム。
10. 前記追加手段は、二次元コードに基づき前記付加情報を追加することを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成システム。
11. 前記追加手段は、電子透かしにより付加情報が追加することを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成システム。
12. 前記部材とはトナーを収容するカートリッジを含むことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成システム。
13. 前記部材とは、画像が形成される感光体、記録材に画像を定着する定着手段、記録材を搬送する搬送ローラ、画像が形成される中間転写体のいずれかを含み、
    前記使用量は前記部材の駆動時間であることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成システム。
14. 前記記憶手段は、前記画像に関する情報に基づき計算した特徴量を記憶することを特徴とする請求項７乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成システム。
15. 前記画像形成装置は読取装置を有し、
    前記読取装置によって、画像が形成された前記記録材を読み取って第二の画像情報を得ることを特徴とする請求項７乃至１４のいずれか１項に記載の画像形成システム。
16. 前記外部装置と通信する読取装置を有し、
    前記読取装置によって、画像が形成された前記記録材を読み取って第二の画像情報を得ることを特徴とする請求項７乃至１４のいずれか１項に記載の画像形成システム。

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