JP2023063753A - 管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置の寿命予測の精度を向上することができる。【解決手段】 算出された補正消耗度に、変化量を加算することで得られた消耗度を用いて最新の補正消耗度を取得し、最新の補正消耗度と、変化量に基づいて、消耗度が所定の値を超える日を予測することを特徴とする。【選択図】 図３

Description

本発明は、管理システムに関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置は、保守部品、例えばトナー容器、感光体ドラム等を備える。このような保守部品に関して、経時的な劣化や色材であるトナーの消耗により劣化する印刷画質を適正に維持するために、保守部品を適切なタイミングで交換することが必要とされる。

そこで、画像形成装置が、保守部品の消耗度を算出し、その算出結果を保守部品管理サーバに通知し、保守サーバが、画像形成装置から通知された消耗度に従って保守部品の寿命に関する情報を管理するシステムが知られている。そのようなシステムにおいて保守サーバは、画像形成装置から通知された情報を収集して分析することにより、画像形成装置が支障をきたすことなく稼働できるように保守部品の配送の手配等を行う。また、サービスエンジニアは、保守サーバにアクセスすることで、保守サーバに接続される各画像形成装置に装着された保守部品について、必要な情報を一括して取得することができる（特許文献１）。

特開２０２０‐９５１５０号公報

しかしながら、上記システムでは、画像形成装置から通知される消耗度が荒い場合（例えば１％刻み）、残寿命日数が急激に変動するケースが存在していた。

本発明の目的は、上記課題を鑑みてなされたものであり、画像形成装置の寿命予測の精度を向上することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の管理システムは、画像形成装置と当該画像形成装置と通信可能な情報処理装置を含む管理システムであって、前記画像形成装置は、消耗部品の消耗状態を検出するセンサと、前記センサにより検出された前記消耗部品の消耗状態から消耗度に特定する特定手段と、前記消耗度を送信する送信手段とを有し、前記情報処理装置は、前記送信手段が送信した前記消耗度を受信する受信手段と、前記受信手段が受信した前記消耗度を所定日数分記憶する記憶手段と、前記記憶された前記消耗度の１日当たりの変化量を算出する算出手段と、前回算出された補正消耗度に、前記変化量を加算することで得られた消耗度を用いて最新の補正消耗度を取得する取得手段と、前記最新の補正消耗度と、前記変化量に基づいて、前記消耗度が所定の値を超える日を予測する予測部とを有することを特徴とする。

画像形成装置の寿命予測の精度を向上することができる。

画像形成装置の概略構成図 画像形成装置２００と保守サーバ７００のブロック図 消耗品の交換日の算出処理の一例を示すフローチャート 補正前後の消耗度比較グラフ

＜画像形成処理＞
本実施例における、画像形成処理を説明する。図１は画像形成装置２００の概略断面図である。画像形成装置２００は、各色成分のトナー像を形成する４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、及びＰｄが中間転写ベルト７の搬送方向に並んで配置されている。画像形成部Ｐａはイエローのトナー像を形成し、画像形成部Ｐｂはマゼンタのトナー像を形成し、画像形成部Ｐｃはシアンのトナー像を形成し、画像形成部Ｐｄはブラックのトナー像を形成する。

画像形成装置２００には、画像形成装置２００に着脱可能なトナーボトルＴａ、Ｔｂ、Ｔｃ、及びＴｄが装着される。トナーボトルＴａはイエローのトナーが収容されており、トナーボトルＴｂはマゼンタのトナーが収容されており、トナーボトルＴｃはシアンのトナーが収容されており、トナーボトルＴｄはブラックのトナーが収容されている。トナーボトルＴａ、Ｔｂ、Ｔｃ、及びＴｄは、補給用トナーを収容する収容容器に相当する。

なお、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、及びＰｄは同様の構成であるので、以下の説明においては画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、及びＰｄを画像形成部Ｐと称す。さらに、トナーボトルＴａ、Ｔｂ、Ｔｃ、及びＴｄは同様の構成であるので、以下の説明においてはトナーボトルＴａ、Ｔｂ、Ｔｃ、及びＴｄをトナーボトルＴと称す。

画像形成部Ｐは、円柱状の金属ローラの表面に感光体として機能する感光層を備えた感光ドラム１と、この感光ドラム１を帯電する帯電器２と、トナーを収容した現像器１００ａ～ｄを有する。ここで、現像器１００ａ～ｄはトナーを有する現像剤を蓄積した蓄積部である。

画像形成動作が開始されると、感光ドラム１が矢印Ａ方向へ回転駆動される。帯電器２が感光ドラム１を一様に帯電した後、レーザ露光装置３が画像データに基づき感光ドラム１を露光する。これにより、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。そして、現像器１００ａ～ｄが感光ドラム１上の静電潜像をトナーを用いて現像し、感光ドラム１上にトナー像を形成する。

ここで、本実施形態においては、現像器１００ａ～ｄに二成分現像剤が蓄積されており、トナーボトルＴには補給用トナーが収容されている。そして、現像器１００ａ～ｄ内のトナーの量が目標量となるように、トナーボトルＴから現像器１００ａ～ｄに補給用トナーが補給される構成となっている。なお、二成分現像剤とは磁性を有するキャリアとトナーとを有する現像剤である。

図２は画像形成装置２００と保守サーバ７００のブロック図である。図２に示すように、現像器１００ａ～ｄには、現像器１００ａ～ｄ内に蓄積されたトナーの量を検知するインダクタンスセンサ１１２ａ～ｄが配置されている。このインダクタンスセンサ１１２ａ～ｄは、現像器１００ａ～ｄに収容されている現像剤の透磁率を示す信号を後述の制御部５００へ出力する。インダクタンスセンサ１１２ａ～ｄの出力信号は、現像器１００ａ～ｄに収容されているトナーの量に応じて変動する信号である。

ここで、インダクタンスセンサ１１２ａ～ｄの出力信号について説明する。現像剤中のトナーの割合（以降、現像器トナー濃度と称す。）が増加すると、現像剤中のキャリアの割合が減少するので、インダクタンスセンサ１１２ａ～ｄの出力値は減少する。一方、現像器トナー濃度が減少すると、現像剤中のキャリアの割合が増加するので、インダクタンスセンサ１１２ａ～ｄの出力値は増加する。そして、制御部５００はインダクタンスセンサ１１２ａ～ｄの出力信号に基づいて現像器１００ａ～ｄに収容されているトナーの量を検知する。つまり、インダクタンスセンサ１１２ａ～ｄの出力信号は、現像器１００ａ～ｄに収容されているトナーの量を示す信号である。

画像形成装置２００の要部概略図を図２に示す。画像形成装置２００は、トナーボトルＴが装着される装着部と、装着部に装着されたトナーボトルＴに係合してトナーボトルＴを回転駆動させる補給モータとを備えている。トナーボトルＴは、その内周面にトナーを搬送する螺旋状の案内溝が形成されている。補給モータがトナーボトルＴを回転させることによって、トナーボトルＴ内のトナーがトナーボトルＴから現像器１００ａ～ｄへ補給される。トナーボトルＴの排出口から排出されたトナーが搬送路を通って現像器１００ａ～ｄに供給される。

図１に戻って画像形成装置２００の説明を続ける。中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８、従動ローラ１７、テンションローラ１８、及び１９に掛け回されている。この中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８の回転駆動によって矢印Ｂ方向に回転する。

画像形成部Ｐは、感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト７に転写する一次転写ローラ４を備える。感光ドラム１と中間転写ベルト７とが一次転写ローラ４に押圧されている一次転写ニップ部Ｔ１を、感光ドラム１上に形成されたトナー像が通過している間、一次転写ローラ４には一次転写電圧が印加される。これによって、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト７に転写される。各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、及び１ｄに形成されたトナー像が中間転写ベルト７に重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７にはフルカラーのトナー像が担持される。ドラムクリーナ６は、一次転写ニップ部Ｔ１において感光ドラム１から中間転写ベルト７に転写されずに、感光ドラム１に残留したトナーを除去する。

二次転写対向ローラ８に対して中間転写ベルト７と反対側には二次転写ローラ９が配設されている。二次転写ローラ９が二次転写対向ローラ８と中間転写ベルト７を押圧することによって、中間転写ベルト７と二次転写ローラ９との間に二次転写ニップ部Ｔ２が形成される。中間転写ベルト７が矢印Ｂ方向へ搬送されることによって、中間転写ベルト７上のトナー像が二次転写ニップ部Ｔ２へ搬送される。

搬送ローラ対６１とレジストレーションローラ対６２は、トナー像が二次転写ニップ部Ｔ２に到達するタイミングと、記録材Ｓが二次転写ニップ部Ｔ２に到達するタイミングとを合わせるように、カセット部６０に格納された記録材Ｓを搬送する。中間転写ベルト７上のトナー像と記録材Ｓとが二次転写ニップ部Ｔ２を通過している間、二次転写対向ローラ８に二次転写電圧が印加されることによって、中間転写ベルト７上のトナー像が記録材Ｓに転写される。なお、ベルトクリーナ１１は、二次転写ニップ部Ｔ２において記録材Ｓに転写されずに中間転写ベルト７に残留したトナーを除去する。

二次転写ローラ９によりトナー像が記録材Ｓに転写された後、記録材Ｓは定着器１３に搬送される。定着器１３は、ヒータを有する定着ローラと加圧ローラとを備え、ヒータの熱と、定着ローラと加圧ローラの圧力とによって、記録材Ｓ上のトナー像を記録材Ｓに定着させる。定着器１３によってトナー像が定着された記録材Ｓは排紙ローラ対６４により画像形成装置２００から排紙される。

消耗部品としての感光ドラム１の交換日算出を例として、消耗部品の交換日算出フローを、図２のブロック図および図３のフローチャート図を用いて説明する。図３は消耗品の交換日の算出処理の一例を示すフローチャートである。

画像形成装置２００は、制御部５００、消耗部品の消耗状態を検出するセンサとしての膜厚センサ５０５を持つ。制御部は演算部としてのＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３、消耗度をネットワークに送信する送信部として通信部５０４を持つ。情報処理装置である保守サーバ７００は消耗度をネットワークから受信する受信部としての通信部７０１、表示部７０２、演算部としてのＣＰＵ７０３、ＲＯＭ７０４、消耗度を所定日数分保管する保管部としてのＲＡＭ７０５を持つ。このように、保守サーバ７００は画像形成装置２００と通信可能である。

＜消耗度算出＞
膜厚センサ５０５が、感光ドラムの膜厚を所定回数測定し、測定した膜厚に対し、ＣＰＵ５０１が平均処理を行い膜厚平均値Ｔａｖｅを算出する。そして、初期膜厚の称呼値Ｔｓｔと、交換目安膜厚Ｔｅｎｄを用い、例えば以下の式に基づき、測定した膜厚を１％刻みの消耗度Ｗｒを算出し、特定する（ステップＳ１０１）。
Ｗｒ＝（Ｔａｖｅ－Ｔｅｎｄ）÷（Ｔｓｔ－Ｔｅｎｄ）×１００
＜消耗度通信＞
画像形成装置２００で算出された消耗度Ｗｒは、通信部５０４から送信され、ネットワーク６００を介して保守サーバ７００の通信部７０１で受信される。受信された消耗度Ｗｒは、ＲＡＭ７０５に格納され、所定の日数の間保管される（ステップＳ１０２）。

＜消耗度変化量算出＞
ＣＰＵ７０３において、ＲＡＭ７０５に格納された所定の日数分の消耗度Ｗｒの差分を算出し、１日当たりの消耗度変化量ΔＷｒを算出する。ここで、１日当たりの消耗度変化量ΔＷｒの算出方法としては、過去所定日数の消耗度変化量の平均を用いる方法や、最小二乗近似を用いて算出する方法がある（ステップＳ１０３）。

＜消耗度補正処理＞
ＣＰＵ７０３において、前回計算した補正消耗度ＷｒＤに対し、１日当たりの消耗度変化量ΔＷｒを加算し、補正消耗度ＷｒＤを更新する。更新した補正消耗度ＷｒＤが消耗度Ｗｒから一定以上乖離しない様に、補正消耗度ＷｒＤを消耗度Ｗｒ±１％の範囲内にサチュレーションをかける（ステップＳ１０４）。つまり、前回算出された補正消耗度に、変化量を加算することで得られた消耗度に所定の補正を行うことで最新の補正消耗度を取得することができる。

＜交換日算出処理＞
ＣＰＵ７０３は、ＲＡＭ７０５に格納された所定日数分の消耗度Ｗｒに基づいて、現時点において予想される、今後のドラムの消耗度である想定消耗度ＷｒＦを算出する。ここで、想定消耗度ＷｒＦの算出方法としては、過去数十日のドラム消耗度Ｗｒの平均を用いる方法や、稼働条件を示す値を加味した重回帰により算出する方法がある。ＣＰＵ７０３は、補正消耗度ＷｒＤと、想定消耗度ＷｒＦから、補正消耗度ＷｒＤが所定量（例えば１２０％）に到達する交換日を算出する（ステップＳ１０５）。つまり、最新の補正消耗度と、変化量に基づいて、消耗度が所定の値を超える日（交換日）を予測することができる。

ドラム交換日からドラム配送にかかる日数分遡ったドラム配送日を算出し、ドラム配送の手配を行う。

図４に消耗度Ｗｒと補正消耗度ＷｒＤの比較グラフを示し、従来例との差分を説明する。従来は前記ステップＳ１０４が無く、ステップＳ１０５において消耗度Ｗｒを用い、消耗度Ｗｒが所定量に到達する交換日を算出していた。これに対し、本実施例では前記ステップＳ１０４で補正消耗度ＷｒＤを算出している。両者を比較した図４を見ると、従来に対し本実施例では、消耗度の精度が大幅に向上していることが分かる。そのため、ステップＳ１０５における交換日の精度も向上し、より適切な部品配送タイミングを提案可能となる。

本実施形態では、上記の様にドラム配送を行ったが、別の方法を取っても良い。例えば、算出した交換日やドラム配送日を表示部７０２に表示し、サービスマンに発注を促す構成でも良い。その場合、保守サーバ７００で算出された交換日や配送日などの情報が画像形成装置２００に送信され、画像形成装置２００がその情報を表示する。

＜その他の実施の形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給する。そして、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

２００ 画像形成装置
７００ 保守サーバ
５０１ ＣＰＵ
７０３ ＣＰＵ

Claims (5)

1. 画像形成装置と当該画像形成装置と通信可能な情報処理装置を含む管理システムであって、
   前記画像形成装置は、
   消耗部品の消耗状態を検出するセンサと、
   前記センサにより検出された前記消耗部品の消耗状態から消耗度を特定する特定手段と、
   前記消耗度を送信する送信手段とを有し、
   前記情報処理装置は、
   前記送信手段が送信した前記消耗度を受信する受信手段と、
   前記受信手段が受信した前記消耗度を所定の日数分記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段により記憶された前記消耗度の１日当たりの変化量を算出する算出手段と、
   前回算出された補正消耗度に、前記変化量を加算することで得られた消耗度を用いて最新の補正消耗度を取得する取得手段と、
   前記最新の補正消耗度と、前記変化量に基づいて、前記消耗度が所定の値を超える日を予測する予測手段とを有することを特徴とする管理システム。
2. 前記取得手段は、前回算出された補正消耗度に、前記変化量を加算することで得られた消耗度に所定の補正を行うことで前記最新の補正消耗度を取得することを特徴とする請求項１に記載の管理システム。
3. 前記消耗部品は、感光ドラムであることを特徴とする請求項１または２に記載の管理システム。
4. 前記画像形成装置は、前記情報処理装置から前記予測手段が予測した消耗度が所定の値を超える日を示す情報を受信し、当該情報を表示することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の管理システム。
5. 前記算出手段は、前記変化量を最小二乗近似を用いて算出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の管理システム。

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