JP2024047402A - 回収量予測システム、回収量予測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の回収量の予測を行う回収量予測システムを提供する。【解決手段】定期的に交換されるユニットを含む複数の画像形成装置１００と、サーバ３０２とが通信可能に接続されており、画像形成装置１００は、ユニットの残りの使用可能期間をサーバ９０２へ送信し、サーバ９０２は、複数の画像形成装置１００のそれぞれから取得した残りの使用可能期間に基づいて画像形成装置１００のそれぞれのユニットの回収予測日を算出し、画像形成装置１００のそれぞれのユニットの回収予測日に基づいて、所定の時期に回収されるユニットの回収量を予測する。【選択図】図３

Description

本発明は、電気製品を構成する部品のリサイクル技術に関する。

電子装置や家電機器等の電気製品は、市場で使用されて寿命を迎えると、回収分解されて樹脂や鉄等の素材毎に分別され、破砕溶融されて再資源化される。このように、資源の有効活用や環境負荷を減らす取り組みが行われている。環境問題に対する更なる取り組みとして、電気製品そのものや電気製品を構成する部品をそのまま再利用することで、再資源化よりも環境負荷を減らすことが求められている。特許文献１には、回収した電気製品の部品をより多く再利用するために、回収時に再利用可能な部品と交換が必要な部品とを判別するシステムが開示される。

特開平１０－２１６６８９号公報

再利用可能な部品の数量は、実際に回収した電気製品から部品を取り出してみなければわからない。そのために、将来的に再生工場に戻される再利用可能部品の回収量の予測が困難である。これは、納入手番が長い部品に対する新品部品の製造計画が立てづらくなる原因となり、電気製品全体の生産計画を難しくしている。その結果、部品の過剰生産や、部品不足による電気製品の生産停止の可能性が生じる。

環境に対して悪影響を与える二酸化炭素は、電気製品全体のライフサイクルの中で、部品生産時に多く排出される。そのために部品の過剰生産は、環境に対して悪影響を与える。また、部品の過剰生産は、部品製造にかけた資金の回収の遅れにつながり、資金繰りの悪化の原因となる。逆に部品不足の場合、電気製品の生産が停止することで販売機会の喪失を招く恐れがある。

本発明は、上述の問題に鑑み、部品の回収量の予測を行う回収量予測システムを提供することを主たる目的とする。

本発明の回収量予測システムは、定期的に交換されるユニットを含む複数の電気製品と、回収量予測装置とが通信可能に接続されており、前記電気製品は、前記ユニットの残りの使用可能期間を前記回収量予測装置へ送信し、前記回収量予測装置は、前記複数の電気製品のそれぞれから取得した前記残りの使用可能期間に基づいて前記複数の電気製品のそれぞれのユニットの回収予測日を算出し、前記複数の電気製品のそれぞれの前記ユニットの前記回収予測日に基づいて、所定の時期に回収される前記ユニットの回収量を予測することを特徴とする。

本発明によれば、再利用可能な部品の回収量を予測することが可能となる。

画像形成装置の全体構成図。 トナーボトルの外観図。 循環再生システムの説明図。 トナー残量と使用日数の推移の例示図。 回収量の予測処理を表すフローチャート。 回収量の予測値を提示する処理を表すフローチャート。 感光ドラムユニットの構成図。 感光ドラムユニットの断面図。 膜厚の残量と使用日数の推移の例示図。 循環再生システムの説明図。 回収量の予測処理を表すフローチャート。

以下に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、電気製品として、プリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置を例として説明する。画像形成装置は、着脱可能で定期的に交換される消耗品を備える。この消耗品が再利用可能部品として回収される。本実施形態では、消耗品（再利用可能部品）を含めた電気製品（画像形成装置）の生産と回収の循環構造、回収量の予測方法、予測結果の生産計画へのフィードバックについて説明する。

図１は、画像形成装置の全体構成図である。画像形成装置１００は、本体に接続された画像読取装置或いは本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から取得する画像情報に応じて、記録材１０に画像を形成する。画像形成装置１００は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のフルカラー画像を電子写真方式により形成する。記録材１０は、記録シート、プラスチックシート、布等である。

画像形成装置１００は、タンデム式であり、それぞれ異なる色の画像を形成する複数の画像形成部を備える。本実施形態では４色のフルカラー画像を形成するために、画像形成装置１００は、第１、第２、第３、第４画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの４つの画像形成部を備える。画像形成装置１００は、無端ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト５１を有する転写部５を備える。中間転写ベルト５１は、図中矢印方向に回転して、第１～第４画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを通過する。その間、中間転写ベルト５１には、第１～第４画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫのそれぞれで形成された画像が重畳して転写される。中間転写ベルト５１に転写された各色の画像は、記録材１０に転写される。画像形成装置１００は、記録材１０に画像を定着させる定着器６を備える。定着器６により画像が定着された記録材１０は、画像形成装置１００の機外へ排出される。

第１～第４画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫのそれぞれの構成は、現像色が異なる以外は実質的に同一である。以下、特に区別を要しない場合、第１～第４画像形成部ＰＹ～ＰＫに属する要素であることを示す符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略し、画像形成部Ｐのように総括的に記載する。

画像形成部Ｐは、ドラム形状の感光体である像担持体として感光ドラム１を有する。感光ドラム１の外周に沿って、帯電器である帯電ローラ２、レーザ露光光学系を含む露光器３、現像器４、一次転写部５２、及びドラムクリーナ７が配置される。現像器４に対応してトナーボトル８が設けられる。一次転写部５２は、感光ドラム１を挟んで中間転写ベルト５１を挟むように配置される。

中間転写ベルト５１は、複数のローラに掛け回されている。中間転写ベルト５１が掛け回されたローラの内の一つに対向して、中間転写ベルト５１を挟む位置に二次転写部材５３が設けられる。

画像形成時には、帯電ローラ２によって、回転する感光ドラム１の表面が一様に帯電される。帯電した感光ドラム１の表面は、露光器３により画像情報に応じて走査露光されることで、静電潜像が形成される。感光ドラム１に形成された静電潜像は、現像器４により現像剤であるトナーを用いてトナー画像として顕像化される。現像器４は、現像工程により内蔵するトナーが減少すると、トナーボトル８からトナーが補給される。

感光ドラム１上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト５１と感光ドラム１とが当接する一次転写ニップ部で、一次転写部５２に印加される一次転写バイアス電圧の作用により中間転写ベルト５１上に転写される。４色フルカラー画像の形成時には、画像形成部ＰＹから順に、各感光ドラム１から中間転写ベルト５１上にトナー画像が転写される。中間転写ベルト５１上には、４色のトナー画像が重ね合わされた多重トナー画像が形成される。中間転写ベルト５１は、回転することで、担持するトナー画像を二次転写部材５３へ搬送する。

記録材１０は、給紙カセット９に収容されている。記録材１０は、給紙カセット９から、ピックアップローラ、搬送ローラ、及びレジストローラ等によって、中間転写ベルト５１と二次転写部材５３とが当接する二次転写ニップ部に搬送される。この際、記録材１０と中間転写ベルト５１上のトナー画像とは同期をとられており、記録材１０の所定の場所にトナー画像が転写されるように記録材１０の搬送タイミングが調整される。中間転写ベルト５１上の多重トナー画像は、二次転写ニップ部で、二次転写部材５３に印加される二次転写バイアス電圧の作用により記録材１０上に転写される。

トナー画像が転写された記録材１０は、定着器６へ搬送される。記録材１０上に転写されたトナー画像は、定着器６によって加熱及び加圧されることによって溶融混合され、記録材１０上に定着される。画像が定着した記録材１０は、機外へ排出される。

なお、一次転写工程後に感光ドラム１上に残留したトナー等の付着物は、ドラムクリーナ７によって回収される。これにより、感光ドラム１は、次の画像形成工程に備えることができる。二次転写工程後に中間転写ベルト５１上に残留したトナー等の付着物は、中間転写ベルト５１の回転方向で画像形成部ＰＹの上流側に設けられる中間転写体クリーナ５４によって除去される。

本実施形態の画像形成装置１００は、例えばブラック単色の画像などの所定の単色又は４色のうちいくつかの色用の画像形成部を用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することも可能である。

（消耗品の循環再生）
画像形成装置１００には、内部の各機能を担うユニットが装着されている。これらのユニットは、画像形成装置１００の本体に着脱可能であり、画像形成装置１００の本体よりも寿命が短く、定期的に交換することが前提となっている消耗品である。例えば画像形成装置１００の中でトナーボトル８や感光ドラム１を保持する感光ドラムユニットは、画像形成装置１００に対して着脱可能に搭載される。トナーボトル８や感光ドラムユニットは、定期的に交換される消耗品の一例である。

消耗品は、画像形成装置１００の内部で残寿命が算出される。消耗品が寿命に到達した場合、画像形成装置１００は、ユーザインタフェースにより消耗品の交換を促すメッセージを出力する。ユーザ或いはサービスマンは、このメッセージに応じて画像形成装置１００から該消耗品を取り外して、新しい消耗品に交換する。取り外された消耗品は、サービスマンにより回収され、再利用可能部品として、最終的に再生工場へ搬送されて再生される（循環再生）。

（消耗品がトナーボトル８の場合）
消耗品がトナーボトル８の場合の循環再生について説明する。図２は、トナーボトルの外観図である。トナーボトル８は、中空円筒状に形成され、内部にトナーを収容する空間を備えた収容部８１（「容器本体」とも呼ぶ）を有している。収容部８１の長手方向（トナーの搬送方向）の一端側には、フランジ部８２（「非回転部」とも呼ぶ）が設けられる。フランジ部８２の端部には、トナーボトル８に関する各種情報を記憶するボトルメモリ８３が設けられる。収容部８１とフランジ部８２との間には、画像形成装置１００の本体に設けられる不図示のギアから駆動力を受け付けるギア部８４が設けられる。

トナーボトル８は、現像器４へのトナー補給時に、ギア部８４により受け付けた駆動力により回転する。トナーボトル８は、回転することで収容部８１内に収容するトナーを排出する。排出されたトナーは、所定の経路を通って対応する現像器４へ供給される。

図３は、消耗品（トナーボトル８）の生産、回収、再生の一連の循環再生システムの説明図である。実線は、トナーボトル８自体の流れを示し、点線は情報の流れを示す。トナーボトル８は、製造兼再生工場９０１、配送拠点９０３、画像形成装置１００の設置場所、一次回収拠点９０４、二次回収拠点９０５の順に移動する。複数の画像形成装置１００とサーバ９０２とにより、回収量予測システムが構成される。

製造兼再生工場９０１は、新品のトナーボトル８の製造及び回収された使用済のトナーボトル８の再生（再利用）を行う。図２に示す通り、トナーボトル８は複数の部品で構成されている。製造兼再生工場９０１では、複数の部品の組み立て、現像剤（トナー）の充填、及び完成したトナーボトル８の箱詰めが行われる。新品のトナーボトル８の製造時には、トナーボトル８を構成する複数の部品が一つずつ組み上げられて、収容部８１の内部にトナーが充填される。トナーボトル８の再生時には、使用済のトナーボトル８をそのまま再利用して、収容部８１の内部にトナーが充填され、ボトルメモリ８３が書き換えられる。ボトルメモリ８３には、該トナーボトル８に使用されている各部品の再利用可能な回数、すなわち残再生可能回数が書き込まれる。残再生可能回数の詳細は後述する。

製造兼再生工場９０１で製造されたトナーボトル８は、製品として配送拠点９０３に出荷され、配送拠点９０３で一時保管される。配送拠点９０３で保管されたトナーボトル８は、各地に設置されている画像形成装置１００からのトナーボトルの配送要求信号、或いはユーザからの要求に応じて、画像形成装置１００の設置場所へ配送される。

各画像形成装置１００は、ネットワークを介して配送拠点９０３及びサーバ９０２に通信可能に接続されている。各画像形成装置１００は、内部に蓄積した使用頻度等のトナーボトル８の稼働情報に基づいて、トナーボトル８の残りの使用可能期間、すなわち残日数を算出する。例えば各画像形成装置１００は、新品のトナーボトル８が空になるまでの使用可能期間から、稼働情報に基づく使用済みの期間を減算することで、残りの使用可能期間（残日数）を算出する。各画像形成装置１００は、算出した残日数が所定の閾値を下回った場合に、消耗品の配送要求信号をネットワークを介して配送拠点９０３へ送信する。

各画像形成装置１００は、トナーボトル８のボトルメモリ８３に書き込まれた残再生可能回数を読み取る。各画像形成装置１００は、読み取った残再生可能回数に、残日数及び画像形成装置１００の設置場所情報を紐付けた情報を、ネットワークを介して一日一回以上の頻度でサーバ９０２へ送信する。

このようにボトルメモリ８３に残再生可能回数が書き込まれることで、消耗品の回収量予測に必要な情報（残再生可能回数、残日数、設置場所情報）が一つの送信元（画像形成装置）からサーバ９０２へ送信される。そのために、サーバ９０２は、諸々の情報を紐付ける必要が無くなり、情報の処理を簡単に行うことができる。

記録材１０への画像形成が行われてトナーボトル８内のトナーがすべて消費されると、画像形成装置１００は、ユーザにより、空になったトナーボトル８が取り外され、新しいトナーボトル８が装着される。取り外された使用済のトナーボトル８は、ユーザ先に設置されている回収ボックスに回収される。回収ボックスに回収された使用済のトナーボトル８は、画像形成装置１００をメンテナンスするためにユーザ先を訪問するサービスマンによって回収され、使用済品として一次回収拠点９０４に輸送される。

一次回収拠点９０４は、複数の画像形成装置１００の設置場所をカバーするエリア内に設置された各画像形成装置１００から使用済の消耗品（トナーボトル８）を回収する。一次回収拠点９０４は、回収した使用済のトナーボトル８を一時保管する。保管している使用済のトナーボトル８が所定量溜まったタイミング、もしくは予め決められている曜日や日付等の所定のタイミングで、使用済のトナーボトル８が一次回収拠点９０４から二次回収拠点９０５へ輸送される。

二次回収拠点９０５では、回収されてきた使用済のトナーボトル８が再利用可能であるか否かが選別される。再利用可能な使用済のトナーボトル８は、製造兼再生工場９０１に輸送される。再利用可能であるか否かの判断は、トナーボトル８のボトルメモリ８３に書き込まれている残再生可能回数を用いて行われる。残再生可能回数が１以上であれば、再利用可能であると判断される。なお、再利用可能であるか否かの判断の際には、残再生可能回数に加えて、例えば目視によるトナーボトル８の破損の有無の確認結果を用いてもより。トナーボトル８は、破損がない場合には再利用可能であると判断し、破損がある場合には再利用不可であると判断される。

再利用可能と判断されたトナーボトル８は、収容部８１内部の残トナーを除去するために分解、清掃された後に再度組み立てられ、再利用可能部品として製造兼再生工場９０１に輸送される。再利用不可と判断されたトナーボトル８は、分解、清掃された後に同一の樹脂材料同士に分別される。その後、粉砕され再ペレット化されることで、再利用不可のトナーボトル８は、樹脂部品の原料として再生される。

二次回収拠点９０５から製造兼再生工場９０１に輸送された再利用可能なトナーボトル８は、製造兼再生工場９０１でトナー充填作業が行われ、新たな残再生可能回数がボトルメモリ８３に書き込まれる。書き込まれる残再生可能回数は、前回の残再生可能回数から１回分減算された値である。このように再生された再生品のトナーボトル８は、配送拠点９０３に出荷され、以降、同じサイクルを再利用不可になるまで循環再生される。

サーバ９０２は、画像形成装置１００から取得する残再生可能回数、残日数、及び設置場所情報に基づいて、各トナーボトル８が製造兼再生工場９０１に再利用可能部品として到着する日を予測する。また、サーバ９０２は、再利用可能部品として製造兼再生工場９０１に搬送されるトナーボトル８の数量（回収量）を予測する回収量予測装置である。

回収量予測装置として動作するために、サーバ９０２は、各画像形成装置１００から情報を取得するための取得部９０２１と、再利用可能部品の数量（回収量）を予測するための予測部９０２２と、を備える。取得部９０２１及び予測部９０２２、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が所定の制御プログラムを実行することで実現されてもよく、ハードウェアにより実現されてもよい。サーバ９０２は、製造兼再生工場９０１内に設置されていてもよく、他の場所に設置されていてもよい。

以下に、残再生可能回数、残日数の予測方法、及び設置場所情報ついて詳細に説明する。

・残再生可能回数
トナーボトル８は、ギア部８４によって画像形成装置１００から回転するための駆動力を受け付け、この駆動力により回転することで収容部８１内に収容するトナーを排出する。収容部８１内部に充填されたトナーをすべて排出するために必要な回転数、すなわち排出回転数は、トナーボトル８の機構に応じた所定値となる。トナーボトル８の設計時に予め設定された限界回転数と排出回転数とにより、新品のトナーボトル８の製造時に付与される残再生可能回数が決まる。限界回転数は、トナーボトル８が再利用不可になるまでの回転数である。具体的には、残再生可能回数は、下記の式で表される。なお、小数点以下の値は切り捨てられる。
（残再生可能回数） ＝ （限界回転数／排出回転数）－１

上記の通り、残再生可能回数は、使用済で回収されたトナーボトル８にトナーが再充填されて再生される際に、１回分減算されてボトルメモリ８３に書き込まれる。残再生可能回数が書き込まれていることで、循環再生を繰り返して再利用が不可となったトナーボトル８を選別することが可能となる。 予測部９０２２は、再利用されないトナーボトルの残日数を回収量の予測から除外することで、再利用可能なトナーボトルの回収量を、より正確に予測することが可能となる。

・残日数予測
図４は、トナーボトル８の収容部８１内部のトナー残量と使用日数の推移の例示図である。横軸は、トナーボトル８の使用開始日からの経過日数（使用日数）を示し、縦軸は、トナーボトル８の収容部８１内部のトナー残量を示している。図４のグラフは、トナー初期量（０日）から１日当たりのトナー使用量を減算することで、日々のトナー残量の推移（変化）を示している。図４では、トナーボトル８の使用開始から所定の期間経過した時点（ここでは７０日経過した時点）で、トナーボトル８からトナーが無くなる日（即ち、トナー残量が０になる日）を予測した例を示している。

具体的には、画像形成装置１００は、使用開始から７０日経過した時点におけるトナー残量と、過去の１日の平均トナー使用量と、使用量のバラつきと、に基づいて、トナーボトル８からトナーが無くなる日を予測する。使用開始から７０日経過した時点におけるトナー残量と、過去の１日の平均トナー使用量と、使用量のバラつきと、がトナーボトル８の稼働情報となる。本実施形態では、最短で残り４８日（使用開始日から１１８日）、最長で残り１０５日（使用開始から１７５日）、中心で残り７７日（使用開始日から１４７日）で、トナーボトル８内のトナーが無くなるという予測結果が得られている。即ち、トナーボトル８内のトナーが無くなるまでの日数（残日数）は、最短で４８日、最長で１０５日、中心で７７日であることが予測される。

このように、トナーボトル８の残日数の予測結果として複数の予測値が得られる場合には、それらのいずれかが、残日数の予測値として採用されてもよい。また、回収量予測に用いる残日数は、上記した、トナーボトル８の配送要求信号を出力する基準になっている残日数とは異なる値であってもよい。

画像形成装置１００の使用開始当初は、１日の平均トナー使用量の推定精度が低い可能性がある。そのために本実施形態では、トナーボトル８の残日数の予測を開始するタイミングを、画像形成装置１００の使用開始日から７０日が経過したタイミングに予め設定している。なお、残日数の予測を開始するタイミングは、所定のタイミングに設定可能である。また、残日数の予測は、定期的（例えば、１秒毎）に実行されてもよく、不定期（例えば、１つの画像を形成する毎、又は１ページの画像を形成する毎）に実行されてもよい。このように、残日数の予測を繰り返すことで、画像形成装置１００の使い方が日々変化するユーザに対して、その使い方の特徴に基づいて、より精度良く残日数を予測することが可能になる。

・設置場所情報
画像形成装置１００からサーバ９０２へ送信される設置場所情報は、使用済で回収されたトナーボトル８が、製造兼再生工場９０１へ輸送されるまでの日数の算出に用いられる。具体的には、サーバ９０２は、設置場所情報が表す画像形成装置１００の設置場所から、一次回収拠点９０４及び二次回収拠点９０５を経由した製造兼再生工場９０１までの距離に基づいて、日数を算出する。もしくはサーバ９０２は、過去の実績に基づいて日数を算出してもよい。

・回収量予測と生産計画
予測部９０２２は、残再生可能回数、残日数、及び設置場所情報に基づいて、使用済のトナーボトル８の回収量を予測する。また、予測した回収量に基づいて、新品及び再生品を含む製品全体の生産計画が立てられる。

図５は、回収量の予測処理を表すフローチャートである。
サーバ９０２は、取得部９０２１により、画像形成装置１００から残再生可能回数、残日数、及び設置場所情報を含む情報を取得する（Ｓ１０１）。サーバ９０２は、予測部９０２２により、残再生可能回数が１以上であるか否かを判断する（Ｓ１０２）。残再生可能回数が１未満である場合（Ｓ１０２：N）、予測部９０２２は、該トナーボトル８を予測対象から除外する（Ｓ１０５）。残再生可能回数が１以上である場合（Ｓ１０２：Y）、予測部９０２２は、該トナーボトル８の設置場所情報から輸送手番を算出する（Ｓ１０３）。予測部９０２２は、該トナーボトル８の残日数に算出した輸送手番を加算することで、回収予測日を算出する（Ｓ１０４）。

サーバ９０２は、予測部９０２２により、画像形成装置１００から情報が送られてくるすべてのトナーボトル８に対して回収予測日を算出することで、トナーボトル８の回収時期と所定の時期の回収量の予測値を算出することができる。回収量の予測値は、残日数として最短、中心、最長のいずれを用いるかにより変化する。回収量の予測値は、いずれかの残日数を用いて算出した値を採用してもよく、これらから算出した値に所定の係数を乗算した値を採用してもよい。回収量の予測値は、画像形成装置１００から取得する情報により常時更新される。

回収量の予測値に基づく生産計画の立案方法について説明する。トナーボトルの生産量は、市場の消費動向や画像形成装置１００の設置台数の推移等により予め決まっている。また、トナーボトルの生産量は、月毎の生産量が決められている。例として、２月に３万本のトナーボトルを生産する場合について説明する。

使用済品を再利用する循環再生を行わない場合、トナーボトル８の生産量とトナーボトル８に必要な部品の数が同じである。例えば生産量が３万本の場合、各部品の発注数も３万個になる。しかし、部品は発注から納品までに時間がかかるのが一般的である。２月の生産に間に合わせるために、各部品は、発注から納品までのリードタイムを考慮して、例えば３０日前に発注される。

通常であれば、３０日前の発注により２月の生産に必要な部品が確保され、余剰部品も部品不足も発生しない。しかしながらトナーボトル８の循環再生を行う場合、発注から納品までの３０日の間に、市場から再利用可能なトナーボトル８が返却されてくる。例えば納品までの３０日の間に１万本の再利用可能なトナーボトル８が返却されるのであれば、新品のトナーボトル８は２万本になり、必要な新品用の部品が２万個になる。

このように再生されるトナーボトル８の数量により、必要な新品のトナーボトル８の生産量が変化する。それに伴い、新品に必要な部品の数量も変化する。そのために、トナーボトル８の回収量に応じて各部品の発注量を可変させなければ、過剰在庫や部品不足のリスクが発生する。

環境に対して悪影響を与える二酸化炭素は、製品全体のライフサイクルの中でも、部品生産時に多くが排出される。そのために部品の過剰生産は環境に対して悪影響を与えてしまう。また、部品製造にかけた資金の回収が遅れてしまうために、資金繰りが悪化することが考えられる。一方、部品不足の場合には、生産が停止してしまい、販売機会の喪失を招く。

そのために部品の発注者が再生品用に回収される予定のトナーボトル８の数量を知っておくことは重要である。図６は、回収量の予測値を提示する処理を表すフローチャートである。

サーバ９０２は、部品の発注者から、部品の発注から納品までのリードタイムを取得する（Ｓ２０１）。発注者は、例えば製造兼再生工場９０１に設けられる端末装置をサーバ９０２に接続し、端末装置からリードタイムを入力することで、サーバ９０２にリードタイムの情報を送信する。サーバ９０２は、予測部９０２２により、リードタイムを取得した時点から部品納入日までの間に製造兼再生工場９０１に戻される再利用可能なトナーボトル８の数量を集計する（Ｓ２０２）。サーバ９０２は、予測部９０２２により、集計した数量から製造兼再生工場９０１に戻される再利用可能なトナーボトル８の回収量の予測値を算出して出力する（Ｓ２０３）。予測値の出力は、例えば発注者がリードタイムを入力した端末装置のディスプレイに表示することで行われる。

例えば、次月の生産予定数量が３万本で部品のリードタイムが３０日の場合、予測部９０２２は、現時点から３０日以内に製造兼再生工場９０１へ戻される再利用可能なトナーボトル８の予測値（ここでは２万本）を出力する。発注者は、生産予定数量から予測値を引いた１万本分の部品を、新品用の部品として発注することになる。これにより、部品の過剰在庫や部品不足を防ぐことができる。そのために、部品の過不足なく再生品と新品を含む製品全体の生産計画を立てることができる。

（消耗品が感光ドラムユニットの場合）
感光ドラムユニットを循環再生する場合について説明する。図７は、感光ドラムユニットの構成図である。図８は、感光ドラムユニットの断面図である。

感光ドラムユニット１１は、感光ドラム１を回転可能に支持する感光体フレーム１１１を備える。感光ドラム１は、一端に設けられる感光体カップリング１１２を通して駆動力が伝達されることで、ドラム軸を中心に回転する。感光ドラムユニット１１の端面には、ドラムメモリ１１６が設けられる。

感光ドラムユニット１１内には、感光ドラム１の表面を一様の電位に帯電させる帯電ローラ２が配置される。帯電ローラ２には、感光ドラム１が接する位置とは別の位置に、帯電ローラ２を清掃するための清掃ローラ１１３が設けられる。ドラムクリーナ７は、中間転写ベルト５１に転写されずに感光ドラム１の表面に残留したトナーをかき取るクリーニングブレード１１４と、かき取った残留トナーを感光ドラムユニット１１外に搬送する回収搬送スクリュー１１５と、を有する。

感光ドラムユニット１１では、クリーニングブレード１１４の再生可能な回数が他の部品に対して少ない。その理由を説明する。

感光ドラム１の表面は、非導電性の薄膜が形成されている。感光ドラム１の表面の薄膜は、残留トナーをかき取るクリーニングブレード１１４との摺擦によって徐々にすり減っていく。薄膜の膜厚が一定値以下になると、画像形成に問題が生じる。そのため、膜厚の残量が感光ドラムユニット１１の寿命に換算される。膜厚の残量と日々の膜厚の減少量とにより、残日数が導出される。

図９は、感光ドラム１の表面の薄膜の膜厚の残量と使用日数の推移の例示図である。横軸は、感光ドラム１の使用開始日からの経過日数（使用日数）を示し、縦軸は、感光ドラムの表面の膜厚の残量を示している。図９のグラフは、膜厚初期量（０日）から１日当たりの薄膜の減少量を減算することで、日々の膜厚の推移（変化）を示している。図９では、感光ドラム１を使用開始してから８０日が経過した時点で、薄膜が一定値以下（２０［μｍ］以下）の膜厚になる日を予測した例を示している。

具体的には、画像形成装置１００は、感光ドラム１を使用開始してから８０日経過した時点における感光ドラム１の薄膜の膜厚と、過去の１日の平均減少量のバラつきとに基づいて、膜厚が一定値以下（２０［μｍ］以下）になる日を予測する。本実施形態では、最短で残り８０日（使用開始日から１６０日）、最長で残り１４０日（使用開始から２２０日）、中心で残り１１０日（使用開始日から１９０日）で、膜厚が一定値以下になるという予測結果が得られている。即ち、感光ドラム１の薄膜の膜厚が一定値以下になるまでの日数（残日数）は、最短で８０日、最長で１４０日、中心で１１０日であることが予測される。

膜厚の減少量は、主に感光ドラム１の回転時間によって決まる。感光ドラム１は画像形成時に回転するため、感光ドラム１の回転時間は、画像の印刷枚数に置き換えることができる。印刷枚数のカウントは、１枚のＡ４用紙を基準とする。Ａ３用紙に画像を印刷した場合には、２枚印刷したとカウントされる。つまり膜厚の減少量は、印刷枚数に換算できる。画像形成装置１００は、算出した残日数をサーバ９０２へ送信する。

感光ドラム１の表面をクリーニングブレード１１４が摺擦する際には、クリーニングブレード１１４もわずかに摩耗してすり減ってゆく。クリーニングブレード１１４は、すり減ることで、感光ドラム１の表面の残トナーをかき取る能力が低下する。その結果、最終的には残トナーがかき取れずに画像不良が発生する。

そのために、クリーニングブレード１１４の寿命は感光ドラム１よりは長いが、感光体フレーム１１１等の他の部品（この他の部品を、以下「一般部品」という）に比べると短くなる。クリーニングブレード１１４の寿命情報は、感光ドラム１と同様に印刷枚数に置き換えることが可能であるために、残印刷可能枚数としてドラムメモリ１１６に記憶される。残印刷可能枚数は、クリーニングブレード１１４の設計時に予め設定された限界印刷枚数と、実際に印刷した枚数である累積印刷枚数と、から算出される。限界印刷枚数は、クリーニングブレード１１４の残トナーをかき取る能力が、画像不良が発生する程度に低下するまでの印刷枚数である。具体的には、下記の式により残印刷可能枚数が算出される。
（残印刷可能枚数） ＝ （限界印刷枚数） － （累積印刷枚数）

新品製造時に付与される一般部品の残再生可能回数は、感光ドラムユニット１１の設計時に予め設定された一般部品の限界印刷枚数と上記の感光ドラム１の薄膜の膜厚が消費される印刷枚数（膜厚消費枚数）により決まる。一般部品の限界印刷枚数は、一般部品の動作が感光ドラムユニット１１の機能に影響するまでの印刷枚数である。具体的には、一般部品の残再生可能回数は、下記の式で表される。
（残再生可能回数） ＝ （一般部品の限界印刷枚数／膜厚消費枚数）－１

以上のような寿命情報がクリーニングブレード１１４と一般部品とで各々個別に付与される。各寿命情報は、製造兼再生工場９０１で感光ドラムユニット１１が製造された際にドラムメモリ１１６に書き込まれる。

その結果、再生品は、循環再生を繰り返す中で、感光ドラム１だけを交換して再生品を製造する場合と、感光ドラム１及びクリーニングブレード１１４を交換して再生品を製造する場合と、一般部品を交換して再生品を製造する場合と、に分かれる。

また、クリーニングブレード１１４のみが再利用される場合、二次回収拠点９０５から製造兼再生工場９０１へクリーニングブレード１１４のみが送られる。この場合、クリーニングブレード１１４は、残印刷可能枚数を記憶しているドラムメモリ１１６から分離されてしまう。これにより、そのままでは残印刷可能枚数が分からず、製造兼再生工場９０１による再生時に新たにドラムメモリ１１６に書き込むクリーニングブレード１１４の残印刷可能枚数が不明になってしまう。

これを回避するために、クリーニングブレード１１４には、個体識別情報が刻印される。ドラムメモリ１１６には、クリーニングブレード１１４の個体識別情報が記録されている。画像形成装置１００は、ドラムメモリ１１６からクリーニングブレード１１４の残印刷可能枚数を読み取り、印刷を行う度に、印刷枚数に応じて残印刷可能枚数を更新する。画像形成装置１００は、残印刷可能枚数にクリーニングブレード１１４の個体識別情報を紐付けてサーバ９０２に送信する。

感光ドラムユニット１１のどの部品が再利用可能部品と判断されるかは、二次回収拠点９０５に回収された感光ドラムユニット１１のドラムメモリ１１６に書き込まれている寿命情報に基づいて決められる。寿命情報は、クリーニングブレード１１４の残印刷可能枚数、一般部品の残再生可能回数、及び膜厚消費枚数である。残印刷可能枚数と膜厚消費枚数とを比較し、その比較結果と一般部品の残再生可能回数とにより、再利用可能部品の判断が行われる。

残印刷可能枚数が膜厚消費枚数より多く、且つ一般部品の残再生可能回数が１以上である場合、感光ドラム１だけが交換される。この場合、二次回収拠点９０５で感光ドラム１のみが感光ドラムユニット１１から取り外され、再生不可品として処理される。クリーニングブレード１１４と他の一般部品は、再利用可能部品として製造兼再生工場９０１へ送られる。

製造兼再生工場９０１では、送られてきた感光ドラムユニット１１のドラムメモリ１１６から一般部品の残再生可能回数が読み取られる。その後、感光ドラムユニット１１は、新たな感光ドラム１が取り付けられて再生され、新たな残再生可能回数がドラムメモリ１１６に書き込まれる。書き込まれる一般部品の残再生可能回数は、製造兼再生工場９０１に到着したときに読み取った残再生可能回数から１回分減算された値である。また、感光ドラム１の残印刷可能枚数は、限界印刷枚数である。

残印刷可能枚数が膜厚消費枚数より少なく、且つ一般部品の残再生可能回数が１以上である場合には、感光ドラム１とクリーニングブレード１１４とが交換される。この場合、二次回収拠点９０５で感光ドラム１及びクリーニングブレード１１４が感光ドラムユニット１１から取り外され、再生不可品として処理される。他の一般部品は、再利用可能部品として製造兼再生工場９０１へ送られる。

製造兼再生工場９０１では、送られてきた感光ドラムユニット１１のドラムメモリ１１６から一般部品の残再生可能回数が読み取られる。その後、感光ドラムユニット１１は、新たな感光ドラム１とクリーニングブレード１１４が取り付けられて再生され、新たな寿命情報がドラムメモリ１１６に書き込まれる。その際に書き込まれるクリーニングブレード１１４の残印刷可能枚数は、限界印刷枚数である。感光ドラム１の残印刷可能枚数は、限界印刷枚数である。一般部品の残再生可能回数は、製造兼再生工場９０１に到着したときに読み取った残再生可能回数から１回分減算された値である。また、ドラムメモリ１１６には、新たに取り付けられたクリーニングブレード１１４の個体識別情報が書き込まれる。

残印刷可能枚数が膜厚消費枚数より多く、且つ一般部品の残再生可能回数が０である場合には、クリーニングブレード１１４以外の部品が交換される。この場合、二次回収拠点９０５でクリーニングブレード１１４のみが感光ドラムユニット１１から取り外され、再利用可能部品として製造兼再生工場９０１へ送られる。他の部品は、再生不可品として処理される。

製造兼再生工場９０１では、送られてきたクリーニングブレード１１４に刻印されている個体別情報を読み取る。製造兼再生工場９０１は、読み取った個体識別情報に該当する残印刷可能枚数を、画像形成装置１００からサーバ９０２に送信されている当該クリーニングブレード１１４の残印刷可能枚数から取得する。感光ドラムユニット１１は、新たな感光ドラム１と一般部品を組み付けて再生される際に、新たな寿命情報と組付けたクリーニングブレード１１４の個体識別情報とがドラムメモリ１１６に書き込まれる。その際に書き込まれるクリーニングブレード１１４の残印刷可能枚数は、サーバ９０２から取得したクリーニングブレード１１４の個体識別情報に該当する残印刷可能枚数である。また、一般部品の残再生可能回数は、新品時の残再生可能回数である。感光ドラム１の残印刷可能枚数は、限界印刷枚数である。

図１０は、以上のような、消耗品（感光ドラムユニット１１）の生産、回収、再生の一連の循環再生システムの説明図である。実線は、感光ドラムユニット１１自体の流れを示し、点線は情報の流れを示す。感光ドラムユニット１１は、製造兼再生工場９０１、配送拠点９０３、画像形成装置１００の設置場所、一次回収拠点９０４、二次回収拠点９０５の順に移動する。感光ドラムユニット１１は、上記の説明の通りに循環再生される。複数の画像形成装置１００とサーバ９０２とにより、回収量予測システムが構成される。サーバ９０２は、取得部９０２１及び予測部９０２２を備えている。

図１１は、クリーニングブレード１１４の回収量の予測処理を表すフローチャートである。
サーバ９０２は、画像形成装置１００から残再生可能回数、残日数、及び設置場所情報を含む情報を取得する（Ｓ３０１）。サーバ９０２は、クリーニングブレード１１４の残印刷可能枚数と膜厚消費枚数とを比較する（Ｓ３０２）。比較の結果、残印刷可能枚数が膜厚消費枚数より小さい場合（Ｓ３０２：N）、サーバ９０２は、クリーニングブレード１１４を予測対象から除外する（Ｓ３０５）。比較の結果、残印刷可能枚数が膜厚消費枚数より大きい場合（Ｓ３０２：Y）、サーバ９０２は、クリーニングブレード１１４の設置場所情報から輸送手番を算出する（Ｓ３０３）。サーバ９０２は、クリーニングブレード１１４の残日数に算出した輸送手番を加算することで、回収予測日を算出する（Ｓ３０４）。

サーバ９０２は、画像形成装置１００から寿命情報が送られてくるすべてのクリーニングブレード１１４に対して回収予測日を算出することで、クリーニングブレード１１４の回収時期と回収量の予測値を算出することができる。回収量の予測値は、残日数として最短、中心、最長のいずれを用いるかにより変化する。回収量の予測値は、いずれかの残日数を用いて算出した値を採用してもよく、これらから算出した値に所定の係数を乗算した値を採用してもよい。回収量の予測値は、画像形成装置１００から取得する情報により常時更新される。回収量の予測値は、図６と同様の処理により提示される。このような回収量により、トナーボトル８の場合と同様に、感光ドラムユニット１１の生産計画が立案される。

以上のように、上記の方法により、クリーニングブレード１１４と一般部品の回収時期と回収量を予測することができる。これにより、部品の過剰在庫や部品不足を防ぐことができる。そのために、部品の過不足なく再生品と新品を含む製品全体の生産計画を立てることができる。

Claims (8)

1. 定期的に交換されるユニットを含む複数の電気製品と、回収量予測装置とが通信可能に接続されており、
   前記電気製品は、前記ユニットの残りの使用可能期間を前記回収量予測装置へ送信し、
   前記回収量予測装置は、前記複数の電気製品のそれぞれから取得した前記残りの使用可能期間に基づいて前記複数の電気製品のそれぞれのユニットの回収予測日を算出し、前記複数の電気製品のそれぞれの前記ユニットの前記回収予測日に基づいて、所定の時期に回収される前記ユニットの回収量を予測することを特徴とする、
   回収量予測システム。
2. 前記ユニットには、再利用可能な回数が記憶されるメモリが設けられ、
   前記電気製品は、前記残りの使用可能期間を、前記メモリから読み取った前記再利用可能な回数とともに前記回収量予測装置へ送信し、
   前記回収量予測装置は、前記再利用可能な回数が１未満であるユニットの前記残りの使用可能期間を、前記回収予測日の算出から除外することを特徴とする、
   請求項１記載の回収量予測システム。
3. 前記ユニットは、再利用可能な複数の部品を含んでおり、
   前記回収量予測装置は、前記複数の電気製品のそれぞれから前記複数の部品のそれぞれの残りの使用可能期間を取得し、各部品の前記残りの使用可能期間を比較し、残りの使用可能期間が大きい部品の該残りの使用可能期間に基づいて前記複数の電気製品のそれぞれのユニットの回収予測日を算出することを特徴とする、
   請求項１記載の回収量予測システム。
4. 前記電気製品は、前記ユニットの稼働情報に基づいて前記残りの使用可能期間を算出することを特徴とする、
   請求項１記載の回収量予測システム。
5. 前記電気製品は、前記ユニットの使用可能期間から、前記稼働情報に基づく使用済みの期間を減算することで、前記残りの使用可能期間を算出することを特徴とする、
   請求項４記載の回収量予測システム。
6. 前記電気製品は、前記ユニットの使用開始から所定の期間経過した時点で前記残りの使用可能期間を前記回収量予測装置へ送信することを特徴とする、
   請求項１記載の回収量予測システム。
7. 電気製品を構成するユニットの残りの使用可能期間を、複数の電気製品から取得する取得手段と、
   前記複数の電気製品のそれぞれから取得した前記残りの使用可能期間に基づいて前記複数の電気製品のそれぞれのユニットの回収予測日を算出し、前記複数の電気製品のそれぞれの前記ユニットの前記回収予測日に基づいて、所定の時期に回収される前記ユニットの回収量を予測する予測手段と、を備えることを特徴とする、
   回収量予測装置。
8. 前記取得手段は、前記複数の電気製品のそれぞれから前記ユニットの再利用可能な回数を取得し、
   前記回収量予測装置は、前記再利用可能な回数が１未満であるユニットの前記残りの使用可能期間を、前記回収予測日の算出から除外することを特徴とする、
   請求項７記載の回収量予測装置。

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