JP2024047402A - 回収量予測システム、回収量予測装置 - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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、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)
(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
(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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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JP2022153005A JP2024047402A (ja) | 2022-09-26 | 2022-09-26 | 回収量予測システム、回収量予測装置 |
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