(57)【要約】      （修正有）【課題】消耗品の寿命時期の予測精度を向上することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】消耗品１２の寿命時期を予測する寿命予測システム１００は、消耗品１２を構成する複数の要素部材についての情報のうち、消耗品１２の寿命に対して相関関係を有する感光体ドラムの製造時における膜厚値Ｔ０を収集する情報収集手段と、情報収集手段により収集された感光体ドラムの製造時における膜厚値Ｔ０に基づき、当該感光体ドラムの膜厚値Ｔ０と消耗品１２の寿命に対する相関関係から消耗品１２の寿命を予測する寿命予測手段とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交換可能な消耗品を構成する複数の要素部材についての情報のうち、前記消耗品の寿命に対して相関関係を有する少なくとも１つの要素部材の製造時における部材特性値を収集する情報収集手段と、
前記情報収集手段により収集された前記要素部材の部材特性値に基づき、前記要素部材の部材特性値と前記消耗品の寿命に対する相関関係から前記消耗品の寿命を予測する寿命予測手段と、
を備えた寿命予測装置。
【請求項２】
交換可能な消耗品を構成する複数の要素部材のうち、少なくとも１つの要素部材の劣化度合いを、当該要素部材の劣化による現象を検出することにより判定する劣化判定手段と、
交換可能な消耗品を構成する複数の要素部材についての情報のうち、前記消耗品の寿命に対して相関関係を有する少なくとも１つの要素部材の製造時における部材特性値と、前記要素部材の使用量と、前記劣化判定手段により判定された要素部材の劣化度合いとに関する情報を収集する情報収集手段と、
前記情報収集手段により収集された前記要素部材の部材特性値、使用量及び劣化度合いから求められる前記消耗品の予測寿命を統計的に処理して前記消耗品の寿命を予測する寿命予測手段と、
を備えた寿命予測装置。
【請求項３】
前記消耗品が交換された際における前記要素部材の劣化度合いを計測し、計測された当該要素部材の劣化度合いに基づいて前記寿命予測手段による前記消耗品の予測寿命を修正することを特徴とする請求項１又は２に記載の寿命予測装置。
【請求項４】
交換可能な消耗品を備えた画像形成装置において、前記消耗品の寿命を予測する寿命予測装置として請求項１乃至３のいずれかに記載された寿命予測装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
複数の要素部材を有する交換可能な消耗品が装着される複数の画像形成装置を管理する情報処理装置であって、
前記各画像形成装置における前記消耗品を構成する複数の要素部材についての情報のうち、前記消耗品の寿命に対して相関関係を有する少なくとも１つの要素部材の製造時における部材特性値を収集する情報収集手段と、
前記情報収集手段により収集された前記要素部材の部材特性値に基づき、前記要素部材の部材特性値と前記消耗品の寿命に対する相関関係から前記消耗品の寿命を予測する寿命予測手段と、
を備えた情報処理装置。
【請求項６】
複数の要素部材を有する交換可能な消耗品が装着される複数の画像形成装置について、前記各画像形成装置の消耗品の寿命を予測する寿命予測システムであって、
前記各画像形成装置における前記消耗品を構成する複数の要素部材についての情報のうち、前記消耗品の寿命に対して相関関係を有する少なくとも１つの要素部材の製造時における部材特性値を収集する情報収集手段と、
前記情報収集手段により収集された前記要素部材の部材特性値に基づき、前記要素部材の部材特性値と前記消耗品の寿命に対する相関関係から前記消耗品の寿命を予測する寿命予測手段と、
を備えた寿命予測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、寿命予測装置、画像形成装置、情報処理装置、寿命予測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置では、感光体ドラムや清掃ブレード等を備えたプロセスカートリッジなどの種々の消耗品が使用されている。かかる消耗品の寿命予測に関する技術としては、例えば、特許文献１、２等に開示されたものが既に提案されている。
【０００３】
特許文献１は、交換可能な消耗品が装着される複数の画像形成装置について、前記各画像形成装置の消耗品の寿命時期を予測する寿命予測システムであって、前記各画像形成装置の消耗品の劣化度合いを、消耗品の劣化による現象を検出することにより判定する劣化判定手段と、前記各画像形成装置についての、消耗品の使用条件と、消耗品の使用量と、前記劣化判定手段により判定された消耗品の劣化度合いとに関する情報を収集する情報収集手段と、前記情報収集手段により収集された複数の画像形成装置の情報に基づき、消耗品の使用条件と使用量と劣化度合いとの関係を統計的に求める統計処理手段と、前記各画像形成装置の消耗品の予測寿命使用量を、前記統計処理手段により求められた関係に基づき、当該画像形成装置での消耗品の使用条件から求める寿命予測手段と、を有するように構成したものである。
【０００４】
特許文献２は、画像形成装置に装着された部品の消耗度が閾値を超えた場合に、当該部品を交換対象の部品とし、交換対象の部品が装着されている複数の画像形成装置を検出して、画像形成装置を跨いだ部品の交換を実施し、消耗品としての部品の消耗度を平準化することにより、複数の画像形成装置を含む管理システム全体として部品の寿命を延ばす情報処理装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９９６４２号公報
【特許文献２】特開２０１３−  ３３１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明が解決しようとする課題は、消耗品の使用条件・使用量・劣化度合いに基づいて消耗品の寿命を予測する場合に比較して、消耗品の寿命時期の予測精度を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載された発明は、交換可能な消耗品を構成する複数の要素部材についての情報のうち、前記消耗品の寿命に対して相関関係を有する少なくとも１つの要素部材の製造時における部材特性値を収集する情報収集手段と、
前記情報収集手段により収集された前記要素部材の部材特性値に基づき、前記要素部材の部材特性値と前記消耗品の寿命に対する相関関係から前記消耗品の寿命を予測する寿命予測手段と、
を備えた寿命予測装置である。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、交換可能な消耗品を構成する複数の要素部材のうち、少なくとも１つの要素部材の劣化度合いを、当該要素部材の劣化による現象を検出することにより判定する劣化判定手段と、
交換可能な消耗品を構成する複数の要素部材についての情報のうち、前記消耗品の寿命に対して相関関係を有する少なくとも１つの要素部材の製造時における部材特性値と、前記要素部材の使用量と、前記劣化判定手段により判定された要素部材の劣化度合いとに関する情報を収集する情報収集手段と、
前記情報収集手段により収集された前記要素部材の部材特性値、使用量及び劣化度合いから求められる前記消耗品の予測寿命を統計的に処理して前記消耗品の寿命を予測する寿命予測手段と、
を備えた寿命予測装置である。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、前記消耗品が交換された際における前記要素部材の劣化度合いを計測し、計測された当該要素部材の劣化度合いに基づいて前記寿命予測手段による前記消耗品の予測寿命を修正することを特徴とする請求項１又は２に記載の寿命予測装置である。
【００１０】
請求項４に記載された発明は、交換可能な消耗品を備えた画像形成装置において、前記消耗品の寿命を予測する寿命予測装置として請求項１乃至３のいずれかに記載された寿命予測装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
請求項５に記載された発明は、複数の要素部材を有する交換可能な消耗品が装着される複数の画像形成装置を管理する情報処理装置であって、
前記各画像形成装置における前記消耗品を構成する複数の要素部材についての情報のうち、前記消耗品の寿命に対して相関関係を有する少なくとも１つの要素部材の製造時における部材特性値を収集する情報収集手段と、
前記情報収集手段により収集された前記要素部材の部材特性値に基づき、前記要素部材の部材特性値と前記消耗品の寿命に対する相関関係から前記消耗品の寿命を予測する寿命予測手段と、
を備えた情報処理装置である。
【００１２】
請求項６に記載された発明は、複数の要素部材を有する交換可能な消耗品が装着される複数の画像形成装置について、前記各画像形成装置の消耗品の寿命を予測する寿命予測システムであって、
前記各画像形成装置における前記消耗品を構成する複数の要素部材についての情報のうち、前記消耗品の寿命に対して相関関係を有する少なくとも１つの要素部材の製造時における部材特性値を収集する情報収集手段と、
前記情報収集手段により収集された前記要素部材の部材特性値に基づき、前記要素部材の部材特性値と前記消耗品の寿命に対する相関関係から前記消耗品の寿命を予測する寿命予測手段と、
を備えた寿命予測システムである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載された発明によれば、消耗品の使用条件・使用量・劣化度合いに基づいて消耗品の寿命を予測する場合に比較して、消耗品の寿命時期の予測精度を向上することができる。
【００１４】
請求項２に記載された発明によれば、少なくとも１つの要素部材の製造時における部材特性のみに基づいて寿命を予測する場合に比較して、消耗品の寿命時期の予測精度を向上することができる。
【００１５】
請求項３に記載された発明によれば、交換された要素部材の劣化度合いを計測して、当該計測された要素部材の劣化度合いに基づいて寿命予測手段による消耗品の予測寿命を修正しない場合に比較して、消耗品の寿命時期の予測精度を向上することができる。
【００１６】
請求項４に記載された発明によれば、消耗品の使用条件・使用量・劣化度合いに基づいて消耗品の寿命を予測する場合に比較して、消耗品の寿命時期の予測精度を向上することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００１７】
請求項５に記載された発明によれば、消耗品の使用条件・使用量・劣化度合いに基づいて消耗品の寿命を予測する場合に比較して、消耗品の寿命時期の予測精度を向上することが可能な情報処理装置を提供することができる。
【００１８】
請求項６に記載された発明によれば、消耗品の使用条件・使用量・劣化度合いに基づいて消耗品の寿命を予測する場合に比較して、消耗品の寿命時期の予測精度を向上することが可能な寿命予測システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る寿命予測システムを示す模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る寿命予測システムを適用した画像形成装置の要部を示す構成図である。
【図３】感光体膜厚のばらつきを示すグラフである。
【図４】図表である。
【図５】帯電ロールを示す断面構成図である。
【図６】帯電ロールの抵抗値と交流出力電流との関係を示すグラフである。
【図７】帯電ロールの抵抗値のばらつきを示す図表である。
【図８】クリーニングブレードの配置を示す構成図である。
【図９】クリーニングブレードの食い込み量と感光体摩耗レートの関係を示すグラフである。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る寿命予測システムを適用した第１の情報処理装置を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る寿命予測システムを適用した第２の情報処理装置を示すブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る寿命予測システムを示す機能ブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態１に係る寿命予測システムを構成する画像形成装置及び情報処理装置を示すブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態１に係る寿命予測システムの動作を示すフローチャートである。
【図１６】感光体ドラムの膜厚の変化を示すグラフである。
【図１７】感光体ドラムの膜厚の変化を示すグラフである。
【図１８】感光体ドラムの膜厚の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
[実施の形態１]
図１はこの発明の実施の形態１に係る寿命予測装置を適用した画像形成装置及び情報処理装置を含む寿命予測システムの全体概要を示す構成図である。
【００２２】
＜寿命予測システムの全体の構成＞
実施の形態１に係る寿命予測システム１００は、複数の画像形成装置１１，１２，１３・・・と、これら複数の画像形成装置１１，１２，１３・・・と通信回線２を介して通信可能に接続された第１の情報処理装置３と、この第１の情報処理装置３と通信回線２を介して通信可能に接続された第２の情報処理装置４とを備えている。画像形成装置１１，１２，１３・・・は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれら複写機・プリンタ・ファクシミリの機能を兼ね備えたデジタル複合機等からなり、記録用紙等の記録媒体に電子写真方式によって画像を形成するものである。これらの画像形成装置１１，１２，１３・・・は、同じ機種である必要はなく、異なる機種を含んでいても勿論良い。なお、画像形成装置１１，１２，１３・・・としては、電子写真方式に限定されるものではなく、インクジェットプリント方式など他の画像記録方式を採用したものであっても良い。
【００２３】
通信回線２は、インターネット、ＬＡＮ（Local  Area  Network）、電話回線などから構成され、複数の画像形成装置１１，１２，１３・・・と第１の情報処理装置３とをデータ通信可能に接続するとともに、第１の情報処理装置３と第２の情報処理装置４とをデータ通信可能に接続する。
【００２４】
画像形成装置１１，１２，１３・・・は、装置筐体１１に着脱自在に装着される交換可能な消耗品１２を備えている。消耗品１２は、装置筐体１１と比較して寿命が短く、消耗した場合に適宜交換される部品である。消耗品１２としては、例えば、感光体ドラム、帯電ロール、クリーニング装置等からなるプロセスカートリッジ、中間転写ベルトや支持ロール等からなる転写ユニット、定着部材や加圧部材を備えた定着ユニット、記録用紙を搬送する複数の搬送ロールを備えた搬送ユニットなど複数の要素部材からなるものが挙げられる。
【００２５】
この実施の形態に係るプロセスカートリッジ１２は、図２に示されるように、感光体ドラム１２１、及び当該感光体ドラム１２１の周囲に配置される帯電ロール１２２やクリーニングブレード１２３を有するクリーニング装置１２４など画像形成に必要とされる複数の機能部材を１つにまとめた交換可能な部品(消耗品)である。画像形成装置１１，１２，１３・・・がフルカラーの画像を形成可能なものである場合は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）などの各色に対応した複数のプロセスカートリッジ１２を備えるよう構成される。また、モノクロの画像を形成する画像形成装置１１，１２，１３・・・は、ブラック（Ｋ）色に対応した単一のプロセスカートリッジ１２を備える。
【００２６】
感光体ドラム１２１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に有機光導電体等の感光材料からなる光導電性層（感光体層）を有する像保持面を形成したものである。感光体ドラム１２１は、感光体層の膜厚Ｔ（μｍ）が所要の値となるよう成膜して製造される。感光体層の膜厚Ｔ（μｍ）は、図３に示されるように、製造時に生じる製造誤差により予め定められた範囲内でバラツキを有している。感光体ドラム１２１は、例えば、製造時に感光体層の膜厚Ｔ（μｍ）が個々に測定され、測定された個々の感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚データは、図４に示されるように、当該個々の感光体ドラム１２１に付与された識別符号Ｐ／Ｒ０００００１、Ｐ／Ｒ０００００２、Ｐ／Ｒ０００００３・・・と共に第２の情報処理装置４に入力され管理される。
【００２７】
また、感光体ドラム１２１は、画像形成動作を繰り返す間に摩耗して感光体層の膜厚が徐々に減少する。そして、感光体ドラム１２１は、感光体層の膜厚が予め定められた値以下に減少すると、画質を維持することが困難となるため、感光体層の膜厚が予め定められた値にまで減少したと予測されると、感光体ドラム１２１を備えたプロセスカートリッジ１２全体が新品と交換される。
【００２８】
感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚は、基本的に、画像形成動作に伴って減少するものであるため、画像形成動作と相関関係を有する当該画像形成装置１により画像が形成された記録用紙の累積的な枚数である総プリント枚数、あるいは感光体ドラム１２１の累積的な回転数である総回転数などを考慮して、感光体ドラム１２１の感光体層の残膜厚値、即ち感光体ドラム１２１の寿命が予測される。
【００２９】
しかしながら、感光体ドラム１２１の感光体層の初期的な膜厚は、上述したように、製造時の製造誤差によりバラツキを有しているため、単に、累積的なプリント枚数や感光体ドラム１２１の累積的な回転数などに基づいて感光体ドラム１２１の寿命を予想した場合には、当該感光体ドラム１２１の寿命を正確に予測することが困難となる。
【００３０】
この実施の形態に係る画像形成装置１１，１２，１３・・・は、感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚と相関関係を有する、帯電ロール１２２から感光体ドラム１２１に流れる電流値を検出し積算することで、感光体ドラム１２１に蓄積される電荷量を測定することにより、感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚を予め定められたタイミングで検出するよう構成されている。また、画像形成装置１１，１２，１３・・・では、感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚と相関関係を有する感光体ドラムの累積的な総回転数や累積的な総プリント枚数を検出することにより、感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚を予測する。
【００３１】
また、帯電ロール１２２は、図５に示されるように、金属製の芯金１２２ａの外周に導電性が付与された弾性体層１２２ｂを被覆して円柱形状に形成されている。帯電ロール１２２には、図示しない帯電用高圧電源によって帯電用電圧が印加される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の直流電圧又は電流に交流電圧又は電流が重畳されて供給される。この帯電ロール１２２は、弾性体層１２２ｂが予め定められた体積抵抗値Ｒ、外径Ｄ、あるいはクラウン形状を有するよう構成されている。
【００３２】
しかしながら、帯電ロール１２２においても、製造時の製造誤差より弾性体層１２２ｂの体積抵抗値Ｒや外径Ｄなどにバラツキを有している。帯電ロール１２２の弾性体層１２２ｂに体積抵抗値Ｒのばらつきが存在すると、図６に示されるように、帯電ロール１２２に通電される交流電流Ｉａｃが変動する。帯電ロール１２２に通電される交流電流Ｉａｃが変動すると、当該帯電ロール１２２により帯電される感光体ドラム１２１の感光体層の摩耗量が変化する。帯電ロール１２２に流れる交流電流Ｉａｃが大きい程、感光体ドラム１２１の感光体層の摩耗量が増加する傾向にある。
【００３３】
この実施の形態では、製造時に、帯電ロール１２２の弾性体層１２２ｂの体積抵抗値Ｒが個々に測定され、測定された個々の帯電ロール１２２の体積抵抗値データは、図７に示されるように、当該個々の帯電ロール１２２に付与された識別符号ＢＣＲ０００００１、ＢＣＲ０００００２、ＢＣＲ０００００３・・・と共に第２の情報処理装置４に入力され管理される。
【００３４】
また、クリーニングブレード１２３は、図８に示されるように、予め定められた厚さＴや自由長ＦＬ、感光体ドラム１２２に対する食い込み量を有するよう構成される。しかしながら、クリーニングブレード１２３においても、製造時の製造誤差より厚さＴや自由長ＦＬ、感光体ドラム１２２に対する食い込み量などがバラツキを有している。クリーニングブレード１２３に感光体ドラム１２２に対する食い込み量のばらつきが存在する場合には、図９に示されるように、感光体ドラム１２１の感光体層の摩耗割合（レート）（縦軸）が変動する。感光体ドラム１２１の感光体層の摩耗レートが変動すると、感光体ドラム１２１の総回転数が同じ値であっても当該クリーニングブレード１２３により残留トナー等の付着物が除去される感光体ドラム１２１の感光体層の摩耗量が変化する。感光体ドラム１２２に対する食い込み量が大きい程、当然のことながら感光体ドラム１２１の感光体層の摩耗レートが増加する。
【００３５】
図１０は、この実施の形態に係る寿命予測システム１００を適用した画像形成装置を示すブロック図である。画像形成装置１は、制御手段の一例としてのコンピュータ１３を含んで構成されている。
【００３６】
コンピュータ１３は、ＣＰＵ１３１を備えており、ＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３２に予め記憶されたプログラムに基づいてＲＡＭ１３３に記憶されたデータ等を参照しつつ画像形成装置１の動作を統括的に制御する。また、コンピュータ１３は、画像形成装置１が設置された環境条件、感光体ドラム１２１の累積回転数、記録用紙の累積プリント枚数、画像形成モード、１回のジョブにおいて連続して画像が形成される記録用紙の枚数、感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚等に関する情報（データ）を記憶する不揮発性メモリ１３４と、データの入出力動作を行う入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１３５を備えている。ＣＰＵ１３１、ＲＯＭ１３２、ＲＡＭ１３３、不揮発性メモリ１３４及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１３５は、バス１３６を介して互いに接続されている。
【００３７】
なお、処理のプログラムは、この実施形態では一例としてＲＯＭ１３２に予め記憶され、ＣＰＵ１３１がこの予め記憶された制御プログラムを読み込むことにより実行される。また、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に制御プログラムを記憶し、これをＣＤ−ＲＯＭドライブ等で読み込むことにより実行してもよい。
【００３８】
また、図１０中、１０１はユーザーが画像形成装置１を操作するための液晶表示パネル等からなる操作表示部、１０２は図示しない原稿の画像を読み取る画像読取部、１０３は記録用紙等からなる記録媒体に画像を形成する画像形成部、１０４は画像形成部１０３に記録用紙を供給する用紙供給部、１０５は画像形成部１０３から画像が形成された記録用紙を排出する用紙排出部、１０６は外部の情報処理装置３等と通信するためのネットワーク通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、１０７は電話回線を介して画像データを送受信する電話回線インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、１０８は画像形成装置１が設置された環境の温度及び湿度の少なくとも一方を検出する環境検出手段の一例としての環境センサをそれぞれ示している。
【００３９】
画像形成部１０３は、例えば、電子写真方式により記録用紙上に画像を形成するものである。画像形成部１０３は、感光体ドラム１２１、感光体ドラム１２１を帯電するための帯電ロール１２２、帯電された感光体ドラム１２１上に画像に応じた光ＬＢで露光することにより感光体ドラムの周面に画像に応じた静電潜像を形成する図示しない露光装置、感光体ドラム１２１の周面に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置１４、感光体ドラム１２１の周面に形成された画像に応じたトナー像を記録用紙に転写する図示しない転写装置、感光体ドラム１２１の周面に残留するトナー等の付着物を清掃するクリーニング装置１２４、記録用紙に転写された画像に応じたトナー像を記録媒体上に定着する図示しない定着装置等を含んで構成されている。
【００４０】
画像形成装置１は、例えば、画像形成モードとして、フルカラーの画像を形成するフルカラーモードと、モノクロの画像を形成するモノクロモードとを備える。また、画像形成装置１では、記録用紙に形成される画像の面積率（エリアカバレッジ）や、１回のジョブで連続して画像が形成される記録用紙の枚数（ランレングス）などが個々の画像形成装置１によって異なる。これらの画像形成モード、画像の面積率（エリアカバレッジ）や１回のジョブで連続して画像が形成される記録用紙の枚数（ランレングス）などは、画像形成装置１の使用条件を示す情報となる。画像形成装置１の使用条件は、ＣＰＵ１３１によって検出され管理される。
【００４１】
ネットワーク通信Ｉ／Ｆ１０６は、ＣＰＵ１３１の制御の下、例えば、一定時間毎に感光体ドラム１２１の総回転数、記録用紙のサイズや材質、プリント枚数、画像形成モード、１回のジョブで連続して画像が形成される記録用紙の枚数（ランレングス）、画像の面積率（エリアカバレッジ）、環境湿度等の情報（データ）を情報処理装置３に送信する。
【００４２】
一方、第１の情報処理装置３は、各画像形成装置１１，１２，１３・・・の消耗品１２の寿命予測及び寿命管理に関する処理を行う装置である。この実施の形態では、第１の情報処理装置３として、画像形成装置１の製造者や販売者、あるいは画像形成装置１の保守管理者などの保守管理センターに設置されたＴＱＭＳ（Trace Quality Management System）と呼ばれるシステムの管理サーバーからなるコンピュータシステムを用いている。この管理サーバー３としては、各画像形成装置１１，１２，１３・・・の課金管理や保守管理等を行う既存のコンピュータシステムを利用しても良い。
【００４３】
図１１は、この実施の形態に係る寿命管理システム１００を適用した情報処理装置の一例としての管理サーバー３を示すブロック図である。管理サーバー３は、制御手段の一例としてのコンピュータ３１を含んで構成されている。
【００４４】
コンピュータ３１は、ＣＰＵ３１１を備えており、ＣＰＵ３１１は、ＲＯＭ３１２に予め記憶されたプログラムに基づいてＲＡＭ３１３に記憶されたデータ等を参照しつつ管理サーバー３の動作を統括的に制御する。また、コンピュータ３１は、画像形成装置１１，１２，１３・・・又は第２の情報処理装置４から送られてくる感光体ドラム１２１の総回転数、記録用紙のサイズや材質、プリント枚数、画像形成モード、１回のジョブで連続して画像が形成される記録用紙の枚数（ランレングス）、画像の面積率（エリアカバレッジ）、環境湿度等の情報（データ）、感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚等に関する種々の情報（データ）を記憶するハードディスク等からなる不揮発性メモリ３１４と、データの入出力動作を行う入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）３１５を備えている。ＣＰＵ３１１、ＲＯＭ３１２、ＲＡＭ３１３、不揮発性メモリ３１４及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）３１５は、バス３１６を介して互いに接続されている。
【００４５】
入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）３１５には、キーボードやマウス等を含んで構成される操作部３０１、液晶ディスプレイ等で構成される表示部３０２、通信回線２を介して画像形成装置１１，１２，１３・・・及び第２の情報処理装置４とデータ通信するためのネットワーク通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３０３等が接続されている。
【００４６】
なお、処理のプログラムは、この実施形態では一例としてＲＯＭ３１２に予め記憶され、ＣＰＵ３１１がこの予め記憶された制御プログラムを読み込むことにより実行される。また、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に制御プログラムを記憶し、これをＣＤ−ＲＯＭドライブ等で読み込むことにより実行してもよい。
【００４７】
図１２は、この実施の形態に係る寿命管理システム１００を適用した第２の情報処理装置の一例としての画像形成装置の生産工程を管理するために用いられる生産ラインサーバー４を示すブロック図である。生産ラインサーバー４は、制御手段の一例としてのコンピュータ４１を含んで構成されている。
【００４８】
コンピュータ４１は、ＣＰＵ４１１を備えており、ＣＰＵ４１１は、ＲＯＭ４１２に予め記憶されたプログラムに基づいてＲＡＭ４１３に記憶されたデータ等を参照しつつ生産ラインサーバー４の動作を統括的に制御する。また、コンピュータ４１は、画像形成装置１１，１２，１３・・・のプロセスカートリッジ１２に関する製造情報（製造時における部材特性値の情報）等に関する種々の情報（データ）を、画像形成装置１１，１２，１３・・・及びプロセスカートリッジ１２を識別する識別情報と共に記憶するハードディスク等からなる不揮発性メモリ４１４と、データの入出力動作を行う入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）４１５を備えている。ＣＰＵ４１１、ＲＯＭ４１２、ＲＡＭ４１３、不揮発性メモリ４１４及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）４１５は、バス４１６を介して互いに接続されている。
【００４９】
入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）４１５には、キーボードやマウス等を含んで構成される操作部４０１、液晶ディスプレイ等で構成される表示部４０２、通信回線２を介して管理サーバー３とデータ通信するためのネットワーク通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）４０３等が接続されている。
【００５０】
図１３は、この実施の形態に係る寿命予測システム１００により実現される機能を示すブロック図である。
【００５１】
寿命予測システム１００は、図１３に示されるように、劣化判定機能１００１、情報収集機能１００２、寿命予測機能１００３、及び寿命報知機能１００４を実現する。劣化判定機能１００１は、各画像形成装置１１，１２，１３・・・の消耗品１２の劣化進行度を、消耗品１２の劣化と相関関係を有する現象を検出することにより判定する。消耗品１２が感光体ドラム１２１を備えたプロセスカートリッジである場合には、帯電ロール１２２から感光体ドラム１２１に流れる電流値を検出し積算することで、感光体ドラム１２１に蓄積される電荷量を測定することにより、感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚を求め、感光体ドラムの劣化進行度を判定する。また、劣化判定機能１００１としては、感光体ドラム１２１の累積的な回転数又は記録用紙の累積的なプリント枚数を検出することにより、これら感光体ドラムの累積回転数又は記録用紙の累積プリント枚数と相関関係を有する感光体ドラムの感光層の膜厚を求め、感光体ドラムの劣化進行度を判定するものが用いられる。なお、プロセスカートリッジ１２が新品のものと交換される度に、感光体ドラム１２１の累積的な回転数はゼロに戻され、現在装着されているプロセスカートリッジ１２における感光体ドラム１２１の累積的な回転数が使用される。
【００５２】
情報収集機能１００２は、例えば、各画像形成装置１１，１２，１３・・・における、当該画像形成装置１１，１２，１３・・・を特定する客先情報（識別情報）と、プロセスカートリッジ１２における製造情報と、環境条件としての環境湿度の情報と、記録用紙のサイズや種類の情報と、記録用紙のサイズや材質の情報と、プリント枚数の情報と、画像形成モードの情報と、１回のジョブで連続して画像が形成される記録用紙の枚数（ランレングス）の情報と、画像の面積率（エリアカバレッジ）の情報と、劣化判定機能１００１により判定された消耗品１２の劣化進行度とに関する情報を収集する。
【００５３】
また、情報収集機能１００２は、例えば、画像形成装置１１，１２，１３・・・からプロセスカートリッジ１２が新品のものと交換された旨の通知を受信した際に、当該新品のプロセスカートリッジ１２に関する製造情報を生産ラインサーバー４から収集する。尚、プロセスカートリッジ１２は、個々に付与された識別符号によって識別される。プロセスカートリッジ１２は、画像形成装置１に装着された際に、当該画像形成装置１のＣＰＵ１３によって情報を読み出し及び／又は書き込み可能な記憶素子を備えている。
【００５４】
寿命予測機能１００３は、情報収集機能１００３により収集された情報に基づいて、各画像形成装置１１，１２，１３・・・毎に消耗品としてのプロセスカートリッジ１２が寿命又は寿命に近い状態であると判定するプロセスカートリッジ１２の劣化進行度の限界値である寿命を予測する。プロセスカートリッジ１２の劣化進行度の限界値は、各画像形成装置１１，１２，１３・・・に適した値を算出することにより求められる。
【００５５】
寿命報知機能１００４は、各画像形成装置１１，１２，１３・・・について、当該画像形成装置１１，１２，１３・・・でのプロセスカートリッジ１２の劣化進行度が当該劣化進行度の限界値に基づいて定められた寿命報知進行度に達した時点で、消耗品１２の寿命に関する報知を行う。
【００５６】
これらの劣化判定機能１００１、情報収集機能１００２、寿命予測機能１００３、及び寿命報知機能１００４は、それぞれ、適宜の態様で実現される。例えば、画像形成装置１のコンピュータ１３により、管理サーバー３のコンピュータ３１により、または画像形成装置１と管理サーバー３と生産ラインサーバー４とのコンピュータ１３，３１，４１の協働により実現される。
【００５７】
図１４は、画像形成装置１、管理サーバー３及び生産ラインサーバー４の機能構成を示すブロック図である。図１４では、１台の画像形成装置１が代表的に示されているが、他の画像形成装置１も同様の構成を有している。
【００５８】
画像形成装置１は、図１４に示されるように、劣化判定部１４、情報送信部１５、環境検出部１６、寿命報知部１７を備える。
【００５９】
劣化判定部１４は、上述したように、画像形成装置１のプロセスカートリッジ１２の劣化進行度を、プロセスカートリッジ１２の劣化と相関関係を有する現象を検出することにより判定する。この実施の形態では、劣化判定部１４は、プロセスカートリッジ１２における感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚が変化することにより、帯電ロール１２２から感光体ドラム１２１に流れる電流値を検出し積算することで、感光体ドラム１２１に蓄積される電荷量の測定値が変化することを利用して、感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚が寿命に近い状態か否かを判定する。また、劣化判定部１４は、感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚と相関関係を有する感光体ドラムの１２１累積的な回転や累積的なプリント枚数を検出することにより、感光体ドラム１２１の感光層の膜厚が寿命に近い状態か否かを判定する。
【００６０】
環境検出部１６は、例えば、図２に示されるような環境センサ１０８からなり、画像形成装置１が設置された環境の温度及び湿度の少なくとも一方を検出する。
【００６１】
情報送信部１５は、画像形成装置１についての劣化判定部１４によって判定された劣化進行度、画像形成装置１の動作状態、環境検出部１６によって検出された環境湿度などの情報を管理サーバー３に予め定められたタイミングで送信する。なお、画像形成装置１についての劣化判定部１４によって判定された劣化進行度を送信するタイミングと、環境検出部１６によって検出された環境湿度の情報を送信するタイミングは、異なるように設定されている。
【００６２】
寿命報知部１７は、管理サーバー３から送信されるプロセスカートリッジ１２の劣化進行度が限界値又は限界値に近い値ことを示す寿命報知情報に基づいて、画像形成装置１に設けられた操作表示部１０１を介してユーザーにプロセスカートリッジ１２の交換準備又は交換を促すメッセージを表示することにより、プロセスカートリッジ１２が寿命又は寿命に近い状態であることを報知する。
【００６３】
一方、管理サーバー３は、図１４に示されるように、情報収集部３２、収集情報データベース３３、寿命予測部３４、情報送信部３５、情報要求部３６を備える。
【００６４】
情報収集部３２は、各画像形成装置１１，１２，１３・・・から送信される客先情報（識別情報）と、環境条件としての環境湿度と、画像形成装置１の使用条件と、記録用紙の情報と、劣化判定機能１００１により判定された消耗品１２の劣化進行度とに関する情報と、生産ラインサーバー４から送信されるプロセスカートリッジ１２の製造情報などを収集する。情報収集部３２は、収集した情報を収集情報データベース３３に格納する。
【００６５】
寿命予測部３４は、情報収集部３２によって収集された情報に基づいて画像形成装置１１，１２，１３・・・毎にプロセスカートリッジ１２が寿命又は寿命に近い状態であると判定するプロセスカートリッジ１２の劣化進行度の限界値を予め定められた演算式に基づいて算出し予測する。
【００６６】
情報送信部３５は、寿命予測部３４によって予測されたプロセスカートリッジ１２の劣化進行度の限界値（寿命）を対応する画像形成装置１１，１２，１３・・・に送信する。なお、情報送信部３５は、各画像形成装置１１，１２，１３・・・のプロセスカートリッジ１２の劣化進行度が限界値又は限界値に近い値に達したときに、当該プロセスカートリッジ１２の劣化進行度が限界値又は限界値に近い値に達した画像形成装置１に対してプロセスカートリッジ１２の劣化進行度が限界値又は限界値に近い値ことを示す寿命報知情報を送信するものであっても良い。
【００６７】
情報要求部３６は、生産ラインサーバー４に対して個別のプロセスカートリッジ１２に関する製造情報を要求する。
【００６８】
また、生産ラインサーバー４は、情報要求受信部４２と、製造情報データベース４３、情報送信部４４を備える。
【００６９】
情報要求受信部４２は、管理サーバー３から特定の画像形成装置１のプロセスカートリッジ１２に関する製造情報の取得要求信号を受信する。情報要求受信部４２は、特定のプロセスカートリッジ１２に関する製造情報の取得要求信号を受信すると、製造情報データベース４３にアクセスして当該製造情報データベース４２から対応する特定のプロセスカートリッジ１２に関する製造情報を情報送信部４４に送る。ここで、プロセスカートリッジ１２に関する製造情報としては、感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚値Ｔ、帯電ロール１２２の体積抵抗値Ｒ、クリーニングブレード１２３の感光体ドラム１２１に対する食い込み量などが挙げられる。プロセスカートリッジ１２に関する製造情報としては、これに限定されるものではなく、感光体ドラム１２１の感光体層の感度、帯電ロール１２２の外径やクラウン量、クリーニングブレード１２３の厚さや自由長に関するデータなどを含むものであっても良い。
【００７０】
＜寿命予測システムの動作＞
図１５は、寿命予測システムによる消耗品の寿命予測動作を示すフローチャートである。
【００７１】
画像形成装置１のＣＰＵ１３１は、まず、装置筐体１に装着されているプロセスカートリッジ１２が新品であるか否かを、例えば当該プロセスカートリッジ１２に設けられた図示しない記憶素子の情報を読み取ることにより検知し判定する。画像形成装置１のＣＰＵ１３１は、プロセスカートリッジ１２が新品であると判定すると（ステップ１）、当該画像形成装置１の固有情報（客先情報）及びプロセスカートリッジ１２の識別符号と共に当該プロセスカートリッジ１２が新品である旨を管理サーバー３に通知する。
【００７２】
管理サーバー３のＣＰＵ３１１は、画像形成装置１からプロセスカートリッジ１２の識別符号と共に当該プロセスカートリッジ１２が新品である旨を受信すると、図１４に示されるように、生産ラインサーバー４に対して情報要求部３６からプロセスカートリッジ１２に関する製造情報の取得要求信号を送信する。
【００７３】
生産ラインサーバー４のＣＰＵ４１１は、管理サーバー３から特定のプロセスカートリッジ１２に関する製造情報の取得要求信号を情報要求受信部４２により受信すると、製造情報データベース４３にアクセスして対応するプロセスカートリッジ１２に関する感光体ドラム１２１の感光体層の膜厚値Ｔ、帯電ロール１２２の体積抵抗値Ｒ、クリーニングブレード１２３の感光体ドラム１２１に対する食い込み量などの製造情報を取得し、情報送信部４４を介して管理サーバー３に送信する（ステップ２）。
【００７４】
管理サーバー３のＣＰＵ３１１は、生産ラインサーバー４から送信されたプロセスカートリッジ１２に関する感光体ドラム１２１の感光体層の初期膜厚値Ｔ、帯電ロール１２２の体積抵抗値、クリーニングブレードの感光体ドラム１２１に対する食い込み量などの製造情報を情報収集部３２によって取得する（ステップ２）。
【００７５】
管理サーバー３は、情報収集部３２によって取得されたプロセスカートリッジ１２に関する感光体ドラム１２１の感光体層の初期膜厚値Ｔ、帯電ロール１２２の体積抵抗値、クリーニングブレードの感光体ドラム１２１に対する食い込み量などの製造情報を、収集情報データベース３３に記憶する。
【００７６】
管理サーバー３の寿命予測部３４は、収集情報データベース３３に記憶された収集情報に基づいて、上述したプロセスカートリッジ１２の感光体ドラム１２１の寿命を予め定められた推定演算式に基づいて予測する。
【００７７】
寿命予測部３４で用いられる推定演算式は、次の(１)式で表される。
感光体層の膜厚＝感光体層の初期膜厚値Ｔ０−（α1×α２）感光体ドラムの総回転数
…(1)
ここで、感光体層の初期膜厚値Ｔ０は、生産ラインサーバー４から送信されたプロセスカートリッジ１２に関する感光体ドラム１２１の感光体層の初期膜厚値Ｔ、α1は帯電ロール１２２の体積抵抗値Ｒに基づいて決定される第１係数、α２はクリーニングブレードの感光体ドラム１２１に対する食い込み量に基づいて決定される第２係数である。
なお、推定演算式としては、(１)式に限定されるものではなく、感光体層の寿命を判定する閾値を補正する式を採用しても良い。この閾値を補正する推定演算式としては、例えば、次の(２)式で表されるものが用いられる。
閾値＝Ｔｍｉｎ×α1×α２                                      …(2)
【００７８】
従来、感光体層の膜厚値は、図１６に示されるように、プロセスカートリッジ１２に関わらず、感光体層の初期膜厚値Ｔ０が予め定められた設計値に等しいものとして、感光体ドラム１２１の総回転数に基づいて予測されていた。
【００７９】
しかしながら、実際の感光体層の膜厚値は、上述したように、個々のプロセスカートリッジ１２によって感光体層の初期膜厚値Ｔ０が異なる。そのため、感光体ドラム１２１の総回転数に対する感光体層の摩耗割合が一定であると仮定した場合であっても、感光体層の初期膜厚値Ｔ０１，Ｔ０２に応じて感光体層の残膜厚値が許容下限値Ｔｍｉｎに達するまでの寿命予測値が前後に変動し、精度の高い感光体層の寿命予測が困難となる。
【００８０】
そこで、この実施の形態では、プロセスカートリッジ１２の寿命を予測するに際して、個々のプロセスカートリッジ１２における感光体層の初期膜厚値Ｔ０のデータを生産ラインサーバー４より取得し、当該個々のプロセスカートリッジ１２における感光体層の初期膜厚値Ｔ０に基づいて感光体層の残膜厚値を予測している（ステップ３）。
【００８１】
また、感光体ドラム１２１の総回転数が等しい値であっても、個々のプロセスカートリッジ１２における帯電ロール１２２の体積抵抗値Ｒやクリーニングブレードの感光体ドラム１２１に対する食い込み量等によって、感光体層の膜厚値が減少する勾配が異なる。
【００８２】
更に説明すると、プロセスカートリッジ１２における帯電ロール１２２の体積抵抗値Ｒが相対的に高い場合には、図６に示されるように、帯電ロール１２２に通電される帯電用高圧電流の交流成分が高くなる傾向があり、帯電用高圧電流の交流成分が高くなるに従って感光体層の摩耗が促進され、感光体ドラム１２１の総回転数に対する感光体層の膜厚値の減少傾向が大きくなる。
【００８３】
そのため、図１７に示されるように、感光体層の初期膜厚値Ｔ０が同じ値であると仮定した場合であっても、感光体ドラム１２１の総回転数に対する感光体層の摩耗割合が異なり、感光体層の摩耗割合に応じて感光体層の残膜厚値が許容下限値Ｔｍｉｎに達するまでの寿命予測値が前後に変動し、やはり精度の高い感光体層の寿命予測が困難となる。
【００８４】
そこで、この実施の形態では、感光体層の膜厚を予測する（１）式において、帯電ロール１２２の体積抵抗値Ｒに基づいて決定される第１係数α１を、帯電ロール１２２の体積抵抗値Ｒが大きくなるに従って大きな値に変更するよう構成されている。
【００８５】
さらに、プロセスカートリッジ１２におけるクリーニングブレード１２３の感光体ドラム１２１に対する食い込み量が大きい場合には、図９に示されるように、感光体層の摩耗レートが大きくなる傾向がある。
【００８６】
そこで、この実施の形態では、感光体層の膜厚を予測する（１）式において、クリーニングブレード１２３の感光体ドラム１２１に対する食い込み量に基づいて決定される第２係数α２を、クリーニングブレード１２３の感光体ドラム１２１に対する食い込み量が大きくなるに従って大きな値に変更するようになっている。
【００８７】
このように、上記実施の形態では、単に、プロセスカートリッジ１２の使用条件・使用量・劣化度合いに基づいてプロセスカートリッジ１２の寿命を予測する場合に比較して、実際のプロセスカートリッジ１２における感光体層の初期膜厚値、帯電ロール１２２の体積抵抗値、クリーニングブレード１２３の感光体ドラム１２１に対する食い込み量に基づいて感光体層の残膜厚値を予測することができ、プロセスカートリッジ１２の寿命時期の予測精度を向上することが可能となる。
【００８８】
なお、前記実施の形態では、本発明の特徴となる部分を重点的に説明したが、劣化判定機能１００１に基づいて感光体層の残膜厚値が検出される場合には、当該劣化判定機能１００１によって検出された感光体層の残膜厚値に基づいてプロセスカートリッジ１２の寿命時期を修正することが可能である。
【００８９】
また、前記実施の形態では、帯電ロール１２２の体積抵抗値Ｒに基づいて決定される第１係数α１、及びクリーニングブレードの感光体ドラム１２１に対する食い込み量に基づいて決定される第２係数α２を、プロセスカートリッジ１２が実際に交換された際の感光体ドラム１２１の感光体層の残膜厚値を実測することで、データマイニング等の手法によりこれら第１係数α１及び第２係数α２を統計的に修正するように構成しても良い。
【００９０】
前記実施の形態では、消耗品として感光体ドラム、及び当該感光体ドラムの周囲に配置される帯電ロールやクリーニング装置からなるプロセスカートリッジに適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、中間転写ベルトや支持ロール等からなる転写ユニット、定着部材や加圧部材を備えた定着ユニット、記録用紙を搬送する複数の搬送ロールを備えた搬送ユニットなど複数の要素部材からなるものにも同様に適用できるものである。
【符号の説明】
【００９１】
１…画像形成装置、２…ネットワーク、３…情報処理装置、１４…劣化判定部、１５…情報送信部、１６…環境検出部、１７…寿命報知部、３２…情報収集部、３３…収集情報データベース、３４…寿命設定部、３５…情報送信部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2016065889.tif 000017
【図１６】
2016065889.tif 000018
【図１７】
2016065889.tif 000019
【図１８】
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