JP5585089B2 - 劣化状態判定装置、画像形成装置及び劣化状態判定プログラム - Google Patents
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Description
ここで、ロール部材の劣化を原因とした給紙不良を予防するために、例えば、用紙走行枚数からロール部材の劣化状態を判断して、予防的に構成部品を交換する等のメンテナンスを行う手法が知られている。
例えば、給紙トレイ内の印刷用紙と対向する位置に変位情報取得部を設け、印刷用紙の搬送方向の後端通過や移動速度を検出し、変位情報取得部が、照明光を印刷用紙に照射し、その散乱反射成分を移動量検出センサで受光し、移動量検出センサが、搬送過程にある印刷用紙表面に現れる構造的特徴を観察することで後端通過を検知し、コントロール回路が、第1センサを用いて求められる、ソレノイドのON時間を基点とする第1センサ通過時間を、変位情報取得部を用いて求められる用紙後端通過時間で補正して、第1センサ通過時間を求め、第1センサ通過時間の正常範囲に対するずれの度合いに基づき、故障の有無や故障の状態、故障内容の診断を行なう技術が開示されている(特許文献1参照)。
例えば、シート搬送装置は、シートを搬送する搬送ローラと、当該搬送ローラによるシートの搬送速度を示す搬送速度データを測定し、測定された複数個の搬送速度データを使用して、搬送ローラの搬送性能の劣化度合いを判定する制御部とを備え、制御部は、測定される搬送速度データが判定に不適切なデータとなる可能性が高い所定の事象を検知すると、そのとき測定された搬送速度データを無視する技術が開示されている(特許文献2参照)。
図1には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置における劣化状態判定部の機能ブロックを例示してある。なお、画像形成装置としては、例えば、印刷装置(プリンタ)、複写機(コピー機)、ファクシミリ装置、或いは、印刷・複写・ファクシミリ等の機能を複合的に備えた複合機などが用いられる。
移動量格納部17は、移動量算出部16により算出された移動速度を表す移動速度データを、給紙枚数(供給量)を表す供給量データに関連付けて記憶部(メモリ)に蓄積する。以下の説明では、連続紙の供給量を表す単位としても「枚」を用いるが、この場合の1枚は1ページ(ミシン目で区切られた単位)に対応する。
また、本例では、用紙1枚単位で移動速度を算出してその移動速度データを蓄積するようにしているが、測定間隔毎の移動量データをそれぞれ個別に移動速度データに変換して蓄積するようにしてもよく、或いは、メモリ容量や後続処理の処理負担を考慮して、複数枚(例えば10枚)の単位で移動速度を平均し、平均移動速度のデータを蓄積するようにしてもよい。
本例の劣化状態判定部では、測定間隔毎の移動量データを少なくとも用紙1枚分について蓄積可能な測定値格納領域を有しており、測定値格納領域に用紙移動量検出部11で得られた測定間隔毎の移動量データを一時的に蓄積していく構成にしてある。
用紙1枚の給紙が終了して測定値格納領域に対するデータ更新(移動量データの蓄積)が完了すると(ステップS11)、移動量算出部16が、更新データ(測定間隔毎の移動量データ)に基づいて移動速度(単位時間あたりの用紙移動量)を算出し(ステップS12)、移動量格納部17が、その移動速度データを供給量データ(給紙枚数)に関連付けて蓄積していく。
そして、劣化状態値算出部18が、蓄積された供給量データ及び移動速度データに基づいて、予め定められた給紙枚数単位(例えば10枚単位)毎に移動速度を平均して平均移動速度(平均移動量値)を算出し(ステップS13)、この平均移動速度(平均移動量値)に基づいて、劣化予測曲線を表す多項式の各係数を曲線フィッティングにより算出する(ステップS14)。その後、劣化状態判定部19が、劣化予測曲線(多項式)から得られる現在値(移動速度の逆算値)が劣化閾値を超過しているか否かを判定し(ステップS15)、超過している場合には、通知部20が、給紙機構部のロール部材(例えばピックアップロール)の交換が必要である旨の報知を行う(ステップS16)。
図3には、連続紙に対応した給紙機構部の構成を例示してある。
本例の給紙機構部は、連続紙である用紙PAが収納される用紙収納部31と、用紙収納部31から用紙PAを取り出すピックアップロール32と、ピックアップロール32により取り出された用紙PAを下流側へ移動させるフィードロール対33(フィードロール33a、33b)と、当該用紙PAを更に下流側へ移動させる搬送ロール対34(搬送ロール34a、34b)とを備え、後段の装置部(例えば画像形成部)へ用紙PAを供給(給紙)する機能を有する。また、用紙収納部31とピックアップロール32の間の位置に移動量測定センサー35(用紙移動量検出部11)を設けてあり、更に、フィードロール対33と搬送ロール対34の間、及び搬送ロール対34の下流部分の各位置に、第1及び第2のタイミングセンサ35、36を設けてある。
図中の右矢印は用紙搬送方向を示しており、連続紙である用紙PAが図中の左側から右側へ搬送されることを表している。図4では、移動量測定センサー35による移動量検出の開始時点における観測点をp(1)で示しており、その後、測定間隔(サンプリング周期)が経過した時点の観測点であるp(2)は、p(1)から距離mだけ左側へ移動した位置であり、測定間隔が経過する毎にp(3)、p(4)へと更に左側の位置に観測点が移動している。すなわち、用紙PAが左側から右側へ搬送されることに伴って、移動量測定センサー35による観測点は用紙PA上において右側から左側へ推移する。
本例では、ジョブ(例えば印刷ジョブ)が開始されると、ページの切り替わり制御などに用いられるページ開始情報に基づいて、ページ相当の用紙搬送の開始タイミングを特定し(ステップS21)、これに伴って、用紙移動量検出部11により得られる測定間隔毎の移動量データの採取(測定値格納領域への蓄積)を開始する(ステップS22)。
その後、ページ相当の用紙搬送が終了すると、ページ相当の用紙搬送を行っている間に給紙機構部又は後段の装置部(例えば画像形成部)にエラーが発生したか否かを判定する(ステップS23)。ステップS23の判定において、エラーが発生したと判定された場合には、測定値格納領域に蓄積された移動量データを廃棄し(ステップS27)、一方、エラーが発生していないと判定された場合には、更に、測定値格納領域に蓄積された移動量データのデータ数が予め定められた基準データ数以上であるか否か(及び全ての移動量データが基準移動量を超える正常値であるか否か)を判定する(ステップS24)。そして、ステップS24の判定において、データ数が予め定められた基準データ数以上でない(又は基準移動量を超えない異常値の移動量データが含まれる)と判定された場合には、測定値格納領域の蓄積データを廃棄する(ステップS27)。
図6には、カット紙に対応した給紙機構部の構成を例示してある。
本例の給紙機構部は、カット紙である用紙PBが収納される用紙収納部51と、用紙収納部51から用紙PBを取り出すピックアップロール52と、ピックアップロール52により取り出された用紙PBを下流側へ移動させるフィードロール対53(フィードロール53a、53b)と、当該用紙PBを更に下流側へ移動させる搬送ロール対54(搬送ロール54a、54b)とを備え、後段の装置部(例えば画像形成部)へ用紙PBを供給(給紙)する機能を有する。また、用紙収納部51の用紙取り出し面(本例では上面)における用紙搬送方向の下流側部分にピックアップロール53が設けられ、ピックアップロール53より上流側部分の位置に移動量測定センサー55(用紙移動量検出部11)が設けてある。
図7(a)では、移動量測定センサー55による移動量検出の開始時点における用紙位置をS(1)で示し、その後、測定間隔(サンプリング周期)が経過した時点毎の用紙位置をS(2)、S(3)、S(4)で示してあり、時間の経過に伴って用紙搬送方向(本例では右方向)に用紙PBが進行していく様子を表している。また、図7(b)では、移動量測定センサー55による移動量検出の開始時点における観測点をp(1)で示しており、その後、測定間隔(サンプリング周期)が経過した時点の観測点であるp(2)は、p(1)から距離mだけ左側へ移動した位置であり、測定間隔が経過する毎にp(3)、p(4)へと更に左側の位置に観測点が移動している。すなわち、用紙PBが左側から右側へ搬送されることに伴って、移動量測定センサー55による観測点は用紙PB上において右側から左側へ推移する。
本例では、ジョブ(例えば印刷ジョブ)が開始されると、ページの切り替わり制御などに用いられるページ開始情報又は用紙搬送経路の途中に設けられた通過検知センサーによる用紙の先端又は後端の通過の検知に基づいて、給紙の開始タイミングを特定し(ステップS31)、これに伴って、用紙移動量検出部11により得られる測定間隔毎の移動量データの採取(測定値格納領域への蓄積)を開始する(ステップS32)。
その後、1枚の給紙が終了すると、給紙を行っている間に給紙機構部又は後段の装置部(例えば画像形成部)にエラーが発生したか否かを判定する(ステップS33)。ステップS33の判定において、エラーが発生したと判定された場合には、測定値格納領域に蓄積された移動量データを廃棄し(ステップS37)、一方、エラーが発生していないと判定された場合には、更に、測定値格納領域に蓄積された移動量データのデータ数が予め定められた基準データ数以上であるか否か(及び全ての移動量データが基準移動量を超える正常値であるか否か)を判定する(ステップS34)。そして、ステップS34の判定において、データ数が予め定められた基準データ数以上でない(又は基準移動量を超えない異常値の移動量データが含まれる)と判定された場合には、測定値格納領域の蓄積データを廃棄する(ステップS37)。
図10には、本例の劣化状態値算出部18により導き出される劣化予測曲線を例示してある。横軸は給紙枚数(k枚)を表し、縦軸は移動速度(mm/s)を表している。図10では、給紙枚数と移動速度(実測値)との関係をそのままプロット(符号41)して示すと共に、これに基づいて導き出される劣化予測曲線42を示してある。また、ロール部材の交換の目安となる移動速度に関する閾値(劣化閾値)43、当該ロール部材が性能的な限界に達したと想定される場合の移動速度(性能限界値)44、当該ロール部材による現時点までの給紙枚数45を併せて示してある。なお、劣化閾値としては、性能限界値より手前の値(高い移動速度値)が設定される。図10によると、現時点では300k枚(30万枚)程度の給紙が行われたがロール部材をまだ交換する必要がなく、これまでと同様に画像形成装置が利用される場合には、400k枚(40万枚)程度の給紙時点で交換が必要となると予測されることがわかる。
なお、本例において曲線フィッティングにより得られた図10の劣化予測曲線42は、多項式y=−1E−04x2−0.0015x+199.41で表され、R2=0.9974となる。このR2は決定係数と呼ばれるもので、近似曲線の予想値が実際のデータにどの程度近いかを示しており、1に近づくほど予測値が曲線フィッティングで表されている確率が高いことを示す。
図11には、2つのロール部材を用いて給紙する場合の各ロール部材(本例では、図6におけるピックアップロール52とフィードロール対53)の寄与率を例示してある。横軸は用紙収納部51を基点とした場合の用紙の先端部の搬送距離(mm)を表し、縦軸は給紙動作に対する各ロール部材による寄与率(%)を表している。また、グラフ65はピックアップロール52の寄与率であり、グラフ66はフィードロール対53の寄与率である。同図によると、或る程度の用紙搬送距離まではピックアップロール52の寄与率が100%でフィードロール対53の寄与率が0%であり、その後、次第にフィードロール対53の寄与率が上昇すると共にピックアップロール52の寄与率が低下していって寄与率の関係が逆転し、最終的に、ピックアップロール52の寄与率が0%でフィードロール対53の寄与率が100%になっている。
本例では、各種演算処理を行うCPU71、CPU71の作業領域となるRAM72や基本的な制御プログラムを記録したROM73等の主記憶装置、本発明の一実施形態に係るプログラムや各種データを記憶する補助記憶装置(例えば、HDD等の磁気ディスクや、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリなど)74、各種情報を表示出力するための表示装置や操作者により入力操作に用いられる操作ボタンやタッチパネル等の入力機器とのインタフェースである入出力I/F75、他の装置との間で有線又は無線により通信を行うインタフェースである通信I/F76、等のハードウェア資源を有するコンピュータにより構成されている。
そして、本発明の一実施形態に係るプログラムを補助記憶装置74等から読み出してRAM72に展開し、これをCPU71により実行させることで、本発明の一実施形態に係る劣化状態判定装置の各機能を画像形成装置のコンピュータ上に実現している。
また、本発明の一実施形態に係るプログラムは、例えば、当該プログラムを記憶したCD−ROM等の外部記憶媒体から読み込む形式や、通信回線等を介して受信する形式などにより、本例に係るコンピュータに設定される。
また、本例のようなソフトウェア構成により各機能部を実現する態様に限られず、それぞれの機能部を専用のハードウェアモジュールで実現するようにしてもよい。
31、51:用紙収納部、 32、52:ピックアップロール、 33(33a、33b)、53(53a、53b):フィードロール対、 34(34a、34b)、54(54a、54b)搬送ロール対、 35、55:移動量測定センサー、 36、37:タイミングセンサー
Claims (8)
- ロール部材の回転によって記録材を移動させることで、記録材を収容部から後段側の装置へ記録材を供給する供給手段と、
予め定められた観測点における前記ロール部材による記録材の移動速度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された移動速度のデータを記録材の供給量に関連付けて蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積手段により記録材の供給量に関連付けて蓄積された移動速度データに基づいて、前記ロール部材の劣化状態を判定する判定手段と、
を備え、
前記ロール部材は、前記検出手段で記録材の移動速度を検出している間に当該記録材を移動させるものであって、当該ロール部材として、記録材を収容部から取り出すための第1ロール部材と、当該第1ロール部材により取り出された記録材を後段側の装置へ送出するための第2ロール部材を有し、
前記検出手段は、前記第1ロール部材と前記第2ロール部材の少なくとも一方が記録材の移動に寄与する期間について記録材の移動速度を検出し、
前記判定手段は、記録材の移動に対する寄与率が前記第1ロール部材の方が高い期間における記録材の移動速度に基づいて前記第1ロール部材の劣化状態を判定し、記録材の移動に対する寄与率が前記第2ロール部材の方が高い期間における記録材の移動速度に基づいて前記第2ロール部材の劣化状態を判定する、
ことを特徴とする劣化状態判定装置。 - 前記判定手段は、前記蓄積手段により記録材の供給量に関連付けて蓄積された移動量データに基づいて、記録材の供給量と記録材の移動速度との関係式を導き出し、当該関係式を用いて前記ロール部材の劣化状態を判定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の劣化状態判定装置。 - 前記検出手段による移動速度の検出対象となる時間範囲は、前記ロール部材による記録材の移動動作を開始して予め定められた時間を経過した後の時間範囲である、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の劣化状態判定装置。 - 前記検出手段として、記録材の移動量を予め定められた時間間隔毎に測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果に基づいて記録材の移動速度を算出する算出手段とを有し、
前記判定手段による前記ロール部材の劣化状態の判定を、前記測定手段により測定された移動量のデータ数が予め定められた基準データ数に満たない記録材を除外して行うようにする、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の劣化状態判定装置。 - 前記検出手段として、記録材の移動量を予め定められた時間間隔毎に測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果に基づいて記録材の移動速度を算出する算出手段とを有し、
前記判定手段による前記ロール部材の劣化状態の判定を、予め定められた基準移動量に満たない移動量が前記測定手段により測定された記録材を除外して行うようにする、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の劣化状態判定装置。 - 自装置又は後段側の装置に発生したエラーを検出する検出手段を備え、
前記判定手段による前記ロール部材の劣化状態の判定を、前記ロール部材による移動動作中に前記検出手段によりエラーが検出された記録材を除外して行うようにする、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の劣化状態判定装置。 - 記録材に画像を形成する画像形成手段と、
ロール部材の回転によって記録材を移動させることで、記録材の収容部から前記画像形成手段側へ記録材を供給する供給手段と、
予め定められた観測点における前記ロール部材による記録材の移動速度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された移動速度のデータを記録材の供給量に関連付けて蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積手段により記録材の供給量に関連付けて蓄積された移動速度データに基づいて、前記ロール部材の劣化状態を判定する判定手段と、
を備え、
前記ロール部材は、前記検出手段で記録材の移動速度を検出している間に当該記録材を移動させるものであって、当該ロール部材として、記録材を収容部から取り出すための第1ロール部材と、当該第1ロール部材により取り出された記録材を後段側の装置へ送出するための第2ロール部材を有し、
前記検出手段は、前記第1ロール部材と前記第2ロール部材の少なくとも一方が記録材の移動に寄与する期間について記録材の移動速度を検出し、
前記判定手段は、記録材の移動に対する寄与率が前記第1ロール部材の方が高い期間における記録材の移動速度に基づいて前記第1ロール部材の劣化状態を判定し、記録材の移動に対する寄与率が前記第2ロール部材の方が高い期間における記録材の移動速度に基づいて前記第2ロール部材の劣化状態を判定する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - ロール部材の回転によって記録材を移動させることで、記録材の収容部から後段側の装置へ記録材を供給する装置に係るコンピュータに、
予め定められた観測点における前記ロール部材による記録材の移動速度を検出する検出機能と、
前記検出機能により検出された移動速度のデータを記録材の供給量に関連付けて蓄積手段に蓄積させる蓄積機能と、
前記蓄積機能により記録材の供給量に関連付けて蓄積された移動速度データに基づいて、前記ロール部材の劣化状態を判定する判定機能と、
を実現させるための劣化状態判定プログラムであって、
前記ロール部材は、前記検出機能で記録材の移動速度を検出している間に当該記録材を移動させるものであって、当該ロール部材として、記録材を収容部から取り出すための第1ロール部材と、当該第1ロール部材により取り出された記録材を後段側の装置へ送出するための第2ロール部材を有し、
前記検出機能は、前記第1ロール部材と前記第2ロール部材の少なくとも一方が記録材の移動に寄与する期間について記録材の移動速度を検出し、
前記判定機能は、記録材の移動に対する寄与率が前記第1ロール部材の方が高い期間における記録材の移動速度に基づいて前記第1ロール部材の劣化状態を判定し、記録材の移動に対する寄与率が前記第2ロール部材の方が高い期間における記録材の移動速度に基づいて前記第2ロール部材の劣化状態を判定する、
ことを特徴とする劣化状態判定プログラム。
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