(57)【要約】【課題】光走査装置の残り寿命を正確に推定することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】光源から出射される光ビームによって被走査面上を露光走査する光走査装置２１を着脱可能に装着して成る画像形成装置１において、前記光走査装置２１の光源の一定の光出力に対する動作電流の初期値と現在値及び累積発光時間に基づいて光走査装置２１の残り寿命を算出するＣＰＵ（演算手段）３３を設ける。又、光走査装置２１の光源の所定光量に対する動作電流の初期値、現在値、累積発光時間及び光走査装置２１の残り寿命を記憶する記憶手段３２や該記憶手段３２によって記憶された光走査装置２１の残り寿命を表示する表示パネル（表示手段）３４を設ける。【選択図】図３
2011095558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射される光ビームによって被走査面上を露光走査する光走査装置を着脱可能に装着して成る画像形成装置において、
前記光走査装置の光源の一定の光出力に対する動作電流の初期値と現在値及び累積発光時間に基づいて光走査装置の残り寿命を算出する演算手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光走査装置の光源がモノリシックＬＤである場合には、前記演算手段は、個々のＬＤの所定光量に対する動作電流の初期値と現在値及び累積発光時間に基づいて光走査装置の残り寿命を個々のＬＤ毎に算出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記光走査装置の光源の所定光量に対する動作電流の初期値、現在値、累積発光時間及び光走査装置の残り寿命を記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記憶手段によって記憶された光走査装置の残り寿命を表示する表示手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着脱可能に装着された光走査装置の残り寿命を算出することができる複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、帯電器によって表面が一様に帯電された像担持体が光走査装置によって露光走査され、その表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、静電潜像は現像装置によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像は、転写装置によって用紙上に転写された後に定着装置によって加熱及び加圧されて用紙上に定着され、トナー像が定着された用紙が装置外へ排出されることによって一連の画像形成動作が終了する。
【０００３】
ところで、光走査装置のリサイクルを考える場合、その残り寿命を判定する必要がある。例えば、特許文献１には、光走査装置の回転多面鏡や光源の使用時間を記憶し、光走査装置を回収した後に、記憶された回転多面鏡や光源の使用時間に基づいて光走査装置の残り寿命を推定する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１４５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、印字の内容によっては、同じ印刷枚数であっても光走査装置の光源の使用状況は異なり、個々の光源によって使用時間と残り寿命との関係は異なる。このため、光源の使用時間だけでは光走査装置の残り寿命を正しく推定することができず、実際には再利用可能な光走査装置を廃棄している可能性がある。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、光走査装置の残り寿命を正確に推定することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源から出射される光ビームによって被走査面上を露光走査する光走査装置を着脱可能に装着して成る画像形成装置において、前記光走査装置の光源の一定の光出力に対する動作電流の初期値と現在値及び累積発光時間に基づいて光走査装置の残り寿命を算出する演算手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記光走査装置の光源がモノリシックＬＤである場合には、前記演算手段は、個々のＬＤの所定光量に対する動作電流の初期値と現在値及び累積発光時間に基づいて光走査装置の残り寿命を個々のＬＤ毎に算出することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記光走査装置の光源の所定光量に対する動作電流の初期値、現在値、累積発光時間及び光走査装置の残り寿命を記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記記憶手段によって記憶された光走査装置の残り寿命を表示する表示手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
光走査装置の光源の光出力は発光時間の増加に伴って低下するため、一定の光出力を維持するためには光源に供給する動作電流を発光時間の経過と共に次第に上げる必要がある。一般に光源の寿命は、一定の光出力に対して動作電流が初期値に対して所定の比率（例えば２０％）だけ上昇したときである。
【００１２】
従って、請求項１記載の発明によれば、光走査装置の光源の累積発光時間に加えて、光源の一定の光出力に対する動作電流の初期値と現在値に基づいて動作電流の増加率（＝（現在値−初期値）／初期値）が所定の比率（例えば２０％）に達する時間を算出すれば、光走査装置の残り寿命を正確に推定することができ、再利用可能な光走査装置を廃棄するという不具合を解消することができ、資源保護や環境保護の観点からも望ましい結果が得られる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、光走査装置の光源がモノリシックＬＤである場合には、個々のＬＤの所定光量に対する動作電流の初期値と現在値及び累積発光時間に基づいて光走査装置の残り寿命を個々のＬＤ毎に算出することができるため、寿命に達していない一部のＬＤを有効に利用して光走査装置を再使用することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、光走査装置の光源の所定光量に対する動作電流の初期値、現在値、累積発光時間及び光走査装置の残り寿命を更新しながら最新のデータを記憶手段に記憶することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、記憶手段に記憶された光走査装置の残り寿命をユーザーの要求に応じて表示手段に表示することができ、ユーザーは光走査装置の現時点での残り寿命を正確に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る画像形成装置（レーザープリンタ）の側断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置に備えられた光走査装置の平面図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置のシステム構成図である。
【図４】光走査装置の光源の光出力と動作電流との関係を累積発光時間をパラメータとして示す図である。
【図５】光走査装置の光源の動作電流変化率と累積発光時間との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのレーザープリンタの側断面図であり、図示のレーザープリンタ１においては、矩形ボックス状のプリンタ本体（筐体）２の上面の中央部に、傾斜した凹状の排紙トレイ３が設けられている。そして、プリンタ本体２の前面（図１の右側が前方）上部には開閉可能な手差しトレイ４が設けられおり、この手差しトレイ４とその奥のプリンタ本体２内に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラ５は手差し給紙部６を構成している。
【００１９】
而して、レーザープリンタ１は、プリンタ本体２内に設けられた搬送路Ｓに沿って記録材である用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであって、前記搬送路Ｓは、側面視略Ｌ字状を成して前記排紙トレイ３へと延びている。
【００２０】
又、レーザープリンタ１は、プリンタ本体２の下部に設けられたカセット給紙部７と、該カセット給紙部７上方のプリンタ本体２内の略中央部に設けられた画像形成部８と、該画像形成部８の後方に配された定着装置９と、該定着装置９上方のプリンタ本体２の上面に設けられた凹状の排紙部１０を備えている。
【００２１】
上記カセット給紙部７は、上面が開放された矩形トレイ状の給紙カセット１１内に複数枚の用紙を積層収容するとともに、給紙カセット１１内の用紙を１枚ずつ取り出すピックローラ１２と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して搬送路Ｓへと送り出すフィードローラ１３とリタードローラ１４を備えており、搬送路Ｓには、送り出された用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで画像形成部８へと供給するレジストローラ対１５が設けられている。
【００２２】
前記画像形成部８は、手差し給紙部６又はカセット給紙部７から１枚ずつ供給された用紙に画像データに応じた画像を形成するものであって、プリンタ本体２内の略中央部に回転可能に配された像担持体としての感光ドラム１６と、その周囲に配置された帯電器１７、現像手段である現像装置１８、転写手段である転写ローラ１９及びクリーニング装置２０と、これらの上方に配置された光走査装置（ＬＳＵ）２１、補給用のトナーを収容したトナーホッパ２２等を備えている。
【００２３】
又、前記定着装置９は、画像形成部８において用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させるためのものであって、互いに圧接されて回転する定着ローラ２３と加圧ローラ２４を備えている。尚、定着ローラ２３にはヒータ等の加熱手段が内蔵されており、加圧ローラ２４はバネ等の付勢手段によって定着ローラ２３に所定圧で加圧されており、両者間には定着ニップが形成されている。
【００２４】
更に、前記排紙部１０は、定着装置９においてトナー像が定着された用紙をプリンタ本体２外へと排出するためのものであって、搬送路Ｓの末端に設けられた上下一対の排紙ローラ対２５と、前記定着装置９から搬送路Ｓに沿って搬送される用紙を前記搬送ローラ対２５へと案内する縦リブ状の複数の搬送ガイドリブ２６及びプリンタ本体２外へと排出される用紙を積載するための前記排紙トレイ３を備えている。
【００２５】
次に、以上の構成を有するレーザープリンタ１の画像形成動作について説明する。
【００２６】
例えば、パーソナルコンピュータ（パソコン）等の端末から当該レーザープリンタ１にプリント開始信号が送信されると、画像形成部８においては、感光ドラム１６が不図示の駆動手段によって図１の矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、その表面が帯電器１７によって所定の電位に一様に帯電される。そして、端末から送信された画像データに基づくレーザー光が光走査装置２１から出力されて感光ドラム１６上に照射されると、該感光ドラム１６上には画像データに応じた静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム１６上に形成された静電潜像は、現像装置１８によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。
【００２７】
ところで、カセット給紙を行う場合、カセット給紙部７の給紙カセット１１内に収容された用紙は、ピックローラ１２によって最上位のものから１枚ずつピックアップされ、フィードローラ１３とリタードローラ１４によって１枚ずつ分離されてレジストローラ対１５へと搬送される。そして、レジストローラ対１５においては、用紙は、一時待機状態とされた後、感光ドラム１６上のトナー像と同期する所定のタイミングで画像形成部８へと供給される。
【００２８】
画像形成部８においては、感光ドラム１６と転写ローラ１９との間の転写ニップへと供給された用紙は、転写ローラ１９によって感光ドラム１６に押し付けられながら搬送されることによって、その表面（転写面）に感光ドラム１６上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着装置９へと搬送され、この定着装置９において定着ローラ２３と加圧ローラ２４の定着ニップに挟み込まれて搬送される過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙へのトナー像の転写後に感光ドラム１６の表面に残留するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置２０によって除去され、表面が清掃された感光ドラム１６は次の画像形成動作に備えられる。
【００２９】
而して、定着装置９にて表面にトナー像が定着された用紙は、搬送路Ｓを上方へと排紙部１０に向かって搬送され、搬送ガイドリブ２６に沿って排紙ローラ対２５へと導かれ、排紙ローラ対２５によって挟み込まれた状態でプリンタ本体２外へと送り出され、プリンタ本体２の上部に設けられた排紙トレイ３上に積載され、一連の画像形成動作が終了する。
【００３０】
尚、ユーザーが手差しで給紙する場合には、手差し給紙部６の手差しトレイ４上に積載された用紙が手差し用の給紙ローラ５によってレジストローラ対１５へと供給され、以後は前述と同様のプロセスを経て用紙に画像が形成され、画像が形成された用紙はプリンタ本体２外の排紙トレイ３上に積載される。
【００３１】
次に、前記光走査装置２１の構成と作用を図２に基づいて説明する。
【００３２】
図２は光走査装置２１の平面図であり、同図に示すように、光走査装置２１の上面開口部が透明なカバーガラス２７で覆われたハウジング２８には光源（レーザーダイオード）２９が設けられており、カバーガラス２７で密閉されたハウジング２８内にはＭＥＭＳミラー等の偏向器３０と走査レンズ３１が収容されている。
【００３３】
而して、光源２９が画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されると、該光源２９から画像データに対応して変調された光ビームＬが出射され、この光ビームＬは、不図示のコリメータレンズによって適当な大きさのコリメート光に整形された後、副走査方向にのみパワーを有する不図示のシリンドリカルレンズにそれぞれ入射される。そして、シリンドリカルレンズを通過した各光ビームＬは、偏向器３０に入射して結像される。
【００３４】
偏向器３０に入射した光ビームＬは、該偏向器３０によって主走査方向に偏向され、走査レンズ３１を通過することによって感光ドラム１６上に結像され、該感光ドラム１６上を主走査方向に露光走査する。これによって感光ドラム１６上には画像情報に応じた潜像が形成される。
【００３５】
次に、本発明の要旨である光走査装置２１の残り寿命の推定方法を図３〜図５に基づいて説明する。
【００３６】
図３は本発明に係る画像形成装置のシステム構成図、図４は光走査装置の光源の光出力と動作電流との関係を累積発光時間をパラメータとして示す図、図５は光走査装置の光源の動作電流変化率と累積発光時間との関係を示す図である。
【００３７】
図３に示すように、画像形成装置（レーザープリンタ）１に着脱可能に装填された光走査装置２１には記憶手段３２が設けられ、画像形成装置本体（プリンタ本体）２側には演算手段を備えたＣＰＵ（メイン基板）３３と表示手段である表示パネル３４が設けられている。尚、光走査装置２１に設けられた記憶手段３２と画像形成装置本体２に設けられたＣＰＵ３３及び表示パネル３４とは電気的に接続されて相互に通信可能である。
【００３８】
ところで、図４に光走査装置２１の光源２９の累積発光時間がｔ０ （使用初期）、ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 （ｔ０ ＜ｔ1 ＜ｔ2 ＜ｔ3 ＜ｔ4 ）である場合の光出力と動作電流との関係を示すが、光源２９の光出力は累積発光時間の増加に伴って低下するため、一定の光出力を維持するためには光源２９に供給する動作電流を累積発光時間の増加と共に次第に上げる必要がある。例えば、実際に必要な光源２９の光出力を図示のようにＰとした場合、光源の累積発光時間がｔ０ 、ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 と増加するに従って光出力Ｐを維持するためには動作電流をＩ０ →Ｉ1 →Ｉ2 →Ｉ3 と次第に大きくする必要があり、累積発光時間がｔ4 である場合には動作電流を如何に上げても所定の光出力Ｐを維持することができず、光走査装置２１を再利用することはできない。
【００３９】
ここで、光源２９の一定の光出力Ｐに対する動作電流の初期値をＩ０ 、累積発光時間がｔｉ であるときの動作電流の値（現在値）をＩｉ とした場合、光源２９の寿命は、累積発光時間ｔｉ における動作電流Ｉｉ が初期値Ｉ０ に対して所定の比率（例えば２０％）だけ上昇したときである。
【００４０】
従って、光走査装置２１の光源２９の累積発光時間ｔに加えて、光源２９の一定の光出力Ｐに対する動作電流Ｉの初期値Ｉ０ と現在値（累積発光時間ｔｉ における動作電流値）Ｉｉ に基づいて動作電流の増加率ΔＩ（＝（Ｉｉ −Ｉ０ ）／Ｉ０ ）が所定の比率（例えば２０％）に達する時間ｔｍを算出すれば、光走査装置２１の残り寿命を正確に推定することができる。
【００４１】
ここで、動作電流の変化率（増加率）ΔＩと光源２９の累積発光時間ｔとの関係が図５の直線Ａにて示される場合、その直線Ａの勾配（傾き）をｍとすると次式が成立する。
【００４２】
Ｌｎ（ΔＩ）＝ｍＬｎ（ｔｉ ）        …  （１）
ここに、Ｌｎは自然対数である。
【００４３】
従って、上式（１）から直線Ａの勾配ｍは次式にて求められる。
【００４４】
ｍ＝Ｌｎ（ΔＩ）／Ｌｎ（ｔｉ ）      …  （２）
上式（２）より直線Ａの勾配ｍが求められると、例えばΔＩ＝２０％の直線Ｂと直線Ａとの交点における累積発光時間が光源２９が寿命に達する時間ｔｍ となり、累積発光時間ｔｉ における光源２９、つまり光走査装置２１の残り寿命Δｔが次式によって求められる（図５参照）。
【００４５】
Δｔ＝ｔｍ −ｔｉ                     …  （３）
実際には、光源２９の累積発光時間ｔｉ 及び動作電流の初期値Ｉ０ と現在値（累積発光時間ｔｉ における動作電流値）Ｉｉ が光走査装置２１の記憶手段３２に記憶され、画像形成装置本体２に設けられたＣＰＵ（演算手段）３３では、記憶手段３２に記憶されている累積発光時間ｔｉ 及び動作電流の初期値Ｉ０ と現在値Ｉｉ に基づいて（２），（３）式に従って光源２９（光走査装置２１）の残り寿命Δｔを算出し、その値を記憶手段３２に記憶するとともに、ユーザーの求めに応じて表示パネル３４に表示する。
【００４６】
以上のように、本実施の形態では、光走査装置２１の光源の２９累積発光時間ｔｉ に加えて、光源２９の一定の光出力Ｐに対する動作電流の初期値ｉ０ と現在値Ｉｉ に基づいて動作電流の増加率ΔＩが所定の比率（例えば２０％）に達する時間ｔｍ を算出するようにしたため、光走査装置２１の残り寿命Δｔを正確に推定することができ、再利用可能な光走査装置２１を廃棄するという不具合を解消することができ、資源保護や環境保護の観点からも望ましい結果が得られる。
【００４７】
尚、光走査装置２１の光源２９としてモノリシックＬＤを使用する場合には、個々のＬＤの所定光量に対する動作電流の初期値Ｉ０ と現在値Ｉｉ 及び累積発光時間ｔｉに基づいて光走査装置２１の残り寿命Δｔを個々のＬＤ毎に算出することができるため、寿命に達していない一部のＬＤを有効に利用して光走査装置２１を再使用することができる。
【００４８】
又、本実施の形態では、光走査装置２１の光源２９の所定光量に対する動作電流Ｉの初期値Ｉ０ 、現在値Ｉｉ 、累積発光時間ｔｉ 及び光走査装置２１の残り寿命Δｔを更新しながら最新のデータを記憶手段３２に記憶することができ、ＣＰＵ３３は、その最新のデータを用いて光走査装置２１の残り寿命Δｔを求めることができ、記憶手段３２に記憶された光走査装置２１の残り寿命Δｔをユーザーの要求に応じて表示パネル３４に表示することができ、ユーザーは光走査装置２１の現時点での残り寿命Δｔを正確に知ることができる。
【００４９】
尚、以上は本発明をレーザープリンタに対して適用した形態について説明したが、本発明は、その他のプリンタや複写機等を含む他の任意の画像形成装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５０】
１        レーザープリンタ（画像形成装置）
２        プリンタ本体
３        排紙トレイ
４        手差しトレイ
５        給紙ローラ
６        手差し給紙部
７        カセット給紙部
８        画像形成部
９        定着装置
１０      排紙部
１１      給紙カセット
１２      ピックローラ
１３      フィードローラ
１４      リタードローラ
１５      レジストローラ対
１６      感光ドラム
１７      帯電器
１８      現像装置
１９      転写ローラ
２０      クリーニング装置
２１      光走査装置
２２      トナーホッパ
２３      定着ローラ
２４      加圧ローラ
２５      排紙ローラ対
２６      搬送ガイドリブ
２７      カバーガラス
２８      ハウジング
２９      光源
３０      偏向器
３１      走査レンズ
３２      記憶手段
３３      ＣＰＵ（演算手段）
３４      表示パネル（表示手段）
Ｌ        光ビーム
Ｓ        搬送路
【図１】
2011095558.tif 000003
【図２】
2011095558.tif 000004
【図３】
2011095558.tif 000005
【図４】
2011095558.tif 000006
【図５】
2011095558.tif 000007