(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ管と、
そのレーザ管の点灯時に予め低出力状態で駆動し、その低出力状態から所定の時間経過後に高出力状態に切り替えるレーザ出力切替手段と、
前記レーザ管から出射されたレーザ光のパワーを検出する検出手段と、
その検出手段の検出結果が規定値以下になった場合に当該レーザ管が寿命であると判定する判定手段とを備え、
前記レーザパワーを低出力状態で駆動してから高出力状態へ切り替えるまでの時間を、通常のレーザ管使用条件下での時間より短縮して高出力状態へ切り替えて、当該レーザ管から出射されるレーザ光のパワーを前記検出手段で検出して、その検出結果に基づいて当該レーザ管が寿命に達したかを判定することを特徴とするレーザ管の寿命判定法。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ管の寿命判定法において、１本のレーザ管に対して前記レーザ寿命判定を複数回実施した際のレーザパワー検出結果に基づいて当該レーザ管が寿命に達したかを判定することを特徴とするレーザ管の寿命判定法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレーザ管の寿命判定法において、前記レーザ管が電子写真装置の静電潜像形成のための光源であることを特徴とするレーザ管の寿命判定法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子写真装置の静電潜像形成のための光源などに用いるレーザ管の寿命判定法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず、図３を用いて電子写真装置のレーザ管制御について説明する。ガスの封入されたレーザ管５は、その両端に全反射ミラー６とレーザ光の一部を透過する出力ミラー７を有し、放電による発振現象にて得られたレーザ光の一部を出力ミラー７より出射する。
【０００３】
出射されたレーザ光の一部はビームスプリッタ８を用いて分光され、レーザ光をソーラパネル１４に照射する。ビームスプリッタ８の透過率・反射率は規定の値であるので、ソーラパネル１４に照射されるレーザパワーを測定すれば、レーザ管５が出射したレーザパワーを知ることが出来る。
【０００４】
前記方法にてソーラパネル１４にレーザ光を照射すると、照射されたレーザパワーに応じた電圧が出力されるため、この信号をレーザ制御部１３にて取込み、所望の電圧となるようにレーザ電流の制御を行い、レーザパワーを一定に保つ。
【０００５】
前記制御にて得られる一定出力のレーザ光の大部分は、ビームスプリッタ８を透過して、レーザ光のＯＮ/ＯＦＦを行うＡＯモジュレータ９、レーザ光を走査させるためのポリゴンミラー１０とＦ−θレンズ１１を通り、感光ドラム１２の感光層面上に照射されて静電潜像を形成する。
【０００６】
ここで、従来のレーザ管の寿命判定法を図１及び図２を用いて説明する。図１の図面に向かって左側部分に通常の使用条件におけるレーザ立上げシーケンスとレーザ電流の推移を示す。
【０００７】
レーザ電源装置によってレーザ管に電源が投入されると、レーザパワーは時間Ｔ１にて低出力状態Ｐ１に移行し、レーザ管の予熱を行う。この時のレーザ電流をＩ１とする。次に、時間Ｔ２にて印刷可能である高出力状態Ｐ２に移行する。高出力状態にて、定常状態へ移行した後のレーザ電流をＩ３とすると、Ｉ１＜Ｉ３の関係となる。ここで、レーザ電流Ｉ１はスタンバイ状態でのレーザ電流、レーザ電流Ｉ３は印刷可能状態でのレーザ電流である。
【０００８】
図２は、レーザパワーをＰ２に保つ為に必要なレーザ電流と点灯時間の関係を示す特性図である。レーザ管が新品（即ち点灯時間が０）の時、レーザ電流はＩ３’であるが、点灯時間の増加に伴って、前記レーザパワーを高出力状態Ｐ２に保つ為に必要なレーザ電流は増加する。
【０００９】
図２の曲線３に示すように、点灯時間が長くなるにつれ、レーザ管５内部の電極の劣化やガス圧の低下等に代表されるレーザ管５の劣化によって、放電可能な最大レーザ電流が減少してくる。その結果、図２の曲線３と曲線４の交点である点灯時間がＴ６を超えると、規定値以上のレーザパワーを得ることができなくなり、レーザ管５が寿命に達する。
【００１０】
そこで、定常時における放電電流の上昇を寿命末期の予兆と捉え、定常時の放電電流が予め設定された許容値を超える場合には、レーザ管５が交換時期である旨の警報を出す制御方法が提案されている。
【特許文献１】特開平６−１１４５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
レーザ管の寿命終止の要因には、前述したレーザパワーの低下によるものと、レーザ点灯特性の悪化によるものがある。以下、点灯特性の悪化によるレーザ管の寿命終止について説明する。
【００１２】
一般にレーザ管５は、放電開始時に最も電流を必要とする。例えば図１に示す通常時にて、レーザパワーを低出力状態Ｐ１で、Ｔ２−Ｔ１の間予熱した後、高出力状態Ｐ２に移行する時に電流Ｉ３よりも高いピーク電流Ｉ２が流れる。前記レーザ電流Ｉ２と点灯時間の関係は図２の曲線２に示すようになり、点灯時間が０の時のレーザ電流Ｉ２’から点灯時間に伴って増加し、レーザパワーを高出力状態Ｐ２に保つために必要なレーザ電流の曲線４よりも上側に位置する。
【００１３】
一方、寿命末期のレーザ管５は放電可能なピーク電流値が低下しているため、放電開始時の電流が放電可能なピーク電流を上回り、点灯しないことがある。この現象が点灯特性の悪化によるもので、図２の点灯時間がＴ５の時に相当し、Ｔ６よりも早期に現れる。
【００１４】
ところで、レーザ管５の点灯特性悪化による寿命終止時期であるＴ５付近において、図２の曲線４のようにレーザパワーを高出力状態Ｐ２に保つために必要な電流が急激に上昇しない場合があり、定常時の放電電流の上昇によって、つまり、レーザパワーの低下によって、寿命判定ができないケースがある。この場合、寿命末期のレーザ管５を交換する前にレーザ管５が寿命に達し、そのために電子写真装置などのレーザ管５を使用している装置の稼動停止を引き起こしてしまうという問題があった。
【００１５】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、点灯特性の悪化に起因するレーザ管寿命終止を事前に予測することのできるレーザ管の寿命判定法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、レーザ光を出射するレーザ管と、
そのレーザ管の点灯時に予め低出力状態で駆動し、その低出力状態から所定の時間経過後に高出力状態に切り替えるレーザ出力切替手段と、
前記レーザ管から出射されたレーザ光のパワーを検出する検出手段と、
その検出手段の検出結果が規定値以下になった場合に当該レーザ管が寿命であると判定する判定手段とを備え、
前記レーザパワーを低出力状態で駆動してから高出力状態へ切り替えるまでの時間を、通常のレーザ管使用条件下での時間より短縮して高出力状態へ切り替えて、当該レーザ管から出射されるレーザ光のパワーを前記検出手段で検出して、その検出結果に基づいて当該レーザ管が寿命に達したかを判定することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、１本のレーザ管に対して前記レーザ寿命判定を複数回実施した際のレーザパワー検出結果に基づいて当該レーザ管が寿命に達したかを判定することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、前記レーザ管が電子写真装置の静電潜像形成のための光源であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、レーザ管の寿命終止要因である点灯特性の悪化を、早期に且つ簡易に検出することができ、レーザ管を寿命終止前に交換すれば、レーザ管を使用する装置の稼動停止を防止することができる。
【００２０】
また、判定を複数回実施し、点灯特性悪化の程度を把握して、レーザ管の交換時期を寿命終止時期付近とすることによって、交換周期を最大限に延ばすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１〜３を用いて、点灯特性の悪化したレーザ管の寿命判定方法を説明する。  
点灯特性悪化を判定する際、プリンタ制御部１５はレーザ制御部１３に対し、図１の寿命判定時に示すような、予熱時間を短縮したシーケンスにて立ち上げる指令を発する。
【００２２】
図１に示す時間Ｔ１にて低出力状態Ｐ１への立ち上げを行った場合、通常は時間Ｔ２まで予熱を行うのに対し、寿命判定時は時間Ｔ２より短い時間Ｔ３（Ｔ３＜Ｔ２）にて高出力状態Ｐ２への立ち上げを行う。即ち、時間Ｔ２−Ｔ３間の期間だけ予熱時間が短縮される。
【００２３】
前記手法を実施した場合、例えば図１の寿命判定時において、時間Ｔ３にて高出力状態Ｐ２に移行する時、Ｉ３よりも高いピーク電流Ｉ４を必要とする。これは、通常時のピーク電流Ｉ２よりも高い値となる。
【００２４】
前記した寿命判定時のピーク電流Ｉ４と点灯時間の関係は、図２の曲線１に示すようになり、点灯時間０の時のＩ４’から点灯時間の増加に伴って上昇する。前記した曲線１は、通常時のレーザ電流のピーク値を示す図２の曲線２より上に位置するため、曲線３との交点、即ちレーザ管５を高出力状態Ｐ２で点灯できなくなる時期は、通常時のＴ５に対し、寿命判定時はＴ５よりも早期であるＴ４となる。
【００２５】
従って前述した予熱時間を短縮する寿命判定を実施した結果、前記した点灯時間がＴ４以降のレーザ管５は点灯せず、レーザパワーが規定値以下となり、レーザ点灯特性が悪化していると判断することが可能となる。尚、レーザパワーが規定値以下であることは、ソーラパネル１４から変換された電圧が基準電圧１９（図３参照）以下となり、プリンタ制御部１５にて、レーザパワーＬＯＷ信号１７がＬＯＷレベルになったことによって検出することが可能である。
【００２６】
図３に示すように、ソーラパネル１４の出力をプリンタ制御部１５に取込み、許容されるレーザパワーの下限値(例えば高出力状態の９０％)に相当する基準電圧１９を比較器１８の−端子に入力し、ソーラパネル１４のレーザパワーに応じた出力電圧１６を比較器１８の＋端子に入力し、比較器１８の出力であるレーザパワーＬＯＷ信号１７がＬＯＷレベルになった場合にレーザパワーの低下を検出し、レーザ点灯特性が悪化したと判断する。
【００２７】
本発明の寿命判定について、具体的な数値を挙げて以下に説明する。例えば図２において判定対象であるレーザ管５の寿命Ｔ６が１００００時間であったとすると、点灯特性の悪化に起因する寿命終止時期はＴ６以前、例えば９０００〜１００００時間の間、寿命判定時の交換時期はＴ５以前、例えば８０００〜９０００時間の間となる。また、図１において、Ｔ２−Ｔ１＝３分、Ｔ３−Ｔ１＝１０秒であるとする。
【００２８】
まず、前記した寿命を有するレーザ管５の点灯時間が７５００時間の時に寿命判定を実施すると、寿命判定時の予熱時間が通常時と比較して短いために、時間Ｔ３にてＩ４＞Ｉ２であるレーザ電流Ｉ４が流れる。その時、図２の曲線１上にあるピーク電流Ｉ４は、曲線３より下側にあるため正常に点灯する。
【００２９】
次に、当該レーザ管の点灯時間が８５００時間の時に寿命判定を実施すると、図２の曲線１上にあるピーク電流Ｉ４は、曲線３より上側にあり点灯しない可能性がある。さらに、当該レーザ管５の点灯時間が９０００時間を超えると、図２の曲線２上に位置する、図１の通常時でのピーク電流Ｉ２は、曲線３より上側に位置する。そのため、通常時であっても点灯しない可能性がある。
【００３０】
この具体例では、通常時にエラーとなる可能性がある９０００時間以前にレーザ管５を交換する必要があるが、本発明を実施することで、点灯時間が８０００〜９０００時間のレーザ管５を判定することができ、レーザ管５の交換時期を寿命終止時期付近とすることが可能となる。
【００３１】
また、寿命判定時におけるレーザ電流のピーク値のばらつきにより、点灯時間がＴ４よりも前の段階で、レーザが点灯しなくなる場合がある。そこで、寿命判定時にレーザが点灯しなかった場合は、同じ判定を複数回実施し、一度も点灯しない場合には、レーザ管５の点灯特性悪化による寿命終止であると判定すことにより、レーザ管５を寿命終止直前まで使用することが可能である。
【００３２】
尚、本手法はレーザ管５が温まった状態では効果が低いため、朝一の起動時等、レーザ管５が冷えた状態で行うことが望ましい。
【００３３】
前記実施例では電子写真装置に使用するレーザ管について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の技術分野において使用されるレーザ管にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】通常の使用条件におけるレーザ立ち上げシーケンスと、寿命判定時のレーザ立ち上げシーケンスとレーザ電流の推移を示す図である。
【図２】本発明において寿命判定を実施した場合の交換時期を模式的に示した図である。
【図３】本発明を適用した電子写真装置の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１：寿命判定時の最大立ち上げレーザ電流、２：通常使用時の最大立ち上げレーザ電流値、３：レーザ管に放電可能な最大レーザ電流、４：レーザ管が十分温まった後の定常レーザ電流、５：レーザ管、６：全反射ミラー、７：出力ミラー、８：ビームスプリッタ、９：ＡＯモジュレータ、１０：ポリゴンミラー、１１：Ｆ−θレンズ、１２：感光ドラム、１３：レーザ制御部、１４：ソーラパネル、１５：プリンタ制御部、１６：レーザパワーに応じた出力電圧、１７：レーザパワーＬＯＷ信号、１８：比較器、１９：基準電圧。
【図１】
0004890392.tif 000002
【図２】
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【図３】
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