(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の駆動電流が供給されることで該駆動電流に応じたレーザ光を射出するレーザ光射出部を備え、前記レーザ光射出部から射出される光を偏向走査し像担持体上に静電潜像を形成する光走査装置と、
前記レーザ光射出部から射出される光量を検出する光量検出手段と、
前記レーザ光射出部に各々大きさが異なる複数の駆動電流が供給された場合に前記光量検出手段により検出される各々大きさが異なる複数の光量値に基づいて、駆動電流及び光量値の一方の差分に対する他方の差分の比で表される微分効率、又は該微分効率の比を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された微分効率の値又は微分効率の比の値を報知する報知手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記レーザ光射出部に大きさが異なる駆動電流が供給された場合に前記光量検出手段により検出される光量値の範囲の上限値は、前記画像形成装置で画像形成処理のために設定される光量値の範囲の上限値より大きく設定されてい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】
前記光量検出手段により検出される各々大きさが異なる複数の光量値には、前記画像形成装置で画像形成処理のために設定される光量値の範囲の上限値より大きい少なくとも２つの光量値が含まれることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記報知手段は、前記算出手段により、前記画像形成処理のために設定される光量値の範囲の上限値より大きい少なくとも２つの光量値に基づいて算出された微分効率又は該微分効率の比が所定値未満の場合、前記レーザ光射出部が劣化した状態に近い旨を更に報知することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記報知手段は、前記微分効率の値が初期値から所定値以上変化した場合又は前記微分効率の比の値が初期値から所定値以上変化した場合に、前記レーザ光射出部が劣化した旨を更に報知することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
所定の駆動電流が供給されることで該駆動電流に応じたレーザ光を射出するレーザ光射出部を備え、前記レーザ光射出部から射出される光を偏向走査し像担持体上に静電潜像を形成する光走査装置と、
前記レーザ光射出部から射出される光量を検出する光量検出手段と、
前記レーザ光射出部に各々大きさが異なる複数の駆動電流が供給された場合に前記光量検出手段により検出される各々大きさが異なる複数の光量値に基づいて、駆動電流及び光量値の一方の差分に対する他方の差分の比で表される微分効率、又は該微分効率の比を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された微分効率の値が初期値から所定値以上変化した場合又は前記算出手段により算出された微分効率の比の値が初期値から所定値以上変化した場合に、前記レーザ光射出部の初期光量調整時の予め定められた光量基準値を低く再設定する光量基準値設定手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項７】
前記光量基準値設定手段により光量基準値が低く再設定された場合、形成される画像の濃度が低下しないように、画像形成装置の現像装置の現像バイアス電圧を調整する現像バイアス調整手段をさらに有する請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
所定の駆動電流が供給されることで該駆動電流に応じたレーザ光を射出するレーザ光射出部を備え、前記レーザ光射出部から射出される光を偏向走査し像担持体上に静電潜像を形成する光走査装置と、
前記レーザ光射出部から射出される光量を検出する光量検出手段と、
前記レーザ光射出部に各々大きさが異なる複数の駆動電流が供給された場合に前記光量検出手段により検出されかつ画像形成処理のために設定される光量値の範囲の上限値より大きい少なくとも２つの光量値に基づいて、駆動電流及び光量値の一方の差分に対する他方の差分の比で表される微分効率、又は該微分効率の比を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された微分効率が所定値未満又は該微分効率の比が所定値未満の場合に、前記レーザ光射出部の初期光量調整時の予め定められた光量基準値を低く再設定する光量基準値設定手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項９】
前記光量基準値設定手段により光量基準値が低く再設定された場合、形成される画像の濃度が低下しないように、画像形成装置の現像装置の現像バイアス電圧を調整する現像バイアス調整手段をさらに有する請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
所定の駆動電流が供給されることで該駆動電流に応じたレーザ光を射出するレーザ光射出部を備え、前記レーザ光射出部から射出される光を偏向走査し像担持体上に静電潜像を形成する光走査装置と、
前記レーザ光射出部から射出される光量を検出する光量検出手段と、
前記レーザ光射出部に各々大きさが異なる複数の駆動電流が供給された場合に前記光量検出手段により検出される各々大きさが異なる複数の光量値に基づいて、駆動電流及び光量値の一方の差分に対する他方の差分の比で表される微分効率、又は該微分効率の比を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された微分効率の値が初期値から所定値以上変化した場合又は前記算出手段により算出された微分効率の比の値が初期値から所定値以上変化した場合に、予め定められた単位光量調整幅を大きくして前記レーザ光射出部の初期光量を調整する光量調整手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項１１】
前記レーザ光射出部に大きさが異なる駆動電流が供給された場合に前記光量検出手段により検出される光量値の範囲の下限値は、前記画像形成装置で画像形成処理のために設定される光量値の範囲の下限値より小さく設定されていることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記光量調整手段は、前記レーザ光射出部の光量が前記画像形成装置で画像形成処理のために設定される光量値の範囲内の目標値に近くなるまでは、前記大きくした単位光量調整幅で前記レーザ光射出部の初期光量を粗調整し、前記レーザ光射出部の光量が該目標値に近くなった場合には、該大きくした単位光量調整幅より小さい単位光量調整幅で前記レーザ光射出部の初期光量を微調整することを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記光量調整手段は、前記微分効率の値又は該微分効率の比の値に基づいて、前記レーザ光射出部から射出される光量が前記画像形成装置で画像形成処理のために設定される光量値の範囲内の目標値になるための該微分効率の値又は該微分効率の比の値に対応して予め定められた駆動電流を前記レーザ光射出部に供給することにより、前記粗調整を行うことを特徴とする請求項１２記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記駆動電流を定めるための微分効率の値又は該微分効率の比の値は、前記算出手段により、画像形成処理のために設定される光量値の範囲の下限値より小さい光量値に基づいて算出された値であることを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記微分効率の値が初期値から所定値以上変化した場合又は前記微分効率の比の値が初期値から所定値以上変化した場合に、前記レーザ光射出部が劣化した旨を報知する報知手段を更に備えたことを特徴とする請求項６乃至請求項１４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記算出手段は、１つの微分効率と該微分効率に隣接する微分効率以外の微分効率との比を求めることにより、前記微分効率の比を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項１５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に係り、より詳しくは、駆動電流に応じたレーザ光を射出するレーザ光射出部を備え、該レーザ光射出部から射出される光を偏向走査して像担持体上に静電潜像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレーザビームプリンタや複写機等の画像形成装置においては、レーザ露光装置によってレーザ光を出力画像信号に応じて点滅させ、一様帯電を施した感光体表面を該点滅させたレーザ光で露光することで静電潜像を感光体上に形成する。この静電潜像をトナー現像することで顕像化し、得られたトナー像を用紙等の記録媒体上に転写し、該記録媒体に定着させるという、いわゆる電子写真方式によって画像を形成する。
【０００３】
このような画像を感光体上に形成するためのレーザ露光装置の光源としては一般的に半導体レーザ（レーザダイオード、以下ＬＤと称する）が用いられている。このＬＤでは、形成しようとする画像に応じてレーザ光が変調され出力される。また、偏向走査光路上の画像書き出し側に受光素子を設け、この受光素子上を通過したレーザ光を検出することで水平同期を取り、画像の書き出しタイミング（即ち、レーザ光の射出タイミング）を決定している。
【０００４】
レーザ光は回転多面鏡（ポリゴンミラー）によって偏向された後、光学系でビーム径等の補正を受ける。そして、受光素子による水平同期が取られながら、レーザ光が感光体上に結像し且つ走査されることにより、感光体上に所望の出力画像の潜像が形成される。
【０００５】
このような画像形成装置において、レーザ光からの光出力が必要な光出力の値になるように、光出力に応じたモニタ電圧と所望の電圧参照値（Ｖref ）とを逐次比較し、モニタ電圧が電圧参照値に等しくなるようＬＤの駆動電流を制御する。このような制御は、自動光出力調整（ＡＰＣ：Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれ、一般的なレーザプリンタや複写機において実施され、所望の出力画像が形成される。
【０００６】
次に、光源として使用されるＬＤの特性について述べる。一般的に、ＬＤの特性として、供給する駆動電流に対する光出力の関係は、図６のグラフに示すように、あるしきい値電流（Ｉｔｈ）まではレーザ発振せず、そのしきい値電流（Ｉｔｈ）を超える電流を供給すると、光出力Ｌと供給電流Ｉの大きさとがリニアな特性を示す（Ｉ−Ｌ特性）。
【０００７】
ここで、このＩ−Ｌ特性の劣化について説明する。このＩ−Ｌ特性が劣化を受けるのは、大きく分けて次の３つの要因が挙げられる。
【０００８】
まず第一の要因としては、温度による特性シフトが挙げられる。図６のグラフに示すように、ＬＤの温度が高くなるにしたがって、しきい値電流（Ｉｔｈ）が大きくなると共に、レーザ発振領域の、Ｉ−Ｌカーブの傾きが若干小さくなる。
【０００９】
第二の要因としては、外的要因による特性シフトが挙げられる。ＬＤの外部より加えられる外的要因、例えば、何らかの原因によってサージ等の定格を超えるような過電流がＬＤに流入する。これにより、過電流値に応じたパワーの光出力がＬＤのチップ内部で一瞬点灯する。この時、チップ端面で瞬時に溶融が起こる。その溶融の程度によって、ＬＤの破壊に至るものもあれば、比較的軽傷で済み通常動作では正常動作することもある。
【００１０】
但し、軽い劣化でも、端面に溶融が発生したものは、初期状態に比べて発光効率が悪くなる。即ち、同じ光出力を得るための駆動電流が初期状態よりも多く必要となる（図５参照）と共に、発熱量も大きくなる。このとき、上記駆動電流Ｉ−光出力Ｌ特性（図６参照）よりわかるように、温度上昇に伴ってさらに高い駆動電流が必要となる。これにより、発光効率がさらに悪くなる。この繰り返しにより、劣化が進行し破壊に至るものである。上記Ｉ−Ｌ特性で見てみると、図４に示すように、静電気印加するごとに、Ｉ−Ｌカーブが供給電流（駆動電圧）軸側に徐々に寝てくる。それに加えて、高出力領域ではＩ−Ｌカーブのリニアリティも崩れる。即ち、高出力領域におけるＩ−Ｌカーブの傾きが小さくなる（お辞儀する）ような特性を示す。
【００１１】
第三の要因としては、経時劣化が挙げられる。ＬＤに電流を供給する累積時間によって、同じ発光量を得るための駆動電流値が徐々に高くなってくる。上記外的要因による劣化状態と同じように、Ｉ−Ｌ特性のカーブも図５のグラフに示すように徐々に寝てくる特性を示す。
【００１２】
さらに、これらの３つの要因に加えて、ＬＤの素子自体のバラツキもある。
【００１３】
一方、従来より以下のようなＬＤ寿命の監視技術が提案されている。例えば、特開昭６１−１６６０８５号公報には次の技術が記載されている。即ち、プリンタや複写機等において、必要な光出力を得るための駆動電流値の上限値を予め設定する。必要な光出力を得るべく駆動電流値を上昇させるときに該駆動電流値を監視する。そして、駆動電流値が上限値を超えた場合にＬＤの寿命と判定して警告を出す。
【００１４】
また、特開平２−９８４６２号公報には次の技術が記載されている。即ち、電源投入時のしきい値電流値を記憶する。また、画像形成処理時に、画像形成処理のために必要な光出力の最大値の８０％の光出力値を得るときの駆動電流値を記憶する。そして、駆動電流値としきい値電流値との差が、所定の判定基準値より大きい場合に、ＬＤの寿命と判定する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６１−１６６０８５号公報に提案されている技術では、予め設定し記憶した駆動電流値に基づいて判定しているため、画像形成装置の動作中における装置内部の温度変動や各装置の単体バラツキなどの影響で、正確な劣化状態を検出することは困難である。また、特開平２−９８４６２号公報に提案されている技術では、電源投入時と画像形成処理時の２つ電流値の差を求めているが、電源投入時と画像形成処理時とでは装置内部の温度が異なる可能性が高いので、２つ電流値の差には装置内部の温度変動の影響が含まれる。よって、正確な劣化状態を検出することは困難である。
【００１６】
一方、先行技術例では、寿命予告しているだけであり、何らかの原因で劣化を受けた時、画像形成装置の寿命を実質的に延命することはできない。実際に、ＬＤの寿命予告を行ったとしても、ＬＤの初期光量設定時に光出力が画像書き込みに必要な規定光量まで上がらない場合はその時点で画像形成機能が停止してしまい、内蔵した光走査装置等を交換するまで、画像形成装置は正常動作できなくなってしまう。
【００１７】
ところで、ＬＤの初期光量調整の際は、駆動電流を予め定められた単位光量調整幅分大きくしながら、光出力が所望の値となるように駆動電流を調整している。一方、ＬＤの劣化が進むと、上記Ｉ−Ｌカーブの傾きが小さくなる。よって、ＬＤの初期光量調整の調整回数が多くなる。
【００１８】
本発明は、上記事実に鑑み成されたものであり、ＬＤの正確な劣化状態を検出すること及び検出された正確な劣化状態に応じた制御を実施することの可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、所定の駆動電流が供給されることで該駆動電流に応じたレーザ光を射出するレーザ光射出部を備え、前記レーザ光射出部から射出される光を偏向走査し像担持体上に静電潜像を形成する光走査装置と、前記レーザ光射出部から射出される光量を検出する光量検出手段と、前記レーザ光射出部に各々大きさが異なる複数の駆動電流が供給された場合に前記光量検出手段により検出される各々大きさが異なる複数の光量値に基づいて、駆動電流及び光量値の一方の差分に対する他方の差分の比で表される微分効率、又は該微分効率の比を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された微分効率の値又は微分効率の比の値を報知する報知手段と、を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置では、光走査装置が、レーザ光射出部（例えば、半導体レーザ等）から射出される光を偏向走査することで像担持体上に静電潜像を形成する。このような画像形成装置において、算出手段は、レーザ光射出部に各々大きさが異なる複数の駆動電流が供給された場合に、レーザ光射出部から射出される各々大きさが異なる複数の光量値、即ち、光量検出手段により検出される各々大きさが異なる複数の光量値より、駆動電流及び光量値の一方の差分に対する他方の差分の比で表される微分効率、又は（複数の微分効率が得られた場合には）該微分効率の比を算出する。
【００２１】
ここで、例えば算出手段は、各々大きさが異なる複数の駆動電流がレーザ光射出部に供給された時のそれぞれで光量検出手段により検出された各々大きさが異なる複数の光量値を得ても良い。また、算出手段は、各々大きさが異なる複数の光量値となるように調整したときの、各々大きさが異なる複数の駆動電流値を得てもよい。
【００２２】
例えば、図１１に示す、光量値に相当するモニタ電圧と駆動電流値との関係を表す特性において、検出光量値が５つの光量値の各々に等しくなるときのレーザ光射出部の駆動電流値を検出する。これにより、５つの検出点Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５を得る。そして、隣接する２つの検出点の区間での微分効率η、即ち（光量値の差分／駆動電流値の差分）を算出する。なお、図１１では、（光量値に相当するモニタ電圧の差分／駆動電流値の差分）が得られる。このように光量値に相当する所定の物理量（ここでは電圧値）を用いて微分効率ηを算出しても良い。
【００２３】
具体的には、図１１の検出点Ａ１、Ａ２より微分効率η１が、検出点Ａ２、Ａ３より微分効率η２が、検出点Ａ３、Ａ４より微分効率η３が、検出点Ａ４、Ａ５より微分効率η４が、それぞれ算出される。
【００２４】
このようにして算出された微分効率の値又は該微分効率の比の値は、報知手段によって報知され、オペレータ等により参照可能となる。なお、それらの値の出力方法としては、例えば、ディスプレイに表示しても良いし、用紙にプリント出力しても良いし、音声で通知しても良い。
【００２５】
前述したようにレーザ光射出部の劣化が進行するにしたがい、図４や図１１に示すように光量値−駆動電流値特性における特性曲線の傾きが小さくなってくると共に該特性曲線が折れ曲がってきて、その折れ曲がりの程度が激しくなってくる。即ち、上記のように算出された微分効率の値及び微分効率の比の値は、レーザ光射出部の劣化進行度に相関する値といえる。
【００２６】
従って、上記のように算出された微分効率の値又は微分効率の比の値を出力することにより、オペレータは、レーザ光射出部の正確な劣化状態を認識することができる。具体的には、微分効率の値がその初期値から所定値以上変化したことや、微分効率の比の値がその初期値「１」から所定値以上変化したことをもって、オペレータはレーザ光射出部が劣化状態にあることを認識することができる。
【００２７】
ここで、上記のように算出された微分効率の値及び微分効率の比の値は、レーザ光射出部の劣化状態を表すが、レーザ光射出部に各々大きさが異なる複数の駆動電流が供給された場合に検出された各々大きさが異なる複数の光量値に基づいて微分効率又は微分効率の比を算出するので、算出された微分効率又は微分効率の比は、個々の画像形成装置の単体バラツキや設置場所の温度等の影響を除去した値となる。よって、レーザ光射出部の正確な劣化状態を検出することができる。従って、オペレータはより正確に劣化状態を認識することができる。
【００２８】
なお、レーザ光射出部に大きさが異なる駆動電流が供給された場合に光量検出手段により検出される光量値の範囲の上限値は、画像形成装置で画像形成処理のために設定される光量値の範囲の上限値より大きく設定することが望ましい。例えば、図１１に示すように光量設定範囲（モニタ電圧として１Ｖ〜２Ｖ）よりも高い光量領域の検出点Ａ５、Ａ６においてレーザ光射出部の光量値を検出することが望ましい。
【００２９】
図４や図１１より明らかなように、劣化した時の特性曲線の折れ曲がり（お辞儀する状態）は、光出力が高い領域で特に顕著であるので、光出力が高い領域で光量値を検出して微分効率やその比を算出することで、特性曲線の折れ曲がり、即ちレーザ光射出部の劣化をより明確に検出することができる。
【００３０】
特に、光量検出手段により検出される各々大きさが異なる複数の光量値には、画像形成装置で画像形成処理のために設定される光量値の範囲の上限値より大きい少なくとも２つの光量値（例えば、検出点Ａ５、Ａ６等）が含まれることが望ましい。このように、画像形成装置で画像形成処理のために設定される光量値の範囲の上限値より大きい少なくとも２つの光量値から微分効率やその比を算出することで、特性曲線の折れ曲がり、即ちレーザ光射出部の劣化をより一層明確に検出することができる。ただし、設定される光量値の上限値よりも大きい光量でもレーザ光射出部の絶対最大定格光出力を超えないものとする。
【００３１】
ところで、図１１に示すように、レーザ光射出部が劣化した状態に近くなると、画像形成処理のために設定される光量値の範囲の上限値より大きい領域では、劣化した状態でない場合のＩ−Ｌカーブの傾きより小さくなる。よって、画像形成処理のために設定される光量値の範囲の上限値より大きい領域における光量検出手段により検出された光量値から算出された微分効率やその比から、レーザ光射出部が劣化した状態に近いか否かが認識される。
【００３２】
そこで、報知手段は、算出手段により、画像形成処理のために設定される光量値の範囲の上限値より大きい少なくとも２つの光量値に基づいて算出された微分効率又は該微分効率の比が所定値未満の場合、レーザ光射出部が劣化した状態に近い旨を更に報知するようにしてもよい。これにより、レーザ光射出部が劣化した状態に近い状態であることを知らせることができる。
【００３３】
また、レーザ光射出部の劣化が認められた時点で（即ち、微分効率の値が初期値から所定値以上変化した場合又は微分効率の比の値が初期値から所定値以上変化した場合）、報知手段によりレーザ光射出部が劣化した旨をオペレータ等に報知して、オペレータ等にレーザ光射出部の劣化の事態を確実に認識させるようにしてもよい。
【００３４】
ところで、前述したようにレーザ光射出部の劣化が進行し、画像形成装置の立ち上げ時などの初期光量設定段階においてレーザ光射出部の光量が画像形成処理に必要な所定の光量設定レベルまで上昇しない事態を回避するべく、画像形成装置に、微分効率の値が初期値から所定値以上変化した場合又は微分効率の比の値が初期値から所定値以上変化した場合にレーザ光射出部の初期光量調整時の予め定められた光量基準値を低く再設定する光量基準値設定手段を設けることが望ましい。
【００３５】
この光量基準値設定手段は、レーザ光射出部の劣化が認められた時点で（即ち、微分効率の値が初期値から所定値以上変化した場合又は微分効率の比の値が初期値から所定値以上変化した場合）、レーザ光射出部の初期光量調整時の予め定められた光量基準値を低く再設定する。これにより、レーザ光射出部の初期光量調整時に、最大の駆動電流をレーザ光射出部に供給しても、レーザ光射出部の光量が光量設定レベルまで上がらないといった事態を回避できる。即ち、画像形成装置が機能停止する事態を回避し、装置の寿命を延ばすことができる。
【００３６】
但し、レーザ光射出部の初期光量調整時の光量基準値を低く設定したことで、像担持体の露光量が減少し、形成される画像の濃度が低下するおそれがある場合は、現像バイアス調整手段により、形成される画像の濃度が低下しないように現像装置の現像バイアス電圧を調整することが望ましい。これにより、画像形成装置が機能停止する事態を回避しつつ、形成される画像の濃度低下も回避できる。
【００３７】
ところで、前述したように、画像形成処理のために設定される光量値の範囲の上限値より大きい領域における光量検出手段により検出された光量値から算出された微分効率やその比から、レーザ光射出部が劣化した状態に近いか否かが認識される。よって、レーザ光射出部に各々大きさが異なる複数の駆動電流が供給された場合に光量検出手段により検出されかつ画像形成処理のために設定される光量値の範囲の上限値より大きい少なくとも２つの光量値に基づいて、駆動電流及び光量値の一方の差分に対する他方の差分の比で表される微分効率、又は該微分効率の比を算出し、算出された微分効率が所定値未満又は該微分効率の比が所定値未満の場合に、レーザ光射出部の初期光量調整時の予め定められた光量基準値を低く再設定するようにしてもよい。この場合も、画像形成装置が機能停止する事態を回避し、装置の寿命を延ばすことができる。レーザ光射出部が劣化した状態の場合に光量基準値を低く再設定して装置の寿命を延ばすようにしているので、より一層装置の寿命を延ばすことができる。
【００３８】
但し、この場合も、レーザ光射出部の初期光量調整時の光量基準値を低く設定したことで、像担持体の露光量が減少し、形成される画像の濃度が低下するおそれがある場合は、現像バイアス調整手段により、形成される画像の濃度が低下しないように現像装置の現像バイアス電圧を調整することが望ましい。これにより、レーザ光射出部が劣化した状態に近い状態から、画像形成装置が機能停止する事態を回避可能にすると共に形成される画像の濃度低下を回避できる。
【００３９】
ところで、レーザ光射出部の劣化が進行すると、画像形成装置の立ち上げ時などの初期光量設定段階においてレーザ光射出部の光量を所定の光量とするための該レーザ光射出部の駆動電流値が高くなる。例えば、図５の光出力値−駆動電流値特性において、初期状態の特性Ｓ０と時間ｔ0 経過後の特性Ｓ１とを比較した場合、光出力値Ｐ0 を得るための駆動電流値は、初期状態ではＩop（０）であったのに対し、時間ｔ0 経過後にはＩop（ｔ0 ）となってしまう。
【００４０】
よって、レーザ光射出部の初期光量設定段階において光量を調整する（即ち、前述したＡＰＣ制御を行う）ときの単位光量調整幅が一定であれば、レーザ光射出部の光量を所定光量まで上げる時間が長くなる。
【００４１】
そこで、レーザ光射出部の劣化が認められた時点で（即ち、微分効率の値が初期値から所定値以上変化した場合又は微分効率の比の値が初期値から所定値以上変化した場合）、光量調整制御手段によって、予め定められた単位光量調整幅を大きくしてレーザ光射出部の初期光量を調整することが望ましい。
【００４２】
こうすることで、レーザ光射出部の劣化状態に関わらず、光量制御にかかる時間を短縮することができ、その分だけレーザ光射出部の累積点灯時間を短縮する事ができる。また、画像形成装置の立ち上げ時は、その分だけ１ページ目の出力画像が出力されるまでの時間（いわゆるＦＣＯＴやＦＰＯＴ）を短縮することができる。すなわち、画像形成装置の高速化を図る事ができる。
【００４３】
さらに、光量検出範囲の下限値を、画像形成処理のために設定される光量値の範囲の下限値より小さく設定しておいて、該光量値の範囲よりも低い光量領域での光量値から微分効率を算出した早い時点で、単位光量調整幅を大きくすることで、レーザ光射出部の光量をＡＰＣ制御の目標光量まで上昇させる時間をさらに短縮することが可能となる。
【００４４】
ここで、光量調整手段は、レーザ光射出部の光量が画像形成装置で画像形成処理のために設定される光量値の範囲内の目標値（例えば、上限値）に近くなるまでは、大きくした単位光量調整幅でレーザ光射出部の初期光量を粗調整し、レーザ光射出部の光量が該目標値に近くなった場合には、該大きくした単位光量調整幅より小さい単位光量調整幅でレーザ光射出部の初期光量を微調整するようにしてもよい。このように、粗調整及び微調整を行うので、レーザ光射出部の光出力を、速くかつ正確に目標値にすることができる。
【００４５】
また、光量調整手段は、微分効率の値又は該微分効率の比の値に基づいて、レーザ光射出部から射出される光量が画像形成装置で画像形成処理のために設定される光量値の範囲内の目標値になるための該微分効率の値又は該微分効率の比の値に対応して予め定められた駆動電流をレーザ光射出部に供給することにより、粗調整を行うようにしてもよい。このように、粗調整を行う際、目標値になるための該微分効率の値又は該微分効率の比の値に対応して予め定められた駆動電流をレーザ光射出部に供給するので、レーザ光射出部の光出力を速く目標値にすることができる。
【００４６】
この場合、駆動電流を定めるための微分効率の値又は該微分効率の比の値は、算出手段により、画像形成処理のために設定される光量値の範囲の下限値より小さい光量値に基づいて算出された値としてもよい。これにより、画像形成処理のために設定される光量値の範囲の下限値より小さい光量値に基づいて微分効率の値又は該微分効率の比の値を求めているので、レーザ光射出部に駆動電流を供給し始めた早い時期に上記駆動電流を求めることができ、レーザ光射出部の光出力をより速く目標値にすることができる。
【００４７】
ところで、レーザ光射出部の劣化が認められた時点で（即ち、微分効率の値が初期値から所定値以上変化した場合又は微分効率の比の値が初期値から所定値以上変化した場合）、報知手段によりレーザ光射出部が劣化した旨をオペレータ等に報知して、オペレータ等にレーザ光射出部の劣化の事態を確実に認識させることが望ましい。
【００４８】
また、算出手段は、１つの微分効率と該微分効率に隣接する微分効率以外の微分効率との比を求めることにより、上記微分効率の比を算出するようにしてもよい。即ち、例えば、図１１においてinitial 状態を例にとり説明すると、検出点Ａ１と検出点Ａ２とから１つの微分効率を求めた場合には、微分効率の比を求める際は、この微分効率と、該微分効率に隣接する微分効率（検出点Ａ２、Ａ３から求められた微分効率）以外の微分効率、例えば、検出点Ａ３、Ａ４から求めた微分効率、検出点Ａ４、Ａ５から求めた微分効率、検出点Ａ５、Ａ６から求めた微分効率等との比を算出するようにしてもよい。
【００４９】
このように、１つの微分効率と該微分効率に隣接する微分効率以外の微分効率との比を求めることにより、上記微分効率の比を算出するので、レーザ光射出部の劣化状態をより明確に算出することができる。特に、１つの微分効率と該微分効率に隣接する微分効率以外の微分効率とが離れていればいる程、レーザ光射出部の劣化状態をより一層明確に算出することができる。即ち、劣化状態▲１▼→劣化状態▲２▼→劣化状態▲３▼となるに従って、検出点Ａ１、Ａ２に対応する点から求めた微分効率と検出点Ａ３、Ａ４に対応する点から求めた微分効率との比より、検出点Ａ１、Ａ２に対応する点から求めた微分効率と検出点Ａ４、Ａ５に対応する点から求めた微分効率等との比のほうが、レーザ光射出部の劣化状態をより一層明確に算出することができる。即ち、小さい値側の駆動電流及び光出力から１つの微分効率を求めると共に該微分効率に隣接する微分効率以外の微分効率を大きい値側の駆動電流及び光出力から求めることが望ましい。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の各種実施形態を説明する。
【００５１】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態を説明する。
【００５２】
［画像形成装置の概略構成］
図１には、本実施形態における画像形成装置３０の要部の構成図を示す。この図１に示すように、画像形成装置３０には、像担持体としての感光体ドラム１が設置されており、この感光体ドラム１は図１の矢印Ｑ方向に所定の角速度で回転する。また、感光体ドラム１の外周部近傍には、帯電装置２１、現像装置２３、転写装置２４及びクリーニング装置２６が外周に沿って順に設置されている。また、感光体ドラム１の上方には、形成される画像の画像データに応じて変調されたレーザ光で感光体ドラム１の表面を走査する光走査装置２２が設置されている。なお、光走査装置２２によるレーザ光の走査位置は、帯電装置２１による帯電位置と現像装置２３による現像位置との間に設定されている。
【００５３】
帯電装置２１により帯電された感光体ドラム１の表面は、形成される画像の画像データに応じて変調された光走査装置２２からのレーザ光により走査露光され、静電潜像が形成される。さらに、この静電潜像は現像装置２３により現像され、感光体ドラム１の表面に静電潜像に対応したトナー像が形成される。
【００５４】
一方、用紙Ｐは、上記トナー像の形成と同期して、所定経路に沿って感光体ドラム１と転写装置２４とのニップ部に搬送される。用紙Ｐが該ニップ部に搬送されるタイミングで所定の転写バイアス電圧が転写装置２４に印加され、この転写バイアス電圧の印加及び転写装置２４による用紙Ｐの感光体ドラム１に対する押圧作用によって、感光体ドラム１上のトナー像は用紙Ｐに転写される。
【００５５】
転写後の用紙Ｐは定着装置２５に搬送され、用紙Ｐ上に形成されたトナー像が用紙Ｐに定着される。定着された用紙Ｐは矢印Ｗ方向に搬送され、図示しない排紙トレイへ排出される。
【００５６】
次に、図２を用いて光走査装置２２の構成を説明する。図２に示すように光走査装置２２には、レーザーダイオード（以下、ＬＤと称する）４が設けられており、このＬＤ４の光軸上には、ＬＤ４に近い方から順にコリメータレンズ５、シリンダレンズ６、回転多面鏡（ポリゴンミラー）８が配置されている。なお、回転多面鏡８は、該回転多面鏡８の駆動用モータを含んで構成されたモータ駆動基板１１上に設置され、所定方向に等角速度で回転する。
【００５７】
また、この光軸上には回転多面鏡８から近い方から順に、ｆθレンズ７、折り返しミラー１３及び折り返しミラー１０が配置されており、折り返しミラー１０で反射された光は感光体１（図１参照）に照射される。
【００５８】
即ち、ＬＤ４から照射されたレーザ光は、コリメータレンズ５、シリンダレンズ６を通過して回転多面鏡８に入射し、この回転多面鏡８により偏向される。このように回転多面鏡８により偏向されたレーザ光は、ｆθレンズ７を通過し折り返しミラー１３、１０で順に反射した後、感光体１の表面に照射される。このとき回転多面鏡８によるレーザ光の偏向によって、感光体１の表面はレーザ光で走査露光される。なお、レーザ光の光路は図２において破線１２により示されている。また、回転多面鏡８により偏向されたレーザ光によって感光体１が走査される方向を主走査方向といい、主走査方向と直交する方向を副走査方向という。
【００５９】
また、光走査装置２２には、レーザ光により感光体１が走査される際に感光体１の画像形成領域に最初に入射する位置以前の予め定められた位置に、ミラー９が配置されており、このミラー９により反射されたレーザ光の光軸上には、水平同期センサ（ＳＯＳセンサ）３が配置されている。
【００６０】
［ＬＤの制御に係る回路の構成］
次に、図７、図８を用いてＬＤ４の制御に係る回路の構成を説明する。図７に示すように、ＬＤ４には該ＬＤ４を駆動するＬＤ駆動回路１４が接続されており、このＬＤ駆動回路１４は後述するメイン制御基盤１５のマイコン３２の制御により動作する。具体的には、メイン制御基盤１５は、ＬＤ駆動回路１４に駆動電流設定電圧Ｖopを印加して、ＬＤ駆動回路１４によりＬＤ４を駆動させる。ＬＤ駆動回路１４は、図示しないホトダイオードを備えている。ＬＤ４からの光はこのホトダイオードによっても受光される。ホトダイオードは、受光量に対応した大きさの電圧を出力する。このときメイン制御基盤１５は、ＬＤ４からの光出力に応じた該ホトダイオードからの電圧出力をモニタ電圧Ｖmoとして監視している。なお、図３には、モニタ電圧Ｖmoに対応するモニタ電流Ｉmon と光出力との関係を示しており、両者はほぼ比例関係にあることがわかる。即ち、メイン制御基盤１５は、モニタ電圧Ｖmoを検知することで、ＬＤ４の発光量を検知する。
【００６１】
図８に示すようにメイン制御基盤１５には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成されたマイクロコンピュータ（マイコン）３２が設けられており、このマイコン３２には、図示しないディスプレイ及びキー操作部を含んで構成されたコントロールパネル１６と、前述したＳＯＳセンサ３とが接続されている。マイコン３２は、ＳＯＳセンサ３からの信号を受信し、該信号に基づいてＬＤ４の駆動タイミングを制御する。また、マイコン３２は、後述するＬＤ４の劣化検出時にはコントロールパネル１６のディスプレイにＬＤ４が劣化した旨の警告メッセージを表示する。
【００６２】
マイコン３２は、抵抗３９、３８で構成された回路を介してＬＤ駆動回路１４に駆動電流設定電圧Ｖopを印加する。また、マイコン３２とＬＤ駆動回路１４の間には、駆動電流設定電圧Ｖopをモニタするためのサンプルホールド回路４０、ＬＤ４からの光出力に応じたモニタ電圧Ｖmoを監視するためのサンプルホールド回路３４、及び各種制御データ伝送用の信号線４６が設けられている。
【００６３】
［ＬＤ駆動回路１４及びマイコン３２による制御について］
画像形成装置３０では、光量調整の段階で、感光体１上で所定光量が得られる時のモニタ電圧Ｖmoをある値にセットしておく。例えば、感光体１上で０．５ｍＷの光量が得られる時のモニタ電圧Ｖmoが３Ｖである場合、モニタ電圧が３ＶとなるようにＬＤ４の駆動電流値を変化させる。このように画像形成装置３０では、いわゆるＡＰＣ制御（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏ１）が実行される。
【００６４】
［第１実施形態の作用］
次に、図９のフローチャートに沿って、第１実施形態におけるＬＤ４の劣化検知に係る制御ルーチンを説明する。まず、図９のステップ１０２では、ＬＤ４の発光量が所定の３つの光量Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれに相当する場合の駆動電流値Ｉｆを測定する。但し、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３とする。
【００６５】
具体的には、ＬＤ４の発光量が所定の光量Ｐ１（ｍＷ）に相当するモニタ電圧値Ｖmo１（Ｖ）を得る時の駆動電流値Ｉｆ１（ｍＡ）を測定する。同様に、所定の光量Ｐ２（ｍＷ）に相当するモニタ電圧値Ｖmo２（Ｖ）を得る時の駆動電流値Ｉｆ２（ｍＡ）を測定する。同様に、所定の光量Ｐ３（ｍＷ）に相当するモニタ電圧値Ｖmo３（Ｖ）を得る時の駆動電流値Ｉｆ３（ｍＡ）を測定する。
【００６６】
次のステップ１０４では、３つの測定点Ａ１（Ｉｆ１，Ｖmo１）、Ａ２（Ｉｆ２，Ｖmo２）、Ａ３（Ｉｆ３，Ｖmo３）における測定値から、測定点Ａ１−Ａ２の区間の微分効率η１を以下の式（１）により、測定点Ａ２−Ａ３の区間の微分効率η２を以下の式（２）により、それぞれ算出する。
【００６７】
η１＝（Ｖmo２−Ｖmo１）／（Ｉｆ２−Ｉｆ１）  ・・・（１）
η２＝（Ｖmo３−Ｖmo２）／（Ｉｆ３−Ｉｆ２）  ・・・（２）
さらに次のステップ１０６では、上記の微分効率の比の値αを以下の式（３）により算出する。
【００６８】
α＝η２／η１  ・・・（３）
ここで、ステップ１０４、１０６の処理の具体的方法について説明する。まず、ＬＤ４の発光量が所定の光量Ｐ１（ｍＷ）に相当するモニタ電圧値Ｖmo１（Ｖ）が得られるように、駆動電流値を徐々に上げていき、例えば、Ｖmoｌ（Ｖ）＝１Ｖとなるように駆動電流をＡＰＣ制御する。この時の駆動電流値又はこれに相当する駆動電流設定電圧Ｖop１をサンプルホールド回路４０によって保持する。
【００６９】
同様に、ＬＤ４の発光量が所定の光量Ｐ２（ｍＷ）に相当するモニタ電圧値Ｖmo２（Ｖ）が得られるように、駆動電流値を徐々に上げていき、例えば、Ｖmo２（Ｖ）＝２Ｖとなるように駆動電流をＡＰＣ制御し、この時の駆動電流値又はこれに相当する駆動電流設定電圧Ｖop２をサンプルホールド回路４０によって保持する。
【００７０】
同様に、ＬＤ４の発光量が所定の光量Ｐ３（ｍＷ）に相当するモニタ電圧値Ｖmo３（Ｖ）が得られるように、駆動電流値を徐々に上げていき、例えば、Ｖmo３（Ｖ）＝３Ｖとなるように駆動電流をＡＰＣ制御し、この時の駆動電流値又はこれに相当する駆動電流設定電圧Ｖop３をサンプルホールド回路４０によって保持する。
【００７１】
図８のマイコン３２は、ＬＤ４からの光量に応じたモニタ電圧Ｖmoを監視し、Ｖmoが所定の値（＝Ｖref ）となるように、Ｖref （Ｖ）とＶmo（Ｖ）の値を比較し、Ｖref （Ｖ）＞Ｖmo（Ｖ）の場合、駆動電流設定電圧Ｖｏｐ（Ｖ）の値を上げていき、逆にＶref （Ｖ）＜Ｖmo（Ｖ）の場合、駆動電流設定電圧Ｖｏｐ（Ｖ）の値を下げていくことを繰り返す。これにより、ＬＤ４からの光量を所定の光量レベルにセットできる。
【００７２】
この時、所定光量Ｐ１（ｍＷ）にセットする時はＶref （Ｖ）＝１Ｖ、所定光量Ｐ２（ｍＷ）にセットする時はＶref （Ｖ）＝２Ｖ、所定光量Ｐ３（ｍＷ）にセットする時はＶref （Ｖ）＝３Ｖとすることで実現できる。なお、Ｖref （Ｖ）＝１Ｖ、Ｖref （Ｖ）＝２Ｖ、Ｖref （Ｖ）＝３Ｖとした時に、Ｖmo（Ｖ）もほぼＶmo（Ｖ）＝１Ｖ、Ｖmo（Ｖ）＝２Ｖ、Ｖmo（Ｖ）＝３Ｖとなるときの駆動電流設定電圧Ｖｏｐ（Ｖ）をホールドする。また、回路構成より、ＬＤの駆動電流値は駆動電流設定電圧Ｖｏｐ（Ｖ）からの返還式にて、容易に求めることができる。
【００７３】
こうして得られたそれぞれの所定光量に対する駆動電流値から、上記の式（１）、式（２）より、それぞれの区間の微分効率を算出する。また、これらの値の比を式（３）より算出する。
【００７４】
ところで、上記の微分効率η１、η２を算出する時の、光量範囲は画像形成装置３０での実使用光量レベル範囲よりも広い範囲であるとする。すなわち、図１１に示すように、画像形成装置３０で設定可能な光量範囲（実使用光量範囲）がＰｍｉｎ（ｍＷ）からＰｍａｘ（ｍＷ）までである場合、上記のＰ１（ｍＷ）はＰｍｉｎ（ｍＷ）以下で、上記のＰ３（ｍＷ）はＰｍａｘ（ｍＷ）以上であるとする。すなわち、
Ｐ１（ｍＷ）＜Ｐｍｉｎ（ｍＷ）＜Ｐｍａｘ（ｍＷ）＜Ｐ３（ｍＷ）・・・（４）
である。Ｐ２（ｍＷ）の光量レベルについては特に制約しない。
【００７５】
図９において次のステップ１０８では、上記のようにして算出された微分効率η１、η２とこれらの比αの値とをコントロールパネル１６のディスプレイに表示する。これにより、オペレータは、駆動電流値−光量値特性における特性曲線の傾きを微分効率η１、η２により認識し、該特性曲線の折れ曲がりの程度を上記微分効率η１、η２の比αの値により認識することで、ＬＤ４の劣化状態を正確に認識することができる。
【００７６】
さらに、次のステップ１１０では、微分効率η１、η２の比αが０．８以下であるか否かを判定する。
【００７７】
ここで、比αの判定基準値「０．８」の意味について説明する。図４のグラフからもわかるように、３回目の静電気（＋２ｋＶ）印加までは、少なくとも実使用域（モニタ電圧Ｖmoが１Ｖ〜２Ｖの範囲）では、モニタ電圧Ｖmoはほぼリニアな特性を示しているのに対し、それ以降は極度に劣化の進行が速い。このため、この３回目の時点が画像形成装置３０の正常動作可能範囲の限界とみなすことができる。この３回目の特性で、モニタ電圧Ｖmoが１Ｖ〜２Ｖの区間の微分効率をη１、モニタ電圧Ｖmoが２Ｖ〜２．５Ｖの区間の微分効率をη２とすると、これらの比α（＝η２／η１）は約「０．８」となる。
【００７８】
従って、本実施形態では、微分効率η１、η２の比αが０．８以下となった時点で、画像形成装置３０の機能停止となってしまう可能性が高くなると判断する。
【００７９】
ステップ１１０で比αが０．８以下と判定されれば、ステップ１１２へ進み、ＬＤ４の劣化がかなり進行している旨の警告メッセージをコントロールパネル１６のディスプレイに表示する。
【００８０】
これにより、オペレータに、ＬＤ４の劣化がかなり進行していることを報知し、確実に認識させることができる。
【００８１】
また、画像形成装置３０に内蔵されているＬＤ４の状態がわかるので、例えば、製造工程で何らかのサージがＬＤ４に印加しＬＤ４が劣化していることを容易に発見し、トラブルの切り分けを迅速に行うことができる。また、市場でＣＥ（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒ）などが画像形成装置３０の保守サービスを行う場合においても、ＣＥはトラブルの切り分けを容易に実施でき、保守サービス時間の短縮、すなわち、顧客が画像形成装置３０を使えない時間を短縮する事ができる。
【００８２】
さらに、オペレータは、ＬＤ４の劣化状態を早期に検知する事で、光走査装置２２等の交換時期が近い事を認識し、光走査装置２２等の交換を行うことができる。このため、画像形成装置３０が突然動作しなくなり且つ故障箇所の切り分けに時間がかかってしまう事態を未然に防ぐことができる。
【００８３】
なお、上記第１実施形態では、所定光量となる時のＬＤ４の駆動電流値を測定し、微分効率を算出したが、逆に、所定の駆動電流値の時の光出力をモニタ電圧より測定し、微分効率を算出してもよい。
【００８４】
例えば、図１０に示す制御ルーチンで、まず、ステップ１０３において、所定の駆動電流値Ｉｏｐ１（ｍＡ）、Ｉｏｐ２（ｍＡ）、Ｉｏｐ３（ｍＡ）をＬＤ４に供給した時のモニタ電圧Ｖmo１（Ｖ）、Ｖmo２（Ｖ）、Ｖmo３（Ｖ）のそれぞれの値を測定する。
【００８５】
そして、次のステップ１０４において、以下の式（５）、（６）を用いて微分効率を算出すれば良い。
【００８６】
η１＝（Ｖmo２−Ｖmo１）／（Ｉｏｐ２−Ｉｏｐ１）  ・・・（５）
η２＝（Ｖmo３−Ｖmo２）／（Ｉｏｐ３−Ｉｏｐ２）  ・・・（６）
なお、ステップ１０６以降の処理は第１実施形態と同様である。
【００８７】
以上説明した第１の実施の形態では、微分効率を算出する時の光量範囲は画像形成装置３０での実使用光量レベル範囲よりも広い範囲としているが、本発明はこれに限定されず、微分効率を算出する時の光量値を画像形成装置３０での実使用光量レベル範囲の上限値より大きい少なくとも２つの値としてもよい。即ち、図１６に示すように、ステップ１５２で、画像形成装置３０での実使用光量レベル範囲の上限値より大きい３つの光量Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７（図１７も参照）のそれぞれに相当する場合の駆動電流値Ｉｆ５、Ｉｆ６、Ｉｆ７を、前述したように、測定する。但し、Ｐ５＜Ｐ６＜Ｐ７とする。
【００８８】
次のステップ１５４では、図１７に示すように、３つの測定点Ａ５（Ｉｆ５，Ｖmo５）、Ａ６（Ｉｆ６，Ｖmo６）、Ａ７（Ｉｆ７，Ｖmo７）における測定値から、測定点Ａ５−Ａ６の区間の微分効率η５を以下の式により、測定点Ａ６−Ａ７の区間の微分効率η６を以下の式により、それぞれ前述したように算出する。
【００８９】
η５＝（Ｖmo６−Ｖmo５）／（Ｉｆ６−Ｉｆ５）
η６＝（Ｖmo７−Ｖmo６）／（Ｉｆ７−Ｉｆ６）
さらに次のステップ１５６では、上記の微分効率の比の値βを、β＝η６／η５より、算出する。
【００９０】
次のステップ１５８では、上記のようにして算出された微分効率η５、η６とこれらの比βの値とをコントロールパネル１６のディスプレイに表示する。これにより、オペレータは、駆動電流値−光量値特性における特性曲線の傾きを微分効率η５、η６により認識し、該特性曲線の折れ曲がりの程度を上記微分効率η５、η６の比βの値により認識することで、ＬＤ４の劣化状態を正確に認識することができる。
【００９１】
さらに、次のステップ１６０では、微分効率η５、η６の比βが所定の判定基準値β０未満であるか否かを判定する。ここで、判定基準値β０は、多数の実験から得られた、ＬＤ４が劣化している状態に近い状態であるか否かを判断することの可能な値である。
【００９２】
微分効率η５、η６の比βが所定の判定基準値β０未満である場合に、ステップ１６２で、ＬＤ４が劣化している状態に近い状態である旨をコントロールパネル１６のディスプレイに表示する。
【００９３】
なお、上記の場合も、画像形成装置３０での実使用光量レベル範囲の上限値より大きい光量となるための所定の駆動電流値の時の光出力をモニタ電圧より測定し、微分効率を算出してもよい。
【００９４】
また、上記例では、微分効率η５、η６の比βが所定の判定基準値β０未満である場合に、ＬＤ４が劣化している状態に近い状態である旨をコントロールパネル１６のディスプレイに表示しているが、本発明はこれに限定されず、微分効率η５、η６の少なくとも一方が、ＬＤ４が劣化している状態に近い状態であるか否かを判断することの可能な判定値未満である場合に、ＬＤ４が劣化している状態に近い状態である旨をコントロールパネル１６のディスプレイに表示するようにしてもよい。
【００９５】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態における画像形成装置３０やＬＤ４の制御に係る構成は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００９６】
［第２実施形態の作用］
次に、図１２のフローチャートに沿って、第２実施形態におけるＬＤ４の劣化検知に係る制御ルーチンを説明する。なお、マイコン３２のＲＯＭには、画像形成装置３０の初期状態における微分効率ηi1、ηi2の値が記憶されているものとする。
【００９７】
まず、図１２のステップ１０２では、前述した図９の制御ルーチンと同様に、ＬＤ４の発光量が所定の３つの光量Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれに相当する場合の駆動電流値Ｉｆを測定する。但し、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３とする。
【００９８】
具体的には、ＬＤ４の発光量が所定の光量Ｐ１（ｍＷ）に相当するモニタ電圧値Ｖmo１（Ｖ）を得る時の駆動電流値Ｉｆ１（ｍＡ）を測定する。同様に、所定の光量Ｐ２（ｍＷ）に相当するモニタ電圧値Ｖmo２（Ｖ）を得る時の駆動電流値Ｉｆ２（ｍＡ）を測定する。同様に、所定の光量Ｐ３（ｍＷ）に相当するモニタ電圧値Ｖmo３（Ｖ）を得る時の駆動電流値Ｉｆ３（ｍＡ）を測定する。
【００９９】
次のステップ１０４では、３つの測定点Ａ１（Ｉｆ１，Ｖmo１）、Ａ２（Ｉｆ２，Ｖmo２）、Ａ３（Ｉｆ３，Ｖmo３）における測定値から、測定点Ａ１−Ａ２の区間の微分効率η１を以下の式（１）により、測定点Ａ２−Ａ３の区間の微分効率η２を以下の式（２）により、それぞれ算出する。
【０１００】
η１＝（Ｖmo２−Ｖmo１）／（Ｉｆ２−Ｉｆ１）  ・・・（１）
η２＝（Ｖmo３−Ｖmo２）／（Ｉｆ３−Ｉｆ２）  ・・・（２）
そして、次のステップ１２０では、算出された微分効率η１が（初期状態における微分効率ηi1×０．５）以下であるか否かをチェックし、もし、微分効率η１が（初期状態における微分効率ηi1×０．５）以下であれば、ＬＤ４の劣化度合いが激しいとみなし、後述するステップ１２８へ進む。
【０１０１】
一方、微分効率η１が（初期状態における微分効率ηi1×０．５）より大きい場合はステップ１２２へ進み、算出された微分効率η２が（初期状態における微分効率ηi2×０．５）以下であるか否かをチェックする。もし、微分効率η２が（初期状態における微分効率ηi2×０．５）以下であれば、ＬＤ４の劣化度合いが激しいとみなし、後述するステップ１２８へ進み、微分効率η２が（初期状態における微分効率ηi2×０．５）より大きければ、ステップ１２４へ進む。ステップ１２４では、上記２つの微分効率の比の値αを以下の式（３）により算出する。
【０１０２】
α＝η２／η１  ・・・（３）
次のステップ１２６では、算出された比の値αが０．８以下であるか否かをチェックし、もし、比の値αが０．８以下であれば、ＬＤ４の劣化度合いが激しいとみなし、後述するステップ１２８へ進む。
【０１０３】
以上のようにＬＤ４の劣化度合いが激しいとみなされたケース（即ち、微分効率η１、η２がそれぞれの初期状態の値の半分以下まで低下した場合及び２つの微分効率の比の値αが０．８以下まで低下した場合）には、ステップ１２８において、画像形成装置３０の立ち上げ時などの初期光量設定段階における感光体１上での光量設定値Ｐｓｅｔ（ｍＷ）を、一例として、１ｎＪ／ｍｍ２相当分だけ下げる。即ち、
Ｐｓｅｔ（ｍＷ）＝Ｐｓｅｔ（ｍＷ）−（１ｎＪ／ｍｍ２相当分の光量）・・・（７）
とする。
【０１０４】
また、ステップ１２８では、光量設定値Ｐｓｅｔ（ｍＷ）の変更に伴い、画像形成装置３０で形成される画像の濃度が薄くなってしまうことを防止するために、現像装置２３の現像バイアス電圧値を再設定する。なお、画像形成装置３０における現像バイアス電圧値と画像濃度との関係は、あらかじめ、画像形成装置３０自体のパラメータ設計の段階で把握しているものであり、上記のように１ｎＪ／ｍｍ２相当分の光量を設定変更した場合の現像バイアス電圧の最適値は容易に導出できる。
【０１０５】
さらに、ステップ１２８では、ＬＤ４の劣化がかなり進行している旨の警告メッセージをコントロールパネル１６のディスプレイに表示する。これにより、オペレータに、ＬＤ４の劣化がかなり進行していることを確実に報知し、認識させることができる。
【０１０６】
なお、ステップ１２８で光量設定値Ｐｓｅｔ（ｍＷ）を変更した場合は、図１２の処理終了後、変更後の光量設定値Ｐｓｅｔ（ｍＷ）に基づくＡＰＣ制御を直ちに実行する。
【０１０７】
以上説明した第２実施形態によれば、ＬＤ４の劣化が認められた時点で、予め定められた光量設定値Ｐｓｅｔ（ｍＷ）を低く設定し直すので、従来のように最大の駆動電流をＬＤ４に供給しても光量設定値Ｐｓｅｔ（ｍＷ）まで上がらないといった事態を回避でき、画像形成装置３０が機能停止する事態を回避することができる。また、早期の予防措置を講じることが可能となる。
【０１０８】
また、光量設定値Ｐｓｅｔ（ｍＷ）の再設定に伴い現像バイアス電圧を調整するので、形成される画像の濃度が低下してしまう、といった事態を回避することができる。
【０１０９】
なお、上記第２実施形態では、所定光量となる時のＬＤ４の駆動電流値を測定し、微分効率を算出したが、逆に、所定の駆動電流値の時の光出力をモニタ電圧より測定し、微分効率を算出してもよい。
【０１１０】
また、光量設定値Ｐｓｅｔ（ｍＷ）を低下させる幅としての１ｎＪ／ｍｍ２相当分の光量は、あくまでも一例であり、各画像形成装置の特性に応じて低下幅を設定することが望ましい。
【０１１１】
また、光量設定値Ｐｓｅｔ（ｍＷ）の再設定に伴い現像バイアス電圧を調整することは必須ではなく、光量設定値Ｐｓｅｔ（ｍＷ）の再設定が画像濃度に殆ど影響しないのであれば、必ずしも現像バイアス電圧を調整する必要は無い。
【０１１２】
以上説明した第２実施形態では、微分効率を算出する時の光量範囲は画像形成装置３０での実使用光量レベル範囲よりも広い範囲としているが、本発明はこれに限定されず、図１８に示すように、微分効率を算出する時の光量値を画像形成装置３０での実使用光量レベル範囲の上限値より大きい少なくとも２つの値としてもよい。図１８に示す例は、図１６に示した例と略同様であるので、異なる部分のみ説明し、同一部分の説明を省略する。図１８に示す例では、ステップ１５２〜１５８を実施し、ステップ１６０で、微分効率η５、η６の比βが所定の判定基準値β０未満であると判断した場合は、ＬＤ４が劣化している状態に近い状態であるので、この段階で、ステップ１２８の処理を実行する。即ち、画像形成装置３０の立ち上げ時などの初期光量設定段階における感光体１上での光量設定値Ｐｓｅｔ（ｍＷ）を、一例として、１ｎＪ／ｍｍ２相当分だけ下げる。また、現像装置２３の現像バイアス電圧値を再設定する。更に、ＬＤ４が劣化している状態に近い状態である旨の警告メッセージをコントロールパネル１６のディスプレイに表示する。これにより、オペレータに、ＬＤ４が劣化している状態に近い状態であることを確実に報知し、認識させることができる。また、ＬＤ４が劣化している状態に近い状態である段階で、上記光量設定値Ｐｓｅｔ（ｍＷ）を下げるので、装置の寿命をより一層延ばすことが可能である。これは、ＬＤ４が劣化している状態に近い状態である場合、ＬＤ４が劣化に至るまでの時間が、適正な状態から劣化している状態に近い状態になるまでの時間より短いことに鑑み、早い時期に上記光量設定値Ｐｓｅｔ（ｍＷ）を下げて、装置の寿命をより一層延ばそうとするものである。
【０１１３】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態を説明する。この第３実施形態における画像形成装置３０やＬＤ４の制御に係る構成は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１１４】
ところで、ＬＤ４の劣化が進行すると、画像形成装置の立ち上げ時などの初期光量設定段階においてＬＤ４の光量を所定光量とするための該半導体レーザの駆動電流値が高くなる。例えば、図１３に示す駆動電流−光量特性のグラフで、特性Ｙ１がＬＤ４の劣化によりやがて特性Ｙ２へと変化する。これに伴い、ＬＤ４の光量を図１３の光量設定値まで上昇させるための駆動電流Ｉｆは、電流Ｉ１から電流Ｉ２へ上昇する。よって、予め定められた光量調整１ステップ幅ΔＪ１で光量設定を行うと、従来８ステップだったものが、１２ステップかかることになる。本第３実施形態では、このような不都合を解決する制御について説明する。
【０１１５】
［第３実施形態の作用］
次に、図１４のフローチャートに沿って、第３実施形態における制御ルーチンを説明する。なお、マイコン３２のＲＯＭには、画像形成装置３０の初期状態における微分効率ηi1、ηi2の値が記憶されているものとする。
【０１１６】
まず、図１４のステップ１０２では、前述した図９の制御ルーチンと同様に、ＬＤ４の発光量が所定の３つの光量Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれに相当する場合の駆動電流値Ｉｆを測定する。但し、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３とする。
【０１１７】
具体的には、ＬＤ４の発光量が所定の光量Ｐ１（ｍＷ）に相当するモニタ電圧値Ｖmo１（Ｖ）を得る時の駆動電流値Ｉｆ１（ｍＡ）を測定する。同様に、所定の光量Ｐ２（ｍＷ）に相当するモニタ電圧値Ｖmo２（Ｖ）を得る時の駆動電流値Ｉｆ２（ｍＡ）を測定する。同様に、所定の光量Ｐ３（ｍＷ）に相当するモニタ電圧値Ｖmo３（Ｖ）を得る時の駆動電流値Ｉｆ３（ｍＡ）を測定する。
【０１１８】
次のステップ１０４では、３つの測定点Ａ１（Ｉｆ１，Ｖmo１）、Ａ２（Ｉｆ２，Ｖmo２）、Ａ３（Ｉｆ３，Ｖmo３）における測定値から、測定点Ａ１−Ａ２の区間の微分効率η１を以下の式（１）により、測定点Ａ２−Ａ３の区間の微分効率η２を以下の式（２）により、それぞれ算出する。
【０１１９】
η１＝（Ｖmo２−Ｖmo１）／（Ｉｆ２−Ｉｆ１）  ・・・（１）
η２＝（Ｖmo３−Ｖmo２）／（Ｉｆ３−Ｉｆ２）  ・・・（２）
そして、次のステップ１３０では、算出された一番光量レベルが低いところの微分効率η１が（初期状態における微分効率ηi1−０．１）以下であるか否かをチェックし、もし、微分効率η１が（初期状態における微分効率ηi1−０．１）以下であれば、ＬＤ４の劣化度合いが激しいとみなし、ステップ１３２へ進む。
【０１２０】
ステップ１３２では、ＡＰＣ制御における１ステップで変える駆動電流値（＝１ステップ幅）を今までの２倍して、該ＡＰＣ制御する。例えば、図１３に示す駆動電流−光量特性Ｙ２の状態で、５ステップ目から光量調整１ステップ幅をΔＪ１からΔＪ２（＝ΔＪ１×２）へ再設定することにより、図１３の太線に示すように５ステップ目以降の光量調整が実施され、１２ステップかかるところを８ステップで光量調整が完了することとなる。
【０１２１】
このようにＬＤ４の劣化に起因して光量制御時間が長くなることを回避することができる。
【０１２２】
なお、以後（図１４のステップ１３４〜１４０）は、第１実施形態における図９のステップ１０６〜１１２と同様である。
【０１２３】
ところで、上記ステップ１３２では、ＡＰＣ制御における１ステップで変える駆動電流値（＝１ステップ幅）を今までの２倍として、光量調整しているが、本発明はこれに限定されず、図１９に示すように、ステップ１３２に代えて、ステップ１６４で、ＡＰＣ制御における１ステップで変える駆動電流値（＝１ステップ幅）を今までの２倍に設定（粗調整）し、ステップ１６５で、パワーインクリメント（駆動電流を大きくする）する。このパワーインクリメントにより、光出力が光量設定範囲の目標値、例えば、上限値に近く、即ち、例えば、８０％の値となるので、この結果、ステップ１６６が肯定判定となり、ステップ１６８で、ＡＰＣ制御における１ステップで変える駆動電流値（＝１ステップ幅）を今までの１／２倍として光量調整（微調整）して、光出力が目標値となるようにしてもよい。
【０１２４】
ところで、初期光量設定段階においてＬＤ４の光量を所定の光量設定値まで上昇させるのに、あとどれだけの駆動電流を供給すれば良いかを微分効率ηの値から計算で求めることができる。
【０１２５】
そこで、図１４の制御ルーチンに代わり、図１５の制御ルーチンを実行しても良い。即ち、図１５のステップ１３０で微分効率η１が（初期状態における微分効率ηi1−０．１）以下であれば、ＬＤ４の劣化度合いが激しいとみなし、ステップ１３１で、ＬＤ４の光出力が画像形成処理のための光量設定範囲の上限値になるまでの残りの駆動電流値ΔＩｆを以下の式（８）で求める。
【０１２６】
△Ｉｆ（ｍＡ）＝（Ｖｓｅｔ−Ｖmo２）／η１  ・・・（８）
但し、所定光量レベルＰｓｅｔ（ｍＷ）に相当するＬＤのモニタ電圧をＶｓｅｔ（Ｖ）とする。
【０１２７】
なお、これに限定されず、微分効率に対応して、ＬＤ４の光出力が画像形成処理のための光量設定範囲の上限値になるための駆動電流値を記憶し、算出した微分効率に対応する駆動電流を検索して求めるようにしてもよい。
【０１２８】
さらに、次のステップ１３３では、駆動電流値を、上記算出された駆動電流値ΔＩｆだけ一気に上げる。
【０１２９】
このような制御を実施することで、ＬＤの劣化状態に関わらず、光量制御時間を短縮することができる。
【０１３０】
なお、上記図１９に示す例において、ステップ１６４に代えて、上記のように検索して求めた駆動電流を供給することにより粗調整を行うようにしてもよい。
【０１３１】
なお、上記第３実施形態では、所定光量となる時のＬＤ４の駆動電流値を測定し、微分効率を算出したが、逆に、所定の駆動電流値の時の光出力をモニタ電圧より測定し、微分効率を算出してもよい。
【０１３２】
また、微分効率η１が（初期状態における微分効率ηi1−０．１）以下に低下したことをもって、ＬＤ４の劣化を判定していたが、上記の「０．１」は、あくまでも一例であり、各画像形成装置の特性に応じて、判定時の定数を設定することが望ましい。
【０１３３】
更に、上記第３の実施の形態では、微分効η１、η２を算出した後に、微分効率η１が初期値から所定値以上変化した場合に、ＡＰＣ制御における１ステップ幅を２倍にしたり（図１４ステップ１３２参照）、残りの駆動電流値ΔＩｆだけ一気に上げたり（図１５ステップ１３１、１３３参照）、粗調整及び微調整したり（図１９ステップ１６４〜１６８）、しているが、本発明はこれに限定されず、微分効η１が求められた段階で、ＡＰＣ制御における１ステップ幅を２倍にしたり（図１４）、残りの駆動電流値ΔＩｆだけ一気に上げたり（図１５）、粗調整及び微調整したり（図１９）、してもよい。これにより、光出力を目標値まで上昇させる時間を短縮することができる。
【０１３４】
また、上記第１〜第３実施形態では、測定点を３点とした場合について説明したが、測定点をそれよりも多く設けて測定しても構わない。また、微分効率の比は、隣り合う微分効率に基づいて求めているが、本発明はこれに限定されず、離れた微分効率に基づいて微分効率の比を求めるようにしてもよい。
【０１３５】
即ち、１つの微分効率と該微分効率に隣接する微分効率以外の微分効率との比を求めることにより、微分効率の比を算出するようにしてもよい。即ち、例えば、図１１におけるinitial 状態を例にとり説明すると、検出点Ａ１と検出点Ａ２とから１つの微分効率を求めた場合には、微分効率の比を求める際は、この微分効率と、該微分効率に隣接する微分効率（検出点Ａ２、Ａ３から求められた微分効率）以外の微分効率、例えば、検出点Ａ３、Ａ４から求めた微分効率、検出点Ａ４、Ａ５から求めた微分効率、検出点Ａ５、Ａ６から求めた微分効率等との比を算出するようにしてもよい。
【０１３６】
このように、１つの微分効率と該微分効率に隣接する微分効率以外の微分効率との比を求めることにより、上記微分効率の比を算出するので、ＬＤ４の劣化の事態をより明確に算出することができる。特に、１つの微分効率と該微分効率に隣接する微分効率以外の微分効率とがはなれていればいる程、ＬＤ４の劣化状態をより一層明確に算出することができる。即ち、劣化状態▲１▼→劣化状態▲２▼→劣化状態▲３▼となるに従って、検出点Ａ１、Ａ２に対応する点（検出点Ａ１、Ａ２に駆動電流又は光出力が対応する点）から求めた微分効率と検出点Ａ３、Ａ４に対応する点から求めた微分効率との比より、検出点Ａ１、Ａ２に対応する点から求めた微分効率と検出点Ａ４、Ａ５に対応する点から求めた微分効率等との比のほうが、ＬＤ４の劣化状態をより一層明確に算出することができる。即ち、小さい値側の駆動電流及び光出力から１つの微分効率を求めると共に該微分効率に隣接する微分効率以外の微分効率を大きい値側の駆動電流及び光出力から求めることが望ましい。
【０１３７】
なお、例えば、検出点Ａ１、Ａ２に対応する点から求めた微分効率と、該微分効率に隣接する微分効率以外の微分効率と、の比を算出する際は、検出点Ａ１、Ａ２に対応する点から求めた微分効率と、検出点Ａ１の駆動電流及び光量値（光出力）と検出点Ａ２、Ａ３、Ａ４・・・の何れかに対応する点の駆動電流及び光量値（光出力）とから求めた微分効率と、の比を求めたり、検出点Ａ１、Ａ２に対応する点から求めた微分効率と、検出点Ａ２に対応する点の駆動電流及び光量値（光出力）と検出点Ａ４、Ａ５、Ａ６・・・の何れかに対応する点の駆動電流及び光量値（光出力）とから求めた微分効率と、の比を求めたり、してもよい。
【０１３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、レーザ光射出部に各々大きさが異なる複数の駆動電流が供給された場合に検出された各々大きさが異なる複数の光量値に基づいて、レーザ光射出部の劣化状態を表す微分効率又は微分効率の比を算出するので、レーザ光射出部の個々の画像形成装置の単体バラツキや設置場所の温度等の影響を除去した正確な劣化状態を検出することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  画像形成装置の概略構成図である。
【図２】  光走査装置の概略構成図である。
【図３】  温度毎の光出力−モニタ電流特性を示すグラフである。
【図４】  静電気印加による駆動電圧−モニタ電圧特性の劣化を示すグラフである。
【図５】  光出力−電流特性の経時劣化を示すグラフである。
【図６】  温度毎の光出力−順方向電流特性を示すグラフである。
【図７】  半導体レーザ、半導体レーザ駆動回路及び制御回路の全体構成図である。
【図８】  半導体レーザ駆動回路及び制御回路のブロック図である。
【図９】  第１実施形態における制御ルーチンを示す流れ図である。
【図１０】  第１実施形態における他の制御ルーチンの例を示す流れ図である。
【図１１】  微分効率及び光量設定レベルを説明するためのグラフである。
【図１２】  第２実施形態における制御ルーチンを示す流れ図である。
【図１３】  ＡＰＣ制御での１ステップ幅の変更を説明するためのグラフである。
【図１４】  第３実施形態における制御ルーチンを示す流れ図である。
【図１５】  第３実施形態における他の制御ルーチンの例を示す流れ図である。
【図１６】  第１実施形態の変形例に係る制御ルーチンの例を示す流れ図である。
【図１７】  図１６の制御ルーチンによる処理を説明するための説明図である。
【図１８】  第２実施形態の変形例に係る制御ルーチンの例を示す流れ図である。
【図１９】  第３実施形態の変形例に係る制御ルーチンの例を示す流れ図である。
【符号の説明】
１    感光体（像担持体）
４    半導体レーザ
８    回転多面鏡
１４  半導体レーザ駆動回路
１５  制御回路
２１  帯電装置
２２  光走査装置
２３  現像装置
【図１】
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【図２】
0003780716.tif 000003
【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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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