(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-01
(45)【発行日】2024-11-12
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
B41J 2/47 20060101AFI20241105BHJP
G03G 21/00 20060101ALI20241105BHJP
G02B 26/12 20060101ALI20241105BHJP
G02B 26/10 20060101ALI20241105BHJP
【ＦＩ】
B41J2/47 101M
G03G21/00 510
G02B26/12
G02B26/10 F
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021030077
(22)【出願日】2021-02-26
(65)【公開番号】P2022131234
(43)【公開日】2022-09-07
【審査請求日】2024-02-19
(73)【特許権者】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126240
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 琢磨
(74)【代理人】
【識別番号】100223941
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 佳子
(74)【代理人】
【識別番号】100159695
【弁理士】
【氏名又は名称】中辻 七朗
(74)【代理人】
【識別番号】100172476
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 一史
(74)【代理人】
【識別番号】100126974
【弁理士】
【氏名又は名称】大朋 靖尚
(72)【発明者】
【氏名】田中 孝敏
(72)【発明者】
【氏名】田中 嘉彦
(72)【発明者】
【氏名】松下 直樹
【審査官】牧島 元
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－２２４２７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０１２３９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０８３４５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２６８９７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－００２２０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０５９４４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭４９－１２９８１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０１７９１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／００４６９９７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ４１Ｊ ２／４７
Ｇ０３Ｇ ２１／００
Ｇ０２Ｂ ２６／１２
Ｇ０２Ｂ ２６／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
感光体と、レーザビームを反射する回転鏡と、前記回転鏡を回転させるモータであって潤滑油が充填された軸受を有する前記モータと、を備え、レーザビームを偏向する偏向ユニット、を有し、前記感光体を画像情報に応じたレーザビームで走査する光学走査ユニットと、
を有し、記録材に画像を形成する画像形成装置において、
環境温度を検知する温度検知部と、
前記偏向ユニットの起動時間の閾値を記憶する起動時間記憶部と、
前記偏向ユニットが起動開始してから、定格回転数又は前記定格回転数に対して所定の割合に達するまでの起動時間を取得する起動時間取得部と、
前記偏向ユニット又は前記光学走査ユニットの寿命を検知する寿命検知部と、
を有し、
前記寿命検知部は、前記起動時間記憶部に記憶されている閾値と前記温度検知部が検知した環境温度を用いて起動時間閾値を取得し、前記起動時間取得部が取得した起動時間が、前記起動時間閾値より短い場合、前記偏向ユニット又は前記光学走査ユニットの寿命と交換の少なくとも一方を報知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記温度検知部は前記偏向ユニットに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記起動時間閾値は、前記偏向ユニットが新品の場合の起動時間に対して１０～２０％短い時間であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項4】
感光体と、レーザビームを反射する回転鏡と、前記回転鏡を回転させるモータであって潤滑油が充填された軸受を有する前記モータと、を備え、レーザビームを偏向する偏向ユニット、を有し、前記感光体を画像情報に応じたレーザビームで走査する光学走査ユニットと、
を有し、記録材に画像を形成する画像形成装置において、
環境温度を検知する温度検知部と、
前記偏向ユニットに流れる電流の閾値を記憶する電流値記憶部と、
前記偏向ユニットに供給される電流値を取得する電流値取得部と、
前記偏向ユニット又は前記光学走査ユニットの寿命を検知する寿命検知部と、
を有し、
前記寿命検知部は、前記電流値記憶部に記憶されている閾値と前記温度検知部が検知した環境温度を用いて電流値閾値を取得し、前記電流値取得部が取得した電流値が、前記電流値閾値より低い場合、前記偏向ユニット又は前記光学走査ユニットの寿命と交換の少なくとも一方を報知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項5】
前記温度検知部は前記偏向ユニットに設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記電流値閾値は、前記偏向ユニットが新品の場合の電流値に対して１０～２０％低い値であることを特徴とする請求項４又は５に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、レーザビームプリンタや複写機のような、画像情報に応じたレーザビームで感光体を走査し画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
レーザプリンタ等の画像形成装置に搭載されている光学走査ユニットは、レーザビームを反射する回転鏡を有する偏向ユニットを搭載している。回転鏡を回転させるモータの軸受けとして、流体軸受方式がある。流体軸受方式のモータは、長期に亘る使用によるオイルの減少や、繰り返される起動停止による摩耗、等によって劣化し、最終的には回転しなくなる。特許文献１には、モータの異常や制御回路の異常等によるモータの異常を検出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００１－２６８９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
モータが正常に回転しなくなった場合、偏向ユニット或いは光学走査ユニットを交換する必要がある。
【0005】
しかしながら上記従来例は、回転鏡の回転数を電圧に変換し、その電圧値が所定の範囲内であるか否かをモニタして駆動基板の回転異常を検知するものである。このような検知方法の場合、電圧値（回転数）の範囲を駆動基板の設置環境、使用状況といった変動要因を考慮して大きく設定する必要があり、高精度な交換タイミングを報知しにくい。
【0006】
偏向ユニットの使用可能な期間をあらかじめ把握しておき、その期間に到達すると交換する手法も考えられる。
【0007】
しかしながら、偏向ユニットの寿命には個体差があり、また、プリンタの過去の使用状況によって交換に適したタイミングは異なる。そのため、あらかじめ決まった期間に達したタイミングで交換してしまうと使用可能な偏向ユニットまで交換してしまう可能性がある。
【0008】
本発明の目的は、偏向ユニット又は光学走査ユニットの交換時期を適切に報知す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】
【0009】
上述の課題を解決するための本発明は、感光体と、レーザビームを反射する回転鏡と、前記回転鏡を回転させるモータであって潤滑油が充填された軸受を有する前記モータと、を備え、レーザビームを偏向する偏向ユニット、を有し、前記感光体を画像情報に応じたレーザビームで走査する光学走査ユニットと、を有し、記録材に画像を形成する画像形成装置において、環境温度を検知する温度検知部と、前記偏向ユニットの起動時間の閾値を記憶する起動時間記憶部と、前記偏向ユニットが起動開始してから、定格回転数又は前記定格回転数に対して所定の割合に達するまでの起動時間を取得する起動時間取得部と、前記偏向ユニット又は前記光学走査ユニットの寿命を検知する寿命検知部と、を有し、前記寿命検知部は、前記起動時間記憶部に記憶されている閾値と前記温度検知部が検知した環境温度を用いて起動時間閾値を取得し、前記起動時間取得部が取得した起動時間が、前記起動時間閾値より短い場合、前記偏向ユニット又は前記光学走査ユニットの寿命と交換の少なくとも一方を報知することを特徴とする。
【0010】
また、本発明は、感光体と、レーザビームを反射する回転鏡と、前記回転鏡を回転させるモータであって潤滑油が充填された軸受を有する前記モータと、を備え、レーザビームを偏向する偏向ユニット、を有し、前記感光体を画像情報に応じたレーザビームで走査する光学走査ユニットと、を有し、記録材に画像を形成する画像形成装置において、環境温度を検知する温度検知部と、前記偏向ユニットに流れる電流の閾値を記憶する電流値記憶部と、前記偏向ユニットに供給される電流値を取得する電流値取得部と、前記偏向ユニット又は前記光学走査ユニットの寿命を検知する寿命検知部と、を有し、前記寿命検知部は、前記電流値記憶部に記憶されている閾値と前記温度検知部が検知した環境温度を用いて電流値閾値を取得し、前記電流値取得部が取得した電流値が、前記電流値閾値より低い場合、前記偏向ユニット又は前記光学走査ユニットの寿命と交換の少なくとも一方を報知することを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、偏向ユニット又は光学走査ユニットの交換時期を適切に報知する画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】光学走査ユニットの斜視図である。
【図2】偏向ユニットの部分断面図である。
【図3】起動時間の定義を示す概念図である。
【図4】起動時間変化率の推移を示す図である。
【図5】環境温度の変化に応じた起動時間の変化を示す図である。
【図6】実施例１の寿命検知・報知システムのブロック図である。
【図7】実施例１の寿命検知および報知方法を示すフロー図である。
【図8】偏向ユニットに流れる電流値の変化を示す図である。
【図9】定常電流変化率の推移を示す図である。
【図10】環境温度の変化に応じた定常電流値の変化を示す図である。
【図11】実施例２の寿命検知・報知システムのブロック図である。
【図12】実施例２の寿命検知および報知方法を示すフロー図である。
【図13】画像形成装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
〔実施例１〕
（画像形成装置）
図１３は画像形成装置１の断面図である。記録材Ｐに画像を形成する画像形成装置（電子写真プリンタ）１は、感光体１６１と、感光体１６１を画像情報に応じたレーザビームで走査する光学走査ユニット１１を有する。レーザビームで走査された感光体１６１上には静電潜像が形成される。静電潜像は、プロセスカートリッジ１６に設けられた現像器から供給されるトナーよって現像され、これにより感光体１６１上にトナー像が形成される。
（画像形成装置）
図１３は画像形成装置１の断面図である。記録材Ｐに画像を形成する画像形成装置（電子写真プリンタ）１は、感光体１６１と、感光体１６１を画像情報に応じたレーザビームで走査する光学走査ユニット１１を有する。レーザビームで走査された感光体１６１上には静電潜像が形成される。静電潜像は、プロセスカートリッジ１６に設けられた現像器から供給されるトナーよって現像され、これにより感光体１６１上にトナー像が形成される。
【0014】
一方、記録材積載板１２上に積載された記録材Ｐは、給送ローラ１３によって１枚ずつ分離されながら給送され、次に中間ローラ１８によって、さらに下流側に搬送される。搬送された記録材Ｐ上には、感光体１６１上に形成されたトナー像が転写ローラ１４によって転写される。トナー像を記録材Ｐに転写した後に感光体１６１上に残ったトナーはクリーナ１６３によって回収される。未定着のトナー像が形成された記録材Ｐは、内部に熱源を有する定着器１５により加熱され、これによりトナー像が記録材Ｐに定着される。その後、記録材Ｐは、排出ローラ１７によって機外に排出される。
【0015】
（光学走査ユニット）
次に、図１を用いて光学走査ユニット１１について説明する。１１１はレーザビームＬを出射する半導体レーザユニットである。１１２はコリメータレンズ及びシリンドリカルレンズを一体にしたアナモフィックコリメータレンズと、同期信号検知用レンズ（ＢＤレンズ）と、を一体に成形した複合アナモフィックコリメータレンズである。１１４は開口絞り、１１３１は回転鏡（回転多面鏡）、１１３２は回転鏡を回転させるモータを搭載した駆動基板、１１６は同期信号検知センサ（ＢＤセンサ）、１１５は走査レンズ、１１７は光学箱である。偏向ユニット１１３は、回転鏡１１３１と駆動基板１１３２を有している。
次に、図１を用いて光学走査ユニット１１について説明する。１１１はレーザビームＬを出射する半導体レーザユニットである。１１２はコリメータレンズ及びシリンドリカルレンズを一体にしたアナモフィックコリメータレンズと、同期信号検知用レンズ（ＢＤレンズ）と、を一体に成形した複合アナモフィックコリメータレンズである。１１４は開口絞り、１１３１は回転鏡（回転多面鏡）、１１３２は回転鏡を回転させるモータを搭載した駆動基板、１１６は同期信号検知センサ（ＢＤセンサ）、１１５は走査レンズ、１１７は光学箱である。偏向ユニット１１３は、回転鏡１１３１と駆動基板１１３２を有している。
【0016】
半導体レーザユニット１１１から出射したレーザビームＬは、複合アナモフィックコリメータレンズ１１２によって、主走査方向では略平行光または収束光とされ、副走査方向では収束光とされる。次にレーザビームＬは、開口絞り１１４を通ってビーム幅が制限されて、回転鏡１１３１の反射面上において主走査方向に長く伸びる焦線状に結像する。そして、４つの反射面を持つ回転鏡１１３１を回転させることによってレーザビームＬは偏向走査され、複合アナモフィックコリメータレンズ１１２のＢＤレンズに入射する。ＢＤレンズを通過したレーザビームＬは、同期信号検知センサ１１６に入射する。このとき、同期信号検知センサ１１６で同期信号（ＢＤ信号）を検知し、このタイミングを主走査方向の書き出し位置の同期検知タイミングとする。
【0017】
次にレーザビームＬは、走査レンズ１１５に入射する。走査レンズ１１５は、レーザビームを感光体１６１上にスポットを形成するように集光させ、かつスポットの走査速度が等速に保たれるように設計されている。このような走査レンズ１１５の特性を得るために、走査レンズ１１５は非球面レンズで形成されている。走査レンズ１１５を通過したレーザビームＬは、光学箱１１７の出射口から出射し、感光体１６１上に結像走査される。回転鏡１１３１の回転によってレーザビームＬを偏向走査し、感光体１６１上でレーザビームＬによる主走査（主走査方向Ｍへの走査）が行われる。また、感光体１６１がその円筒の軸線まわりに回転駆動することによって副走査（副走査方向Ｖへの走査）が行われる。このようにして感光体１６１の表面には静電潜像が形成される。
【0018】
（偏向ユニット）
次に、図１及び図２を用い偏向ユニット１１３について説明する。偏向ユニット１１３の駆動基板１１３２には、ロータ３０１およびステータ３０２により構成されるモータ３００が搭載されている。ステータ３０２は光学箱１１７に固定されており、ロータ３０２は電磁力によりステータ３０２に対して回転する。
次に、図１及び図２を用い偏向ユニット１１３について説明する。偏向ユニット１１３の駆動基板１１３２には、ロータ３０１およびステータ３０２により構成されるモータ３００が搭載されている。ステータ３０２は光学箱１１７に固定されており、ロータ３０２は電磁力によりステータ３０２に対して回転する。
【0019】
図２は偏向ユニット１１３の部分断面図である。ロータ３０１は、回転軸３０、ロータボス３１、ロータフレーム３２、ロータマグネット３３、を有し、このロータ３０１に固定具３４によって回転鏡１１３１が取り付けられている。ステータ３０２は、駆動基板１１３２に設けられた回路基板３８、回路基板３８上に半田付けされたホール素子（磁気センサ）３９、軸受３５、ステータコア３６、ステータコイル３７を有する。回路基板３８上には、回路に電流が流れすぎて損傷するのを防ぐための素子１３８も設置されている。回転鏡１１３１の材質はアルミニウム等の金属もしくはプラスチックである。
【0020】
上述の構成において、ステータコイル３７に電流が供給されるとロータマグネット３３との間で電磁力が発生し、軸受３５に軸支されている回転軸３０と共にロータ３０１が回転する。ホール素子３９はステータコイル３７に電流を流すタイミング（整流タイミング）を決めるための磁気センサであり、ロータマグネット３３の下に配置されている。ホール素子３９は、ロータマグネット３３の磁極（Ｎ、Ｓ）を検知している。回転軸３０と軸受３５の間には、潤滑油が充填されている。潤滑油は偏向ユニット１１３が稼働するにつれ、蒸発もしくはオイルミストとして飛散してしまい、減少する。
【0021】
（偏向ユニット寿命検知システム）
偏向ユニット１１３の起動時間値変化を用いた偏向ユニット寿命検知システムについて説明する。図３は偏向ユニット１１３が起動した際の偏向ユニット１１３の回転数変化を示す図である。本検知システムで使用する起動時間とは、偏向ユニット１１３が起動開始してから、定格回転数又は定格回転数に対して所定の割合に達するまでの時間である。所定の割合は例えば９８％から１００％程度である。偏向ユニット１１３は起動時間経過後、加減速制御により定格回転数に収束する。偏向ユニット１１３は、定格回転数付近まで起動すると定格回転数に収束するまでに加減速を繰り返す。
偏向ユニット１１３の起動時間値変化を用いた偏向ユニット寿命検知システムについて説明する。図３は偏向ユニット１１３が起動した際の偏向ユニット１１３の回転数変化を示す図である。本検知システムで使用する起動時間とは、偏向ユニット１１３が起動開始してから、定格回転数又は定格回転数に対して所定の割合に達するまでの時間である。所定の割合は例えば９８％から１００％程度である。偏向ユニット１１３は起動時間経過後、加減速制御により定格回転数に収束する。偏向ユニット１１３は、定格回転数付近まで起動すると定格回転数に収束するまでに加減速を繰り返す。
【0022】
図４は偏向ユニット１１３が起動／停止を繰り返したサイクル回数と起動時間値の変化をグラフ化した図である。ここで、起動時間変化率は、偏向ユニット１１３が新品の状態の時の起動時間と、所定のサイクル数の起動／停止を繰り返した後の起動時間と、の割合である。起動／停止を繰り返すと、図２に示した軸受３５のオイルの減少により、軸受抵抗が小さくなり、起動時間が短くなる。この起動時間の変化が所定の閾値を超えたら偏向ユニット１１３を交換するタイミングである。図４からわかるように、偏向ユニット１１３のサンプル毎に起動時間変化率は異なる。サンプル１は、サイクル数が増加すると起動時間変化率が閾値よりも小さくなり交換時期に達している。これに対し、サンプル２と３の起動時間変化率は、サンプル１の起動時間変化率が閾値より小さくなるタイミングでも依然として閾値の範囲内であり、交換時期に達していない。このようなケースでは、サンプル１のみ交換すればよく、サンプル２と３の偏向ユニット１１３は引き続き使用することができる。なお、本実施例では偏向ユニット１１３を交換対象としているが、偏向ユニット１１３を搭載している光学走査ユニット１１を交換してもよい。
【0023】
図５は画像形成装置１が設置された環境の温度（環境温度）と偏向ユニット１１３の起動時間との関係を示す図である。軸受３５と軸３０の間に充填されている潤滑油は、温度により粘度が変化するので、軸の回転抵抗も変化し起動時間も変化する。温度が高いほど、潤滑油の粘度は低下して回転抵抗が小さくなり起動時間は短くなる。従って、正確に交換時期を検知するためには、偏向ユニット１１３が設置されている空間の環境温度を検知し、起動時間の閾値を温度毎に設定することが好ましい。なお、環境温度として採用する温度は、画像形成装置１の内部の温度でもよいし、画像形成装置１の外部の温度でもよい。
【0024】
次に、温度毎の起動時間閾値の取得方法について説明する。画像形成装置１を製造する段階で、複数の偏向ユニット１１３において、環境温度の変化に対する起動時間の変化を実測し、環境温度と起動時間の関係の近似式を求める。そして、その近似式から閾値曲線を取得する。例えば２次の多項式で近似した場合、
Ｔ＝ａ ｔ２＋ｂｔ＋ｃ （式１）
Ｔｃ＝（１±α）Ｔ （式２）
Ｔ： 起動時間
Ｔｃ： 起動時間閾値
ｔ： 環境温度
ａ，ｂ，ｃ： 係数
α： 閾値係数
となる。
Ｔ＝ａ ｔ２＋ｂｔ＋ｃ （式１）
Ｔｃ＝（１±α）Ｔ （式２）
Ｔ： 起動時間
Ｔｃ： 起動時間閾値
ｔ： 環境温度
ａ，ｂ，ｃ： 係数
α： 閾値係数
となる。
【0025】
偏向ユニット１１３の起動時間の個体差が大きい場合、光学走査ユニット１１を製造する工程で、各偏向ユニット１１３の起動時間を測定し、閾値曲線に補正値を加えてもよい。
【0026】
Ｔ’＝Ｔ＋ｃ’ （式３）
ｃ’： 補正値
上記のようにして求められた近似式から、各環境温度における起動時間閾値を求めることができる。
ｃ’： 補正値
上記のようにして求められた近似式から、各環境温度における起動時間閾値を求めることができる。
【0027】
本実施例の偏向ユニット１１３では、潤滑油が減少することによって起動時間が偏向ユニット１１３の新品時よりも１５％以上短くなると、回転軸３０と軸受３５の摩擦により、軸受３５が摩耗して摩耗粉が軸受３５内に蓄積する。そして軸損失が増大し最終的には回転軸３０が回転しなくなってしまうリスクが大きくなる。従って、起動時間が偏向ユニット１１３の新品時よりも１５％以上短くなったタイミングで、偏向ユニット１１３の交換を確実に報知するように閾値を設定するのが好ましい。なお、起動時間閾値は、偏向ユニット１１３が新品の場合の起動時間に対して１０～２０％短い時間に設定するのが好ましい。
【0028】
図６は本実施例における寿命検知システムのブロック図である。エンジンコントローラ２００は画像形成装置１の動作を制御する。このエンジンコントローラ２００に含まれる加減速制御部２０１は、偏向ユニット１１３の駆動を制御する。具体的には図１における同期信号検知センサ１１６の信号を用いて、回転鏡１１３１が定格回転数で高精度に回転するように、偏向ユニット駆動信号を偏向ユニット１１３に送る。更にエンジンコントローラ２００は、起動時間取得部２０２を有している。起動時間取得部２０２は、偏向ユニット駆動信号およびＢＤ信号を用いて起動時間を取得する。
【0029】
光学走査ユニット１１は、起動時間記憶部１１９を有している。光学走査ユニット１１の製造工程において、起動時間閾値を起動時間記憶部１１９に記憶する。
【0030】
光学走査ユニット１１は、温度検知部１１８を有している。温度検知部１１８は環境温度を測定する。温度検知部１１８は、偏向ユニット１１３の近くに設置するのが好ましく、例えば、駆動基板１１３２に設けてもよい。
【0031】
寿命検知部２０３には、起動時間閾値と環境温度との関係式がプログラムされており、各環境温度における閾値を取得する。寿命検知部２０３は、起動時間取得部２０２で取得した起動時間、光学走査ユニット製造工程において起動時間記憶部１１９に記憶させた起動時間閾値、温度検知部１１８で検知した環境温度、を用いて偏向ユニット１１３が寿命に達しているか否かを検知する。具体的には、寿命検知手部２０３は、起動時間記憶部１１９に記憶されている閾値と温度検知部１１８が検知した環境温度を用いて起動時間閾値を取得する。そして、起動時間取得部２０２が取得した起動時間が、起動時間閾値より短い場合、偏向ユニット１１３又は光学走査ユニット１１の寿命と、交換と、の少なくとも一方を報知する。偏向ユニット１１３のモータ３００に流れる電流が正常は範囲内であるにも拘わらず、起動時間が起動時間閾値より短い場合、潤滑油が少なくなったことが要因の起動時間短縮であり、交換が必要なタイミングであると判断している。
【0032】
図７を用いて、本実施例の寿命検知方法を説明する。画像形成装置１の画像形成が開始されると、エンジンコントローラ２００は寿命検知を実行可能かどうか判断する。画像形成装置１でプリントを行うと、偏向ユニット１１３の稼働に伴い軸受３５の温度が上昇して軸支持部に充填された潤滑油の粘性が変化する。潤滑油の粘性が変化すると、偏向ユニット１１３の起動時間も変化する。例えば、前回のプリントが終了してからの経過時間が短く、軸受３５の潤滑油の粘度が低い状態で本検知を開始すると、潤滑油の温度と環境温度の乖離が大きく、寿命検知を正確に判断できない可能性がある。そこで、偏向ユニット１１３の状況を確認し、寿命検知実行の可否を判断している。寿命検知は、偏向ユニット１１３が１時間から数時間稼働していない状況で行うことが好ましい。
【0033】
寿命検知が実行可能である判断した場合、温度検知部１１８は環境温度を測定する。そして、寿命検知部２０３は、検知した環境温度に対応する起動時間閾値を取得し、起動時間取得部２０２で取得した起動時間が閾値内であるかどうかを確認する。そして偏向ユニット１１３の交換要否を判定する。交換が必要な場合、寿命報知部２０４は、偏向ユニット１１３の交換時期であることをユーザーに報知して偏向ユニット１１３の交換を促す。
【0034】
寿命検知部２０３は、偏向ユニット１１３が寿命を迎えたことを検知すると、寿命報知部２０４に寿命検知信号を送る。寿命報知部２０４による報知の手段は、画像形成装置１に設けられた画面への表示、報知ランプの点灯、ユーザーが所有するデバイスへの電子メール送信、メッセージの送信等、のいずれでも構わない。
【0035】
上述した本実施例によれば、偏向ユニット１１３又は光学走査ユニット１１の交換時期を適切に報知する画像形成装置１を提供できる。
【0036】
〔実施例２〕
（定常電流値による偏向ユニット寿命検知システム）
本実施例の寿命検知システムについて説明する。本実施例は、実施例１で説明した起動時間を用いる手法ではなく、定常電流値を用いて偏向ユニット１１３の寿命を検知するものである。図８は偏向ユニット１１３が起動する際に供給される電流値の変化を示す図である。定常電流値とは、偏向ユニット１１３が定格回転数に収束した際に偏向ユニット１１３に供給される電流値であり、定常電流値測定時間における電流値の平均値を定常電流値とする。
（定常電流値による偏向ユニット寿命検知システム）
本実施例の寿命検知システムについて説明する。本実施例は、実施例１で説明した起動時間を用いる手法ではなく、定常電流値を用いて偏向ユニット１１３の寿命を検知するものである。図８は偏向ユニット１１３が起動する際に供給される電流値の変化を示す図である。定常電流値とは、偏向ユニット１１３が定格回転数に収束した際に偏向ユニット１１３に供給される電流値であり、定常電流値測定時間における電流値の平均値を定常電流値とする。
【0037】
図９は偏向ユニット１１３が起動／停止を繰り返したサイクル回数と定常電流値の変化をグラフ化した図である。起動／停止を繰り返すと、図２に示した軸受３５の摩耗、軸受オイルの減少により電流値が小さくなる。この電流値の変化が所定の閾値を超えたら偏向ユニット１１３を交換するタイミングである。
【0038】
図１０は偏向ユニット１１３の設置環境の温度と定常電流値との関係を示す図である。偏向ユニット１１３は、図２に示した軸受３５と軸３０の軸支持部に潤滑油を充填している。この潤滑油は温度により粘度が変化して、軸の回転抵抗が変化するため、定常電流値も変化する。温度が高いほど、潤滑油の粘度は低下して回転抵抗が小さくなり定常電流値は低くなる。従って、偏向ユニット１１３が設置されている空間の環境温度を検知し、定常電流値の閾値を環境温度毎に設定することが好ましい。
【0039】
環境温度毎の定常電流閾値の取得方法について説明する。画像形成装置１を製造する段階で、複数の偏向ユニット１１３において、環境温度の変化に対する定常電流値の変化を実測し、環境温度と定常電流値の関係の近似式を求める。そして、その近似式から閾値（±３～１５％）の閾値曲線を取得する。例えば２次の多項式で近似した場合、
Ｉ＝ａ ｔ２＋ｂｔ＋ｃ （式１）
Ｉｃ＝（１±α）Ｉ （式２）
Ｉ： 定常電流値
Ｉｃ： 定常電流閾値
ｔ： 環境温度
ａ，ｂ，ｃ： 係数
α： 閾値係数
となる。
Ｉ＝ａ ｔ２＋ｂｔ＋ｃ （式１）
Ｉｃ＝（１±α）Ｉ （式２）
Ｉ： 定常電流値
Ｉｃ： 定常電流閾値
ｔ： 環境温度
ａ，ｂ，ｃ： 係数
α： 閾値係数
となる。
【0040】
偏向ユニット１１３の定常電流値の個体差が大きい場合、光学走査ユニット１１を製造する工程で各偏向ユニット１１３の定常電流値を測定し、閾値曲線に補正値を加えてもよい。
【0041】
Ｉ’＝Ｉ＋ｃ’ （式３）
ｃ’： 補正値
上記のようにして求められた近似式から、各環境温度における定常電流閾値を求めることができる。
ｃ’： 補正値
上記のようにして求められた近似式から、各環境温度における定常電流閾値を求めることができる。
【0042】
本実施例の偏向ユニット１１３では、潤滑油が減少することによって定常電流値が偏向ユニット１１３の新品時よりも１５％以上小さくなると、回転軸３０と軸受３５の摩擦により軸受３５が摩耗して摩耗粉が軸受３５内に蓄積する。そして軸損失が増大し、最終的には回転軸３０が回転しなくなってしまうリスクが大きくなる。従って、定常電流閾値は、偏向ユニット１１３が新品の場合の定常電流値に対して１０～２０％低い値に設定するのが好ましい。
【0043】
図１１は本実施例における寿命検知システムのブロック図である。本実施形態のエンジンコントローラ２００は、定常電流値取得部（電流値取得部）２０５を有している。定常電流値取得部２０５は、偏向ユニット１１３の駆動に伴うモータ供給電流検知部１２０が検知する電流値を用いて定常電流値（電流値）を取得する。
【0044】
光学走査ユニット１１は、定常電流値記憶部１２１を有している。定常電流値記憶部１２１は、光学走査ユニット１１の製造工程において、定常電流値閾値（電流値閾値）を記憶する。
【0045】
光学走査ユニット１１は、温度検知部１１８を有している。温度検知部１１８は設置されている環境温度を測定する。温度検知部１１８は、偏向ユニット１１３の近くに設定されていることが好ましく、例えば、駆動基板１１３２に設けてもよい。
【0046】
寿命検知部２０３には、定常電流値閾値と環境温度との関係式がプログラムされており、各環境温度における閾値を取得する。寿命検知部２０３は、定常電流値取得部２０５で取得した定常電流値、光学走査ユニット製造工程において定常電流値記憶部１２１に記憶させた定常電流値閾値、温度検知部１１８で検知した環境温度、を用いて偏向ユニット１１３が寿命に達しているか否かを検知する。具体的には、寿命検知部２０３は、電流値記憶部１２１に記憶されている閾値と温度検知部１１８が検知した環境温度を用いて電流値閾値を取得する。そして、電流値取得部２０５が取得した電流値が、電流値閾値より低い場合、偏向ユニット１１３又は光学走査ユニット１１の寿命と交換の少なくとも一方を報知する。
【0047】
図１２を用いて、本実施例の寿命検知方法を説明する。まず、実施例１と同様の理由で、寿命検知を実行可能かどうか判断する。寿命検知実行可能と判断した場合、温度検知部１１８は環境温度を測定する。そして、寿命検知部２０３は、環境温度に対応する定常電流閾値を取得し、定常電流値取得部２０５で取得した定常電流値が閾値内であるかどうかを確認して偏向ユニットの交換要否を判定する。交換が必要な場合、寿命報知部２０４は、偏向ユニット１１３の交換時期であることをユーザーに報知して偏向ユニットの交換を促す。
【0048】
本実施例によっても偏向ユニット１１３又は光学走査ユニット１１の交換時期を適切に報知する画像形成装置１を提供できる。
【符号の説明】
【0049】
１１ 光学走査ユニット
１１３ 偏向ユニット
３０ 回転軸
３５ 軸受
１１８ 温度検知部
１１９ 起動時間記憶部
１２１ 定常電流値記憶部
２０２ 起動時間取得部
２０３ 寿命検知部
２０４ 寿命報知部
１１３ 偏向ユニット
３０ 回転軸
３５ 軸受
１１８ 温度検知部
１１９ 起動時間記憶部
１２１ 定常電流値記憶部
２０２ 起動時間取得部
２０３ 寿命検知部
２０４ 寿命報知部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】