(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】2024-11-08
(45)【発行日】2024-11-18
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 21/00 20060101AFI20241111BHJP
G03G 15/04 20060101ALI20241111BHJP
G03G 21/16 20060101ALI20241111BHJP
B41J 2/47 20060101ALI20241111BHJP
【ＦＩ】
G03G21/00 510
G03G15/04 111
G03G21/16 161
B41J2/47 101M
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020153953
(22)【出願日】2020-09-14
(65)【公開番号】P2022047906
(43)【公開日】2022-03-25
【審査請求日】2023-09-11
(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】100123559
【弁理士】
【氏名又は名称】梶 俊和
(74)【代理人】
【識別番号】100177437
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 英子
(72)【発明者】
【氏名】佐野 敦史
【審査官】河内 悠
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－０８８４１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２８４１９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１５５０７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１４５８４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２３２８０４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０３Ｇ ２１／００
Ｇ０３Ｇ １５／０４
Ｇ０３Ｇ ２１／１６
Ｂ４１Ｊ ２／４７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の像担持体及び第２の像担持体と、第１の光源及び第２の光源と、複数の反射面を有し前記第１の光源及び前記第２の光源から出射された光ビームを走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡によって第１の走査方向に走査される前記第１の光源から出射された前記光ビームを、前記第１の像担持体へと導く第１の光学部材と、前記回転多面鏡によって前記第１の走査方向とは逆の第２の走査方向に走査される前記第２の光源から出射された前記光ビームを、前記第２の像担持体へと導く第２の光学部材と、を有し、前記第１の像担持体及び前記第２の像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により形成された前記静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、
像担持ベルトと、
前記現像手段により形成された前記トナー像を前記像担持ベルトに転写する転写手段と、
前記転写手段により前記像担持ベルトに形成された前記トナー像の濃度を検知する第１の検知手段であって、記録材の搬送方向に略直交する方向における前記記録材の一方の端部に相当する位置であって前記像担持ベルトに対向する位置に配置された第１の検知手段と、
前記転写手段により前記像担持ベルトに形成された前記トナー像の濃度を検知する第２の検知手段であって、前記搬送方向に略直交する方向における前記記録材の他方の端部に相当する位置であって前記像担持ベルトに対向する位置に配置された第２の検知手段と、
を備え、記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、
前記第１の像担持体に形成されたトナー像に対応する前記像担持ベルト上の第１のトナー像を第１のタイミングにおいて前記第１の検知手段により検知した結果と前記第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおいて前記第１の検知手段により検知した結果とに基づく第１の値と、
前記第１の像担持体に形成されたトナー像に対応する前記像担持ベルト上の第２のトナー像を前記第１のタイミングにおいて前記第２の検知手段により検知した結果と前記第２のタイミングにおいて前記第２の検知手段により検知した結果とに基づく第２の値と、
前記第２の像担持体に形成されたトナー像に対応する前記像担持ベルト上の第３のトナー像を前記第１のタイミングにおいて前記第１の検知手段により検知した結果と前記第２のタイミングにおいて前記第１の検知手段により検知した結果とに基づく第３の値と、
前記第２の像担持体に形成されたトナー像に対応する前記像担持ベルト上の第４のトナー像を前記第１のタイミングにおいて前記第２の検知手段により検知した結果と前記第２のタイミングにおいて前記第２の検知手段により検知した結果とに基づく第４の値と、
に基づいて、前記露光手段の寿命を判断する判断手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記判断手段は、前記第２の値が前記第１の値よりも大きく、かつ、前記第３の値が前記第４の値よりも大きく、かつ、前記第２の値及び前記第３の値が所定の閾値よりも大きい場合に、前記回転多面鏡の前記反射面の汚れであると判断し、前記露光手段の寿命であると判断す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】
前記判断手段により前記露光手段の寿命であると判断された場合に、前記露光手段の交換を促す情報をユーザに報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２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、画像形成装置に関し、例えば、複写機やレーザビームプリンタといった電子写真技術を用いる走査光学装置の劣化状態の検知が可能なカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真技術を用いた画像形成装置に使用される走査光学装置内の回転多面鏡は高速で回転しているため、レーザ光を反射する反射面は空気中の塵や埃により汚れる。回転多面鏡の反射面において、特に回転方向先頭のエッジ部の汚れが著しく、汚れを起因として主走査方向の画像端部の濃度が低下し、画像不良となる。この反射面の汚れを検知する手段として、例えば特許文献１のように回転多面鏡の反射面で反射されたレーザ光の強さをパワー検知用の光検知素子で検知する方法がある。また、例えば特許文献２にはカラー画像形成装置に使用される対向走査型の走査光学装置の回転多面鏡の反射面が汚れた場合の画像劣化に対する走査光学装置の延命手段について提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０００－２８４１９８号公報
【文献】特開２００７－０８３７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来例では次のような課題がある。近年、画像形成装置の稼働期間を通しての安定した画質への要求が高まってきており、特に潜像形成を担う走査光学装置の機能低下は画像品質に直結する。このため、正確なタイミングで速やかに走査光学装置の劣化状態を検知することが必要となる。パワー検知用の光検知素子を用いる方法では、光検知素子が回転多面鏡の反射面の画像形成領域外で反射されるレーザ光を受光する。このため、より正確に走査光学装置の機能低下を検知するには、画像形成領域内に相当する反射面の汚れを検知することが必要となる。また、画像形成装置にレーザ光を検知するための光検知素子を備える必要もある。
【0005】
次に回転多面鏡の反射面の汚れによる画像濃度の低下を生じにくくする技術として、予め複数のシェーディング補正データ記憶しておき、任意のシェーディング補正データを選択する技術が提案されている。しかし、この技術は走査光学装置に起因する画像劣化の延命は可能であるものの、いずれは画像劣化を引き起こすため、印刷枚数が多い長寿命の画像形成装置では走査光学装置の交換が必要になる。
【0006】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、専用の光学検知素子を使用せず、容易な方法で走査光学装置の回転多面鏡の汚れを精度よく検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
（１）第１の像担持体及び第２の像担持体と、第１の光源及び第２の光源と、複数の反射面を有し前記第１の光源及び前記第２の光源から出射された光ビームを走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡によって第１の走査方向に走査される前記第１の光源から出射された前記光ビームを、前記第１の像担持体へと導く第１の光学部材と、前記回転多面鏡によって前記第１の走査方向とは逆の第２の走査方向に走査される前記第２の光源から出射された前記光ビームを、前記第２の像担持体へと導く第２の光学部材と、を有し、前記第１の像担持体及び前記第２の像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段により形成された前記静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、像担持ベルトと、前記現像手段により形成された前記トナー像を前記像担持ベルトに転写する転写手段と、前記転写手段により前記像担持ベルトに形成された前記トナー像の濃度を検知する第１の検知手段であって、記録材の搬送方向に略直交する方向における前記記録材の一方の端部に相当する位置であって前記像担持ベルトに対向する位置に配置された第１の検知手段と、前記転写手段により前記像担持ベルトに形成された前記トナー像の濃度を検知する第２の検知手段であって、前記搬送方向に略直交する方向における前記記録材の他方の端部に相当する位置であって前記像担持ベルトに対向する位置に配置された第２の検知手段と、を備え、記録材に画像形成を行う画像形成装置であって、前記第１の像担持体に形成されたトナー像に対応する前記像担持ベルト上の第１のトナー像を第１のタイミングにおいて前記第１の検知手段により検知した結果と前記第１のタイミングよりも後の第２のタイミングにおいて前記第１の検知手段により検知した結果とに基づく第１の値と、前記第１の像担持体に形成されたトナー像に対応する前記像担持ベルト上の第２のトナー像を前記第１のタイミングにおいて前記第２の検知手段により検知した結果と前記第２のタイミングにおいて前記第２の検知手段により検知した結果とに基づく第２の値と、前記第２の像担持体に形成されたトナー像に対応する前記像担持ベルト上の第３のトナー像を前記第１のタイミングにおいて前記第１の検知手段により検知した結果と前記第２のタイミングにおいて前記第１の検知手段により検知した結果とに基づく第３の値と、前記第２の像担持体に形成されたトナー像に対応する前記像担持ベルト上の第４のトナー像を前記第１のタイミングにおいて前記第２の検知手段により検知した結果と前記第２のタイミングにおいて前記第２の検知手段により検知した結果とに基づく第４の値と、に基づいて、前記露光手段の寿命を判断する判断手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、専用の光学検知素子を使用せず、容易な方法で走査光学装置の回転多面鏡の汚れを精度よく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施例の画像形成装置を説明する図
【図2】実施例の走査光学装置の構成を説明する斜視図
【図4】実施例の回転多面鏡の反射面の汚れを説明する図
【図5】実施例の感光ドラム上のレーザ光量を示す図
【図6】実施例の濃度検知実行から検知結果の記憶までの処理を示すフローチャート
【図7】実施例の中間転写ベルト上の濃度検知の説明図、濃度検知結果の説明図
【図8】実施例の初期濃度と通紙後の濃度の検知結果の説明図
【図9】実施例の濃度検知実行から寿命判断までの処理を示すフローチャート
【図10】他の実施例の走査光学装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。
【実施例】
【0011】
（カラー画像形成装置）
図１は本実施例の走査光学装置３を内包する画像形成装置１００の構成を示す断面説明図である。画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の現像剤（トナー）を備え、記録材１０上にトナー像を形成する電子写真方式のカラー画像形成装置である。なお、以下の説明において、特定の色に対応する部材を指す場合を除き、添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。帯電手段である帯電ローラ２により一様に帯電された像担持体である感光ドラム１の表面には光ビームであるレーザ光Ｌが照射される。レーザ光Ｌは、画像データ入力部（不図示）から入力された画像データに基づいて、露光手段である走査光学装置３が有する、各色に対応した光源（不図示）から出射される。これにより感光ドラム１の表面に静電潜像が形成される。感光ドラム１の表面に形成された静電潜像に対して現像手段である現像装置４内の現像ローラ６から各色のトナーが供給されて現像され、各感光ドラム１の表面に各色のトナー像が形成される。感光ドラム１に対向して像担持ベルトである中間転写ベルト８が張架して配置されている。各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に形成された各色のトナー像は中間転写ベルト８の外周面に順次、重畳して転写され、カラーのトナー像となる（以下、１次転写という）。１次転写は、中間転写ベルト８の内周面側に配置された１次転写手段である１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに１次転写電圧が印加されることにより行われる。
図１は本実施例の走査光学装置３を内包する画像形成装置１００の構成を示す断面説明図である。画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の現像剤（トナー）を備え、記録材１０上にトナー像を形成する電子写真方式のカラー画像形成装置である。なお、以下の説明において、特定の色に対応する部材を指す場合を除き、添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。帯電手段である帯電ローラ２により一様に帯電された像担持体である感光ドラム１の表面には光ビームであるレーザ光Ｌが照射される。レーザ光Ｌは、画像データ入力部（不図示）から入力された画像データに基づいて、露光手段である走査光学装置３が有する、各色に対応した光源（不図示）から出射される。これにより感光ドラム１の表面に静電潜像が形成される。感光ドラム１の表面に形成された静電潜像に対して現像手段である現像装置４内の現像ローラ６から各色のトナーが供給されて現像され、各感光ドラム１の表面に各色のトナー像が形成される。感光ドラム１に対向して像担持ベルトである中間転写ベルト８が張架して配置されている。各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に形成された各色のトナー像は中間転写ベルト８の外周面に順次、重畳して転写され、カラーのトナー像となる（以下、１次転写という）。１次転写は、中間転写ベルト８の内周面側に配置された１次転写手段である１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに１次転写電圧が印加されることにより行われる。
【0012】
一方、給送カセット９には記録材１０が積載されており、記録材１０は、給送ローラ１１により搬送路へと給送された後、搬送ローラ１２により搬送される。その後、記録材１０は、所定のタイミングで、中間転写ベルト８と２次転写手段である２次転写ローラ１３とのニップ部である２次転写部１４へ搬送される。そして、２次転写ローラ１３に２次転写電圧が印加されることで、中間転写ベルト８の外周面上のカラーのトナー像が記録材１０に転写される（以下、２次転写という）。その後、記録材１０は、２次転写部１４の２次転写ローラ１３と中間転写ベルト８とに挟持搬送されて、定着手段である定着装置１５に送られる。記録材１０は、定着装置１５により加熱及び加圧されて未定着のトナー像が定着され、排出ローラ１６によって画像形成装置１００外に搬送される。画像形成装置１００は、制御手段である制御部２００を備えている。制御部２００は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有しており、ＲＯＭに記憶されている各種のプログラムを読み出し、ＲＡＭを作業領域として使用しながら読み出したプログラムを実行することで、画像形成に関する各種の処理を制御している。なお、画像形成装置１００は、後述する検知手段である濃度センサ（図１には不図示）を少なくとも２つ備えている。
【0013】
（走査光学装置）
図２、図３は、走査光学装置３の全体構成を説明する図である。図２は、本実施例の走査光学装置３の内部を示す斜視図（カバー部材は不図示）である。図３は、走査光学系について説明するための要部説明図であり、図２におけるＡ－Ａ断面図である。走査光学装置３は、イエローに対応する静電潜像を形成するための第１の光源である半導体レーザ３０Ｙ、マゼンタに対応する静電潜像を形成するための半導体レーザ３０Ｍを有している。さらに走査光学装置３は、シアンに対応する静電潜像を形成するための半導体レーザ３０Ｃ、ブラックに対応する静電潜像を形成するための第２の光源である半導体レーザ３０Ｋを有している。符号の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはこれまでと同様に省略する場合もある。回路基板３５ａは、半導体レーザ３０Ｙ、３０Ｍを駆動するための各種の素子が実装された基板である。回路基板３５ｂは、半導体レーザ３０Ｃ、３０Ｋを駆動するための各種の素子が実装された基板である。回路基板３５ａ、３５ｂによって駆動制御される半導体レーザ３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋからは、発散光のレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫがそれぞれ出射される。各レーザ光Ｌは、各コリメータレンズ３１によって平行光化されたレーザ光束に変換される。レーザ光ＬＹ、ＬＭは、シリンドリカルレンズ３２ａを透過することによって、副走査方向にのみ収束され、レーザ光ＬＣ、ＬＫは、シリンドリカルレンズ３２ｂを透過することによって、副走査方向にのみ収束される。ここで副走査方向とは感光ドラム１の回転方向をいう。その後、各レーザ光Ｌは回転多面鏡３３の反射面上に線像として結像する。なお、本実施例では、回転多面鏡３３は例えば４つの反射面を有する。なお、回転多面鏡３３は複数の反射面を有していればよく、他の面数の反射面を有していてもよい。
図２、図３は、走査光学装置３の全体構成を説明する図である。図２は、本実施例の走査光学装置３の内部を示す斜視図（カバー部材は不図示）である。図３は、走査光学系について説明するための要部説明図であり、図２におけるＡ－Ａ断面図である。走査光学装置３は、イエローに対応する静電潜像を形成するための第１の光源である半導体レーザ３０Ｙ、マゼンタに対応する静電潜像を形成するための半導体レーザ３０Ｍを有している。さらに走査光学装置３は、シアンに対応する静電潜像を形成するための半導体レーザ３０Ｃ、ブラックに対応する静電潜像を形成するための第２の光源である半導体レーザ３０Ｋを有している。符号の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはこれまでと同様に省略する場合もある。回路基板３５ａは、半導体レーザ３０Ｙ、３０Ｍを駆動するための各種の素子が実装された基板である。回路基板３５ｂは、半導体レーザ３０Ｃ、３０Ｋを駆動するための各種の素子が実装された基板である。回路基板３５ａ、３５ｂによって駆動制御される半導体レーザ３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋからは、発散光のレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫがそれぞれ出射される。各レーザ光Ｌは、各コリメータレンズ３１によって平行光化されたレーザ光束に変換される。レーザ光ＬＹ、ＬＭは、シリンドリカルレンズ３２ａを透過することによって、副走査方向にのみ収束され、レーザ光ＬＣ、ＬＫは、シリンドリカルレンズ３２ｂを透過することによって、副走査方向にのみ収束される。ここで副走査方向とは感光ドラム１の回転方向をいう。その後、各レーザ光Ｌは回転多面鏡３３の反射面上に線像として結像する。なお、本実施例では、回転多面鏡３３は例えば４つの反射面を有する。なお、回転多面鏡３３は複数の反射面を有していればよく、他の面数の反射面を有していてもよい。
【0014】
次に走査光学系について図２、図３を用いて説明する。回転多面鏡３３はスキャナモータ３４によって回転駆動され、レーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫをそれぞれ偏向する。回転多面鏡３３によって偏向されたレーザ光ＬＹ、ＬＭは、第１の走査レンズ３６ａを透過する。その後、レーザ光ＬＹは第２の走査レンズ３７ｂを透過し、折り返しミラー３８ｃで反射された後、感光ドラム１Ｙにスポット像として結像する。一方、レーザ光ＬＭは、折り返しミラー３８ｂで反射された後、第２の走査レンズ３７ａを透過し、折り返しミラー３８ａで反射され、感光ドラム１Ｍにスポット像として結像する。同様に、レーザ光ＬＫ、ＬＣは、第１の走査レンズ３６ｂを透過する。その後、レーザ光ＬＫは第２の走査レンズ３７ｄを透過し、折り返しミラー３８ｆで反射された後、感光ドラム１Ｋにスポット像として結像する。一方、レーザ光ＬＣは、折り返しミラー３８ｅで反射された後、第２の走査レンズ３７ｃを透過し、折り返しミラー３８ｄで反射され、感光ドラム１Ｃにスポット像として結像する。
【0015】
また、レーザ光ＬＹ、ＬＭが回転多面鏡３３で偏向される方向は、図２に示した第１の走査方向である矢印Ｓ１方向である。一方、レーザ光ＬＣ、ＬＫが回転多面鏡３３で偏向される方向は、図２に示した矢印Ｓ１とは逆の方向の第２の走査方向である矢印Ｓ２方向である。矢印Ｓ１、Ｓ２の方向を主走査方向ともいい、主走査方向は副走査方向に略直交する方向である。すなわち、回転多面鏡３３は、図２の上（カバー部材（不図示）によって閉塞される筐体の開口側）から見たときに、時計回り方向に回転する。走査光学装置３は回転多面鏡３３を挟んで、図３で示す場合、左右に走査光学系を有するいわゆる対面走査光学系である。便宜上、レーザ光ＬＹ、ＬＭが偏向走査されるときに寄与する第１の光学部材である光学系を第１の走査光学系、レーザ光ＬＣ、ＬＫが偏向走査されるときに寄与する第２の光学部材である光学系を第２の走査光学系という。画像形成装置１００はこのような走査光学系により、４つの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に走査光を導いて画像記録を行っている。
【0016】
（回転多面鏡の反射面の汚れについて）
次に図４、図５を用いて画像形成装置１００の稼働、言い換えれば走査光学装置３の使用が進んだときの回転多面鏡３３の反射面の状態と、そのときのレーザ光Ｌの感光ドラム１上のレーザ光量について説明する。図４は回転多面鏡３３の反射面３３ａの汚れの様子を表している。回転多面鏡３３は、約４００００ｒｐｍの高速で回転しているため、空気中に浮遊する埃や塵などにより反射面３３ａが汚れる。特に、各反射面３３ａの回転方向の下流側（図４で示す反射面３３ａの左側）は、反射面３３ａの角部の影になるため負圧となり埃や塵を巻き込み易い。そのため、反射面３３ａの他の領域、すなわち回転方向の下流側を除く領域（回転方向の上流側（右側）や中央部）よりも汚れ易い。
次に図４、図５を用いて画像形成装置１００の稼働、言い換えれば走査光学装置３の使用が進んだときの回転多面鏡３３の反射面の状態と、そのときのレーザ光Ｌの感光ドラム１上のレーザ光量について説明する。図４は回転多面鏡３３の反射面３３ａの汚れの様子を表している。回転多面鏡３３は、約４００００ｒｐｍの高速で回転しているため、空気中に浮遊する埃や塵などにより反射面３３ａが汚れる。特に、各反射面３３ａの回転方向の下流側（図４で示す反射面３３ａの左側）は、反射面３３ａの角部の影になるため負圧となり埃や塵を巻き込み易い。そのため、反射面３３ａの他の領域、すなわち回転方向の下流側を除く領域（回転方向の上流側（右側）や中央部）よりも汚れ易い。
【0017】
図５は、横軸に感光ドラム１上の主走査方向における位置（像高ともいう）（ｍｍ）を示し、縦軸に第１のタイミングである初期のレーザ光量に対する、第２のタイミングである所定の時期におけるレーザ光量の比を示す。なお、感光ドラム１の像高について、プラス側は記録材１０の右側に対応し、マイナス側は記録材１０の左側に対応している。初期に対して感光ドラム１上のレーザ光量が低下していなければ、縦軸は「１．０」を示し、レーザ光量が低下するほど縦軸の値は小さくなる。図５（ａ）は第１の走査光学系の第１の像担持体である感光ドラム１Ｙでのレーザ光量比を示し、（ｂ）は第２の走査光学系の第２の像担持体である感光ドラム１Ｋのレーザ光量比を示す。
【0018】
各グラフにおいて、反射面３３ａの汚れた箇所に相当する側の像高において、レーザ光量比が低下していることがわかる。すなわち、（ａ）では反射面３３ａの汚れた箇所に相当するプラス側の像高（記録材１０の右端に相当）の感光ドラム１Ｙ面上のレーザ光量が初期に対して低下している。（ｂ）では反射面３３ａの汚れた箇所に相当するマイナス側の像高（記録材１０の左端に相当）の感光ドラム１Ｋ面上のレーザ光量が初期に対して低下している。ともに、レーザ光Ｌの書き出し側の像高の光量低下が大きい。なお、記録材１０の左端とは、搬送方向に略直交する方向における一方の端部であり、右端とは、搬送方向に略直交する方向における他方の端部である。
【0019】
本実施例の走査光学装置３のように、回転多面鏡３３を挟んで左右に走査光学系を有する場合、次のような特徴がある。すなわち、図４のように反射面３３ａが汚れたときの感光ドラム１上のレーザ光量の低下の最大の特徴は、図５に示すように左右の走査光学系で、光量の大きく低下する像高が逆転することである。これは反射面３３ａが汚れている回転多面鏡３３を、左右の走査光学系で共有しているからである。また、イエローと同じ第１の走査光学系を用いるマゼンタ、ブラックと同じ第２の走査光学系を用いるシアンも、それぞれの走査光学系と同じ像高側のレーザ光量が初期に対して大きく低下する。具体的には、マゼンタではイエローと同様にプラス側の像高において初期に対するレーザ光量の低下が大きくなる。シアンではブラックと同様にマイナス側の像高において初期に対するレーザ光量の低下が大きくなる。
【0020】
（濃度センサによる濃度検知と検知結果）
続いて図６～図９を用いて対面走査光学系の走査光学装置３の劣化状態の検知について説明する。劣化状態の検知は、専用の光学検知素子を用いず、画像形成装置１００ならば画像の濃度を補正するために搭載されている、少なくとも２つの濃度検知手段から得られる画像濃度結果を比較することによって行う。
続いて図６～図９を用いて対面走査光学系の走査光学装置３の劣化状態の検知について説明する。劣化状態の検知は、専用の光学検知素子を用いず、画像形成装置１００ならば画像の濃度を補正するために搭載されている、少なくとも２つの濃度検知手段から得られる画像濃度結果を比較することによって行う。
【0021】
まず、図６、図７を用いて画像濃度検知について説明する。図６は濃度検知実行から検知結果の記憶までの処理を示すフローチャート、図７（ａ）は濃度検知に関する説明図、図７（ｂ）は濃度検知結果の一例の説明図である。図６において、濃度検知が実行されると、制御部２００は、ステップ（以下、Ｓとする）１以降の処理を実行する。Ｓ１で制御部２００は、中間転写ベルト８の駆動モータ（不図示）により、図７（ａ）に示すように矢印Ｂ方向に中間転写ベルト８を回動させる。これにより、移動する中間転写ベルト８上（像担持ベルト上）に、図１で説明した１次転写までの動作により各色の濃度を検知するためのパターン（以下、濃度検知パターンという）ＰＬ、ＰＲが形成される。なお、濃度検知パターンに関する情報は、例えば制御部２００が有するＲＯＭ等に予め記憶され、制御部２００はＲＯＭから読み出した情報に基づいて中間転写ベルト８上に濃度検知パターンを形成するものとする。なお、濃度検知パターンＰＬのＹは第１のトナー像に相当し、濃度検知パターンＰＲのＹは第２のトナー像に相当する。濃度検知パターンＰＬのＫは第３のトナー像に相当し、濃度検知パターンＰＲのＫは第４のトナー像に相当する。
【0022】
図７（ａ）に示すように、各色の濃度検知パターンＰＬ、ＰＲは、中間転写ベルト８の両端部（移動方向（矢印Ｂ方向）に略平行な２つの端部）に移動方向に沿って形成される。また、移動方向の先頭からイエローの濃度検知パターン１～１０、マゼンタの濃度検知パターン１～１０、シアンの濃度検知パターン１～１０、ブラックの濃度検知パターン１～１０の順に形成される。図７（ａ）の左側の濃度検知パターンを総称して濃度検知パターンＰＬ、右側の濃度検知パターンを総称して濃度検知パターンＰＲとしている。濃度検知パターンＰＬ、ＰＲは、例えば各色の濃度検知パターン１の濃度をもっとも薄くし、各色の濃度検知パターン１０でベタ濃度になるように、１から１０に向かって徐々に濃度が濃くなるよう出力されている。
【0023】
ここで、中間転写ベルト８の濃度検知パターンＰＬに対向するように第１の検知手段である濃度センサ３９Ｌが配置されており、中間転写ベルト８の濃度検知パターンＰＲに対向するように第２の検知手段である濃度センサ３９Ｒが配置されている。濃度センサ３９Ｌ、３９Ｒを総称して濃度センサ３９ともいう。ここで、中間転写ベルト８の両端部は、記録材１０の搬送方向に直交する方向の両端部に対応している。すなわち、濃度センサ３９Ｌ、３９Ｒは、それぞれ、記録材１０の印刷領域内における左端近傍、右端近傍に相当する位置に配置されていることになる。濃度センサ３９Ｌ、３９Ｒは、例えば発光素子及び受光素子を有している。発光素子から照射された光は濃度検知パターンＰＬ、ＰＲ又は中間転写ベルト８によって反射され、反射された光は受光素子によって受光される。濃度センサ３９Ｌ、３９Ｒは、受光した光量に応じた電圧（以下、検知結果という）を制御部２００に出力する。なお、濃度センサ３９Ｌ、３９Ｒの構成は他の構成であってもよい。また、濃度検知パターンの構成も他の構成であってもよい。
【0024】
図６の説明に戻る。Ｓ２で制御部２００は、濃度センサ３９Ｌ、３９Ｒによって濃度検知パターンＰＬ、ＰＲを検知する。ここで、濃度検知パターンＰＬは、濃度センサ３９Ｌを通過する際に濃度センサ３９Ｌによって各色の濃度が検知される。濃度検知パターンＰＲは、濃度センサ３９Ｒを通過する際に濃度センサ３９Ｒによって各色の濃度が検知される。Ｓ３で制御部２００は、Ｓ２で得られた中間転写ベルト８上の１０段階の各色の濃度（以下、画像濃度ともいう）の検知結果とそれらに対応する画像データ濃度とを、各色分、ＲＡＭ等の記憶部に保存し、処理を終了する。また、保存するデータとしては、図７（ｂ）に示すような横軸に１０段階の画像データ濃度、縦軸に画像データ濃度に対応する濃度センサ３９によって得られた画像濃度の検知結果をプロットしたときのグラフを１次式に近似した場合の傾きの値でもよい。傾きの値であれば記憶部に保存するデータ数を減らすことができるため記憶部の記憶領域を圧迫しない。
【0025】
走査光学装置３の回転多面鏡３３の汚れによる劣化状態を検知するには、回転多面鏡３３が汚れていない状態の画像濃度の検知結果を初期データとして予め記憶部に記憶しておく必要がある。初期データは、例えば工場出荷時や画像形成装置１００のユーザの使用場所への設置時、走査光学装置３の交換時など、走査光学装置３の稼働が少ない状態での検知結果を記憶部に記憶しておけばよい。
【0026】
（走査光学装置の劣化状態の検知と寿命について）
続いて、２つの濃度センサ３９Ｌ、３９Ｒから得られる検知結果（以下、濃度データという）の比較、及び走査光学装置３の寿命の判断について図８、図９を用いて説明する。図８は濃度の初期データと、走査光学装置３の使用が進み回転多面鏡３３の反射面３３ａが汚れたときの濃度データとの違いを説明するグラフである。図９は走査光学装置３の寿命判断処理を示すフローチャートである。図８（ａ）は濃度検知パターンＰＬ（左端）中のイエローのパターンの濃度センサ３９Ｌによる濃度の検知結果を示すグラフであり、横軸に画像データ濃度を示し、縦軸に検知結果を示す。図８（ｂ）は濃度検知パターンＰＲ（右端）中のイエローのパターンの濃度センサ３９Ｒによる濃度の検知結果を示すグラフであり、横軸に画像データ濃度を示し、縦軸に検知結果を示す。図８（ｃ）は濃度検知パターンＰＬ（左端）中のブラックのパターンの濃度センサ３９Ｌによる濃度の検知結果を示すグラフであり、横軸に画像データ濃度を示し、縦軸に検知結果を示す。図８（ｄ）は濃度検知パターンＰＲ（右端）中のブラックのパターンの濃度センサ３９Ｒによる濃度の検知結果を示すグラフであり、横軸に画像データ濃度を示し、縦軸に検知結果を示す。いずれも、破線は初期データ、実線は走査光学装置３の使用が進み回転多面鏡３３の反射面３３ａが汚れたとき（以下、通紙後という）のデータ（以下、通紙後データという）を示している。
続いて、２つの濃度センサ３９Ｌ、３９Ｒから得られる検知結果（以下、濃度データという）の比較、及び走査光学装置３の寿命の判断について図８、図９を用いて説明する。図８は濃度の初期データと、走査光学装置３の使用が進み回転多面鏡３３の反射面３３ａが汚れたときの濃度データとの違いを説明するグラフである。図９は走査光学装置３の寿命判断処理を示すフローチャートである。図８（ａ）は濃度検知パターンＰＬ（左端）中のイエローのパターンの濃度センサ３９Ｌによる濃度の検知結果を示すグラフであり、横軸に画像データ濃度を示し、縦軸に検知結果を示す。図８（ｂ）は濃度検知パターンＰＲ（右端）中のイエローのパターンの濃度センサ３９Ｒによる濃度の検知結果を示すグラフであり、横軸に画像データ濃度を示し、縦軸に検知結果を示す。図８（ｃ）は濃度検知パターンＰＬ（左端）中のブラックのパターンの濃度センサ３９Ｌによる濃度の検知結果を示すグラフであり、横軸に画像データ濃度を示し、縦軸に検知結果を示す。図８（ｄ）は濃度検知パターンＰＲ（右端）中のブラックのパターンの濃度センサ３９Ｒによる濃度の検知結果を示すグラフであり、横軸に画像データ濃度を示し、縦軸に検知結果を示す。いずれも、破線は初期データ、実線は走査光学装置３の使用が進み回転多面鏡３３の反射面３３ａが汚れたとき（以下、通紙後という）のデータ（以下、通紙後データという）を示している。
【0027】
図８において、走査光学装置３の使用が進むと回転多面鏡３３の反射面３３ａが汚れる。このため、画像濃度データ（横軸）に対し実際の画像濃度（縦軸）は薄くなり小さい値となって検知される。そのため、通紙後データ（実線）は、初期データ（破線）の下側にプロットされる。言い換えれば、初期データの傾きよりも通紙後データの傾きは小さくなる。ここで、初期に対して、通紙後の濃度の低下率（以下、濃度低下率という）を定義する。図８（ａ）において、例えば、画像データ濃度（横軸）が５のときの初期の検知結果をＤｓ、通紙後の検知結果をＤｅとする。このとき、濃度低下率は（（Ｄｓ－Ｄｅ）／Ｄｓ）×１００（単位％）と表す。濃度低下率の数字が大きいほど初期に対して濃度が低下している、すなわち、走査光学装置３が劣化した状態となっていることを表している。例えば、Ｄｓ＝５とすると、初期では、Ｄｅ＝Ｄｓであり、濃度低下率は０％、通紙後例えばＤｓ＝２とすると濃度低下率は６０％となる。
【0028】
また、図８（ａ）と図８（ｂ）を比較すると、（ｂ）の方が（ａ）よりも濃度低下率が大きいことがグラフからわかる。言い換えれば、Ｄｓに対してＤｅの下がり幅が（ｂ）のほうが（ａ）よりも大きい。これは、図５（ａ）で説明したように、回転多面鏡３３の反射面３３ａの回転方向側が汚れ易いため、イエローは記録材１０の左端よりも右端側の光量がより低下するからである。同様の理由により、ブラックの濃度低下率はイエローと異なり（逆になる）記録材１０の左端側のほうが大きい（図８（ｃ））。この関係、つまり第１の走査光学系（イエロー）と第２の走査光学系（ブラック）では濃度低下率の大きい像高が逆になる（左右が逆になる）ことが、対面走査光学系の大きな特徴である。
【0029】
（走査光学装置の劣化状態の検知処理）
続いて図９のフローチャートを用いて走査光学装置３の寿命の判断について説明する。図９に示す走査光学装置３の寿命を判断する処理は、中間転写ベルト８に濃度検知パターンＰＬ、ＰＲを形成するため、記録材１０への画像形成が行われていない第１のタイミングよりも後の第２のタイミングで実行される。説明に先立ち、上述で説明した各色、各濃度センサ３９での濃度低下率について、以下のように定義する。
Ｄ１Ｌ：第１の走査光学系（Ｙ、Ｍ）の左端側（濃度センサ３９Ｌ）の濃度低下率
Ｄ１Ｒ：第１の走査光学系（Ｙ、Ｍ）の右端側（濃度センサ３９Ｒ）の濃度低下率
Ｄ２Ｌ：第２の走査光学系（Ｋ、Ｃ）の左端側（濃度センサ３９Ｌ）の濃度低下率
Ｄ２Ｒ：第２の走査光学系（Ｋ、Ｃ）の右端側（濃度センサ３９Ｒ）の濃度低下率
続いて図９のフローチャートを用いて走査光学装置３の寿命の判断について説明する。図９に示す走査光学装置３の寿命を判断する処理は、中間転写ベルト８に濃度検知パターンＰＬ、ＰＲを形成するため、記録材１０への画像形成が行われていない第１のタイミングよりも後の第２のタイミングで実行される。説明に先立ち、上述で説明した各色、各濃度センサ３９での濃度低下率について、以下のように定義する。
Ｄ１Ｌ：第１の走査光学系（Ｙ、Ｍ）の左端側（濃度センサ３９Ｌ）の濃度低下率
Ｄ１Ｒ：第１の走査光学系（Ｙ、Ｍ）の右端側（濃度センサ３９Ｒ）の濃度低下率
Ｄ２Ｌ：第２の走査光学系（Ｋ、Ｃ）の左端側（濃度センサ３９Ｌ）の濃度低下率
Ｄ２Ｒ：第２の走査光学系（Ｋ、Ｃ）の右端側（濃度センサ３９Ｒ）の濃度低下率
【0030】
図９において、Ｓ１～Ｓ３までは図６のＳ１～Ｓ３と同様の処理であるため説明を省略し、Ｓ４と一点鎖線で囲んだ比較部における各濃度低下率の比較について説明する。また、制御部２００は、上述した初期のタイミングで濃度検知パターンＰＬ、ＰＲを濃度センサ３９Ｌ、３９Ｒによって検知し、検知結果を記憶部に記憶しているものとする。Ｓ４で制御部２００は、予め記憶部に記憶されている初期の濃度の検知結果と、Ｓ１からＳ３で検知した今回の濃度の検知結果とを比較する。制御部２００は、初期に対する今回の濃度低下率Ｄ１Ｌ（第１の値）、Ｄ１Ｒ（第２の値）、Ｄ２Ｌ（第３の値）、Ｄ２Ｒ（第４の値）を算出する。
【0031】
Ｓ５で制御部２００は、第１の走査光学系の左端の濃度低下率Ｄ１Ｌが第１の走査光学系の右端の濃度低下率Ｄ１Ｒよりも大きく、かつ、第２の走査光学系の左端の濃度低下率Ｄ２Ｌが第２の走査光学系の右端の濃度低下率Ｄ２Ｒよりも小さいか否かを判断する。Ｓ５で制御部２００は、Ｄ１Ｌ＞Ｄ１ＲかつＤ２Ｌ＜Ｄ２Ｒであると判断した場合、処理をＳ６に進め、Ｄ１Ｌ＞Ｄ１ＲかつＤ２Ｌ＜Ｄ２Ｒではないと判断した場合、処理をＳ７に進める。Ｓ６で制御部２００は、Ｓ５で大きくなった方の濃度低下率Ｄ１Ｌ、Ｄ２Ｒのいずれか一方が、寿命と判断する所定の閾値である濃度低下率ＲＥＦよりも大きいか否かを判断する。Ｓ６で制御部２００は、Ｄ１Ｌ、Ｄ２Ｒのいずれか一方がＲＥＦよりも大きいと判断した場合、処理をＳ９に進め、Ｄ１Ｌ、Ｄ２ＲともにＲＥＦ以下である判断した場合、処理をＳ１０に進める。Ｓ９で制御部２００は、走査光学装置３の寿命であると判断し処理を終了する。Ｓ１０で制御部２００は、走査光学装置３の寿命と判断せず、走査光学装置３を継続して稼働させ、処理を終了する。
【0032】
Ｓ７で制御部２００は、第１の走査光学系の左端の濃度低下率Ｄ１Ｌが第１の走査光学系の右端の濃度低下率Ｄ１Ｒよりも小さく、かつ、第２の走査光学系の左端の濃度低下率Ｄ２Ｌが第２の走査光学系の右端の濃度低下率Ｄ２Ｒよりも大きいか否かを判断する。Ｓ７で制御部２００は、Ｄ１Ｌ＜Ｄ１ＲかつＤ２Ｌ＞Ｄ２Ｒであると判断した場合、処理をＳ８に進め、Ｄ１Ｌ＜Ｄ１ＲかつＤ２Ｌ＞Ｄ２Ｒではないと判断した場合、処理をＳ１１に進める。Ｓ１１で制御部２００は、回転多面鏡３３の反射面３３ａの汚れによる濃度低下とは合致しないため、走査光学装置３の寿命とは判断せず、走査光学装置３を継続して稼働させ、処理を終了する。
【0033】
Ｓ８で制御部２００は、Ｓ７で大きくなった方の濃度低下率Ｄ１Ｒ、Ｄ２Ｌのいずれか一方が、寿命と判断する濃度低下率ＲＥＦよりも大きいか否かを判断する。Ｓ８でＤ１Ｒ、Ｄ２Ｌのいずれか一方がＲＥＦよりも大きいと判断した場合、処理をＳ１２に進め、Ｄ１Ｒ、Ｄ２ＬともにＲＥＦ以下であると判断した場合、処理をＳ１１に進める。Ｓ１２で制御部２００は、回転多面鏡３３の反射面３３ａの汚れによる濃度低下であると判断し、走査光学装置３の寿命であると判断して、処理を終了する。制御部２００は、走査光学装置３の寿命を判断する判断手段としても機能する。なお本実施例では、濃度低下率ＲＥＦの値は例えば３０％を設定している。濃度低下率ＲＥＦの値は、例えば、回転多面鏡３３の反射面３３ａの汚れについて、濃度低下率がその値以上に低下すると、記録材１０に形成される画像の品質が損なわれるような値に設定することが考えられる。なお、本実施例では、Ｓ６の濃度低下率ＲＥＦとＳ８の濃度低下率ＲＥＦとを同じ値としたが、異なる値にしてもよい。また、制御部２００は、Ｓ６及びＳ８の判断処理において、濃度低下率が２つともＲＥＦより大きくなったと判断した場合に寿命と判断してもよい。本実施例の制御部２００は、以上の処理により走査光学装置３の寿命を判断している。走査光学装置３の寿命と判断された場合は、ユーザに走査光学装置３の交換を促す情報を例えば画像形成装置１００が有する報知手段である操作パネル（不図示）上に表示してもよい。以上のように、画像形成装置に使用される走査光学装置の回転多面鏡の汚れによる劣化状態の検知を、専用の光学検知素子を用いず、少なくとも２つの画像濃度検知手段の結果を比較することで、容易な手段で正確に行うことが可能となる。
【0034】
（他の実施例）
本実施例では１つの回転多面鏡３３で４色分のレーザ光Ｌを走査している。しかし、例えば図１０の示すように、１つの回転多面鏡３３で２色分のレーザ光を走査する形態を２セット有する走査光学装置４０でも同様の寿命の判断が可能である。図１０において図２、図３の走査光学装置３と同様の機能を有する部位には同様の符号を記す。この場合は、イエローとシアンが第１の走査光学系、マゼンタとブラックが第２の走査光学系となる。
なお、本実施例では濃度低下率の算出に特定の画像データ「５」での検知結果を用いたが、これに限定するものではない。
また、濃度低下率として図８でプロットしたグラフの傾きから濃度低下率を算出しても寿命の判断は可能である。傾きから算出する場合は、初期の傾きをＤｓ’、通紙後の傾きをＤｅ’としたときに、濃度低下率は（（Ｄｓ’－Ｄｅ’）／Ｄｓ’）×１００（単位％）となる。
以上説明したように、本実施例によれば、専用の光学素子を用いずに、カラーの画像形成装置に使用される走査光学装置の回転多面鏡の汚れによる劣化状態を検知することができる。本実施例では、画像印刷領域内に配置された少なくとも２つの画像濃度を検知する濃度センサの結果を比較することで、容易な手段で正確に行い、走査光学装置の寿命を判断することができる。以上、本実施例によれば、専用の光学検知素子を使用せず、容易な方法で走査光学装置の回転多面鏡の汚れを精度よく検知することができる。
本実施例では１つの回転多面鏡３３で４色分のレーザ光Ｌを走査している。しかし、例えば図１０の示すように、１つの回転多面鏡３３で２色分のレーザ光を走査する形態を２セット有する走査光学装置４０でも同様の寿命の判断が可能である。図１０において図２、図３の走査光学装置３と同様の機能を有する部位には同様の符号を記す。この場合は、イエローとシアンが第１の走査光学系、マゼンタとブラックが第２の走査光学系となる。
なお、本実施例では濃度低下率の算出に特定の画像データ「５」での検知結果を用いたが、これに限定するものではない。
また、濃度低下率として図８でプロットしたグラフの傾きから濃度低下率を算出しても寿命の判断は可能である。傾きから算出する場合は、初期の傾きをＤｓ’、通紙後の傾きをＤｅ’としたときに、濃度低下率は（（Ｄｓ’－Ｄｅ’）／Ｄｓ’）×１００（単位％）となる。
以上説明したように、本実施例によれば、専用の光学素子を用いずに、カラーの画像形成装置に使用される走査光学装置の回転多面鏡の汚れによる劣化状態を検知することができる。本実施例では、画像印刷領域内に配置された少なくとも２つの画像濃度を検知する濃度センサの結果を比較することで、容易な手段で正確に行い、走査光学装置の寿命を判断することができる。以上、本実施例によれば、専用の光学検知素子を使用せず、容易な方法で走査光学装置の回転多面鏡の汚れを精度よく検知することができる。
【符号の説明】
【0035】
１ 感光ドラム
３ 走査光学装置
３３ 回転多面鏡
３３ａ 反射面
３９Ｌ、３９Ｒ 濃度センサ
２００ 制御部
３ 走査光学装置
３３ 回転多面鏡
３３ａ 反射面
３９Ｌ、３９Ｒ 濃度センサ
２００ 制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】