JP2010109023A - 画像処理装置および光源寿命判定プログラムならびに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な回路構成のみで精度良く光源の寿命を予測すること。
【解決手段】本発明は、レーザ光源２１から出射された光が感光体を走査する回数を計る走査計数部１５と、画像を形成する領域に印字する画素数を計る画素計数部１４と、光源の照射時間に関する情報と前記画素計数手段で計った印字する画素数とを積算した第１の積算値と、前記光源の照射時間に関する情報と前記走査計数手段で計った走査回数とを積算した第２の積算値とを累積して、前記光源から出射された光の累積照射時間を演算する中央演算部３０と、中央演算部３０によって演算して得た光の累積照射時間と予め設定した基準値に基づいて基準値を上回ったかどうかを判断する寿命判定部１６とを有する画像処理装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置および光源寿命判定プログラムならびに画像形成装置に関する。

特許文献１では、画像データに応じてレーザ光を変調する手段、レーザによって画像形成を行う手段、光源の発光時間を計測する手段、発光レベルを計測する手段、計測した光源の発光時間と発光レベルとから発光量を演算する手段、演算結果を記憶する手段、演算結果に基づいて光源の残寿命を判定する手段を備える画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、レーザの発光時間と発光レベルとを計測して、各計測結果から演算によって発光光量を求め、予め記憶手段に記憶された光源の劣化特性を比較して、寿命判定を行う。

特許文献２では、画像形成用のレーザ光源、レーザ光源の発光光量調整手段、レーザ光源の発光積算時間計測手段、寿命情報の記憶手段、発光積算時間と寿命情報とから寿命に対する残り時間を算出する手段、残り時間表示手段を備える画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、レーザ光源の点灯時間を出力する画素数から算出し、点灯累積時間から寿命に対する残り時間を求める。ここで、感光体への画像データは、クロックに同期して出力し、クロック周波数から１画素当たりの点灯時間を求めている。

特開２００１−２８７４０１号公報 特開２００４−３１９６５７号公報

感光体へのレーザ光の走査は描画領域以外の光量調整領域にも行われており、光量調整用のレーザ光源の点灯時間が寿命計算に含まれておらず、寿命予測の精度が低いという問題を解決することを目的とする。

本願請求項１に係る発明は、光源から出射された光が感光体を走査する回数を計る走査計数手段と、画像を形成する領域に印字する画素数を計る画素計数手段と、光源の照射時間に関する情報と前記画素計数手段で計った印字する画素数とを積算した第１の積算値と、前記光源の照射時間に関する情報と前記走査計数手段で計った走査回数とを積算した第２の積算値とを累積して、前記光源から出射された光の累積照射時間を演算する演算手段と、前記演算手段によって演算して得た前記光の累積照射時間と予め設定した基準値に基づいて基準値を上回ったかどうかを判断する判断手段とを有する画像処理装置である。

本願請求項２に係る発明は、光源から出射された光が感光体を走査する回数を計る走査計数手段と、画像を形成する領域に印字する画素数を計る画素計数手段と、光源の照射時間に関する情報と前記画素計数手段で計った印字する画素数とを積算した第１の積算値と、前記光源の照射時間に関する情報と前記走査計数手段で計った走査回数とを積算した第２の積算値とを累積して、前記光源から出射された光の累積照射時間を演算する演算手段と、前記演算手段によって演算して得た前記光の累積照射時間と予め設定した基準値を上回った場合には通知する通知手段とを有する画像処理装置である。

本願請求項３に係る発明は、前記通知手段が、前記演算手段によって演算して得た前記光の累積照射時間を予め設定した基準値から差し引き、ゼロとなった場合に通知する請求項１記載の画像処理装置である。

本願請求項４に係る発明は、前記演算手段が、前記第１の積算値および前記第２の積算に前記光源の駆動における基準電位に応じた係数を積算した値を用いて前記累積照射時間を演算する請求項１記載の画像処理装置である。

本願請求項５に係る発明は、前記光源が複数設けられている場合、前記演算手段が、各光源ごとに前記累積照射時間を演算する請求項１から４のうちいずれか１項に記載の画像処理装置である。

本願請求項６に係る発明は、前記光源の照射時間に関する情報として、１画素当たりの光源の照射時間に関する情報および１走査当たりの光源の照射時間に関する情報を含む請求項１から５のうちいずれか１項に記載の画像処理装置である。

本願請求項７に係る発明は、光源から出射された光が感光体を走査する回数を計る走査計数ステップと、画像を形成する領域に印字する画素数を計る画素計数ステップと、光源の照射時間に関する情報と前記画素計数ステップで計った印字する画素数とを積算した第１の積算値と、前記光源の照射時間に関する情報と前記走査計数ステップで計った走査回数とを積算した第２の積算値とを累積して、前記光源から出射された光の累積照射時間を演算する演算ステップと、前記演算ステップによって演算して得た前記光の累積照射時間と予め設定した基準値に基づいて基準値を上回ったかどうかを判断する判断ステップとを画像処理装置のコンピュータに実行させる光源寿命判定プログラムである。

本願請求項８に係る発明は、光源から出射された光が感光体を走査する回数を計る走査計数手段と、画像を形成する領域に印字する画素数を計る画素計数手段と、光源の照射時間に関する情報と前記画素計数手段で計った印字する画素数とを積算した第１の積算値と、前記光源の照射時間に関する情報と前記走査計数手段で計った走査回数とを積算した第２の積算値とを累積して、前記光源から出射された光の累積照射時間を演算する演算手段と、前記演算手段によって演算して得た前記光の累積照射時間と予め設定した基準値に基づいて基準値を上回ったかどうかを判断する判断手段と、前記感光体に印字された画像を媒体に転写する画像形成手段とを有する画像形成装置である。

本願請求項１に係る発明では、印字領域に出射される光の光量のみから累積照射時間から基準値を上回ったかどうかを把握する発明に比べ、正確に基準値を上回ったかどうかを把握することができる。

本願請求項２に係る発明では、印字領域に出射される光の光量のみから累積照射時間から基準値を上回ったかどうかを把握する発明に比べ、正確に基準値を上回ったかどうかを通知することができる。

本願請求項３に係る発明では、光の累積照射時間と基準値との比較から寿命の通知を行うことが可能となる。

本願請求項４に係る発明では、光源の駆動における基準電位を考慮しない発明に比べ正確に光源の累積照射時間を求めることができる。

本願請求項５に係る発明では、複数の光源ごとの累積照射時間を求めることが可能となる。

本願請求項６に係る発明では、印字領域に出射される光の光量のみから累積照射時間から基準値を上回ったかどうかを把握する発明に比べ、画素数および走査数から正確に基準値を上回ったかどうかを把握することができる。

本願請求項７に係る発明では、印字領域に出射される光の光量のみから累積照射時間から基準値を上回ったかどうかを把握する発明に比べ、正確に基準値を上回ったかどうかを把握することができるプログラムを提供することが可能となる。

本願請求項８に係る発明では、印字領域に出射される光の光量のみから累積照射時間から基準値を上回ったかどうかを把握する発明に比べ、正確に基準値を上回ったかどうかを把握することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」と言う。）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．＜画像処理装置の全体構成＞
２．＜複数の光源を備える画像処理装置＞
３．＜光源寿命判定プログラム＞
４．＜実施形態の効果＞

＜画像処理装置の全体構成＞
［ブロック構成］
図１は、本実施形態に係る画像処理装置の全体構成の一例を説明するブロック図である。画像処理装置は、画像情報の処理および画像形成部の制御を行う処理・制御群１０と、画像形成を行う画像形成群２０とを備えている。

画像形成群２０は、レーザ光源２１、レーザ光源２１の駆動回路２２、ハーフミラー２３、レンズ群２５、ポリゴンミラー２４、光量検出部２６、走査開始信号生成部２７を備えている。また、処理・制御群１０は、画像処理部１１、光量制御部１２、電圧設定部１３、画素計数部１４、走査計数部１５、寿命判定部１６を備えている。また、処理・制御群１０は、中央演算部３０によって制御されている。

画像形成群２０に設けられるレーザ光源２１は、図示しない感光体へ露光を行うための光を出射する光源であり、駆動回路２２から送られる信号によって所定の強度のレーザ光を所定のタイミングで出射する。レーザ光源２１は、単一の光源であっても、面発光型半導体レーザ（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser diode：以下、「ＶＣＳＥＬ」と言う。）であってもよい。

画像形成群２０に設けられる駆動回路２２は、処理・制御群１０の画像処理部１１から送られる画像情報に基づき、所定のタイミングでその画像情報に応じた駆動信号をレーザ光源２１に与える。

画像形成群２０に設けられるレンズ群２５は、レーザ光源２１から出射される光を集光し、後段のポリゴンミラー２５に送る。

画像形成群２０に設けられるポリゴンミラー２５は、レーザ光源２１から出射され、レンズ群２５で集光されたレーザ光を感光体側に反射させる多面のミラーを備え、回転することによって反射したレーザ光を感光体上で走査する。

画像形成群２０に設けられる光量検出部２６は、レーザ光の光量を検出する受光部である。レーザ光源２１とレンズ群２５との間にはハーフミラー２３が設けられ、このハーフミラー２３によって反射したレーザ光の一部を光量検出部２６によって受光し、レーザ光の光量を検出する。検出した光量に応じた出力信号はレーザ光源２１の駆動回路２２に送られ、フィードバック制御に用いられる。

画像形成群２０に設けられる走査開始信号生成部２７は、ポリゴンミラー２５によって反射したレーザ光を受光して、レーザ光の走査ごとに信号（走査開始信号）を出力する。

処理・制御群１０に設けられる画像処理部１１は、入力される画像情報に対して所定の処理を施し、デジタル信号から成る画像情報を出力する。画像情報は画像形成群２０の駆動回路２２に送られ、この画像情報に基づきレーザ光源２１が駆動される。また、画像情報は画素計数部１４にも送られる。

処理・制御群１０に設けられる光量制御部１２は、駆動回路２２に対して制御信号を送ることでレーザ光源２１のレーザ出力を制御する部分である。光量制御部１２は、中央演算部３０からの指示によって制御信号を出力する。光量制御部１２から送られる制御信号は、レーザ光源２１の光量制御を行うためのタイミング信号で、印字領域外のレーザ光点灯タイミングを指示するものである。例えば、光量制御モードの変更、印字速度の変更等により、制御信号を切り替えることで、印字領域外での光量制御を実現する。

処理・制御群１０に設けられる電圧設定部１３は、駆動回路２２に対してアナログの電圧設定信号を送ることでレーザ光源２１を駆動する際の基準電圧を設定する部分である。電圧設定部１３は、中央演算部３０からの指示によって電圧設定信号を出力する。例えば、感光体の帯電の状態に応じてレーザ光の出力を調整するため、電圧設定信号を駆動回路２２に送る。電圧設定信号は、駆動回路２２がレーザ光源２１を駆動する際の基準電圧となる。

図２は、電圧設定値と出力電圧との関係を示す図である。電圧設定部１３は、中央演算部３０から送られて指示によって設定値を出力する。この設定値はローパスフィルタおよびデジタルアナログ変換器１７を介してアナログの電圧設定値に変換される。図２に示す関係は、デジタルアナログ変換器のもつ特性となっており、電圧設定部１３から送られた設定値が出力電圧（基準電圧）に変換され、駆動回路２２に送られることになる。

処理・制御群１０に設けられる画素計数部１４は、画像処理部１１から出力される画像情報によって画像を形成する領域に印字する画素数を計る部分である。すなわち、画像情報は、入力された多値画像をスクリーン処理を行って２値画像に変換したものである。画素係数部１４は、この変換した後の画素数を計数する。画素計数部１４は、この画像情報を受けて画素数を計数し、中央演算部３０に出力している。

処理・制御群１０に設けられる走査計数部１５は、画像形成群２０の走査開始信号生成部２７から出力される信号を受けて、レーザ光が感光体を走査する回数を計る部分である。すなわち、走査開始信号生成部２７は、ポリゴンミラー２５によって反射したレーザ光を受光して、レーザ光の走査ごとに信号（走査開始信号）を出力している。走査計数部１５は、この走査開始信号を受信するたびに計数することで走査回数を計っている。走査計数部１５は、計数した走査回数を中央演算部３０に出力する。

処理・制御群１０に設けられる寿命判定部１６は、中央演算部３０によって演算して得たレーザ光の累積照射時間と、予め設定した基準（寿命閾値）とを比較して、その比較結果に応じてレーザ光源２１の寿命を判定する。寿命判定部１６は、中央演算部３０から送られるレーザ光の累積照射時間が予め設定した基準値を上回る、もしくは予め設定した基準値から累積照射時間を差し引き、残りがゼロとなった場合にレーザ光源２１の寿命に達したと判断する。寿命に達したと判断した場合、図示しない画面等の出力手段を用いてその旨の警告を出力する。寿命判定を行う際の基準値は、装置出荷の段階で決められているもの、またその後に利用者がユーザインタフェースを用いて適宜変更できるものでもある。

処理・制御群１０に設けられる中央演算部３０は、各部の制御を行う。また、中央演算部３０は、画素計数部１４および走査計数部１５から送られる計数結果を用いて累積照射時間を演算する。具体的には、画素計数部１４で計数した画素数から印字領域に照射したレーザ光の照射時間を演算し（第１の積算値）、さらに、走査計数部１５で計数したレーザ光の走査回数から印字領域以外に照射したレーザ光の照射時間を演算する（第２の積算値）。そして、これらを合算して累積照射時間を求め、寿命判定部１６に出力する。

ここで、中央演算部３０は、画素計数部１４や走査計数部１５から送られる計数結果を用いて累積照射時間を算出するにあたり、レーザ光源２１から出射される光の照射時間に関する情報を用いる。この光の照射時間に関する情報は、中央演算部３０内に予め設定されていたり、図示しない記憶部に予め記憶された情報である。この情報は、印字領域の画素数１画素当たりの照射時間に関する情報および印字領域以外に照射するレーザ光の走査１回当たりの照射時間に関する情報である。

照射時間に関する情報は、照射時間そのもののほか、照射タイミングを示すクロック数やクロック周波数である。印字領域以外にレーザ光を照射するのは、本実施形態ではレーザ光源２１の光量検出ために用いる光の照射を例とするが、これ以外の目的であってもよい。これら照射時間に関する情報は、予め設定された値であったり、画像形成における動作種別（動作モード）に応じて切り替わる値であったりする。

［走査回数の計数のタイミング］
図３は、走査回数の計数のタイミングを説明するタイミングチャートである。CycleUp信号は、印字動作中（すなわち、レーザ光の点灯が行われる期間）Highとなる。CycleUp信号がHighの期間、走査の回数に応じて走査開始信号生成部からSOS（走査開始信号）が生成される。走査計数部は、このSOS（走査開始信号）を受信するごとに計数（例えば、カウントアップ）を行う。これにより、印字動作中の走査回数を得る。

［走査計数部の回路例］
図４は、走査計数部の回路例を示す図である。走査計数部は、複数のフリップフロップ１５１とカウンタ１５２とを備え、カウンタ１５２がCycleUp信号のHighを受けて、SOS（走査開始信号）のカウントアップを行い、ｎビットの走査回数値を出力する。

［画素計数と光量検出のタイミング］
図５は、画素計数と光量検出のタイミングを説明するタイミングチャートである。SOS（走査開始信号）の間が１回のレーザ光走査期間となる。この期間は、印字領域の走査と光量検出領域の走査とに分けられる。レーザ光は、SOS（走査開始信号）を生成するために点灯する。この点灯によるレーザ光を走査開始信号生成部で受けて、SOS（走査開始信号）が生成される。

１回のレーザ光走査期間における印字領域では、画素計数部によって画素数を計数する。また、同じ１回のレーザ光走査期間における光量検出領域は非描画領域内となり、光量検出領域内で所定のモードに応じて光量検出のためのレーザ光の点灯が行われる。これらのレーザ光の点灯が、走査期間繰り返される。

［光量検出モード］
光量検出は、光量検出領域内で点灯されるレーザ光の光量を図１に示す光量検出部によって受光することで行われる。光量検出の際のレーザ光の点灯は、光量検出モードによって異なっている。図５に示す例では、光量検出モード（１）〜（３）が挙げられている。光量検出モード（１）は、各走査ごとの光量検出領域内で２回レーザ光を点灯して光量検出を行うモードである。検出モード（２）は、各走査ごとの光量検出領域内で１回レーザ光を点灯して光量検出を行うモードである。検出モード（３）は、走査１回おきに光量検出領域内で２回レーザ光を点灯して光量検出を行うモードである。

［露光モード］
図６は、露光モードを説明する図である。露光モードは、ポリゴンミラーの反射ミラーの使い方と対応している。図６（ａ）に示す通常モードは、ポリゴンミラーの全ての反射ミラーを用いて走査を行うモードである。各反射ミラーを用いた走査ごとに印字領域および光量検出領域が設定される。図６（ｂ）に示す１面飛ばしモードは、ポリゴンミラーの連続する２面に１面の割合で反射ミラーを用いるモードである。図６（ｃ）に示す２面飛ばしモードは、ポリゴンミラーの連続する３面に１面の割合で反射ミラーを用いるモードである。このように、ｎ（ｎは自然数）面に１面の割合で反射ミラーを用いるモードでは、ポリゴンミラーの回転速度が一定であっても実効的に１／ｎの画像形成速度となる。いずれのモードであっても、レーザ光の走査を行う際の印字領域および光量検出領域でのレーザ光の点灯を計数することになる。

［画像処理の流れ］
図７は、画像処理の流れを説明する図である。画像情報は、例えばパーソナルコンピュータＰＣ等の画像情報を取り扱う機器から出力され、画像処理部１１を介して露光装置４０に送られる。画像処理部１１は、露光装置４０を備える例えば複写機や複合機内に設けられている場合や、別個の装置（コンピュータ等）に設けられている場合もある。

画像処理部１１は、階調補正部１１１、エッジ処理部１１２、解像度変換部１１３、配置変換部１１４を備える。階調補正部１１１は、送られてきた画像情報に対して階調補正を施す。エッジ処理部１１２は、階調補正後の画像情報について、エッジの強調や平滑化等の処理を施す。解像度変換部１１３は、画像情報を出力機器の解像度に合わせた変換を行う。配置変換部１１４は、必要に応じて画像情報の配置変換（例えば、用紙のサイズに合わせた縮拡や用紙の向きに合わせて縦横変換）を施す。生成された出力画像情報は露光装置４０に送られる。画素計数部１４は、解像度変換部１１３によって解像度が変換された画像情報によって画像を形成する領域に印字する画素数を計る。

［動作モード（動作種別）による演算］
図８は、動作モード（動作種別）による画素クロックの選択回路の例を説明する図である。画像処理部には画像情報が入力され、第１発振器５１によるシステムクロックで動作している。画像処理後の画像情報はシステムクロックに同期してＦＩＦＯ５６を介して画像出力制御回路５７および画素計数部１４に出力される。

動作モード設定レジスタ５４は、動作モードに応じた選択信号を選択部５５に出力する。選択部５５には第２発振器５２および第３発振器５３から異なる周波数のクロックが入力され、動作モード設定レジスタ５４の出力する値によって第２発振器５２もしくは第３発振器５３の切り替えが行われる。

図９は、動作モードと各種テーブルデータとを説明する図である。本実施形態では、動作モードとして、「カラー」、「白黒」のモードのほか、「カラー」には用紙に応じて「普通紙」、「厚紙１」、「厚紙２（コート紙）」の区別が成されている。なお、これらは一例であり、本発明はこれ以外のモードに対応していてもよい。

動作モードに応じて設定されるテーブルデータは、図９（ａ）に示す画素クロック周波数（第１テーブル）、図９（ｂ）に示す１回あたりの走査における光量検出のためのレーザ光の点灯クロック数（第２テーブル）、図９（ｃ）に示す光量検出時のレーザ光の点灯時間および印字時における１画素あたりのレーザ光の点灯時間（第３テーブル）が挙げられる。これらのテーブルデータは、図示しない記憶手段に記憶されている。中央演算部３０は、記憶手段に記憶されているテーブルデータを用いてレーザ光の累積点灯時間を演算する。中央演算部３９は、累積点灯時間の演算を行うにあたり、第１テーブルと第２テーブルを用いる場合と、第３テーブルのみを用いる場合とがある。

図９（ａ）に示す第１テーブルのデータの一例を示すと、「カラー−普通紙」のモードでは、画素クロック周波数１００ＭＨｚ、「カラー−厚紙１」のモードでは、画素クロック周波数１２０ＭＨｚ、「カラー−厚紙２（コート紙）」のモードでは、画素クロック周波数１００ＭＨｚ、「白黒」のモードでは、画素クロック周波数１２５ＭＨｚが設定されている。

従って、画素計数部１４での画素カウント結果と図９（ａ）に示すテーブルデータの周波数とから印字領域での点灯時間を求めることになる。例えば、「カラー−普通紙」のモードでは、画素クロック＝１００ＭＨｚとなるので、ある１ラインの画素カウント数が１０，０００だった場合、
レーザ光の点灯時間＝10000×(1/100MHz)sec＝10000×10nsec＝100μsecとなる。同様に各走査でのレーザ光の点灯時間を累積して、寿命判定を実施することになる。

図９（ｂ）に示す第２テーブルのデータの一例を示すと、「カラー−普通紙」のモードでは、点灯クロック数５００クロック、「カラー−厚紙１」のモードでは、点灯クロック数６００クロック、「カラー−厚紙２（コート紙）」のモードでは、点灯クロック数１０００クロック、「白黒」のモードでは、点灯クロック数４００クロックが設定されている。

従って、印字画像に対してではなく、走査計数部１５で計数した走査開始信号の回数と図９（ｂ）に示すテーブルデータの点灯時間とから、印字動作中（レーザ光点灯中）の非印字領域での点灯時間を求める。

例えば、「カラー−普通紙」のモードでは、１回の走査開始信号に対し、非印字領域で５００クロック分の点灯を実施する。したがって、走査計数部１５での走査開始信号の回数が２０，０００回だった場合、
レーザ光の点灯時間＝20000回×500クロック×（1/システムクロック周波数）
となり、仮にシステムクロックの周波数が50MHzの場合、
レーザ光の点灯時間＝20000×500×(1/50MHz)sec＝10×10⁶×20nsec＝200msec
となる。

図９（ｃ）に示す第３テーブルのデータの一例を示すと、「カラー−普通紙」のモードでは、光量検出時のレーザ光の点灯時間５０μｓ、１画素当たりのレーザ光の点灯時間１０ｎｓ、「カラー−厚紙１」のモードでは、光量検出時のレーザ光の点灯時間６０μｓ、１画素当たりのレーザ光の点灯時間１２ｎｓ、「カラー−厚紙２（コート紙）」のモードでは、光量検出時のレーザ光の点灯時間１００μｓ、１画素当たりのレーザ光の点灯時間２０ｎｓ、「白黒」のモードでは、光量検出時のレーザ光の点灯時間４０μｓ、１画素当たりのレーザ光の点灯時間８ｎｓ、が設定されている。

すなわち、図９（ｃ）に示すテーブルデータは、各動作モードに対する非印字領域での１回の走査開始信号毎のレーザ光点灯時間、および各動作モードに対する印字領域の１画素当たり（１画素計数当たり）のレーザ光点灯時間を組で記載した例である。

前記、図９（ａ）、（ｂ）に示すテーブルデータの利用と同様に、各動作モードでの走査開始信号の回数と図９（ｃ）に示す非印字領域での１回の走査開始信号毎のレーザ光点灯時間とから、非印字領域でのレーザ光の点灯時間を算出、また、画素カウント結果と印字領域の１画素当たりのレーザ光点灯時間とから印字領域でのレーザ光の点灯時間を算出することが可能となる。

中央演算部３０は、第１テーブルと第２テーブルとを用いる場合、画素計数部１４で計数した画素数と、第１テーブルで動作モードに応じて設定される画素クロック周波数とから印字領域でのレーザ光の照射時間を演算する。また、走査計数部１５で計数した走査回数と、第２テーブルで動作モードに応じて設定される点灯クロック数とから光量検出領域でのレーザ光の照射時間を演算する。

中央演算部３０は、第３テーブルを用いる場合、画素計数部１４で計数した画素数と、第３テーブルで動作モードに応じて設定される１画素当たりのレーザ光点灯時間とから印字領域でのレーザ光の照射時間を演算する。また、走査計数部１５で計数した走査回数と、第３テーブルで動作モードに応じて設定される点灯時間とから光量検出領域でのレーザ光の照射時間を演算する。

［基準電圧と計数との関係］
図１０は、電圧設定部で設定するレーザ光源の設定電圧の変化を説明する図である。設定電圧は感光体における副走査方向に沿った１周ごとに繰り返される設定値となっている。すなわち、感光体の１周にわたり均一な露光特性を得るため、最適な設定電圧を予め取得しておき、１周の中でその設定電圧を変化させていく。設定電圧の変化のパターンは１周単位で繰り返される。設定電圧は、印字領域と光量検出領域とで分けて設定されている。

図１に示す寿命判定部１６は、中央演算部３０から送られるレーザ光源２１の累積照射時間と予め設定された基準値との比較によってレーザ光源２１の寿命判定を行うが、累積照射時間のうち、印字領域での照射時間と光量検出領域での照射時間との各々について、対応する設定電圧を用いた演算を行ってもよい。電圧設定部１３で設定するレーザ光源２１の設定電圧の値に応じた係数を設定しておき、印字領域での照射時間に印字領域での設定電圧の値に応じた係数を積算する。また、光量検出領域での照射時間に光量検出領域での設定電圧の値に応じた係数を積算する。これらを合算して、総合的な累積照射時間とし、基準値との比較を行う。

照射時間と係数との積算は、走査単位ごとの設定電圧と対応する走査での照射時間とを積算して１周分加算したり、１周分の設定電圧の変化の平均値を予め求めておき、この平均値と照射時間とを積算するようにしてもよい。

＜複数の光源を備える画像処理装置＞
［ブロック構成］
図１１は、複数のレーザ光源を備える画像処理装置の全体構成の一例を説明するブロック図である。この画像処理装置では、図１に示す画像処理装置と同様、画像情報の処理および画像形成部の制御を行う処理・制御群１０と、画像形成を行う画像形成群２０とを備えている。このうち、レーザ光源２１はＶＣＳＥＬを用いており、中央演算部３０によってＶＣＳＥＬの各発光源ごとに累積照射時間を演算している。ＶＣＳＥＬでは、動作モードに応じて使用する光源選択を行い、各発光源毎の累積点灯時間を得ることで寿命判定を行う。以下、図１に示す画像処理装置の構成と異なる中央演算部３０の演算部分を中心に説明する。

［光源ごとの発光量計数］
図１１にレーザ光源２１では、ＶＣＳＥＬの発光源がＮ個（Ｎは自然数）以上あるものとし、そのうちのＮ個の発光源を０ｃｈ〜Ｎｃｈとする。中央演算部３０は、ＶＣＳＥＬにおける０ｃｈ〜Ｎｃｈに対応した累積照射時間計測手段３１を備えている。また、中央演算部３０は、ＶＣＳＥＬにおける０ｃｈ〜Ｎｃｈに対応した発光量計測手段３３を備えている。さらに、中央演算部３０は、基準時間／基準光量算出手段３２、基準光量記録手段３４、寿命閾値記録手段３５、寿命判定手段３６を備えている。なお、寿命判定手段３６は、図１に示す寿命判定部１６のように処理・制御群１０に設けられていてもよい。

累積照射時間計測手段３１は、画素計数部１４によって計数した画素数から照射時間を計測する部分である。累積照射時間計測手段３１は、画素計数部１４によって計数した画素数に１画素当たりのクロック時間を積算した値を求める。０ｃｈ〜Ｎｃｈの累積照射時間計測手段３１は、０ｃｈ〜Ｎｃｈの各々の発光源について累積照射時間を計測する。

発光量計測手段３３は、光量制御部１２から出力される基準電圧とStitching設定値等によって発光源の光量を計測する部分である。０ｃｈ〜Ｎｃｈの発光量計測手段３３は、０ｃｈ〜Ｎｃｈの各々の発光源について光量を計測する。

基準時間／基準光量算出手段３２は、各発光源の光量を、基準光量で出力した場合の点灯時間に換算する部分である。基準光量は、基準光量記録手段３４に記録されたものを用いる。

寿命閾値記録手段３５は、寿命判定手段３６で用いる基準値（寿命閾値）を記憶する部分である。寿命閾値は、装置出荷時に予め設定されているもの、またその後に利用者がユーザインタフェースを用いて適宜変更できるものでもある。

寿命判定手段３６は、累積照射時間計測手段３１によって計測した０ｃｈ〜Ｎｃｈの累積照射時間３１と、寿命閾値記録手段３４に記録された基準値（寿命閾値）とを比較して、その比較結果に応じてレーザ光源２１の寿命を判定する。寿命判定手段３６は、０ｃｈ〜Ｎｃｈの各累積照射時間と基準値とを比較し、１つでも、または予め決められた発光源数が基準値を上回る、もしくは予め設定した基準値から累積照射時間を差し引き、残りがゼロとなったものが１つでも、または予め決められた発光源数ある場合、レーザ光源２１の寿命に達したと判断する。寿命に達したと判断した場合、図示しない画面等の出力手段を用いてその旨の警告を出力する。

［発光量計測手段による演算］
発光量計測手段３３は、光量制御部１２で設定した設定電圧およびStitching設定値ならびに光量検出部（ＭＰＤ：Monitor Photo Diode）２６の透過率から、ＶＣＳＥＬにおける各発光源の出力光量を下記式から算出する。

（算出式）
ＶＣＳＥＬの各発光源の出力光量＝（ＶＲＥＦ／ＲＲＥＦ）／ＭＰＤ透過率×ＭＰＤ受光電流変換率×Stitching比率

ここで、ＶＲＥＦは光量制御部が設定する設定電圧、ＲＲＥＦは設定電圧から設定電流を生成するための抵抗である。

また、ＭＰＤ透過率は、ＶＣＳＥＬ出力光がハーフミラーを介して光量検出部２６に達する光量比率である。一例として、ＭＰＤ透過率４．５％では、ＶＣＳＥＬ出力光量が５００μＷの場合、ＭＰＤ受光量は２２．５μＷとなる。

また、ＭＰＤ受光電流変換率は、光量検出部２６が受光した光量から電流へ変換する際の効率である。一例として、ＭＰＤ受光電流変換率０．４８では、ＭＰＤ受光量が２２．５μＷの場合、ＭＰＤ受光電流は１０．８μＡとなる。

また、Stitching比率は、ＶＲＥＦから生成されるＶＣＳＥＬ出力光量を１００％としたとき、ＶＣＳＥＬ出力光量の減衰率である。一例として、Stitching比率０．９では、ＶＲＥＦから生成されるＶＣＳＥＬ出力光量に対して９０％の出力光量となる。

ＶＣＳＥＬの各発光源の出力光量の一例を示す。例えば、ＶＲＥＦ＝０．５Ｖ、ＲＲＥＦ＝３３ＫΩ、ＭＰＤ透過率＝４．５％、ＭＰＤ受光電流変換率＝０．４８、Stitching比率＝０．９の場合、ＶＣＳＥＬ出力光量＝６３１μＷ≒（０．５Ｖ／３３ＫΩ）／４．５％×０．４８×０．９となる。このような算出式を用いて、各発光源ごとの発光量を計測する。

［基準時間／基準光量算出手段による演算］
基準時間／基準光量算出手段３２は、各発光源の光量を、基準光量で出力した場合の点灯時間に換算する演算を行う。この際、基準光量は、基準光量記録手段３４より読み出して用いる。これにより、ＶＣＳＥＬの寿命閾値の単位と同じ単位での比較となる。算出式は以下のようになる。

（算出式）
基準光量での基準時間＝１画素当たりのクロック時間×基準発光量比率係数
基準発光量比率係数＝発光源の光量／基準光量

一例として、発光源の発光量＝３００μＷ、基準光量＝５００μＷ、１画素当たりのクロック時間＝１０ｎｓの場合、基準光量での基準時間＝６ｎｓ＝１０ｎｓ×（３００μＷ／５００μＷ）となる。このような算出式を用いて、各発光源ごとの基準光量での基準時間を計測する。

［累積照射時間計測手段での演算］
累積照射時間計測手段３１は、画素計数部１４での計数結果（Pixel Count）、走査計数部での計数結果（SOS Count）、各発光源ごとの発光量計測手段、基準時間／基準光量算出手段から算出された基準光量での基準時間を用いて、以下の算出式に基づき各発光源ごとの累積照射時間を算出する。

（算出式１）
光量検出領域および画像領域で使用される発光源の累積照射時間＝（SOS Count＋Pixel Count）×基準光量での基準時間
（算出式２）
画像領域のみで使用される発光源の累積照射時間＝Pixel Count×基準光量での基準時間

図１２は、発光源Ａ，Ｂでのレーザ光照射タイミングを説明するタイミングチャートである。ここで、発光源Ａは、光量検出領域および画像領域で使用される発光源、発光源Ｂは、画像領域のみで使用される発光源である。発光源Ａでは、走査計数部での計数結果（SOS Count）すなわち１走査当たり１回の光量検出領域でレーザ光の点灯を行っており、その後、画素計数部での計数結果（Pixel Count）すなわち画像領域でのレーザ光の点灯を行っている。一方、発光源Ｂは、光量検出領域では使用されず、画像領域のみでレーザ光の点灯を行っている。

［発光源ごとの発光量計数および寿命判定の流れ］
ＶＣＳＥＬから成るレーザ光源を用いた画像処理装置の寿命判定は、次のような流れとなる。
１．電源の投入
２．不揮発性記憶部に格納された基準光量値を、基準光量記録手段へ記録する。
３．不揮発性記憶部に格納された基準光量値での寿命時間閾値を、寿命閾値記録手段へ記録する。
４．不揮発性記憶部に設定してある「ＲＲＥＦ値」、「ＭＰＤ透過率」、「ＭＰＤ受光電流変換率」を各発光源ごとの発光量計測手段へ格納する。
５．光量検出領域で使用する発光源と、画像領域のみで使用する発光源とを決定する。
６．画像形成処理を開始する。
７．各発光源ごとのＶＲＥＦおよびStitching比率を決定する。
８．各発光源ごとの発光量を、０ｃｈ〜Ｎｃｈの発光量計測手段で計測する。
９．印字動作を行う。
１０．画像形成処理を終了する。
１１．印字動作終了後、光量検出領域および画像領域で使用する発光源の累積照射時間を、累積照射時間計測手段で求める。すなわち、上記算出式に基づいて、「SOS Count」と「Pixel Count」および８．で計測した各発光源ごと発光量と、基準時間／基準光量算出手段を用いて算出した各発光源ごとの基準光量での基準時間とを用いて、累積照射時間を計測する。
１２．画像領域のみで使用する発光源についても、上記１１．と同様の手順で累積照射時間の計測を行う。
１３．寿命判定手段を用いて、０ｃｈ〜Ｎｃｈの各発光源における累積照射時間計測手段で計測した値と、寿命閾値記録手段に格納された閾値と比較し、閾値よりも大きい値があった場合、もしくは閾値から累積照射時間計測手段で計測した値を差し引いた残りが０となるものがあった場合、ＶＣＳＥＬのレーザ光源の寿命に達したとする。寿命判定手段は中央演算部を介して例えばユーザインタフェースへ寿命に達した旨の警告や、寿命に達した旨の記録を保存する処理を行う。

＜光源寿命判定プログラム＞
光源寿命判定プログラムは、画像処理装置の中央演算部で実行させるもので、記憶手段に記憶され実行時に読み書き自在記憶手段に読み出されたり、所定の記憶媒体に記憶されたり、通信回線を介して配信されるものである。

図１３は、光源寿命判定プログラムの流れを説明するフローチャートである。また、図１４は、画像形成処理のフローチャートである。先ず、図１３に示すように、画像形成における動作モード（動作種別）の情報を取得する（ステップＳ１）。動作モードは、例えば、「カラー−普通紙」、「カラー−厚紙１」、「カラー−厚紙２（コート紙）」、「白黒」といった画像形成についての動作の種別である。動作モードは初期値として設定されているもの、ユーザインタフェースによって利用者により設定されたものである。

次に、画素クロックの選択を行う（ステップＳ２）。画素クロックの選択は、例えば、図９に示す第１テーブルを利用して、動作モードに応じた値が選択される。

次に、１回あたりの走査における光量検出のためのレーザ光の点灯時間（もしくはクロック数）を選択する（ステップＳ３）。この選択は、例えば、図９に示す第２テーブルを利用して、動作モードに応じた値が選択される。

次いで、画像形成動作を開始する（ステップＳ４）。画像形成動作は、図１４に示すフローチャートに沿って行う。すなわち、先ず、ポリゴンミラーのモータを起動し、回転を開始する（ステップＳ４１）。次に、走査計数部の計数値を消去する（ステップＳ４２）。次に、レーザ光源の初期光量を補正する（ステップＳ４３）。そして、補正が完了したか否かを判断し（ステップＳ４４）、完了したら走査計数部で走査回数の計測を開始する（ステップＳ４５）。

図１３に戻り、印字動作を開始する（ステップＳ５）。そして、走査計数部での計数および画素計数部での計数を行う（ステップＳ６）。その後、印字動作が終了したか否かを判断する（ステップＳ７）。印字動作が終了したら、ステップＳ６で計数した計数値、ステップＳ２で選択した画素クロック、ステップＳ３で選択した点灯時間を用いてレーザ光源の点灯時間を算出し（ステップＳ８）、これまでの点灯時間の累積（Ｔａ）を算出する（ステップＳ９）。

次に、予め設定された、もしくは利用者によって設定された寿命閾値（Ｔｂ）と、点灯時間の累積（Ｔａ）との比較を行い（ステップＳ１０）、累積（Ｔａ）が寿命閾値（Ｔｂ）以上になったか否かを判断する。なお、ここではＴａ≧Ｔｂによって判断しているが、Ｔａ＞Ｔｂによる判断でもよい。また、Ｔｂ−Ｔａ≦０による判断でもよい。この判断の式が成り立った場合、レーザ光源の寿命に達したとして寿命処理を行う（ステップＳ１１）。寿命処理は、例えば、ユーザインタフェースにその旨の警告や、寿命に達した旨の記録を保存する処理を行う。一方、判断の式が成り立たなかった場合、レーザ光源の寿命に達していないとして点灯時間の累積を記憶手段に記憶しておく。記憶した累積時間は、次の印字動作において算出する点灯時間の累積に加算され、Ｔａとして判断の式に適用される。

本実施形態に係る画像処理装置の全体構成の一例を説明するブロック図である。 電圧設定値と出力電圧との関係を示す図である。 走査回数の計数のタイミングを説明するタイミングチャートである。 走査計数部の回路例を示す図である。 画素計数と光量検出のタイミングを説明するタイミングチャートである。 露光モードを説明する図である。 画像処理の流れを説明する図である。 動作モード（動作種別）による画素クロックの選択回路の例を説明する図である。 動作モードと各種テーブルデータとを説明する図である。 電圧設定部で設定するレーザ光源の設定電圧の変化を説明する図である。 複数のレーザ光源を備える画像処理装置の全体構成の一例を説明するブロック図である。 発光源Ａ，Ｂでのレーザ光照射タイミングを説明するタイミングチャートである。 光源寿命判定プログラムの流れを説明するフローチャートである。 画像形成処理のフローチャートである。

符号の説明

１０…処理・制御群、１１…画像処理部、１２…光量制御部、１３…電圧設定部、１４…画素計数部、１５…走査計数部、１６…寿命判定部、２０…画像形成群、２１…レーザ光源、２２…駆動回路、２３…ハーフミラー、２４…ポリゴンミラー、２５…レンズ群、２６…光量検出部、３０…中央演算部

Claims (8)

1. 光源から出射された光が感光体を走査する回数を計る走査計数手段と、
   画像を形成する領域に印字する画素数を計る画素計数手段と、
   光源の照射時間に関する情報と前記画素計数手段で計った印字する画素数とを積算した第１の積算値と、前記光源の照射時間に関する情報と前記走査計数手段で計った走査回数とを積算した第２の積算値とを累積して、前記光源から出射された光の累積照射時間を演算する演算手段と、
   前記演算手段によって演算して得た前記光の累積照射時間と予め設定した基準値に基づいて基準値を上回ったかどうかを判断する判断手段と
   を有する画像処理装置。
2. 光源から出射された光が感光体を走査する回数を計る走査計数手段と、
   画像を形成する領域に印字する画素数を計る画素計数手段と、
   光源の照射時間に関する情報と前記画素計数手段で計った印字する画素数とを積算した第１の積算値と、前記光源の照射時間に関する情報と前記走査計数手段で計った走査回数とを積算した第２の積算値とを累積して、前記光源から出射された光の累積照射時間を演算する演算手段と、
   前記演算手段によって演算して得た前記光の累積照射時間と予め設定した基準値を上回った場合には通知する通知手段と
   を有する画像処理装置。
3. 前記通知手段は、前記演算手段によって演算して得た前記光の累積照射時間を予め設定した基準値から差し引き、ゼロとなった場合に通知する
   請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記演算手段は、前記第１の積算値および前記第２の積算に前記光源の駆動における基準電位に応じた係数を積算した値を用いて前記累積照射時間を演算する
   請求項１記載の画像処理装置。
5. 前記光源が複数設けられている場合、前記演算手段は、各光源ごとに前記累積照射時間を演算する
   請求項１から４のうちいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記光源の照射時間に関する情報には、１画素当たりの光源の照射時間に関する情報および１走査当たりの光源の照射時間に関する情報を含む
   請求項１から５のうちいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 光源から出射された光が感光体を走査する回数を計る走査計数ステップと、
   画像を形成する領域に印字する画素数を計る画素計数ステップと、
   光源の照射時間に関する情報と前記画素計数ステップで計った印字する画素数とを積算した第１の積算値と、前記光源の照射時間に関する情報と前記走査計数ステップで計った走査回数とを積算した第２の積算値とを累積して、前記光源から出射された光の累積照射時間を演算する演算ステップと、
   前記演算ステップによって演算して得た前記光の累積照射時間と予め設定した基準値に基づいて基準値を上回ったかどうかを判断する判断ステップと
   を画像処理装置のコンピュータに実行させる光源寿命判定プログラム。
8. 光源から出射された光が感光体を走査する回数を計る走査計数手段と、
   画像を形成する領域に印字する画素数を計る画素計数手段と、
   光源の照射時間に関する情報と前記画素計数手段で計った印字する画素数とを積算した第１の積算値と、前記光源の照射時間に関する情報と前記走査計数手段で計った走査回数とを積算した第２の積算値とを累積して、前記光源から出射された光の累積照射時間を演算する演算手段と、
   前記演算手段によって演算して得た前記光の累積照射時間と予め設定した基準値に基づいて基準値を上回ったかどうかを判断する判断手段と、
   前記感光体に印字された画像を媒体に転写する画像形成手段と
   を有する画像形成装置。

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