JP2012088413A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像品質を低下させることなく、消費電力を低減させることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 光走査装置は、４つの光源と、各光源からの光束を偏向するポリゴンミラー及び該ポリゴンミラーを回転駆動するモータ機構を含むポリゴンスキャナと、ポリゴンミラーで偏向された光束を４つの感光体ドラムの表面に個別に集光する４つの走査光学系と、４つの感光体ドラムに対応して設けられた４つの光検知センサ（２１１１ａ〜２１１１ｄ）と、走査制御装置３０２２などを備えている。そして、走査制御装置は、各光検知センサの出力信号に基づいて、ポリゴンミラーの偏向反射面の反射率低下を監視し、いずれかの出力信号のレベルがレベル閾値よりも小さくなると、ポリゴンミラーを画像形成時の回転数よりも高い回転数で回転させ、反射率回復処理を行う。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に係り、更に詳しくは、トナーを用いて画像を形成する画像形成装置及び画像形成方法に関する。

電子写真の画像記録では、レーザを光源に用いた画像形成装置が広く用いられている。この画像形成装置は、光源から射出され、光偏向器で偏向された光束で感光体ドラムの表面を走査し、感光体ドラムの表面に潜像を形成する光走査装置を備えている。

通常、光偏向器は、複数の反射面を有し、回転軸まわりに回転されるポリゴンミラーを有している（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。そして、各反射面には、ＳｉＯあるいはＳｉＯ_２等の無機材料の膜が保護膜として形成されている。

そして、上記潜像は、トナーを用いて顕像化され、紙等の媒体に転写される。

ところで、トナーにはワックス微粒子が含有されており、画像形成中に気化したワックスが装置内に滞留し、ポリゴンミラーの反射面に付着することがあった。ワックスが反射面に付着すると、該反射面に曇り（白濁）が生じ、反射率が低下して、出力画像の画像品質を劣化（色むら等）させるおそれがあった。

そこで、反射面の曇りを抑制する方法として、種々のものが考えられた（例えば、特許文献４〜特許文献１１参照）。

近年、消費電力を低減するため、低温でトナーを定着させる画像形成装置が提案されている。そして、この画像形成装置では、トナー中に分散されているワックス微粒子に低温で溶けるものが採用されている。そこで、従来よりも、ワックスがポリゴンミラーの反射面に付着しやすくなり、従来の方法では、十分に反射面の曇りを抑制することは困難であった。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、画像品質を低下させることなく、消費電力を低減させることができる画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、画像品質を低下させることなく、画像形成装置の消費電力を低減させることができる画像形成方法を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、像担持体と；光源、該光源からの光束を反射する反射面を有する光偏向器、該反射面を回転駆動する駆動機構を含み、前記像担持体に潜像を形成する光走査装置と；前記潜像を樹脂が含まれるトナーにより顕像化し、トナー画像を生成する現像装置と；前記光偏向器の反射面における反射率の低下を検知する検知手段と；前記検知手段によって反射率の低下が検知されると、前記反射面の温度を、前記樹脂の融点よりも高い温度に上昇させる処理装置と；を備える画像形成装置である。

これによれば、画像品質を低下させることなく、消費電力を低減させることができる。

本発明は、第２の観点からすると、光源からの光束を回転している光偏向器の反射面で偏向して像担持体に潜像を形成し、該潜像を樹脂が含まれるトナーにより顕像化して画像を形成する画像形成方法であって、前記光偏向器の反射面における反射率の低下の有無を判断する工程と；前記判断の結果、反射率の低下が有ると、前記反射面の温度を、前記樹脂の融点よりも高い温度に上昇させる工程と；を含む画像形成方法である。

これによれば、画像品質を低下させることなく、画像形成装置の消費電力を低減させることができる。

本発明の第１の実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。 図１における光走査装置を説明するための図（その１）である。 図１における光走査装置を説明するための図（その２）である。 図１における光走査装置を説明するための図（その３）である。 面発光レーザアレイを説明するための図である。 第１の実施形態における走査制御装置の構成を説明するためのブロック図である。 偏向反射面の曇り、汚れを説明するための図である。 偏向反射面近傍の負圧部を説明するための図である。 実験１に用いたポリゴンスキャナを説明するための図である。 簡易ハウジングを説明するための図である。 密閉容器内を説明するための図である。 実験１の実験結果を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。 濃度検出器を説明するための図である。 濃度センサの配置位置を説明するための図である。 トナーパッチを説明するための図である。 第２の実施形態における走査制御装置の構成を説明するためのブロック図である。 ポリゴンミラーを直接加熱するためのヒータを説明するための図である。 実験２に用いたポリゴンスキャナを説明するための図である。 実験２の実験結果を説明するための図である。 冷却用ファンを説明するための図である。

《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。図１には、第１の実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。

このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電チャージャ（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、及びプリンタ制御装置２０９０などを備えている。

本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。

通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。

感光体ドラム２０３０ａ、帯電チャージャ２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｂ、帯電チャージャ２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｃ、帯電チャージャ２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｄ、帯電チャージャ２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。

各帯電チャージャは、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。

光走査装置２０１０は、上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。

なお、各感光体ドラムにおいて、画像情報が書き込まれる領域は、「有効走査領域」、「有効画像領域」あるいは「画像形成領域」等と呼ばれている。

トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。

各トナーは、樹脂を含んでいる。ここでは、該樹脂の融点は約７５℃である。なお、以下では、トナーに含まれている樹脂を「トナーワックス」ともいう

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（以下では、「トナー画像」ともいう）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされて多色のカラー画像が形成される。ところで、転写ベルト２０４０上で、トナー画像の移動する方向（ここでは、Ｘ軸方向）は「副方向」と呼ばれ、該副方向に直交する方向（ここでは、Ｙ軸方向）は「主方向」と呼ばれている。

給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここでカラー画像が転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。

定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次スタックされる。

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電チャージャに対向する位置に戻る。

次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。

光走査装置２０１０は、一例として図２〜図４に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、ポリゴンスキャナ、偏向器側走査レンズ２１０５、８枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ１、２１０８ｃ２）、４つの像面側走査レンズ（２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ）、４つの光検知用ミラー（２１１０ａ、２１１０ｂ、２１１０ｃ、２１１０ｄ）、４つの光検知センサ（２１１１ａ、２１１１ｂ、２１１１ｃ、２１１１ｄ）、３枚の反射鏡（Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｃ）、及び走査制御装置３０２２（図２〜図４では図示省略、図６参照）などを備えている。そして、これらは、不図示の光学ハウジングに取り付けられている。

そして、ポリゴンスキャナは、複数の偏向反射面を有するポリゴンミラー２１０４、及び該ポリゴンミラー２１０４を回転駆動するモータ機構を含んでいる。

なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

各光源は、一例として図５に示されるように、２次元的に配列された４０個の発光部（ｖ１〜ｖ４０）が１つの基板上に形成された２次元アレイ１００を有している。４０個の発光部は、すべての発光部を副走査対応方向に伸びる仮想線上に正射影したときに、発光部間隔が等間隔となるように配置されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいう。

また、各発光部は、発振波長が７８０ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）である。すなわち、２次元アレイ１００は、いわゆる面発光レーザアレイである。

図２に戻り、カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。以下では、光源２２００ａから射出された光束を「光束ＬＢａ」ともいう。

カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。以下では、光源２２００ｂから射出された光束を「光束ＬＢｂ」ともいう。

カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００ｃから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。以下では、光源２２００ｃから射出された光束を「光束ＬＢｃ」ともいう。

カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００ｄから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。以下では、光源２２００ｄから射出された光束を「光束ＬＢｄ」ともいう。

開口板２２０１ａは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束を整形する。

開口板２２０１ｂは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束を整形する。

開口板２２０１ｃは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光束を整形する。

開口板２２０１ｄは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光束を整形する。

シリンドリカルレンズ２２０４ａは、Ｚ軸方向に関して強い光学的パワーを有し、開口板２２０１ａの開口部を通過した光束を、反射鏡Ｍａを介してポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して集光する。

シリンドリカルレンズ２２０４ｂは、Ｚ軸方向に関して強い光学的パワーを有し、開口板２２０１ｂの開口部を通過した光束を、反射鏡Ｍｂを介してポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して集光する。

シリンドリカルレンズ２２０４ｃは、Ｚ軸方向に関して強い光学的パワーを有し、開口板２２０１ｃの開口部を通過した光束を、反射鏡Ｍｃを介してポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して集光する。

シリンドリカルレンズ２２０４ｄは、Ｚ軸方向に関して強い光学的パワーを有し、開口板２２０１ｄの開口部を通過した光束をポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して集光する。

各シリンドリカルレンズは、一側の面が平面、他側の面がＺ軸方向に関して同一の曲率を有する面であり、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射点までの光路長が互いに等しくなるように配置されている。

各反射鏡は、Ｚ軸方向からみたときに、各光束がＸ軸方向に対して同一の傾斜角でポリゴンミラー２１０４に入射するように配置されている。

光源とポリゴンミラー２１０４との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。

ここでは、カップリングレンズ２２０１ａと開口板２２０１ａとシリンドリカルレンズ２２０４ａとからＫステーションの偏向器前光学系Ａが構成されている。

また、カップリングレンズ２２０１ｂと開口板２２０１ｂとシリンドリカルレンズ２２０４ｂとからＣステーションの偏向器前光学系Ｂが構成されている。

また、カップリングレンズ２２０１ｃと開口板２２０１ｃとシリンドリカルレンズ２２０４ｃとからＭステーションの偏向器前光学系Ｃが構成されている。

また、カップリングレンズ２２０１ｄと開口板２２０１ｄとシリンドリカルレンズ２２０４ｄとからＹステーションの偏向器前光学系Ｄが構成されている。

ポリゴンミラー２１０４は、Ｚ軸に平行な軸まわりに回転する６面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。すなわち、ポリゴンミラー２１０４は、６つの偏向反射面を有している。このポリゴンミラー２１０４は、モータ機構によってＺ軸方向に平行な軸まわりに等速回転し、各シリンドリカルレンズからの光束を偏向する。なお、該モータ機構は、ポリゴンミラー２１０４の−Ｚ側に配置されている（図３参照）。

ここでは、光源２２００ａ及び偏向器前光学系Ａは、光束ＬＢａがＸＹ平面に対して＋Ｚ側に角度θａだけ傾斜した方向から偏向反射面に入射するように配置されている。また、光源２２００ｂ及び偏向器前光学系Ｂは、光束ＬＢｂがＸＹ平面に対して＋Ｚ側に角度θｂだけ傾斜した方向から偏向反射面に入射するように配置されている。

また、光源２２００ｃ及び偏向器前光学系Ｃは、光束ＬＢｃがＸＹ平面に対して−Ｚ側に角度θｃだけ傾斜した方向から偏向反射面に入射するように配置されている。また、光源２２００ｄ及び偏向器前光学系Ｄは、光束ＬＢｄがＸＹ平面に対して−Ｚ側に角度θｄだけ傾斜した方向から偏向反射面に入射するように配置されている。

なお、以下では、光束が偏向反射面に入射する際に、ＸＹ平面に対して傾斜した方向から入射することを「斜入射」という。そして、θａ、θｂ、θｃ、θｄを「斜入射角」という。すなわち、光束ＬＢａ、光束ＬＢｂ、光束ＬＢｃ、及び光束ＬＢｄは、偏向反射面に斜入射される。

また、光束が偏向反射面に入射する際に、ＸＹ平面に平行な方向から入射することを「水平入射」という。

そして、各シリンドリカルレンズからの光束は、ポリゴンミラー２１０４における＋Ｘ側に位置する同一の偏向反射面に入射し、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に偏向される。

偏向反射面に入射した光束ＬＢａは、ＸＹ平面に対して−Ｚ側に角度θａだけ傾斜した方向に反射される。また、偏向反射面に入射した光束ＬＢｂは、ＸＹ平面に対して−Ｚ側に角度θｂだけ傾斜した方向に反射される。

偏向反射面に入射した光束ＬＢｃは、ＸＹ平面に対して＋Ｚ側に角度θｃだけ傾斜した方向に反射される。また、偏向反射面に入射した光束ＬＢｄは、ＸＹ平面に対して＋Ｚ側に角度θｄだけ傾斜した方向に反射される。

偏向器側走査レンズ２１０５は、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に配置されている。

折り返しミラー２１０６ａ、像面側走査レンズ２１０７ａ、及び折り返しミラー２１０８ａは、偏向器側走査レンズ２１０５を通過した光束ＬＢａの光路上に配置されている。

折り返しミラー２１０６ｂ、像面側走査レンズ２１０７ｂ、及び折り返しミラー２１０８ｂは、偏向器側走査レンズ２１０５を通過した光束ＬＢｂの光路上に配置されている。

折り返しミラー２１０６ｃ、像面側走査レンズ２１０７ｃ、折り返しミラー２１０８ｃ１、及び折り返しミラー２１０８ｃ２は、偏向器側走査レンズ２１０５を通過した光束ＬＢｃの光路上に配置されている。

像面側走査レンズ２１０７ｄ、及び折り返しミラー２１０６ｄは、偏向器側走査レンズ２１０５を通過した光束ＬＢｄの光路上に配置されている。

そこで、ポリゴンミラー２１０４で偏向された光束ＬＢａは、偏向器側走査レンズ２１０５と折り返しミラー２１０６ａと像面側走査レンズ２１０７ａと折り返しミラー２１０８ａとを介して感光体ドラム２０３０ａに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ａ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ａの回転方向が、感光体ドラム２０３０ａでの「副走査方向」である。

ポリゴンミラー２１０４で偏向された光束ＬＢｂは、偏向器側走査レンズ２１０５と折り返しミラー２１０６ｂと像面側走査レンズ２１０７ｂと折り返しミラー２１０８ｂとを介して感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｂ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｂの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｂでの「副走査方向」である。

ポリゴンミラー２１０４で偏向された光束ＬＢｃは、偏向器側走査レンズ２１０５と折り返しミラー２１０６ｃと像面側走査レンズ２１０７ｃと折り返しミラー２１０８ｃ１と折り返しミラー２１０８ｃ２とを介して感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｃ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｃの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｃでの「副走査方向」である。

ポリゴンミラー２１０４で偏向された光束ＬＢｄは、偏向器側走査レンズ２１０５と像面側走査レンズ２１０７ｄと折り返しミラー２１０６ｄとを介して感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム２０３０ｄ上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「主走査方向」であり、感光体ドラム２０３０ｄの回転方向が、感光体ドラム２０３０ｄでの「副走査方向」である。

なお、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光束の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。

ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器側走査レンズ２１０５と像面側走査レンズ２１０７ａと２枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）とからＫステーションの走査光学系が構成されている。

また、偏向器側走査レンズ２１０５と像面側走査レンズ２１０７ｂと２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）とからＣステーションの走査光学系が構成されている。

また、偏向器側走査レンズ２１０５と像面側走査レンズ２１０７ｃと３枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ１、２１０８ｃ２）とからＭステーションの走査光学系が構成されている。

さらに、偏向器側走査レンズ２１０５と像面側走査レンズ２１０７ｄと折り返しミラー２１０６ｄとからＹステーションの走査光学系が構成されている。

偏向器側走査レンズ２１０５は、４つの画像形成ステーションで共用されている。この偏向器側走査レンズ２１０５は、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラム表面上で光スポットが等速で移動するように、主走査対応方向に関して光学的パワーを持たせた非円弧面形状を有している。

各像面側走査レンズは、副走査対応方向に関して強い光学的パワーを有している。

また、各ステーションでは、シリンドリカルレンズと各走査レンズとにより、対応する感光体ドラム表面とポリゴンミラー２１０４での偏向反射点とを副走査方向に関して共役関係とする面倒れ補正光学系が構成されている。

また、各ステーションでは、偏向器側走査レンズ２１０５と対応する像面側走査レンズとにより結像光学系を構成している。

光検知センサ２１１１ａには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｋステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２１１０ａを介して入射する。

光検知センサ２１１１ｂには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｃステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２１１０ｂを介して入射する。

光検知センサ２１１１ｃには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｍステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２１１０ｃを介して入射する。

光検知センサ２１１１ｄには、ポリゴンミラー２１０４で偏向され、Ｙステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー２１１０ｄを介して入射する。

すなわち、各光検知センサは、対応するステーションにおける先端同期検知センサの機能を有し、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。各光検知センサの出力信号は、「先端同期信号」と呼ばれている。

走査制御装置３０２２は、一例として図６に示されるように、ＣＰＵ３２１０、フラッシュメモリ３２１１、ＲＡＭ３２１２、ＩＦ（インターフェース）３２１４、画素クロック生成回路３２１５、画像処理回路３２１６、書込制御回路３２１９、光源駆動回路３２２１、モータ駆動回路３２２３などを有している。なお、図６における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。

ＩＦ（インターフェース）３２１４は、プリンタ制御装置２０９０との双方向の通信を制御する通信インターフェースである。上位装置からの画像データは、ＩＦ（インターフェース）３２１４を介して供給される。

フラッシュメモリ３２１１には、ＣＰＵ３２１０にて解読可能なコードで記述された各種プログラム、及びプログラムの実行に必要な各種データが格納されている。

ＲＡＭ３２１２は、作業用のメモリである。

画素クロック生成回路３２１５は、画素クロック信号を生成する。なお、画素クロック信号は、１／８クロックの分解能で位相変調が可能である。

画像処理回路３２１６は、ＣＰＵ３２１０によって色毎にラスター展開された画像データに所定の中間調処理などを行った後、各光源の発光部毎のドットデータを作成する。

書込制御回路３２１９は、画像形成ステーション毎に、光検知センサの出力信号（先端同期信号）に基づいて、書込開始のタイミングを求める。そして、書込開始のタイミングに合わせて、各発光部のドットデータを画素クロック生成回路３２１５からの画素クロック信号に重畳させるとともに、発光部毎にそれぞれ独立した変調データを生成する。

光源駆動回路３２２１は、書込制御回路３２１９からの各変調データに応じて、各光源に各発光部の駆動信号を出力する。

モータ駆動回路３２２３は、ＣＰＵ３２１０から指示され、ポリゴンミラー２１０４のモータ機構を駆動するための駆動信号を出力する。この駆動信号によって、ポリゴンミラー２１０４の回転数が決定される。

ＣＰＵ３２１０は、フラッシュメモリ３２１１に格納されているプログラムに従って動作し、光走査装置２０１０の全体を制御する。

ここで、偏向反射面の曇り、汚れについて説明する。

発明者らは、一例として図７に示されるように、２面あるいは３面が１面側に回転していく場合、風を切る面（例えば、１面の右側部分）の裏側になる部分（例えば、２面の左側部分）を中心に曇り、汚れが発生することを、実験により確認している。

また、偏向反射面の曇り、汚れの原因を解明する過程で、一例として図８に示されるように、ポリゴンミラーが回転すると、風を切る面（例えば、１面の右側部分）で空気が外側に押し出され、その裏側（２面の左側部分）が負圧になり、ポリゴンミラーの上下から空気が供給されることが、ポリゴンミラー周辺の気流解析シミュレーションで明らかになった。

そして、ポリゴンミラーの上下から供給される空気に含まれる粉塵やガス状の汚染物質がポリゴンミラーの負圧部分に集まり、偏向反射面に付着、固化（気体から固体への昇華）することが曇り、汚れの主原因であると推定できる結果が得られた。

物体表面への浮遊粒子（粒径１０μｍ以下）の沈着では、静電気力（クーロン力）、重力、及びブラウン拡散の３つの作用力が主に関与する。高速回転しているポリゴンミラーの場合は、さらに、風切り面と汚染物質の衝突が考えられるが、むしろ風切り面裏側の偏向反射面の汚れが顕著である。

電気抵抗率が１×１０^１４〜１０^１７Ωｍと高いパラフィン系ワックスを塵埃として使用した実験において、電気抵抗率が１×１０^１６Ωｍと高い非晶質のフッ素樹脂膜でコーティングされている偏向反射面では、汚れ、曇りによる反射率低下が急速に進行する結果を得た。

最近、環境負荷を低減するため低温でトナーを定着させる画像形成装置が提案されている。この画像形成装置では、光走査装置の内部に気化したトナーワックスの微粒子が侵入し、これがポリゴンミラーの偏向反射面に付着／固化して、該偏向反射面上に白濁した曇りを発生させることがあった。

上記特許文献４及び特許文献５に開示されている画像形成装置では、ポリゴンミラーの反射面に付着した塵埃を気流（風圧）を利用して除去することを目論んでいる。しかしながら、ポリゴンミラーの反射面に固着した微粒子状のトナーワックスは、流速の速い空気（気流）を吹き付けても除去することはできなかった。

最近のトナーワックスは、従来品より低い温度（７０℃〜８０℃程度）で融解するものが用いられている。そこで、該トナーワックスが微粒子状に固着し、曇りが生じた偏向反射面を、上記融点（７０℃〜８０℃）以上の温度まで加熱すると、微粒子状のトナーワックスは融解する。トナーワックスを融解させた後、装置内部での自然空冷により偏向反射面を徐々に冷却させると、融解したトナーワックスは該偏向反射面上で凝固する。偏向反射面上で一度融解したトナーワックスが凝固する際には、微粒子状とはならず、無色透明な「薄膜状」となる。そのため、偏向反射面の反射率を回復させることが可能となる。

本実施形態では、ＣＰＵ３２１０は、各光検知センサの出力信号に基づいて、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面の反射率低下を監視する。以下では、光を検知したときの各光検知センサの出力信号のレベルを「検出レベル」ともいう。また、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面に曇り、汚れがないときの光検知センサの出力信号のレベルを「基準レベル」ともいう。この基準レベルは、出荷前の調整工程において予め得られており、フラッシュメモリ３２１１に格納されている。また、基準レベルは、メンテナンス時に変更することが可能である。

そして、ＣＰＵ３２１０は、基準レベルに対してすべての検出レベルが予め設定されている割合（例えば、７０％〜８０％）以上であれば、偏向反射面の「反射率低下なし」と判断し、基準レベルに対していずれかの検出レベルが上記割合よりも小さければ、偏向反射面の「反射率低下有り」と判断する。なお、上記割合は、装置に固有の値であり、出荷前の調整工程において設定され、フラッシュメモリ３２１１に格納されている。また、上記割合は、メンテナンス時に変更することが可能である。

そして、偏向反射面の「反射率低下有り」と判断されると、ＣＰＵ３２１０は、画像形成が行われていないタイミングで、モータ駆動回路３２２３を介して、ポリゴンミラー２１０４を画像形成時の回転数よりも高い回転数で回転させる。なお、このときの回転数及び回転時間は、ポリゴンスキャナに悪影響を与えることなく、偏向反射面の温度がトナーワックスの融点以上の温度になるように、予め実験等により決定され、フラッシュメモリ３２１１に格納されている。これによって、偏向反射面の反射率を回復させることができる。このように、偏向反射面の反射率を回復させる処理を、以下では「反射率回復処理」ともいう。

一般にポリゴンスキャナは、通常使用時の発熱量が少なくなるように設計されているが、通常使用時よりも高い回転数で回転させた場合には発熱量が多くなり、偏向反射面の温度が高くなりやすい。本実施形態では、このようなポリゴンスキャナの「自己発熱」により、偏向反射面上に固着したトナーワックスを融解させている。

ところで、複数枚の記録紙に連続して画像を形成しているときに、偏向反射面の反射率低下が「有り」と判断されると、画像形成を一旦中断させ、反射率回復処理を行っても良い。

次に、ポリゴンミラーを画像形成時の回転数よりも高い回転数で回転させることの効果を実験的に説明する（実験１）。

ここでは、図９に示されるように、内接円半径（回転軸から反射面までの距離）が１８ｍｍのポリゴンミラーを有するポリゴンスキャナを用いた。また、該ポリゴンミラーにおける偏向反射面の長手方向をＭ方向とし、偏向反射面の中心をＭ＝０とした。そこで、偏向反射面の＋Ｍ側の端部はＭ＝＋１０．４ｍｍ、−Ｍ側の端部はＭ＝−１０．４ｍｍとなる。なお、このポリゴンミラーの通常使用時の回転数は、２４０００〜３６０００［ｒｐｍ］程度である。

そして、該ポリゴンスキャナが、図１０に示される実験用の簡易ハウジング内に組み付けられている。

この簡易ハウジングは、上カバーにおけるポリゴンスキャナの直上部分に直径２４ｍｍの円形状の開口部（流入口）が形成されている。また、簡易ハウジングの底面におけるポリゴンスキャナの基板の下側部分に直径３２ｍｍの円形状の開口部（流出口）が形成されている。

（１）曇り発生工程：
（１−１）ポリゴンスキャナが組み付けられている実験用の簡易ハウジング、トナーワックスが入れられているシャーレ、及び該シャーレを加熱するためのヒータを、密閉容器内に収納する（図１１参照）。

（１−２）ヒータの温度を約２５０℃とし、シャーレ内のトナーワックスを気化させる。

（１−３）約３０分経過後、簡易ハウジング内のポリゴンミラーを３００００［ｒｐｍ］で回転駆動させる。このとき、密閉容器内は、気化したトナーワックスが充満されている。

（１−４）回転駆動を開始してから５分経過後、ポリゴンミラーの回転を停止させる。このときのポリゴンミラーの偏向反射面の温度を測定したところ、約６５℃であった。また、ポリゴンミラーの偏向反射面を目視したところ、図７の模式図と同様の曇り（白濁）がみられた。

（２）高速回転工程：
（２−１）上記（１）曇り発生工程に続いて、上記密閉容器内で、簡易ハウジング内のポリゴンミラーを４５０００［ｒｐｍ］で回転駆動させる。このとき、密閉容器内は、気化したトナーワックスが充満されている。

（２−２）回転駆動を開始してから２分経過後、ポリゴンミラーの回転を停止させる。このときのポリゴンミラーの偏向反射面の温度を測定したところ、約８２℃であった。また、ポリゴンミラーの偏向反射面を目視したところ、上記曇り（白濁）は観察されず、透明な薄膜が形成されていることが認められた。

図１２には、（Ａ）曇り発生工程前、（Ｂ）曇り発生工程後、（Ｃ）高速回転工程後、に計測された偏向反射面の反射率がそれぞれ示されている。これによると、（Ｂ）曇り発生工程後では、Ｍ＝−７〜−８ｍｍ付近の位置で反射率は最も大きく低下している。ここでの低下量は、（Ａ）曇り発生工程前での反射率の約３０％であった。一方、（Ｃ）高速回転工程後の反射率は、（Ａ）曇り発生工程前の反射率と同等レベルにまで回復している。

すなわち、ポリゴンミラーを画像形成時の回転数よりも高い回転数で回転させることにより、偏向反射面の温度が、トナーワックスの融点と同等以上にまで上昇し、偏向反射面上に微粒子状で固着したトナーワックスを透明な薄膜に変化させることができる。これにより、トナーワックスが固着しても、偏向反射面の反射率を回復させることが可能となる。

以上説明したように、本第１の実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、４つの感光体ドラム（２０３０ａ〜２０３０ｄ）、該４つの感光体ドラムにそれぞれ潜像を形成する光走査装置２０１０、前記各潜像を樹脂が含まれるトナーにより顕像化し、トナー画像を生成する４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナー画像が重ね合わされて転写される転写ベルト２０４０、及び各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。

そして、光走査装置２０１０は、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）と、各光源からの光束を偏向するポリゴンミラー２１０４と、該ポリゴンミラー２１０４を回転駆動するモータ機構と、ポリゴンミラー２１０４で偏向された光束を４つの感光体ドラム（２０３０ａ〜２０３０ｄ）の表面に個別に集光する４つの走査光学系と、４つの感光体ドラムに対応して設けられた４つの光検知センサ（２１１１ａ〜２１１１ｄ）と、走査制御装置３０２２などを備えている。

そして、走査制御装置３０２２は、各光検知センサの出力信号に基づいて、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面の反射率低下を監視し、基準レベルに対していずれかの検出レベルが所定の割合よりも小さければ、偏向反射面の「反射率低下有り」と判断し、画像形成が行われていないタイミングで、ポリゴンミラー２１０４を画像形成時の回転数よりも高い回転数で回転させ、反射率回復処理を行う。

この場合は、トナーに含まれている樹脂が低温で溶けるものであっても、偏向反射面は高い反射率を維持することができる。

そこで、画像品質を低下させることなく、消費電力を低減させることが可能である。

また、ポリゴンスキャナの「自己発熱」を利用することにより、ヒータ等の加熱手段を別途備えることなく、低コストでポリゴンミラーの偏向反射面をトナーワックスの融点以上の温度にまで加熱することができる。

また、各光検知センサが、対応するステーションにおける先端同期検知センサの機能と、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面の反射率低下を検出する機能とを有しているため、コスト低減を図ることができる。また、メカレイアウト面、及び光学設計面での制約を緩和することが可能となる。

ところで、ポリゴンミラーの偏向反射面上で選択的にトナーワックスが付着する領域は、偏向反射面の長手方向端部付近であることが多い。また、先端同期検知センサは一般に有効走査領域における走査開始端の外側に配備される。すなわち、先端同期検知センサに入射する光束（「同期ビーム」ともいう）は、図９に示される偏向反射面の−Ｍ側の端部付近で偏向される。同期ビームは書込用ビームほどビーム性状（ビームスポット径等）に対する要求が高くない。そのため、偏向反射面におけるトナーワックスの薄膜が形成された領域で偏向された光束を同期ビームとして利用しても、走査開始タイミングを求めることは可能である。なお、偏向反射面におけるトナーワックスの薄膜が形成された領域で偏向された光束を書込用ビームとして利用した場合には、出力画像品質が劣化する恐れがある。

なお、上記第１の実施形態において、前記光検知センサとは別に、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面の反射率低下を検出するための光量検出センサを設けても良い。この場合、ポリゴンミラーの偏向反射面では、走査開始側に相当する領域にトナーワックスが付着しやすいため、該光量検出センサは、光走査開始側に配置されるのが好ましい。すなわち、光量検出センサは、偏向反射面における反射率の低下が最も大きい部分の少なくとも一部を含む領域で反射された光束を受光するのが好ましい。

また、上記第１の実施形態において、各ステーションは、後端同期検知センサとして、対応する走査光学系を介した光束のうち書き込み終了後の光束の一部が入射する光検知センサを更に備えていても良い。該光検知センサの出力信号は「後端同期信号」と呼ばれている。この場合には、基準レベルに対していずれかの検出レベルが所定の割合よりも小さくなったとき、及び／又は、先端同期信号のレベルと後端同期信号のレベルとの差が所定値より大きくなったときに、偏向反射面の「反射率低下有り」と判断しても良い。

また、上記第１の実施形態では、偏向反射面の「反射率低下有り」と判断されると、ＣＰＵ３２１０が、自動的に反射率回復処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＣＰＵ３２１０は、偏向反射面の「反射率低下有り」と判断すると、反射率回復処理が必要であることを画像形成装置に設けられているモニタやインジケータ等によりオペレータに通知し、通知を受けたオペレータが手動で操作する構成としても構わない。

或いは、画像形成装置から出力された出力画像を、ユーザやサービスマンが目視により確認し、画像濃度の変化により、偏向反射面にトナーワックスが付着したことを判断しても構わない。例えば、ハーフトーン画像等の色むらが目視で容易に判断できる画像を出力し、光走査開始側と光走査終了側での画像濃度に差異が認められるか否か確認すれば良い。目視による判断であるため、主観的に判定しても良いし、限度見本を利用して判定しても構わない。

《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図１３〜図１７に基づいて説明する。

この第２の実施形態は、図１３に示されるように、濃度検出器２２４５を備えている点に特徴を有する。その他の構成は、前述した第１の実施形態と同様である。従って、以下においては、第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。

濃度検出器２２４５は、転写ベルト２０４０の−Ｘ側に配置され、転写ベルト２０４０上に形成される濃度検出用のトナーパッチＴＰのトナー濃度を検出するのに用いられる。

この濃度検出器２２４５は、一例として図１４に示されるように、２つの濃度センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ）を有している。

濃度センサ２２４５ａは、転写ベルト２０４０の−Ｙ側端部近傍を照明するＬＥＤ２２４２ａとその反射光を受光するフォトセンサ２２４１ａを有している。濃度センサ２２４５ｂは、転写ベルト２０４０の＋Ｙ側端部近傍を照明するＬＥＤ２２４２ｂとその反射光を受光するフォトセンサ２２４１ｂを有している。各フォトセンサは、それぞれ受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。

そして、一例として図１５に示されるように、転写ベルト２０４０における、濃度センサ２２４５ａに対応する位置をＹ１、濃度センサ２２４５ｂに対応する位置をＹ２とする。

そして、濃度検出器２２４５を用いたトナー濃度検出処理が行われる際には、転写ベルト２０４０における位置Ｙ１、及び位置Ｙ２に、それぞれ濃度検出用のトナーパッチＴＰが形成される。

トナーパッチＴＰは、一例として図１６に示されるように、４個の四角形状のパターン（ｐ１〜ｐ４、以下では、便宜上「矩形パターン」という）を有している。各矩形パターンは、転写ベルト２０４０の進行方向に沿って一列に並んでいる。

矩形パターンｐ１はブラックトナーで形成され、矩形パターンｐ２はシアントナーで形成される。また、矩形パターンｐ３はマゼンタトナーで形成され、矩形パターンｐ４はイエロートナーで形成される。そして、各矩形パターンは、いわゆるベタパターンである。なお、以下では、矩形パターンｐ１〜ｐ４を区別する必要がない場合には、総称して「矩形パターンｐ」ともいう。

走査制御装置３０２２は、一例として図１７に示されるように、ＣＰＵ３２１０、フラッシュメモリ３２１１、ＲＡＭ３２１２、ＩＦ（インターフェース）３２１４、画素クロック生成回路３２１５、画像処理回路３２１６、書込制御回路３２１９、光源駆動回路３２２１、モータ駆動回路３２２３、ＬＥＤ駆動回路３２２４などを有している。なお、図１７における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。

ＬＥＤ駆動回路３２２４は、濃度検出器２２４５を用いたトナー濃度検出処理が行われるときに、ＣＰＵ３２１０から指示され、濃度検出器２２４５の各ＬＥＤを点灯あるいは消灯させるための駆動信号を出力する。

ＣＰＵ３２１０は、ポリゴンミラー２１０４における偏向反射面の反射率低下の有無を知るために、例えばジョブ間の所定のタイミングで、濃度検出器２２４５を用いたトナー濃度検出処理を行う。

ＣＰＵ３２１０によって行われるトナー濃度検出処理について簡単に説明する。なお、このトナー濃度検出処理は、プリンタ制御装置２０９０側で行われても良い。この場合は、検出結果が、プリンタ制御装置２０９０から走査制御装置３０２２に通知される。

（Ａ）書込制御回路３２１９を介して、上記トナーパッチＴＰを形成し、転写ベルト２０４０上に転写させる。

（Ｂ）予め設定されている時間が経過し、転写ベルト２０４０の走行によってトナーパッチＴＰが濃度検出器２２４５に対向する位置近傍に到達すると、ＬＥＤ駆動回路３２２４を介して濃度検出器２２４５の各ＬＥＤを点灯させる。

（Ｃ）濃度検出器２２４５の各フォトセンサの出力信号を取得する。

（Ｄ）各フォトセンサの出力信号から、トナーパッチＴＰが濃度検出器２２４５の前方を通過したことを確認すると、ＬＥＤ駆動回路３２２４を介して濃度検出器２２４５の各ＬＥＤを消灯させる。

（Ｅ）各フォトセンサの出力信号に基づいて、矩形パターン毎にトナー濃度を求める。なお、トナーの色毎にトナー濃度とフォトセンサの出力信号（信号レベル）との関係が予め求められ、フラッシュメモリ３２１１に格納されている。

そして、ＣＰＵ３２１０は、トナーの色毎に濃度センサ２２４５ａで得られたトナー濃度と濃度センサ２２４５ｂで得られたトナー濃度との差を求め、その差が予め設定されている値（「濃度差閾値」ともいう）よりも小さくなると、前記反射率回復処理を行う。

なお、出荷前の調整工程において、トナーの色毎に濃度センサ２２４５ａで得られたトナー濃度と濃度センサ２２４５ｂで得られたトナー濃度との差とカラープリンタ２０００から出力される画像品質との関係が求められ、該関係から許容できる画像品質の下限に対応するトナー濃度の差を上記濃度差閾値としている。

以上説明したように、本第２の実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、４つの感光体ドラム（２０３０ａ〜２０３０ｄ）、該４つの感光体ドラムにそれぞれ潜像を形成する光走査装置２０１０、前記各潜像を樹脂が含まれるトナーにより顕像化し、トナー画像を生成する４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナー画像が重ね合わされて転写される転写ベルト２０４０、濃度検出器２２４５及び各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。

そして、走査制御装置３０２２は、濃度検出器２２４５を用いてトナーパッチＴＰにおける各矩形パターンのトナー濃度を検出し、濃度センサ２２４５ａで得られたトナー濃度と濃度センサ２２４５ｂで得られたトナー濃度との差が濃度差閾値よりも小さくなると、画像形成が行われていないタイミングで、ポリゴンミラー２１０４を画像形成時の回転数よりも高い回転数で回転させ、反射率回復処理を行う。

この場合は、トナーに含まれている樹脂が低温で溶けるものであっても、偏向反射面は高い反射率を維持することができる。

そこで、画像品質を低下させることなく、消費電力を低減させることが可能である。

また、ポリゴンスキャナの「自己発熱」を利用することにより、ヒータ等の加熱手段を別途備えることなく、低コストでポリゴンミラーの偏向反射面をトナーワックスの融点以上の温度にまで加熱することができる。

なお、上記第２の実施形態において、光走査開始側に配置されている濃度センサで得られたトナー濃度が、予め設定されている値（「濃度閾値」ともいう）よりも小さいときに、前記反射率回復処理を行っても良い。

また、上記第２の実施形態では、光走査開始側と光走査終了側の２箇所に濃度センサを配置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、光走査開始側のみに濃度センサを配置しても良い。この場合には、該濃度センサで得られたトナー濃度が、上記濃度閾値よりも小さいときに、前記反射率回復処理が行われる。

また、上記第２の実施形態では、トナーパッチＴＰが４つの矩形パターンを有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、１つのみの矩形パターンを有していても良い。この場合、該１つのみの矩形パターンとして、ブラックトナーで形成された矩形パターンｐ１を用いることが好ましい。

なお、上記各実施形態において、走査制御装置３０２２での処理の少なくとも一部を、プリンタ制御装置２０９０が行っても良い。

また、上記各実施形態では、各光源が４０個の発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記各実施形態では、４つの光源からの光束が同一の偏向反射面で偏向される場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、２つの光源からの光束が一側に位置する偏向反射面で反射され、残りの２つの光源からの光束が他側に位置する偏向反射面で反射されるような構成としても良い。

また、上記各実施形態において、一例として図１８に示されるように、ポリゴンミラー２１０４の近傍に、ヒータ１１、及び温度センサ１２を設けても良い。この場合は、走査制御装置３０２２は、上記反射率回復処理において、ポリゴンミラー２１０４を画像形成時の回転数よりも高い回転数で回転させるのに代えて、上記ヒータ１１によって偏向反射面の温度をトナーワックスの融点と同等以上にまで上昇させることができる。なお、温度センサ１２は、偏向反射面の温度をモニタするためのものであり、走査制御装置３０２２は、温度センサ１２によって偏向反射面の温度をモニタしながら、ヒータ１１の温度を制御する。

ここで、ポリゴンミラー２１０４を直接加熱することの効果を実験的に説明する（実験２）。

ここでは、図１９に示されるように、内接円半径（回転軸から反射面までの距離）が１３ｍｍのポリゴンミラーを有するポリゴンスキャナを用いた。また、該ポリゴンミラーにおける偏向反射面の長手方向をＭ方向とし、偏向反射面の中心をＭ＝０とした。そこで、偏向反射面の＋Ｍ側の端部はＭ＝＋７．５ｍｍ、−Ｍ側の端部はＭ＝−７．５ｍｍとなる。

（Ｉ）曇り発生工程：
（Ｉ−１）ポリゴンスキャナが組み付けられている実験用の簡易ハウジング、トナーワックスが入れられているシャーレ、及び該シャーレを加熱するためのヒータを、密閉容器内に収納する。

（Ｉ−２）ヒータの温度を約２５０℃とし、シャーレ内のトナーワックスを気化させる。

（Ｉ−３）約３０分経過後、簡易ハウジング内のポリゴンミラーを４２０００［ｒｐｍ］で回転駆動させる。このとき、密閉容器内は、気化したトナーワックスが充満されている。

（Ｉ−４）回転駆動を開始してから５分経過後、ポリゴンミラーの回転を停止させる。このときのポリゴンミラーの偏向反射面の温度を測定したところ、約６０℃であった。また、ポリゴンミラーの偏向反射面を目視したところ、図７の模式図と同様の曇り（白濁）がみられた。

（ＩＩ）加熱工程：
（ＩＩ−１）上記偏向反射面に曇りが発生したポリゴンスキャナを、槽内温度が８５℃に設定されている恒温槽内に収納する。

（ＩＩ−２）１０分経過後、恒温槽からポリゴンスキャナを取り出す。このとき、ポリゴンミラーの偏向反射面を目視したところ、上記曇り（白濁）は観察されず、透明な薄膜が形成されていることが認められた。

図２０には、（ａ）曇り発生工程前、（ｂ）曇り発生工程後、（ｃ）加熱工程後、に計測された偏向反射面の反射率がそれぞれ示されている。これによると、（ｂ）曇り発生工程後では、Ｍ＝−４ｍｍ付近の位置で反射率は最も大きく低下している。ここでの低下量は、（ａ）曇り発生工程前での反射率の約４０％であった。一方、（ｃ）加熱工程後の反射率は、（ａ）曇り発生工程前の反射率と同等レベルにまで回復している。

すなわち、ポリゴンミラーの偏向反射面の温度を、トナーワックスの融点と同等以上にまで上昇させることにより、偏向反射面上に微粒子状で固着したトナーワックスを透明な薄膜に変化させることができる。これにより、トナーワックスが固着しても、偏向反射面の反射率を回復させることが可能となる。

また、ポリゴンミラーを回転駆動させた状態でポリゴンミラーを加熱することにより、偏向反射面間の温度偏差を小さくすることができる。

なお、常時、ポリゴンミラーを加熱し、偏向反射面がトナーワックスの融点以上の温度になるような状態で使用することにより、ポリゴンミラーの反射面に微粒子状のトナーワックスが固着することを防止することが可能である。

ところで、ポリゴンミラーを直接加熱する代わりに、ポリゴンミラーの軸部材を加熱しても良い。要するに、偏向反射面がトナーワックスの融点以上の温度になれば良い。

また、定着装置で発生した熱を、偏向反射面の温度をトナーワックスの融点以上の温度にするために利用しても良い。例えば、ヒートパイプ等を用いて、定着装置で発生した熱をポリゴンミラーに供給することができる。

ところで、空調設備が完備していない室内環境において画像形成装置が用いられる場合、高湿度の雨天時や夜間に冷却された状態で、装置の立ち上げのために周囲温度が急激に上昇すると、露点に達して画像形成装置（及び光走査装置）に結露が発生する恐れがある。光走査装置内部の光源、レンズ、ミラー等の光学素子に結露が発生すると、水滴を乾燥することにより結露が解消された後にも、レンズやミラー等の光学系に跡が模様として残り、以後、形成される画像に悪影響を及ぼす。そのため、結露を防止するための結露防止ヒータを光走査装置の内部に設けることがある。

この場合は、上記各実施形態では、走査制御装置３０２２は、上記反射率回復処理において、ポリゴンミラー２１０４を画像形成時の回転数よりも高い回転数で回転させるのに代えて、上記結露防止ヒータによって偏向反射面の温度をトナーワックスの融点と同等以上にまで上昇させても良い。

また、光走査装置に、ポリゴンスキャナの回転駆動時の発熱により暖められた空気を装置外部に排出するための冷却用ファンを備えていても良い。例えば、図２１に示されるように、光学ハウジングの上カバーにおけるポリゴンスキャナの直上部分に開口部（流入口）を形成し、光学ハウジングの底面におけるポリゴンスキャナの基板の下側部分に開口部（流出口）を形成する。そして、開口部（流出口）の下に冷却用ファンを配置する。なお、開口部（流入口）は、外部の塵埃（トナーワックスを含む）を除去するためのフィルタ部材で覆うことが好ましい。そして、画像形成時（すなわち、ポリゴンミラーの回転駆動時）に冷却用ファンを稼働させることにより、内部で温められた空気を効果的に流出させ、光走査装置内部を効率良く冷却することができる。

このような冷却用ファンが備えられた光走査装置（画像形成装置）の場合には、ポリゴンスキャナ回転時に冷却用ファンを非稼働とすることにより、ポリゴンミラーの温度をトナーワックスの融点以上に上昇させることが可能である。なお、このような動作は、画像形成時に行っても良いが、画像形成時以外の期間に行っても良い。

前記簡易ハウジングにおける開口部（流入口）に防塵フィルタを装着するとともに、開口部（流出口）の下側に冷却用ファンを設け、該冷却用ファンを稼働させた状態で、ポリゴンミラーを４２０００［ｒｐｍ］で５分間回転駆動させたところ、ポリゴンミラーの温度は５５℃（トナーワックスの融点以下）まで上昇した。このとき、偏向反射面を目視したところ、図７の模式図と同様の曇り（白濁）が発生した。

次に、冷却用ファンの稼働を停止させ、ポリゴンミラーを４２０００［ｒｐｍ］で５分間回転駆動させたところ、ポリゴンミラーの温度は８０℃まで上昇した。このとき偏向反射面を目視したところ、曇りは認められなかった。

このように、冷却装置（冷却用ファン）を非稼働状態として、画像形成時と同じ回転数でポリゴンミラーを回転駆動させることにより、ポリゴンミラーをトナーワックスの融点以上の温度にまで加熱することが可能である。

また、上記各実施形態では、光走査装置が一体的に構成される場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、画像形成ステーション毎に光走査装置が設けられても良いし、２つの画像形成ステーション毎に光走査装置が設けられても良い。

また、上記各実施形態では、感光体ドラムが４つある場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、感光体ドラムを５つあるいは６つ備えていても良い。

また、上記各実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。

例えば、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。

また、画像形成装置として、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。

以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、画像品質を低下させることなく、消費電力を低減させるのに適している。また、本発明の画像形成方法によれば、画像品質を低下させることなく、画像形成装置の消費電力を低減させるのに適している。

１１…ヒータ、１２…温度センサ、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ，２０３０ｂ，２０３０ｃ，２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２１０４…ポリゴンミラー（光偏向器の一部）、２１１１ａ，２１１１ｂ，２１１１ｃ，２１１１ｄ…光検知センサ（受光素子）、２２４５ａ…濃度センサ、２２４５ｂ…濃度センサ、２２００ａ，２２００ｂ，２２００ｃ，２２００ｄ…光源、３０２２…走査制御装置（処理装置）。

特開平０９−１２７４５２号公報 特許第４１０３３５５号公報 特開２００８−１３９４４９号公報 特開２００１−０６６５４０号公報 特開２０１０−１１３１４５号公報 特開２００３−３２９９５９号公報 特開２００１−２３８３９２号公報 特開２００４−０５４１１６号公報 特許第４０８９４５０号公報 特開平１−１９６０１８号公報 特許第３１９２２７１号公報

Claims (12)

1. 像担持体と；
   光源、該光源からの光束を反射する反射面を有する光偏向器、該反射面を回転駆動する駆動機構を含み、前記像担持体に潜像を形成する光走査装置と；
   前記潜像を樹脂が含まれるトナーにより顕像化し、トナー画像を生成する現像装置と；
   前記光偏向器の反射面における反射率の低下を検知する検知手段と；
   前記検知手段によって反射率の低下が検知されると、前記反射面の温度を、前記樹脂の融点よりも高い温度に上昇させる処理装置と；を備える画像形成装置。
2. 前記検知手段は、前記反射面で反射された光束を受光する受光素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記受光素子は、前記反射面における反射率の低下が最も大きい部分の少なくとも一部を含む領域で反射された光束を受光することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記検知手段は、前記像担持体への書込開始タイミングを検知するための同期検知手段を兼ねていることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記処理装置は、前記受光素子の受光量が予め設定されている値以下になると、前記反射面の温度を、前記樹脂の融点よりも高い温度に上昇させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記検知手段は、前記トナー画像におけるトナー濃度を検出する濃度センサであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記処理装置は、前記濃度センサで検出されたトナー濃度が予め設定されている濃度以下になると、前記反射面の温度を、前記樹脂の融点よりも高い温度に上昇させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記処理装置は、前記駆動機構を介して、画像形成時の回転数よりも高い回転数で前記反射面を回転させ、前記反射面の温度を、前記樹脂の融点よりも高い温度に上昇させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記処理装置は、前記光偏向器の近傍に配置された加熱装置を含み、
   前記処理装置は、該加熱装置によって、前記反射面の温度を、前記樹脂の融点よりも高い温度に上昇させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 画像形成時に前記光走査装置の内部を冷却する冷却装置を更に備え、
    前記処理装置は、前記駆動機構を介して、画像形成時の回転数と同じ回転数で前記反射面を回転させるとともに、前記冷却装置を非稼働とし、前記反射面の温度を、前記樹脂の融点よりも高い温度に上昇させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 光源からの光束を回転している光偏向器の反射面で偏向して像担持体に潜像を形成し、潜像を樹脂が含まれるトナーにより顕像化して画像を形成する画像形成方法であって、
    前記光偏向器の反射面における反射率の低下の有無を判断する工程と；
    前記判断の結果、反射率の低下が有ると、前記反射面の温度を、前記樹脂の融点よりも高い温度に上昇させる工程と；を含む画像形成方法。
12. 前記反射率の低下の有無を判断する工程では、前記光偏向器の反射面で反射された光束の光量が、予め設定されている閾値以下のときに、反射率の低下が有ると判断することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成方法。

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