JP2019166819A - 画像形成装置、発光寿命予測方法、および情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハードウェア構成を大きくすることなく、複数の光源を有する発光部が光寿命に達するのを精度良く予測する画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体と、感光体表面を帯電する帯電部と、帯電された感光体表面を露光して感光体上に入力された画像データに応じた静電潜像を形成する発光部とを有する画像形成装置において、発光部は複数の光源を有し、複数の光源をグループ分けしてなる複数の光源グループそれぞれについて、各光源グループに属する複数の光源のうち発光した光源の割合が所定の複数段階に設定された発光光源数割合で、各光源グループに属する複数の光源が発光した回数であるグループ発光回数を計測する計測部と、グループ発光回数に基づき、各光源グループに属する光源の発光時間であるグループ発光時間を算出し、算出した各グループ発光時間を累積した累積グループ発光時間を算出する発光時間算出部とを有する。【選択図】図７

Description

本発明は、画像形成装置、発光寿命予測方法、および情報処理装置に関する。

従来、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源には発光寿命があるため、光源を他装置に搭載して使用する際は、光源の発光寿命を考慮する必要がある。

例えば、光源であるＬＥＤを複数有する発光部であるＬＥＤアレイヘッドを、感光体への光書込み部として使用する、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ／Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）等の画像形成装置が知られている。この装置に光書込み部としてＬＥＤアレイヘッドを搭載する際は、装置の製品としての使用条件（保障印刷枚数、使用紙サイズ、書込み解像度、一回の発光における光源の最大発光時間、印字率、画質調整用の各種パターンサイズとパターン形成頻度等）を想定して、製品の機械寿命までのＬＥＤ一光源の最大累積発光時間を算出し、製品の機械寿命到達の前に、算出された最大累積発光時間が、ＬＥＤの発光寿命に到達するか否かを予測し、到達しないことを確認するなど行っている。

このとき、ＬＥＤアレイヘッドの複数の光源それぞれの発光回数が一律であるとの前提でＬＥＤ一光源について算出された最大累積発光時間をＬＥＤアレイヘッドについて算出された最大累積発光時間として扱うと、実際には各光源によって発光回数が異なるため、ＬＥＤアレイヘッドとして発光寿命に到達するかの予測精度は低い。つまり複数の光源それぞれの発光のされ方によっては製品寿命の前に発光寿命に到達する光源が発生する可能性がある。または余裕を持たせて、より長い発光寿命の発光部を選択する必要がある。

それに対し特許文献１では、発光素子（光源）を複数備えた発光ヘッドと、前記各発光素子の点灯回数（発光回数）を計数する計数手段とを備え、複数の光源それぞれについて実際に発光した発光回数を計数している。

しかし、特許文献１に記載の装置は、複数の光源それぞれについて計数手段を有しているため、ハードウェア規模が大きくなってしまう。

上記課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、感光体と、感光体表面を帯電する帯電部と、帯電された感光体表面を露光して感光体上に入力された画像データに応じた静電潜像を形成する発光部とを有する画像形成装置において、発光部は複数の光源を有し、複数の光源をグループ分けしてなる複数の光源グループそれぞれについて、各光源グループに属する複数の光源のうち発光した光源の割合が所定の複数段階に設定された発光光源数割合で、各光源グループに属する複数の光源が発光した回数であるグループ発光回数を計測する計測部と、グループ発光回数に基づき、各光源グループに属する光源の発光時間であるグループ発光時間を算出し、算出した各グループ発光時間を累積した累積グループ発光時間を算出する発光時間算出部とを有する画像形成装置である。

本発明によれば、複数の光源を有する発光部を搭載した装置で、ハードウェア規模を抑制しつつ、精度の高い発光部の寿命予測を実現できる。

画像形成装置が有する画像形成部のハードウェア構成図である。 発光部の周辺斜視図である。 複数の発光素子の概念図である。 画像形成装置のハードウェア構成図である。 画像形成装置の機能ブロック図である。 書込み処理開始フローの例である。 発光時間算出フローの例である。 グループ発光時間算出の説明図である。 計測部による計測結果の例である。 静電潜像パターンに対する計測時間の説明図である。 計測部による計測時のカウンタ値とカウント信号の説明図である。 図１１の一部拡大図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

まず、第一の実施形態の画像形成装置が有する画像形成部について説明する。

図１は画像形成部１０においては、複数色、例えばブラック（以下Ｂｋという）、マゼンタ（以下Ｍという）、イエロー（以下Ｙという）、シアン（以下Ｃという）の各画像をそれぞれ形成する複数の画像形成ユニット１Ｂｋ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｃが、中間転写体としての中間転写ベルト２と対向して水平方向に配列される。

この画像形成ユニット１Ｂｋ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｃは、それぞれ潜像担持体としてのドラム状感光体１１Ｂｋ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１Ｃ、帯電部１２Ｂｋ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｃ、発光部である光源ヘッド１３Ｂｋ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｃ、現像部１４Ｂｋ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｃを有する。

感光体１１Ｂｋ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１Ｃは、中間転写ベルト２と対向して水平方向に配列され、中間転写ベルト２と同じ周速で回転駆動される。

この感光体１１Ｂｋ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１Ｃは、それぞれ、帯電部１２Ｂｋ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｃにより均一に帯電された後に、発光部である光源ヘッド１３Ｂｋ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｃによりそれぞれ露光されて静電潜像が形成される。

光源ヘッド１３Ｂｋ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｃには、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色の画像信号が入力され、感光体１１Ｂｋ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１ＣをＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色の画像信号に応じて露光して静電潜像を形成する。このように発光部である光源ヘッド１３Ｂｋ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｃは感光体表面に光で静電潜像を書き込むため、光書込み部としての光書込みヘッドと呼ぶこともある。

この感光体１１Ｂｋ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１Ｃ上の静電潜像は、それぞれ現像装置１４Ｂｋ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｃにより現像されてＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像となる。

一方、記録媒体としての記録紙Ｐは画像形成装置１００の下部に設置された、給紙カセットを用いて構成された給紙部３から転写紙搬送路に沿って中間転写ベルト２まで搬送される。

中間転写ベルト２は、感光体１１Ｂｋ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１Ｃと同じ周速で回転駆動される。

記録紙Ｐは、中間転写ベルト２により搬送され、感光体１１Ｂｋ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１Ｃ上のＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像が転写部としてのコロナ放電器１５Ｂｋ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｃが形成する電界の作用により順次に重ねて転写されることによりフルカラー画像が形成される。

この記録紙Ｐは、除電部４により徐電されて中間転写ベルト２から分離された後に定着部５によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ６より排出される。その後、中間転写ベルト２は、記録紙を搬送した後にクリーニング部７によりクリーニングされる。

以上図１について説明したが、以降の説明で、図１においてＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃいずれかを付した符号が示す部材について説明を行う際、Ｂｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃによって互いに区別する必要が無い場合はＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃの符号を省略することがある。

また以降の説明で図１の記録媒体の搬送方向に対応する方向を副走査方向、図１の紙面に対して垂直方向、つまり副走査方向に対しても垂直方向な方向になるが、その方向を主走査方向と呼ぶことがある。

図２は、発光部としての光源ヘッド１３と、その周辺の斜視図である。光源ヘッド１３Ｂｋについて説明すると、光源ヘッド１３Ｂｋは、ＬＥＤアレイ１３−１Ｂｋとレンズアレイ１３−２Ｂｋを有している。ＬＥＤアレイ１３−１Ｂｋは、基板と、基板上に、光源であるＬＥＤ素子を、複数有する。複数のＬＥＤ素子は、記録媒体の搬送方向（図２中の矢印Ａ）に対して垂直方向である主走査方向（図２中の矢印Ｂ）に並んで配置される。

各ＬＥＤ素子は画像データに応じて点灯する。複数のレンズからなるレンズアレイ１３−２Ｂｋを通して、感光体ドラム１５Ｂｋ上に光が照射される。光源ヘッド１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙの構造も光源ヘッド１３Ｂｋと共通のため、説明を省略する。

また、感光体への静電潜像を書き込むのに用いるためにＬＥＤアレイとレンズアレイがユニット化された光源ヘッドを、ＬＥＤ Ｐｒｉｎｔ Ｈｅａｄ（以下、ＬＰＨ）と呼ぶことがある。

図３は、ＬＥＤアレイ１３−１の概略構成図である。記録媒体の搬送方向と垂直に並んでラインを形成する複数の光源である、複数のＬＥＤ素子を模式的に示している。ＬＥＤアレイ１３−１には、ｋ個のＬＥＤ素子、一例としてｋ＝１５７４４個のＬＥＤ素子e1〜e15744が搭載されている。本実施例ではｋ＝１５７４４個のＬＥＤ素子は、ｌ個のＬＥＤ素子、一例としてｌ＝３８４個のＬＥＤ素子を搭載したチップ（図３中ｃ１、ｃ２…ｃ４１と示す。）を、ｍ個、一例としてｍ＝４１個配列して構成されている。

なお、光源である各ＬＥＤ素子はそれぞれ独立して発光可能で、感光体への書き込み要求があった静電潜像に応じた位置に対応して素子が発光したり、発光しなかったりする。以降、ある時間に発光した光源を発光光源と呼ぶことがある。

そして本実施形態における光源ヘッド１３は、１ラインのＬＥＤ素子の列をあらかじめ、複数のグループにグループ化することで、発光部の発光寿命への到達予測（以降発光寿命予測と呼ぶことがある。）を行う。一例として、１グループに３８４個の光源が属する４１のグループにグループ化する。なお、本実施例ではチップ単位にグループ化した制御について説明するが、グループ化はチップ化されたグループと一致しなくても良い。またｋ、ｌ、ｍそれぞれの具体的な数値についてはこれに限られない。

図４は、画像形成装置１００のハードウェア構成図である。図４に示すように、画像形成装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３０と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）５０と、通信Ｉ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）６０と、操作部７０と、画像読取部８０と、図１で説明した画像形成部１０とを有し、これらがシステムバス９０を介して相互に接続されている。

ＣＰＵ２０は、画像形成装置１００の動作を制御する。ＣＰＵ２０は、ＲＡＭ４０をワークエリア（作業領域）としてＲＯＭ３０又はＨＤＤ５０に格納されたプログラムを実行することで、画像形成装置１００全体の動作を制御し、コピー機能、スキャナ機能、ファクス機能、プリンタ機能などの各種機能を実現する。これらの各種機能の実行した動作（以降ジョブと呼ぶことがある）は、その都度、画像形成装置１００の動作ログとしてＨＤＤ５０に保存可能である。

通信Ｉ／Ｆ６０は、外部装置からのジョブを公知のネットワークを介して受け付けたり、後述する画像読取部８０で読み取って形成した読取画像データを公知のネットワークを介して外部に送信したりするインターフェイスである。

操作部７０は、操作者の操作に応じた各種の入力を受け付けるとともに、各種の情報（例えば受け付けた操作を示す情報、画像形成装置１の動作状況を示す情報、画像形成装置１の設定状態を示す情報など）を表示する。操作部７０は、一例としてタッチパネル機能を搭載した液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｉｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）で構成されるが、これに限られるものではない。例えばタッチパネル機能が搭載された有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置で構成されてもよい。さらに、これに加えて又はこれに代えて、ハードウェアキー等の操作部や点灯ランプ等による表示部を設けることもできる。

画像読取部８０は、原稿などを光学的に読み取って読取画像データを形成、つまり原稿に照射した光の反射光をセンサ等で検知して読取画像データを形成する。ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）を有していてもよい。

そして画像形成部１０は、図１で説明したように発光部である光源ヘッド１３を有する。そして光源ヘッド１３は、図２で説明したようにさらに、発光部制御部である光源ヘッド制御部１３−４と、計測部であるカウンタ１３−３ｍを有する。光源ヘッド制御部１３−４は、一例として光源ヘッド１３に設けられたＡＳＩＣなどであり、発光素子アレイ１３−１の各光源が画像データに応じて感光体上を露光するように、光源をそれぞれ独立して制御可能である。カウンタ１３−３ｍは後述するように、グループｍ毎の発光素子の発光回数をカウントする。

図５は、第１の実施形態の画像形成装置の機能ブロック図である。

画像形成装置１００は、入力受付部１１０と、表示制御部１２０と、通信制御部１３０と、制御部１４０と、読出・書込処理部１５０と、記憶部１６０とを備える。

入力受付部１１０は、操作部７０の処理によって実現され、操作者に対し操作に必要な情報を表示し、操作者による各種入力を受け付ける機能を実行する。

表示制御部１２０は、ＣＰＵ２０の処理によって実現され、入力受付部１１０に表示する表示画面を制御する機能を実行する。

通信制御部１３０は、通信Ｉ／Ｆ６０の処理によって実現され、各種データを外部へメール送信したり、各種設定情報を外部機器から設定可能な場合には、外部機器とネットワーク１０００経由で通信したりする機能を実行する。

制御部１４０は、ＣＰＵ２０の処理によって実現され、画像形成装置１００全体を制御する機能を実行する。画像形成装置１００内にＣＰＵ２０に他のＣＰＵを有している場合や、画像形成装置１００内の各部の制御を行うのに特化したＡＳＩＣ等を有している場合は、それらと協働することによって実現してもよい。

制御部１４０は発光部寿命判断部１４１を有する。発光部寿命判断部１４１は、光源ヘッド制御部１３−４によって実現されるがこれに限られず、ＣＰＵ２０によって実現されても良いし、ＣＰＵ２０と光源ヘッド制御部１３−４とが協働して実現してもよい。

読出・書込処理部１５０は、ＣＰＵ２０の処理によって実行され、記憶部１６０に各種データを記憶したり、記憶部１６０に記憶された各種データを読み出したりする機能を実行する。

記憶部１６０は、ＨＤＤ５０の処理によって実行され、プログラムや文書データ、画像形成装置１００の動作に必要な各種設定情報、画像形成装置１００の動作ログ等を格納する機能を実行する。

記憶部１６０はさらに、発光時間記憶部１６１を有する。また記憶部１６０はさらに、計測時間記憶部１６２と、閾値記憶部１６３とを有していても良い。発光時間記憶部１６１、計測時間記憶部１６２、閾値記憶部１６３の詳細についてはそれぞれ後述する。

図６は、発光部による感光体への書込処理開始までのフロー図である。

一例としてＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ／Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）である画像形成装置１００は、ユーザの印刷指示に基づく画像データ、具体的にはユーザがＭＦＰのスキャナで読取った画像から生成された画像データや、ユーザが外部から送信し、ＬＡＮ経由やＦＡＸ通信により受信した画像データ等を、画像形成部１０によって印刷する。

すると画像形成装置１００は、ウォームアップ動作を実行して印刷準備が完了し、ユーザの指示に応じた印刷要求を受け付けると図１で説明した画像形成部１０による画像形成動作に対する制御である印刷制御が開始される。この印刷制御の一部として発光部発光制御が発生することで書込みが実行される。

まず制御部１４０が書込み要求を検出する（Ｓ１０１）と、制御部１４０は、印刷モードや印刷紙サイズなど条件に応じた各種印刷設定がＣＰＵより行われて（Ｓ１０２）、制御部１４０によって発光部である光源ヘッド１３が制御され、感光体への静電潜像の書込み処理が行われる（Ｓ１０３）。

図７は、発光部寿命判断部の実行する処理を説明するフロー図である。上述の発光部である光源ヘッド１３による書込み処理Ｓ１０３が開始すると開始するフローである。

まず、カウンタ１３−３ｍは、グループｍにおける発光光源数割合を計測（カウント）する（Ｓ２０１）。発光光源数割合の詳細については後述する。

そして、発光時間算出部１４１１は、計測時間判断工程として、発光光源数割合を計測する時間である計測時間が経過したかを判断する。計測時間が経過していなければ、カウンタ１３−３ｍによるステップＳ２０１の計測が継続する（Ｓ２０２）。

計測時間が経過すると、発光時間算出部１４１１は、発光光源数割合取得工程として、その時点での発光光源数割合を取得する（Ｓ２０３）。

すると発光時間算出部１４１１は、グループ発光時間算出工程として、グループｍの前記各計測値および画像データ１ｄｏｔ分を形成する際の発光時間である１ｄｏｔ発光時間から、グループｍの光源全てによるグループ発光時間を計算する（Ｓ２０４）。

次に発光時間算出部１４１１は、前回算出し記憶させた後述する累積グループ発光時間を発光時間記憶部１６１から読み出す（Ｓ２０５）。

さらに発光時間算出部１４１１は、累積グループ発光時間算出工程として、読み出した累積グループ発光時間に今回算出したグループ発光時間を加算する（Ｓ２０６）。

そして発光時間算出部１４１１は、記憶工程として、加算した結果更新された累積グループ発光時間を、発光時間記憶部１６１に記憶させて終了する（Ｓ２０７）。

このように累積グループ発光時間は、グループ発光時間算出のたびにグループ発光時間が加算されることで、更新される値である。

また上述の処理フローにあるようにＳ２０３〜Ｓ２０７の各工程は計測時間が経過する度に、順番に実行されるため、それぞれ、計測時間とほぼ同じ所定間隔で実行されることになる。ただし、ＣＰＵ２０による処理に時間がかかったり割り込み処理が発生したりする場合などはこの限りではない。

以上の処理により、ハードウェア規模を抑制しつつ、またはＣＰＵ２０を長く占有することなく、複数の素子を有する光源ヘッド等の発光寿命への到達を、実際の発光回数に基づき精度良く予測することができる。

つまり従来は、例えば印刷等における動作、つまり全光源の発光時間と製品寿命、最大印刷枚数等の想定に基づき１光源あたりの発光時間累積値を求め、光源寿命を十分満足するかどうか判断している。なお、印刷時は印刷画像によってどの光源が発光するのか変動するため、用紙全体の面積のうち、印刷（印字）されている部分の積算面積の占める割合（印字率、画像面積比、画像ドット比、印字デューティ、印刷率、印字比率、画像面積率等と呼ばれることもある。）を定めて、１光源あたりの発光時間を計算している。

理想的には、搭載されたＬＰＨの各光源の、実際の発光時間累積値を把握し、光源寿命に達することがないかどうか判定できることが望ましい。製品で使用されたＬＰＨの累積発光時間が分かると残寿命時間を知ることができ、ＬＰＨのリサイクル可否判定に応用すること等が可能になる。

しかしながら、例えば主走査１２００ｄｐｉ解像度のＡ３ノビサイズに対応するＬＰＨにおいては、少なくとも１５６００個のＬＥＤ光源（以下、光源）が必要である。そして副走査解像度１２００ｄｐｉで、一例として長尺が１９インチのＡ３ノビサイズについて露光する間カウントする構成を取った場合、１２００×１９＝２２８００分カウント可能なカウンタ、つまり１５ｂｉｔのカウンタが、１５６００個必要（１５×１５６００=２３４０００ｂｉｔ）となり、非常に大きな回路構成となってしまう。

また、光源ヘッドが１ライン分発光する度に、各光源の発光状態をメモリに累積していく手段も考えられるが、処理が煩雑となり専用の制御回路を構成する必要がある。ＣＰＵで処理する場合は、ＣＰＵの占有率が高くなってしまう。

それに対し本実施形態では、光源を複数グループに分割し、各グループに属する光源の何％が発光したのかの割合を計測するため、一光源ごとにカウントする場合に比べて専用の制御回路を構成したり、ＣＰＵの占有率が高くなったりすることがない。そして、各グループに属する光源の何％が発光したのかの割合を、あらかじめ設定された複数段階に振り分けた発光光源数割合を計測することで、光源の発光回数検出精度を向上させている。

したがって、前述したように複数の素子を有する光源ヘッド等の発光寿命への到達を、ハードウェア規模を抑制しつつ、またはＣＰＵを長く占有することなく、実際の発光回数に基づき精度良く予測するという効果を有する。

ここでさらに、比較工程として、図４の比較部１４１２がグループ１〜ｍそれぞれのグループ発光時間を監視し、最も大きな値を示すグループ発光時間の数値と、閾値記憶部１６３にあらかじめ記憶された閾値とを比較し，最も大きな値を示すグループ発光時間の数値が閾値を超えたかどうかを判断する構成としてもよい。こうすることで、ユーザが累積グループ発光時間等の値に基づき自ら発光部の寿命を予測する必要がなくなる。

閾値はその目的、つまり発光部である光源ヘッド１３が寿命に近いことを判断する目的、寿命に達する時期の予測を行う目的等に応じて適宜設定すればよい。また、閾値記憶部１６３に記憶される閾値は一つに限られず、複数記憶されていてもよい。複数の閾値と比較して判断することにより、寿命に達するまでの情報をより多く得られたり、寿命までの時間をより精度よく予測できたりする。

また前述の比較部１４１２が閾値を超えたと判断したあとさらに、通知工程として、通知部１４２がユーザへのメッセージを、表示制御部１２０を介して操作部７０に表示させたり、通信制御部１３０を介していわゆるネットワークサービスで送信したりしてもよい。こうすることで、発光部である発光ヘッド１３が寿命に近いことや、寿命に達する予測時期を速やかにユーザに通知することができる。その結果ユーザはＬＰＨ交換などの対応を行うことができ、画像形成装置１００の異常画像発生やダウンタイムの低減も実現できる

なお、上述の各工程は、ＡＳＩＣ等のハードウェアで実現してもよいし、ソフトウェアで実現、つまりＣＰＵがプログラムを実行してコンピュータに実行させてもよい。また、これらが協働して実現してもよい。

ここで発光回数の計測について詳細を述べる。図３で説明したように、本実施例のＬＰＨは、３８４個のＬＥＤを搭載したチップが４１個配列され、ＬＥＤの総数としては１５７４４個搭載された構成である。

計測部であるカウンタ１３−３ｍは、４１グループにグループ化された各グループに属する３８４個の光源のうち何％が発光したのかを１ライン分の発光動作ごとに計測する。

ここで光源のうち何％が発光したのかの割合をあらかじめ設定されたｎ段階に分けた発光光源数割合を計測する。以下に一例として０％〜９０％の１０種類のカウンタを準備した場合の、発光光源数割合を用いた発光回数算出について説明する。

発光光源数割合が「０％」は、1ライン分の発光の際に３８４個の光源のうち発光光源数が０個の場合を示す。つまり一例としてグループ１のカウンタであるカウンタ１３−３１は、ある１ライン分の発光動作の際に３８４個の光源のうち発光光源が０個であったとき、すなわちそのラインのその光源グループが露光する領域に対応する画像が全白画像であったとき、発光光源数割合が「０％」のカウント回数を１回分加算する。

さらに発光光源数割合が「〜１０％」は、1ライン分の発光の際に３８４個の光源のうち発光光源数が１〜３８個の場合を示す。つまりグループ１のカウンタであるカウンタ１３−３１は、ある１ライン分の発光動作の際に３８４個の光源のうち発光光源が１〜３８個のいずれかの時に、発光光源数割合が「〜１０％」のカウント回数を１回分加算する。

同様に、「〜２０％」は発光光源数３９〜７６個、「〜３０％」発光光源数が７７〜１１４個、「〜４０％」発光は発光光源数が１１５〜１５２個、「〜５０％」は発光光源数１５３〜１９０個、「〜６０％」は発光光源数１９１〜２２８個、「〜７０％」は発光光源数２２９〜２６６個、「〜８０％」は発光光源数２６７〜３０４個、「〜９０％」は発光光源数３０５〜３４２個というようにあらかじめ設定する。

Ａ３ノビサイズの副走査ライン数は１２００ｄｐｉ換算すると２２８００ラインであるため、１００％発光している回数は０％〜９０％のカウンタ値合計の２２１００を２２８００から減算することで求めることができる。したがって１０種類のカウンタを準備することで、ｎ＝１１段階の発光光源割合を設定することになる。

以上のように各カウンタ１３−３ｍがそれぞれ、設定されたｎ段階の発光光源割合の発光回数を計測する。

なお、上述の実施例では各グループの光源数が一律になるようグループ化したが、各グループの光源の発光時間を算出できればこれに限られない。

次に発光時間の算出の一例を述べる。図８はグループ１のカウンタであるカウンタ１３−３１が計測した発光光源割合の一例を示す。

ここで、本実施形態では、発光光源数割合が「〜１０％」で発光した発光回数が３０００回であるとき、グループ１に属する光源１個が、３０００回の１０％にあたる３００回発光したと考える。図８の表の「グループ１の光源１個の発光回数」列に、各発光光源数割合での発光回数から算出されるグループ１の光源１個の発光回数である「３００回」を記録する。

この時、ＬＥＤの１ライン（１ｄｏｔ）あたりの発光時間が１０μｓと設定されていた場合、グループ１の光源１個換算の発光時間は、発光回数に１ｄｏｔ発光時間を乗じた３０．０ｍｓと算出できる。なお、ここでは説明を簡単にするため１ラインを１ｄｏｔで露光する場合を例に説明する。しかし１ラインを複数のドットで形成するような場合は、１ラインあたりのドット数（露光回数）に応じて発光時間を算出すればよい。

グループ１のｎ＝１１段階のすべての発光光源割合について、上述のように、光源１個あたりの発光回数、そして発光時間を算出して足し合わせると、Ａ３ノビサイズ印刷におけるグループ１のグループ発光時間は、７４．７ｍｓと算出できる。

もちろん、グループ１の光源１個の発光回数はｎ段階の発光光源数割合、それぞれから算出した光源１個の発光回数（図８中の「グループ１の光源１個の発光回数」列の各数値）を足し合わせて、グループ１の光源１個の計測時間の間の発光回数７４７０回を求めた上で、１ｄｏｔ発光時間が１０μｓを乗じてグループ１のグループ発光時間７４．７ｍｓを算出してもよい。このようにすべての光源グループ１〜ｍについて発光時間を求める。

ハードウェア構成の動作の一例としては、ＣＰＵ２０が、各グループの計測部であるカウンタ１３−３ｍからカウンタ値を取得して発光時間を算出する。さらにＣＰＵ２０は、不揮発性メモリであるＨＤＤ５０に記憶されている累積グループ発光時間を読出して今回のグループ発光時間を加算して累積グループ発光時間の値を更新する。計測時間が経過すると、ＣＰＵ２０は各グループの前記各計測値と１ｄｏｔの画像形成における発光時間から各グループの発光時間を計算する。

図９に、ある時点に発光時間算出部１４１１によって算出され発光時間記憶部１６１に記憶された、累積グループ発光時間の例を示す。図９ではすべてのグループ１〜ｍのうちの、グループ１，２，１９，そしてグループ４１について示している。図９で、単位が秒であった場合、グループ１９の累積発光時間値が最も大きく、単位を時間にすると約２７．８時間となる。例えば光源寿命を通知する閾値を２５時間に設定していると、グループ１９の光源が閾値を超えたので光源寿命に近づいたことを通知する。これにより、光源寿命になってしまう前にＬＰＨの交換等対策を取ることが可能になる。

本実施形態のように３８４光源×４１グループに分割し、発光光源数割合を０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０％の１０種類とすると、準備するカウンタは１５ｂｉｔ×１０種類×４１グループ（１５×１０×４１＝６１５０ｂｉｔ）となる。その結果、前述のようにＬＥＤ１５６００個に対して１５ｂｉｔのカウンタを準備した場合の２３４０００ｂｉｔに対し、約９７.４％の削減となる。

別の実施形態として、一例として４００光源×３９グループに分割し、発光光源数割合を０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０％の１０種類とすると、準備するカウンタは１５ｂｉｔ×１０種類×３９グループ（１５×１０×３９=５８５０ｂｉｔ）となり、２３４０００ｂｉｔに対して９７．５％の削減となる。

また、比較する閾値、つまり比較値を複数準備することで、ＬＰＨ交換が必要となる時期の予測が行い易くなる。一例として閾値を光源寿命時間の５０％、６５％、８０％とし、各閾値に達した時期から、より寿命に近いタイミングでＬＰＨを交換できるように画像形成装置１００の保守サービス担当がタイミングを調整できる。これはユーザによって使用頻度や印刷枚数などが異なるので、ＬＰＨ交換の緊急性判断に寄与する。

なお、発光時間計算や不揮発性メモリである記憶部１６０へのアクセスをＣＰＵ２０で行ってもよいし、光書込みヘッド制御部で実施しても良い。この場合、光書込みヘッド制御手段で行う場合は、累積発光時間値と閾値の比較を行うのであれば、例えばＣＰＵ２０に割込み出力を行う或いは、累積発光時間値が閾値以上になったことを示す内部フラグを設けておき、ＣＰＵ２０が前記フラグの状態を検知することで光源寿命を知ることができる。

累積発光時間値を画像形成装置１００内の不揮発性メモリに格納せずに、各グループの各カウンタ値をCPU経由で外部の不揮発性メモリに格納し、印刷等ＬＰＨの発光動作を行う毎にＣＰＵが前記メモリに記憶された発光時間の値を読出して発光回数を累積することでも各グループの累積発光時間を求めることが可能である。

さらに、光源の光量が光源寿命に影響を与える構成を取る場合には、式１のように発光時間計算時に補正係数を用いることで補正された発光時間を算出してもよい。つまり一例として光源の光量を−３０〜＋３０％で変動させることができる光源ヘッド１３の場合に、光量の変動に対応して発光寿命が＋２〜−２％となるのであれば、補正係数Ａを０．９８〜１．０２とすれば良い。光源の光量の影響も考慮することで、より精度の良い光源寿命判断をできる。
発光回数×１ｄｏｔの画像形成における発光時間×補正係数Ａ・・・（式１）

さらに、補正係数Ｂを用いて、発光回数を補正してもよい。例えば画像形成装置１００が印刷物等によって１ｄｏｔ発光時間を変更できる構成の場合、変更された分が算出する発光回数の誤差となってしまうため、（式２）のように補正する。補正係数Ｂは一例として、１ｄｏｔ発光時間が８μｓ、１０μｓ、１２μｓの３種類であれば、１０μｓを中央値にした場合それぞれ０．８、１．０、１．２にすれば良い。
発光回数×補正係数Ｂ・・・（式２）

前述ではユーザからの印刷指示に基づくＡ３ノビ画像を形成する場合を例に述べたが、濃度ムラや色ずれを検知して調整するための各種パターンを形成することもある。その場合、図１０（ａ）に示すようにパターン含めて発光回数を計測して累積発光時間値を更新していく。

図１０（ａ）（ｂ）はいずれも同じ静電潜像、つまりユーザなどにより画像形成装置１００に入力された入力画像と、調整用パターンＡと、調整用パターンＢを示している。そして図１０（ａ）と図１０（ｂ）とでは、図中に「発光回数計測時間」として示したように、発光回数計測時間が異なっており、図１０（ｂ）の発光回数計測時間の方が、図１０（ａ）発光回数計測時間よりも短い例である。

このとき、光源寿命判断の頻度を上げたい場合は、図１０（ｂ）に示すようにＡ３ノビ副走査サイズよりも短い期間で処理させるよう設定を変更する。計測時間記憶部１６２に計測時間を複数設定しておき、ユーザからの指示や、印刷する画像データに応じて適切な計測時間を選択するようにあらかじめ設定しておけばよい。図１０（ａ）（ｂ）いずれの場合も、計測時間内に全グループの累積発光時間値の更新が行えるようにする。

また、図１０（ａ）と比較して短い周期で計測する例である図１０（ｂ）であれば、更にカウンタのｂｉｔ数を削減できる。例えば図１０（ｂ）の計測時間として解像度１２００ｄｐｉで副走査１０５ｍｍ周期と設定すれば５０００回程度カウントできればよく、カウンタのｂｉｔ数を１３ｂｉｔに削減できる。

ここで、図１０（ａ）（ｂ）のように、計測時間と計測時間の間に間隔を空けることなく連続して処理を行う場合は、計測時間が経過し、累積するカウンタ値が確定した以降の処理を、カウンタ値クリアまでに実施する必要がある。しかし、ＣＰＵ２０の処理速度などによってカウンタ値クリアに前に間に合わない場合は、以下に説明するように各カウンタ値を別途ラッチしてもよい。

図１１は、書込み制御の際、カウンタ１３−３ｍいずれかの計測タイミングを説明する図である。上から、カウンタ１３−３ｍいずれかのカウンタ値、ラッチ値、そして制御部からカウンタ１３−３ｍへのカウントラッチ信号、カウントクリア信号をそれぞれ示している。図１０（ｂ）の計測時間による処理の場合に対応している。

図１２は、図１１の領域Ｄを拡大した図である。カウンタ値Ｒの時点で計測時間が経過すると、制御部１４０はカウンタ１３−３ｍにカウントラッチ信号を送信し、カウンタ値Ｒがラッチされる。そして制御部１４０は、カウンタ１３−３ｍにカウントクリア信号を送信し、カウンタ１３−３ｍはまた新たにカウントを開始する。

このように一定周期で本処理を行う場合はカウンタ値をラッチすることで、ＣＰＵ２０の処理速度等によらず、確実にカウンタ値以降の処理を実行することができる。そしてこのように各１３−３ｍでカウンタ値をラッチしたとしても、例えば図１０（ａ）で示す計測時間で３８４光源×４１グループに分割して処理を行った場合、６１５０×２=１２３００ｂｉｔとなり２３４０００ｂｉｔに対して約９４．７％の削減となり、４００光源×３９グループに分割して処理を行った場合５８５０×２＝１１７００ｂｉｔとなり２３４０００ｂｉｔに対して９５％の削減となる。

図１０（ｂ）で示す計測時間であれば、３８４光源×４１グループに分割して処理を行った場合、５３３０×２=１０６６０ｂｉｔとなり２３４０００ｂｉｔに対して約９７．７％の削減となり、４００光源×３９グループに分割して処理を行った場合５０７０×２＝１０１４０ｂｉｔとなり２３４０００ｂｉｔに対して約９５．７％の削減となる。

以上は画像形成装置１００内で感光体に対する光書込みを行う発光部である光源ヘッド１３の寿命を判断する方法について述べたが、これに限られず、ユーザからの指示や外部から入力された情報を処理して複数の光源を有する発光部を発光させる情報処理装置に適用可能である。

また、異常は本発明の各実施形態について詳述したが、かかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１００ 画像形成装置
１０ 画像形成部
１３ 発光ヘッド
１３−１ ＬＥＤアレイ
１３−３ｍ 計測部
１４１ 発光部寿命判断部
１４１１ 発光時間算出部
１４１２ 比較部
１４２ 通知部

特開２０１１−１８９６３３号公報

Claims (14)

1. 感光体と、
   前記感光体表面を帯電する帯電部と、
   前記帯電された感光体表面を露光して前記感光体上に入力された画像データに応じた静電潜像を形成する発光部とを有する画像形成装置において、
   前記発光部は複数の光源を有し、
   前記複数の光源をグループ分けしてなる複数の光源グループそれぞれについて、前記各光源グループに属する前記複数の光源のうち発光した光源の割合が所定の複数段階に設定された発光光源数割合で、前記各光源グループに属する前記複数の光源が発光した回数であるグループ発光回数を計測する計測部と、
   前記グループ発光回数に基づき、前記各光源グループに属する前記光源の発光時間であるグループ発光時間を算出し、
   算出した前記各グループ発光時間を累積した累積グループ発光時間を算出する発光時間算出部とを有する画像形成装置。
2. 前記光源は異なる複数の光量で発光可能であって、前記発光時間算出部は前記光量に応じた補正係数により補正された前記発光時間を算出する請求項１の画像形成装置。
3. 前記光源は、異なる複数の、画像データ１ｄｏｔ分の発光時間である１ｄｏｔ発光時間で発光可能であって、前記発光時間算出部は、前記１ｄｏｔ発光時間に応じた補正係数により補正された前記発光回数を算出する請求項１または２いずれかの画像形成装置。
4. 前記累積発光時間を所定の比較値と比較し、前記比較の結果をユーザに通知する請求項１ないし３いずれかの画像形成装置。
5. 前記比較値が複数である請求項１ないし４いずれかの画像形成装置。
6. 前記画像形成装置は、
   前記累積グループ発光時間を記憶する記憶部を有し、
   前記発光時間算出部は、所定の時間間隔で前記累積発光時間を算出し前記記憶部に記憶させる請求項１ないし５いずれかの画像形成装置。
7. 複数の発光光源を有する発光部の発光寿命予測方法であって、
   前記複数の光源をグループ分けしてなる複数の光源グループそれぞれについて、複数段階に設定された、前記各光源グループに属する前記複数の光源のうち発光した光源の割合である発光光源数割合で、前記光源グループが発光した回数であるグループ発光回数を計測する計測工程と、
   前記グループ発光回数に基づき、前記各光源グループに属する前記光源の発光時間であるグループ発光時間を算出するグループ発光時間算出工程と、
   算出した前記各グループ発光時間を累積した累積グループ発光時間を算出する累積グループ発光時間を算出する累積グループ発光時間算出工程とからなる発光寿命予測方法。
8. 前記光源は異なる複数の光量で発光可能であって、前記発光時間算出工程は、前記光量に応じた補正係数により補正された前記発光時間を算出する請求項７の発光寿命予測方法。
9. 前記光源は、異なる複数の、画像データ１ｄｏｔ分の発光時間である１ｄｏｔ発光時間で発光可能であって、前記発光時間算出部は、前記１ｄｏｔ発光時間に応じた補正係数により補正された前記発光回数を算出する請求項７または８いずれかの発光寿命予測方法。
10. 前記累積発光時間を所定の比較値と比較し、前記比較の結果をユーザに通知する通知工程を有する請求項７ないし９いずれかの発光寿命予測方法。
11. 前記比較値が複数である請求項１０の発光寿命予測方法。
12. 前記累積グループ発光時間を記憶させる記憶工程を、
    前記累積グループ発光時間工程と、前記記憶工程は所定の時間間隔で実行される請求項７ないし１１いずれかの発光寿命予測方法。
13. コンピュータに請求項７ないし１２に記載の各工程を実行させることを特徴とする発光寿命予測プログラム。
14. 複数の光源を備えた発光部を有し、
    入力されたデータに応じて前記光源を発光させる情報処理装置であって、
    前記複数の光源をグループ分けしてなる複数の光源グループそれぞれについて、複数段階に設定された、前記各光源グループに属する前記複数の光源のうち発光した光源の割合である発光光源数割合で、前記光源グループが発光した回数であるグループ発光回数を計測する計測部とを有する情報処理装置であって、
    前記グループ発光回数に基づき、前記各光源グループに属する前記複数の光源の発光時間であるグループ発光時間を算出し、
    算出した前記各グループ発光時間を累積した累積グループ発光時間を算出する発光時間算出部とを有する情報処理装置。