JP5807408B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、及びそれらの複数の機能を備えたデジタル複合機等の電子写真方式の画像形成装置に関する。

上記のような電子写真方式の画像形成装置は、回転するドラム状又はベルト状の感光体の表面を均一に帯電させ、露光装置（画像書込ユニット）によって光源からの光ビームを偏向走査してその帯電した表面を露光し、感光体上に静電潜像を形成する。その静電潜像を現像装置によって現像剤で現像して、感光体の表面にトナー画像を形成し、それを転写紙等の記録媒体に直接転写するか、中間転写体に転写した後記録媒体に転写する。その記録媒体上のトナー画像を定着装置を通して定着して排出する。記録媒体は、最終的に画像を出力する媒体であり、転写紙、用紙、印刷用紙、記録紙、シート、記録シート、印刷シートなどとも称される。

このような電子写真方式の画像形成装置における露光装置の光源として、近年、レーザダイオードを用いたものが多くなっている。レーザプリンタはその代表的な画像形成装置である。また、環境保護の観点から最終廃棄物を極力少なくするように、使用済みの画像形成装置を回収して、寿命のきている部品を交換して十分使用できる状態に再製するリサイクル事業も盛んになってきている。

上述した露光装置におけるレーザダイオードの寿命（使用可能な点灯時間）は、画像形成装置全体としての寿命に比べ長い。そのため、レーザダイオードのみについて見れば、再使用可能な場合があり、回収された画像形成装置のレーザ露光装置（書込ユニット）に搭載されているレーザダイオードが再使用可能かどうかを判定することが必要になる。

そこで、例えば特許文献１には、レーザダイオードの駆動電流を計測し、その駆動電流が再使用判定基準を超えると、レーザダイオードが再使用不能であると判定することが記載されている。
また、特許文献２にも、レーザダイオードの駆動電流の上昇によって、レーザダイオードの劣化を診断することが記載されている。

しかし、このような従来のレーザダイオードの劣化状態を判断する技術では、レーザダイオードの駆動電流を計測するために駆動電流検出回路を設ける必要がある。そのため、レーザダイオードの駆動電流モニタ回路などを搭載していない低価格のレーザプリンタ等の画像形成装置には、殆ど実施されていないという問題があった。
また、レーザ露光装置におけるレーザダイオードの総点灯時間を形成した画像の画素数のカウント値から推定する技術もあったが、画素カウント機能を持たない画像形成装置には適用できなかった。

この発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、露光装置の光源にレーザダイオードを使用した画像形成装置において、駆動電流検出回路を設けたり画素カウント機能を有する必要なく、簡単にレーザダイオードの劣化状態を判断できるようにすることを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、感光体と、その感光体の表面を帯電させる帯電手段と、レーザダイオードの発光によるレーザ光を偏向走査して、上記感光体の帯電された表面を露光走査するレーザ露光手段と、そのレーザ露光手段による露光走査によって上記感光体の表面に形成される静電潜像を現像剤によって現像する現像手段とを有する画像形成装置において、
上記現像剤を収容した現像剤容器の交換回数をカウントして記憶する現像剤容器交換回数カウント手段と、その現像剤容器交換回数カウント手段に記憶された現像剤容器の交換回数に基づいて、上記レーザダイオードの総点灯時間を算出し、その算出した総点灯時間によって、、上記レーザ露光手段における上記レーザダイオードの劣化状態を判定する劣化状態判定手段とを有することを特徴とする。

この発明によれば、駆動電流検出回路や画素カウント機能を持たない画像形成装置でも、レーザダイオード劣化状態を判定することができ、そのレーザダイオードを搭載したレーザ露光手段が再使用可能か否かを判定することも可能である。

この発明の一実施形態である画像形成装置の内部構成を模式的に示す図である。 図１における各レーザ露光装置に共通の光学系の構成を感光体ドラムと共に示す斜視図である。 図１における制御ユニットと各トナーボトル着脱検知センサ及び操作部の関係を示すブロック図である。 図３に示す制御ユニットが実行する画像形成装置使用中の処理の例を示すフローチャートである。 図３に示す制御ユニットが実行する画像形成装置回収後のチェック処理の例を示すフローチャートである。 図３に示す制御ユニットが実行する画像形成装置回収後のチェック処理の他の例を示すフローチャートである。

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１に示す画像形成装置はこの発明の一実施形態であり、モノクロプリントからフルカラープリントまでの画像を形成することが可能な画像形成装置の内部構成を模式的に示す図である。
この画像形成装置は、カラー現像に用いられるイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）とブラック（Ｋ）の各色に対応する画像形成ユニット２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋと、制御ユニット４０を備えている。画像形成ユニット２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋは、装置本体１００の内部に水平方向に間隔を置いて、図１において矢示Ａ方向にループ状に走行する中間転写体である中間転写ベルト１の下側の水平な面に対向して左から順に配置されている。その各画像形成ユニット２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋは、使用するトナーの色を除いて４組とも同一の構成である。

画像形成ユニット２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋは、ドラム状の感光体である感光体ドラム３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ、帯電手段である帯電ローラ４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ、現像手段である現像器７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ、および各感光体ドラム３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの表面の転写残トナーを除去するクリーニング装置８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋをそれぞれ備えている。
各帯電ローラ４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋは、それぞれ矢示方向に回転する各感光体ドラム３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの表面を一様に帯電させる。

現像器７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋには、装置本体１００内の上部に配置されたトナーボトル３６Ｙ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｋから各色のトナーが、各現像器に装着されたトナー濃度検知センサ３７Ｙ，３７Ｃ，３７Ｍ，３７Ｋからの信号に応じて供給路３８Ｙ，３８Ｃ，３８Ｍ，３８Ｋを介して供給される。

各トナーボトル３６Ｙ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｋは、現像剤を収容した現像剤容器であり、その外周にらせん状の突起が設けられた円筒形のボトルであって、装置本体１００に装着すると、その先端開口部が開き、各トナーボトル内のトナーが可撓性の搬送チューブによって形成された供給路３８Ｙ，３８Ｃ，３８Ｍ，３８Ｋを介して現像器７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋに搬送される。

また、各トナーボトル３６Ｙ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｋに対して、その着脱状態を検知するトナーボトル着脱検知センサ４４Ｙ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｋが設けられている。その各トナーボトル着脱検知センサ４４Ｙ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｋは、装置本体１００側に設けられていて、制御ユニット４０と信号線を介して接続されており、トナーボトルが装置本体１００に装着されるとオンし、離脱されるとオフするように構成されている。

レーザ露光手段であるレーザ露光装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋは、画像書込ユニットを構成しており、それぞれレーザ光６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋを出射して、各感光体ドラム３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの帯電された表面を露光して、そこに各色の画像データに応じた静電潜像を形成する。このレーザー露光装置の詳細については後で詳述する。

各現像器７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋは、各感光体ドラム３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの周面に対し所定の間隙を保ち、その回転方向（矢示方向）に対して順方向に回転する円筒状の非磁性の現像スリーブ９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋを有する。そして、内部に各色の現像色に応じてイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびブラック（Ｋ）の一成分現像剤又は二成分現像剤を収容している。一成分現像剤はトナーだけからなり、二成分現像剤はトナーとキャリアからなる。
そして、各感光体ドラム３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの表面に形成された静電潜像に、現像スリーブ９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋの回転により各色のトナーを付着させて現像し、各色のトナー画像を形成する。

中間転写ベルト１は、図示しない駆動モータにより回転駆動される駆動ローラ１０（二次転写バックアップローラを兼ねる）、テンションローラ１１、支持ローラ１２および逆屈曲ローラ１３に外接して張架され、反時計方向（矢示Ａ方向）に移動する。
その中間転写ベルト１の内側には、一次転写ローラ１６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｋが、中間転写ベルト１を挟んで各感光体ドラム３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋと対向して設けられている。

カラー画像の形成に用いられる一次転写ローラ１６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｍは、モノクロモードの時には仮想線で示すように中間転写ベルト１から離間し、カラーモードの時には実線で示すように中間転写ベルト１に接触するべく、接離可能に設けられている。
また、駆動ローラ１０と中間転写ベルト１を介して対向して、二次転写ローラ１４が設けられている。この二次転写ローラ１４も中間転写ベルト１に対して接離可能に設けられている。さらに、支持ローラ１２の近傍には、中間転写ベルト１の表面の残留トナーや紙粉などの異物を除去するクリーニングブレード１５が配置されている。

この画像形成装置において、カラーモードの時には各一次転写ローラ１６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｋが全て中間転写ベルト１に接触する位置にあり、画像形成ユニット２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋが全て動作する。
そして、図１においてそれぞれ矢示方向に回転する各感光体ドラム３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの表面に、順次形成される各色のトナー画像を、各一次転写ローラ１６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｋに転写バイアス電圧が印加し、矢示Ａ方向に回動する中間転写ベルト１の下面に、順次重ねて転写して、フルカラーのトナー画像を形成する。

その間に、記録媒体である転写紙Ｐが、図示しない給紙装置から一枚ずつに分離されて搬送され、その先端がレジストローラ対１８に挟持されて待機し、中間転写ベルト１上にトナー画像が形成されるのとタイミングをとる。そして、その転写紙Ｐがレジストローラ対１８によって、中間転写ベルト１と二次転写ローラ１４のニップ部に搬送され、そこで中間転写ベルト１上のフルカラーのトナー画像が転写紙Ｐに二次転写される。
そのトナー画像が転写された転写紙が定着器２０に送られて、熱溶着によるトナー画像の定着がなされ、図示しない排紙部に排出される。

モノクロモードの時には、一次転写ローラ１６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｍは仮想線で示すように中間転写ベルト１から離間し、画像形成ユニット２Ｋだけが動作する。
そして、感光体ドラム３Ｋに表面に形成される黒トナーによるモノクロのトナー画像が、中間転写ベルト１の下面に一次転写され、それが転写紙Ｐに二次転写され、定着器２０で定着された後排出される。

図２は、図１におけるレーザ露光装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋに共通の光学系の構成を感光体ドラム３（各色の感光体ドラムに共通の符号３を使用する）と共に示す斜視図である。
図２において、レーザダイオードユニット５１内にレーザダイオードとコリメートレンズが設けられており、レーザダイオードの発光によるレーザ光がコリメートレンズによって平行光線にされて、レーザダイオードユニット５１から出射する。

そして、そのレーザ光が、ポリゴンモータ５５によって回転されるポリゴンミラー（回転多面鏡）５２によって偏向走査され、ｆθレンズ５３等から構成される結像レンズを通して反射ミラー５４によって反射され、感光体ドラム３の帯電した表面に画像を結像して露光する。このとき、レーザダイオードユニット５１内のレーザダイオードが画像信号に基づいて変調されて点灯と消灯を繰り返し、そのレーザ光が図２の矢示Ｂ方向（感光体ドラム３の軸線方向）である主走査方向に繰り返し走査される。同時に、感光体ドラム３が矢示Ｃ方向に回転して副走査を行うことによって、感光体ドラム３上に静電潜像が形成される。

レーザダイオードユニット５１から出射し、ポリゴンミラー５２によって反射されたレーザ光が、主走査領域に入る前に同期検知ミラー５６によって反射され、同期検知センサ５７によって検出される。その同期検知センサ５７による同期検知信号を基準にして、毎回の主走査における画像書込み（画像信号に基づくレーザダイオードの点灯変調）開始タイミングを決定する。

次に、図１における制御ユニット４０のこの発明に係わる機能について、図３〜図６によって説明する。
図３は、制御ユニットと各トナーボトル着脱検知センサ及び操作部の関係を示すブロック図である。
制御ユニット４０には、各トナーボトルの着脱状態を検知するトナーボトル着脱検知センサ４４Ｙ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｋと、液晶表示器等の表示器４５及び入力キー等を有する操作部４２とが、それぞれ信号線によって接続されている。

その制御ユニット４０は、中央演算処理装置であるＣＰＵ、プログラムメモリであるＲＯＭ、データメモリであるＲＡＭ、及び不揮発性メモリ等からなるマイクロコンピュータを主として構成されている。その機能として現像剤容器交換回数カウント手段であるトナーボトル交換回数カウンタ４１を有している。トナーボトル交換回数カウンタ４１は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびブラック（Ｋ）の各色用のカウンタＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋからなるソフトカウンタである。

そして、それぞれトナーボトル着脱検知センサ４４Ｙ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｋからの検知信号により、各色の現像剤容器であるトナーボトル３６Ｙ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｋの交換回数を個別にカウントする。
表示器４５には、後述する回収後のチェック処理においてレーザ露光装置の再使用可／不可を表示できる。

この制御ユニット４０は、この発明に係わる後述する処理の他に、通常の画像形成に係わる制御も行う。すなわち、画像形成ユニット２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋの各部やレーザ露光装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋ等の制御、中間転写ベルト１の駆動制御、一次転写ローラ１６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｍ及び二次転写ローラ１４の制御、記録媒体Ｐの給紙及び搬送制御、定着器２０の温度制御等も行う。しかし、この発明に直接関係しないので説明を省略する。

ところで、各レーザ露光装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋの図２に示したレーザダイオードユニット５１内にはレーザダイオード（以下「ＬＤ」と略称する）が設けられているが、その寿命はＬＤの総点灯時間と相関があることが知られている。
そのため、ＬＤ駆動電流や使用温度環境が一定の条件下で使用することを前提として、トナー消費量からＬＤの点灯時間を換算することができる。

前述したようにＬＤが点灯するとそのレーザ光によって感光体上に潜像が形成され、それが現像されることによってその潜像部分にトナーが付着する。したがって、ＬＤの点灯時間とトナー消費量は比例する。

ＬＤ点灯時間とトナー消費量の関係は画像形成装置（以下「製品」とも言う）毎に予め測定されている。ここでは一例として、トナーボトル１本にトナーが満充填された状態から、画像面積比率（画像エリア全体の面積に対してトナーが付着する部分の面積の比率）が６％の画像をＡ４サイズの記録媒体に２００００枚印刷するとトナーボトルを１本使い切る製品Ａがあるとする。
この製品Ａは、レーザダイオードユニット５１毎に２個のＬＤがあり、Ａ４サイズの記録媒体の全面に黒画像を記録するとＬＤ１個当たり０．６５３秒点灯する。この場合、画像部では２個のＬＤが２ライン同時に異なるデータで独立して点灯する。非画像部では同時に点灯しないように制御される。

よって、６％の画像面積比率の場合は、２個のＬＤが同等に発光したとして、次の計算によって、１枚の画像形成で約３９．２ｍｓ点灯することになる。
０．６５３（sec）×６／１００≒３９．２（ｍｓ）
そして、３９．２ｍｓ×２００００枚＝７８４secが、トナーボトル１本分のトナー消費量に対するＬＤ点灯時間となる。

１ヶ月にトナーボトル２本分のトナーが消費される場合、５年で１２０回トナーボトルが交換される。最後の１本のトナーボトル内のトナー残量は把握出来ないが、使い切ったと仮定して判定処理を行っても、その誤差は１％以下であるから判定への影響は少ない。極端に使用本数が少ない使用条件であれば誤差が大きくなるが、その場合は印刷枚数が少なく、ＬＤの点灯時間自体が少ないので、ＬＤが寿命と判定することはないから問題にならない。

また、非画像部でＬＤが点灯する期間があるが、これは各ライン毎に数μｓであり、割合として１％程度である。画像部のＬＤ点灯比率６％に対して１／６程度であることから、ＬＤ点灯時間に加算しなくとも判定結果が変わるほどの影響は無い。画像部の面積率が非常に低い場合は非画像部のＬＤ点灯時間も考慮しないと誤差が大きくなるが、その場合もＬＤの総点灯時間自体が少ないため、ＬＤ寿命と判定することはないから問題にならない。
機種によってはトナー濃度を安定させるために、補給されたトナーを強制的に消費するモードがあるが、この場合はＬＤが点灯するので、ＬＤ点灯時間はトナー消費量に反映される。

上記の例で、１２０回トナーボトルが交換された場合のＬＤの総点灯時間は、
７８４秒×１２０＝９４０８０秒＝２６．１３時間
となる。ＬＤの平均寿命時間を仮に１００時間とすると、ＬＤの総点灯時間の２倍が１００時間未満であれば、ＬＤの総点灯時間が平均寿命時間の半分未満であるから、そのＬＤを搭載したレーザ露光装置（書込ユニット）を再使用出来る。しかし、ＬＤの総点灯時間の２倍が１００時間未満でなければ、再使用出来ないと劣化状態を判定することができる。その場合、その製品Ａを再製する際には、そのＬＤを搭載したレーザ露光装置を交換する必要がある。

そこで、図１に示した画像形成装置の図３に示した制御ユニット４０によるこの発明に係る処理の例を、図４〜図６のフローチャートによって説明する。なお、説明を簡単にするために、ブラック用のレーザ露光装置５Ｋの劣化状態を判定するための処理として説明する。
図４は、画像形成装置を初めて使用開始するとき及びその後の継続使用中の処理のフローチャートである。

画像形成装置の電源が投入されると、制御ユニット４０がこの処理を開始する。最初の使用開始時には、まずトナーボトル交換回数カウンタ４１（カウンタＫ）を初期化する。新品のプリンタ等の画像形成装置には、通常「お試し用」としてトナー充填量が少ないトナーボトルが装着されているが、それは無視して「０」に初期化してもよい。
あるいは、最初からトナーが満充填されているかそれに近いトナーボトルが装着されている製品を使用開始した場合には、「１」に初期化するとよい。

その後、画像形成装置にメイン電源が投入されている間、トナーボトル着脱検知センサ４４Ｋを監視して、トナーボトル３６Ｋが交換されたか否かを判断している。トナーボトル着脱検知センサ４４Ｋがオフからオンに変化したときに、トナーボトル３６Ｋが交換されたと判断し、トナーボトル交換回数カウンタ４１の値を更新（＋１）して不揮発性メモリに記憶する。その後もこれらの処理を繰り返す。

画像形成装置のメイン電源がオフにされると、一旦この処理を停止するが、トナーボトル交換回数カウンタ４１の値（カウント値）は記憶されているので保存される。
その後、メイン電源が投入されて継続使用されると、トナーボトルが交換されたか否かを判断し、交換されたときにはトナーボトル交換回数カウンタの値を更新（＋１）して記憶する処理を繰り返し実行する。この処理が、現像剤容器交換回数カウント手段に相当する。

したがって、この画像形成装置の使用を終了するときには、それまでのトナーボトル交換回数が、トナーボトル交換回数カウンタ４１の値として記憶されている。
最後の１本のトナーボトル内のトナー残量は把握出来ないが、最初の「お試し用」のトナーボトル内のトナー量とある程度相殺できるし、前述したように、その誤差は多くても１％程度であるから、その後の判定への影響は少ない。

図５は、上記のようにして使用を終了した画像形成装置を回収した後、再製処理工場などでレーザダイオードの劣化状態をチェックするための「回収後のチェック」の処理のフローチャートである。
画像形成装置のメイン電源が投入され、作業者によって操作パネルからこのプログラム起動用の特別なキー操作がなされたり、このプログラム起動用のカードが差し込まれた場合など、外部から特定の起動指令を受けた場合にのみ、制御ユニット４０がこの処理を開始する。

まず、トナーボトル交換回数カウンタ４１の値を読み出す。そして、そのトナーボトル交換回数カウンタの値からレーザダイオードの総点灯時間を算出する。すなわち、予め記憶しているトナーボトル１本分のトナー消費量に対するＬＤ点灯時間Ｔ１（前述の例では７８４秒）にトナーボトル交換回数Ｎの値を乗じて総点灯時間Ｔｎ（Ｔｎ＝Ｔ１×Ｎ）を算出する。

次いで、その総点灯時間Ｔｎの２倍がレーザダイオード（ＬＤ）の平均寿命時間Ｔｅ未満（あるいは「以下」でもよい）か否かを判断する。その結果、ＹＥＳであればそのレーザダイオードは寿命時間の半分未満（あるいは以下）しか使用されていないと判断し、そのレーザダイオードを搭載したレーザ露光装置の再使用可を操作部４２の表示器４５に表示して、処理を終了する。ＮＯであれば、そのレーザダイオードは寿命時間の半分以上使用されていると判断し、そのレーザダイオードを搭載したレーザ露光装置の再使用不可を表示器４５に表示して、処理を終了する。

例えば、前述の例のようにトナーボトル交換回数カウンタ４１の値が「１２０」であったとすると、総点灯時間Ｔｎ＝７８４秒×１２０＝９４０８０秒＝２６．１３時間 であるから、Ｔｎ×２＝５２．２６時間であり、ＬＤの平均寿命時間Ｔｅを１００時間とすると、Ｔｎ×２＜Ｔｅである。したがって、そのレーザダイオードを搭載したレーザ露光装置の再使用可と判定する。
これらの処理が、レーザダイオードの劣化状態を判定する劣化状態判定手段に相当する。

そのレーザ露光装置の劣化状態の判定結果、すなわちレーザ露光装置の再使用は可能か不可能かを示すバーコードラベルやマークシート等を作業者が作成して、装置本体１００の外側に貼るなどしておけば、その後の作業に便利である。また、この画像形成装置自体で、上記の判定結果を用紙に印刷して出力するようにしてもよい。

図６は、レーザダイオードの劣化状態をチェックするための「回収後のチェック」の処理の他の例を示すフローチャートである。なお、図５に示した例と同じ処理については説明を省略する。
この例では、トナーボトル交換回数カウンタ４１の値を読み出した後、レーザダイオード総点灯時間を算出せずに、読み出したカウンタの値Ｎが所定値Ｎｓ以下（Ｎ≦Ｎｓ）か否かによって、レーザダイオードの劣化状態を判定する。この所定値は、レーザダイオードの平均寿命時間に相当する現像剤容器（トナーボトル）の交換回数に基づく値であり、予めメモリに記憶させておく。

例えば、前述した製品Ａの場合、トナーボトル１本分のトナー消費量に対するＬＤ点灯時間が７８４secであるから、ＬＤの平均寿命時間が１００時間である場合、それをトナー消費量に換算すると、１００×６０×６０（sec）／７８４（sec）＝４５９（本）となる。すなわち、トナーボトル４５９本分のトナー消費量がＬＤの平均寿命時間に相当する。

この場合、ＬＤの平均寿命時間に相当するトナーボトルの交換回数が４５９回であるから、その半分は２２９．５回である。そこで、所定値Ｎｓを２２９回として記憶しておき、実際のトナーボトル交換回数であるカウンタの値Ｎが、その所定値Ｎｓ以下（Ｎ≦Ｎｓ）であるか否かを判断する。

その結果、Ｎ≦Ｎｓであれば、レーザダイオードは寿命時間の半分未満（あるいは以下）しか使用されていないことになるので、そのＬＤを搭載したレーザ露光装置は再使用可であると判定し、そうでなければ（Ｎ＞Ｎｓ）再使用不可と判定する。
このようにすれば、トナーボトルの交換回数からその都度ＬＤの総点灯時間を算出しなくても、トナーボトル交換回数から、ＬＤの劣化状態を直接判定することができる。
この処理も、レーザダイオードの劣化状態を判定する劣化状態判定手段に相当する。

上述の説明では、ブラック用のレーザ露光装置５Ｋの劣化状態を判定するための処理として説明したが、各色用のレーザ露光装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋについて、その劣化状態を判定する場合には、図４及び図５又は図６によって説明した各処理を、各色毎に行なえばよい。

その場合、図４に示した画像形成装置使用中の処理では、最初の使用開始時には、トナーボトル交換回数カウンタ４１を構成する全てのカウンタＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを初期化する。
その後は、画像形成装置にメイン電源が投入されている間、トナーボトル着脱検知センサ４４Ｙ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｋを個別に監視して、トナーボトルが交換されたか否かを判断する。そして、いずれかの色のトナーボトルが交換されたと判断したら、トナーボトル交換回数カウンタ４１のその色用のカウンタの値を更新（＋１）して記憶することを繰り返す。

図５又は図６に示した回収後のチェックの処理では、トナーボトル交換回数カウンタ４１の各色用のカウンタの値をそれぞれ読み出し、各色用のレーザ露光装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋの劣化状態をそれぞれ判定し、その判定結果を表示する。
それによって、どのレーザ露光装置が再使用可能か否かを個別に知ることができる。

この場合、一般にブラックトナーのトナーボトル３６Ｋの容量に比べて、他の色のトナーのトナーボトル３６Ｙ，３６Ｃ，３６Ｍの容量は少なく、画像面積比率も黒画像より少ない。そのため、トナーボトル１本分のトナー消費量に対するＬＤ点灯時間Ｔ１や、ＬＤの平均寿命時間に相当するトナーボトル交換回数、および上記所定値Ｎｓ等が、ブラックの場合とは異なることになる。

但し、一般にブラック用のＬＤの点灯時間が一番長いので、ブラック用レーザ露光装置５Ｋが再使用可能な場合は、他の色用のレーザ露光装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍは当然に再使用可能である。したがって、ブラック用レーザ露光装置５Ｋが再使用不可能と判定された場合にのみ、他の色用のレーザ露光装置５Ｙ，５Ｃ，５Ｍの劣化状態も個別に判定すればよい。
モノクロの画像形成装置の場合の場合には、ブラック用のレーザ露光装置５Ｋだけの劣化状態を判定するための処理と同じ処理を行えばよい。

上述した実施形態では、現像剤容器であるトナーボトルが交換されたことの判断を、トナーボトルの着脱によってオン・オフするトナーボトル着脱検知センサの信号変化によって行う例で説明したが、より確実にトナーボトル（トナーカートリッジとも云う）が新品に交換されたことを検出する手段もある。

例えば、トナーボトルからのトナー補給が無くなったことを検知した後、トナー補給が再開されたことを検知した時に、トナーボトルが交換されたと判断してもよい。
各トナーボトルにＩＤコードのような固有情報を記憶したメモリを搭載している場合には、装置本体に装着されたトナーボトルのメモリの固有情報を読み出して、その情報の内容が代わったときに、新たなトナーボトルに交換されたと判断することができる。

また、上述した実施形態は、中間転写体として中間転写ベルトを使用する中間転写方式のカラー画像形成装置にこの発明を適用した例で説明したが、中間転写体として中間転写ドラムを使用してもよい。また、複数個又は１個の感光体の表面に形成する各色のトナー画像を転写紙等の記録媒体に直接重ねて転写する直接転写方式のカラー画像形成装置や、モノクロ（単色）の画像形成装置にも同様にこの発明を適用することができる。感光体は、ベルト状の感光体（感光体ベルト）であってもよい。
さらに、記録媒体として所定のサイズにカットされたシート状のものを使用する画像形成装置に限らず、ロール状に巻かれた長尺の記録媒体を使用する各種の画像形成装置にも、この発明を適用することができる。

この発明によれば、画像形成装置におけるレーザ露光装置のレーザダイオードの発光パワーと使用環境が一定条件下で使用される場合において、トナーボトル交換回数のカウント値に基づいて算出されるレーザダイオードの総点灯時間によって、レーザダイオードの劣化状態及びそのレーザダイオードを搭載したレーザ露光装置が再使用可能か否かを判定することができる。
したがって、レーザダイオードの駆動電流モニタ回路や画素カウント機能を有する書込制御部を搭載していない安価な画像形成装置でも、レーザダイオードの劣化状態を簡単に判定することができる。

それによって、使用済みの画像形成装置を再製する際に、それに搭載されているレーザ露光装置（書込ユニット）を不必要に交換することなく、再利用できる場合には有効にそれを利用することが可能になる。

１：中間転写ベルト ２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ：画像形成ユニット
３，３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ：感光体ドラム ４Ｙ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｋ：帯電ローラ
５Ｙ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｋ：レーザ露光装置 ６Ｙ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｋ：レーザ光
７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ：現像器 ８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｋ：クリーニング装置
９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋ：現像スリーブ
１０：駆動ローラ（二次転写バックアップローラを兼ねる）
１１：テンションローラ １２：支持ローラ １３：逆屈曲ローラ
１４：二次転写ローラ １５：クリーニングブレード
１６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｋ：一次転写ローラ １８：レジストローラ対
２０：定着器 ３６Ｙ，３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｋ：トナーボトル
３７Ｙ，３７Ｃ，３７Ｍ，３７Ｋ：トナー濃度検知センサ
３８Ｙ，３８Ｃ，３８Ｍ，３８Ｋ：供給路 ４０ 制御ユニット
４１：トナーボトル交換回数カウンタ ４２：操作部
４４Ｙ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｋ：トナーボトル着脱検知センサ ４５：表示器
５１：レーザダイオードユニット ５２：ポリゴンミラー ５３：ｆθレンズ
５４：反射ミラー ５５：ポリゴンモータ ５６：同期検知ミラー
５７：同期検知センサ １００：装置本体 Ｐ：転写紙（記録媒体）

特開２０００−１６８１３１号公報 特許第４３５３３５３号公報

Claims (5)

1. 感光体と、該感光体の表面を帯電させる帯電手段と、レーザダイオードの発光によるレーザ光を偏向走査して、前記感光体の帯電された表面を露光走査するレーザ露光手段と、該レーザ露光手段による露光走査によって前記感光体の表面に形成される静電潜像を現像剤によって現像する現像手段とを有する画像形成装置において、
   前記現像剤を収容した現像剤容器の交換回数をカウントして記憶する現像剤容器交換回数カウント手段と、
   該現像剤容器交換回数カウント手段に記憶された現像剤容器の交換回数に基づいて、前記レーザダイオードの総点灯時間を算出し、その算出した総点灯時間によって、前記レーザ露光手段における前記レーザダイオードの劣化状態を判定する劣化状態判定手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記劣化状態判定手段は、算出した前記レーザダイオードの総点灯時間をレーザダイオードの平均寿命時間と比較して、前記レーザダイオードの劣化状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記劣化状態判定手段は、算出した前記レーザダイオードの総点灯時間の２倍をレーザダイオードの平均寿命時間と比較して、前記レーザダイオードの劣化状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記劣化状態判定手段は、前記レーザダイオードの劣化状態を判定することによって、該レーザダイオードを光源として搭載する前記レーザ露光手段が再使用可能か否かを判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記現像剤容器交換回数カウント手段は、当該画像形成装置の電源が投入されている間は常に動作し、前記劣化状態判定手段は、外部から特定の起動指令を受けた場合にのみ動作することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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