JP6415145B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

画像形成装置の課題として、感光ドラム（感光体）の表面電位が様々な要因により変化し、その結果、画像品質が低下することが挙げられる。例えば、スキャナユニットから出射されるレーザ光の光量低下により、感光ドラムの表面電位が所望の電位より低くなり、画像品質が低下する場合がある。ここで、レーザ光の光量の低下を転写電流量に基づいて検出する技術が知られている（特許文献１）。

特開２０１２−１５５０７５号公報

レーザ光の光量低下には様々な要因が考えられる。例えば、微小な塵埃や化学物質等の異物が浮遊する大気中で画像形成装置を使用し続けると、その異物が装置本体内に入り込み、スキャナユニット内のレーザ光源や他の光学部品に付着することが要因の一つとして挙げられる。スキャナユニットが備える反射ミラーや結像レンズなどの光学部品表面に塵埃が堆積していくと、反射率や透過率が次第に低下して、スキャナユニットから出射されるレーザ光の光量が低下する。一方、レーザダイオード等のレーザ素子の発光点に異物が付着するとレーザ光量が大きく低下する。このようなレーザ光の光量低下の要因を高精度で判定する技術が求められている。

上記課題に鑑みて、本発明は、レーザ光の光量の低下の要因を高精度に判定することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、
駆動電流を供給されて第１レーザ光を出射する第１出射部を備える発光部材と、
前記第１レーザ光が照射される感光体と、
前記感光体の表面電位に関する値を検出する検出部と、
前記発光部材の異常を判定する判定部と、
前記感光体に電圧を印加する電圧印加部と、
前記検出部により検出された前記第１レーザ光が照射された前記感光体の表面電位に関する値が第１所定範囲外の値であって、前記検出部により検出された前記電圧印加部により電圧が印加された前記感光体の表面電位に関する値が第２所定範囲外の値である場合、前記電圧印加部が異常状態であると報知し、
前記検出部により検出された前記第１レーザ光が照射された前記感光体の表面電位に関する値が前記第１所定範囲外の値であって、前記検出部により検出された前記電圧印加部により電圧が印加された前記感光体の表面電位に関する値が前記第２所定範囲内の値であって、前記判定部が前記発光部材は異常状態であると判定しない場合、前記発光部材以外の光学部品が異常状態であると報知し、
前記検出部により検出された前記第１レーザ光が照射された前記感光体の表面電位に関
する値が前記第１所定範囲外の値であって、前記検出部により検出された前記電圧印加部により電圧が印加された前記感光体の表面電位に関する値が前記第２所定範囲内の値であり、前記判定部が前記発光部材は異常状態であると判定する場合、前記発光部材が異常状態であると報知する報知部と、
を有し、
前記検出部は、前記感光体の前記第１レーザ光が照射された部分の表面電位に関する値を複数回検出し、前記判定部は、前記検出部で検出した前記表面電位に関する値の変化量に基づいて前記発光部材が異常状態であるかを判定することを特徴とする。

また、上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、
第１レーザ光を出射する第１出射部と、第２レーザ光を出射する第２出射部とを有し、共通の第１駆動電流の供給により前記第１レーザ光と前記第２レーザ光を出射する第１発光部材と、
第３レーザ光を出射する第３出射部と、第４レーザ光を出射する第４出射部とを有し、共通の第２駆動電流の供給により前記第３レーザ光と前記第４レーザ光を出射する第２発光部材と、
前記第１レーザ光と前記第３レーザ光が照射される感光体と、
前記第２レーザ光と前記第４レーザ光を受光する受光部と、
前記受光部が受光した前記第２レーザ光の光量に基づいて前記感光体に照射される前記第１レーザ光の光量を制御し、前記受光部が受光した前記第４レーザ光の光量に基づいて、前記感光体に照射される前記第３レーザ光の光量を制御する光量制御部と、
前記感光体の前記第１レーザ光が照射された部分の第１表面電位に関する値と、前記感光体の前記第３レーザ光が照射された部分の第２表面電位に関する値を検出する検出部と、
前記発光部材の異常を判定する判定部と、
を有し、
前記判定部は前記検出部により検出された前記第１表面電位に関する値又は前記第２表面電位に関する値のうちの一方のみが第１所定値以上である場合、前記発光部材が異常状態であると判定し、前記検出部により検出された前記第１表面電位に関する値又は前記第２表面電位に関する値のうちの一方のみが第２所定値以下である場合、前記発光部材が異常状態であると判定することを特徴とする。

本発明によれば、レーザ光の光量の低下の要因を高精度で判定することができる。

本実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図 本実施例の画像形成プロセス部の構成を示す概略図 光量制御部を説明する概略図 スキャナユニットの構成を示す概略斜視図 レーザ光源をＣＡＮパッケージでパッケージした構成を説明する図 印加電圧と電流値の関係を示すグラフ ドラム電位の算出について説明するためのグラフ レーザ照射後のドラム電位とレーザ光量の関係を示すグラフ 実施例１におけるレーザ光量異常判定シーケンスを説明する図 実施例２のツインビームレーザとＰＤセンサを示す図 実施例２におけるレーザ光量異常判定シーケンスを説明する図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

まず、図１を参照して、本発明の実施例（以下、本実施例）に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図１は、本実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。本実施例においては、画像形成装置の一例として電子写真方式のレーザビームプリンタについて説明する。画像形成装置１００は、記録材としての用紙をセットする給紙カセット１０１、用紙をピックアップするピックアップローラ１０２、用紙を給紙搬送する給紙ローラ１０３、用紙にトナー像を定着する定着装置１０４、用紙を排紙する排紙ローラ１０５を有する。さらに、画像形成装置１００は、帯電、露光、現像、転写などを行う画像形成プロセス部１０６を有する。

給紙カセット１０１にセットされた用紙は、ピックアップローラ１０２にピックアップされ、給紙ローラ１０３によって給紙搬送される。そして、画像形成プロセス部１０６において用紙にトナー像が転写され、定着装置１０４によってトナー像が用紙上に定着され
る。その後、排紙ローラ１０５によって画像形成装置１００の機外に排出される。

次に、図２を参照して、画像形成プロセス部１０６の詳細について説明する。図２は、本実施例の画像形成プロセス部の構成を示す概略図である。画像形成プロセス部１０６は、像担持体としての感光ドラム２０１、帯電ローラ２０２、現像スリーブ２０３、転写ローラ２０４、帯電回路２０５、転写回路２０６、スキャナユニット２０７、前露光部２１１を有する。

転写ローラ２０４には、電圧印加部としての転写回路２０６によって生成された転写バイアスが印加されている。転写回路２０６は、画像形成装置の動作シーケンスを制御する制御部１０７で出力バイアス値及び極性を正負に可変することができる。また、電流検出回路２１０は、転写回路２０６から転写ローラ２０４、感光ドラム２０１、ドラムアース２０９を流れる電流Ａを検出することができる。

非画像領域にて、転写ローラ２０４に対してＤＣ電圧を各々印加した際に電流検出回路２１０より得られる情報は制御部１０７によって検出される。制御部１０７は、検出される各々の電流値に基づいて、感光ドラム２０１と転写ローラ２０４間の放電開始電圧を判断し、判断結果を用いて感光ドラム２０１上の表面電位（以降、ドラム電位とする）ＶＬを算出する。これらを用いた感光ドラム２０１の帯電、スキャナユニット２０７による露光等のいわゆる画像形成プロセスはＣＰＵやＡＳＩＣ等の画像形成装置を制御する制御部１０７により制御される。

＜スキャナユニット＞
次に、図３、図４を参照して、本実施例のスキャナユニットについて説明する。図３は、スキャナユニットが備えるレーザ光源の露光量を制御する光量制御部を説明する概略図である。図４は、スキャナユニットの構成を示す概略斜視図である。本発明の光量制御部は、図３に示すレーザドライバ３０３と制御回路部１０８とを有する。図３に示すように、レーザドライバ３０３は、レーザダイオード３０４の発光量を受光部としてのＰＤ（フォトダイオード）センサ３０５でモニタしながら、光量を一定にするように制御を行っている。レーザダイオード３０４は、制御回路部１０８からのビデオ信号３０１や制御回路部１０８からのコントロール信号３０２に応じてレーザドライバ３０３により駆動されて、発光しビーム（レーザ光）を発射する。

図４に示すように、スキャナユニット２０７は、発光部材としてのレーザダイオード３０４（図５参照）を備えるレーザ光源３００、シリンドリカルレンズ４０２、ポリゴンミラー４０３、結像レンズ４０４、反射ミラー４０５を有する。そして、それら各光学部品は光学箱４０１に収容されている。レーザ光源３００内のレーザダイオード３０４から照射されたレーザ光はシリンドリカルレンズ４０２によって線状のビームに集光する。ポリゴンミラー４０３は回転多面鏡の一例であり、スキャナモータ４０６により一定方向（矢印Ｓ方向）に回転し、レーザ光を反射しながら走査する。スキャナモータ４０６は図示しない速度制御部からの加速信号／減速信号によって一定の回転速度になるように制御される。

結像レンズ４０４は感光ドラム２０１上を等速で走査するように設計されており、反射ミラー４０５に反射したレーザ光は感光ドラム２０１上にスポットを形成して、矢印Ａ方向に走査する。感光ドラム２０１は矢印Ｒ方向に回転駆動することによって、静電潜像が感光ドラム２０１上に形成される。

微小な塵埃や化学物質が浮遊する大気中で画像形成装置１００を使用し続けると、塵埃や化学物質が画像形成装置１００の本体内に入り込む。スキャナユニット２０７は画像形
成装置１００の内部にあるものの、小さな塵埃や化学物質が画像形成装置１００内部を冷却する風路などを介して、スキャナユニット２０７内の光学部品等に付着する。例えば、反射ミラー４０５や結像レンズ４０４表面に塵埃が堆積していくと、反射率や透過率が次第に低下していく。

（実施例１）
以下、本発明の実施例１について説明する。図５を参照して、実施例１におけるレーザ光源のパッケージについて説明する。画像形成装置１００で用いられているレーザ光源３００のパッケージとしては、一般にＣＡＮパッケージやフレームパッケージと呼ばれるものがある。図５は、レーザ光源をＣＡＮパッケージでパッケージした構成について説明する図である。図５（ａ）は、ＣＡＮパッケージを示す図である。図５（ｂ）は図５（ａ）の一部を省略した図であって、レーザ光源とＰＤセンサを示す図である。図５（ｃ）はレーザ光源とＰＤセンサを示す拡大図である。

ＣＡＮパッケージは、レーザダイオード３０４が図示しないステム上に実装されており、ガラス５０１が接着された金属缶５０２で封止したものである。また、ＣＡＮパッケージにはガラス５０１が無く、密閉されていないオープンパッケージのものもある。この場合、レーザダイオード３０４は大気に暴露されている。

本実施例では、一例としてガラス５０１の無いＣＡＮパッケージのレーザ光源３００を用いた場合のレーザ光量異常判定について説明する。レーザダイオード３０４は共振器の両端に劈開端面によって形成され、一部のレーザ光を透過する反射鏡を有している。レーザ光源３００の前方側の反射鏡から透過して出射される第１レーザ光（以下フロント光）は感光ドラム２０１を露光する。一方、後方側の反射鏡から出射される第２レーザ光（以下リア光）は、対向面に配置されたＰＤセンサ３０５へと照射される。フロント光とリア光は共通の駆動電流の供給によって出射されるレーザ光である。

レーザ光源３００に使用されているレーザダイオード３０４は、微小な発光点（出射部）からレーザ光が照射される。一般的に画像形成装置１００に使用されているレーザダイオード３０４において、発光点のサイズは数マイクロメートル四方程度である。よって、数マイクロメートル程度の異物が一つでもレーザダイオード３０４の第１出射部としての前方側発光点３０４ａに付着すると、フロント光が大幅に遮られてしまい、感光ドラム２０１上で所望な光量が得られなくなったり、スポット形状が変形したりする。これにより、結果的に画像品質が低下してしまう。

一方、レーザダイオード３０４の第２出射部としての後方側発光点３０４ｂに異物が付着すると、ＰＤセンサ３０５へ照射されるリア光の光量が低下する。前述のようにＰＤセンサ３０５の受光光量が一定になるように、光量を一定にするように制御しているため、この場合はフロント光量が所望光量よりも高くなってしまう。

レーザダイオード３０４の発光点から発光したレーザ光は拡がりをもっており、スキャナユニット２０７内の光学部品上のスポット径は発光点サイズと比べて大きい。また、ポリゴンミラー４０３、結像レンズ４０４、反射ミラー４０５等においては順次走査しているため、これらの光学部品に塵埃が付着した場合には、付着量に応じて光量が緩やかに低下する。

一方、上述したようにレーザダイオード３０４は発光点サイズが小さいため、一つの異物が付着するだけで光量が急激に変化する。本発明は、レーザ光源３００（レーザダイオード３０４）とその他の光学部品の異物に対する敏感度の違いを利用して、レーザ光源３００の光量異常を判別するものである。

＜ドラム電位測定＞
さらに、図６を参照して、ドラム電位の測定の詳細を説明する。図６は、放電開始電圧付近における転写ローラへの印加電圧と感光ドラムに流れる電流値の関係を示すグラフである。本実施例の画像形成装置は、ドラム電位（感光ドラム２０１の表面電位）に関する値を検出する不図示の検出部を有する。ドラム電位に関する値とは、感光ドラム２０１の表面電位自体や、表面電位と相関のある値（例えば電圧値、電流値など）である。図６に示すように、放電が開始されるまでは、転写ローラ２０４から感光ドラム２０１に印加された電圧に応じた電流が流れる（直線（１））。しかし、感光ドラム２０１と転写ローラ２０４との間で放電が開始されると、急激に電流が流れるようになり変極点を持った曲線となる（曲線（１））。この変曲点での電圧を放電開始電圧とする。

このことより、感光ドラム２０１と転写ローラ２０４との間に流れる放電電流は、曲線（１）から直線（１）を引いたΔ値で算出することができる。そしてこのΔ値が所望の電流値（例えば３［μＡ］または−３［μＡ］）になった時点を放電が開始した電圧と判断する。また、感光ドラム２０１の放電特性として、環境や感光ドラム膜厚の違いにより、放電に必要となる電位差は異なる。

ただし、転写ローラ２０４の表面性が感光ドラム２０１と同等であれば、図７に示すように、ドラム電位に対して、放電が開始するのに必要な電位差は正負対称になる。この特性は放電現象として一般的に知られている。転写ローラ２０４と感光ドラム２０１が平面−平面ギャップ間であると見なした場合、平面−平面ギャップ間の放電特性と同じであり、ドラム電位ＶＬは以下の（式１）で求めることができる。図７に示すように、感光ドラム２０１の表面電位より正側の放電開始電圧をＶＤｈ、ドラム電位ＶＬより負側の放電開始電圧をＶＤｌとした場合、ＶＤｈとＶＤｌの和の１／２となる。すなわち、下記の（式１）で表すことができる。

レーザ光照射後のドラム電位も同様にして求めることができる。レーザ光照射後の推定ドラム電位を中心としたバイアスを印加し、レーザ光照射後の推定ドラム電位より負側の放電開始電圧ＶＬｌとレーザ光照射後の推定ドラム電位より正側の放電開始電圧ＶＬｈを判断する。この判断したＶＬｌとＶＬｈの和の１／２をドラム電位ＶＬと定める。すなわち、レーザ光照射後のドラム電位ＶＬは下記の（式２）で表すことができる。

＜レーザ光量異常判定方法＞
次に、図８、図９を参照して、本実施例におけるレーザ光量の異常判定方法について説明する。図８は、レーザ照射後のドラム電位とレーザ光量を示すグラフである。まず、レーザ光量とドラム電位の関係について説明する。感光ドラム２０１に対してレーザ光源３００が照射するレーザ光量が増加すると、ドラム電位は例えば、−１５０Ｖから−１００Ｖのように変化する。すなわち、レーザ光量が増加するとドラム電位の絶対値が下がる。

図８の横軸は画像形成装置１００の使用時間に該当するプリント枚数を示している。本実施例においては、ドラム電位を複数回検出したときのドラム電位の変化量に基づいて、
レーザ光の光量の低下の要因を判別している。使用初期は所定光量でレーザ光を照射したときのドラム電位は所望のＶＬｔｇとなる。

ここで、図８中の白丸プロットは、レーザダイオード３０４以外（発光部材以外）の光学部品に塵埃や化学物質等の異物が堆積（光学部品汚れ）することで、ドラム電位（レーザ光量）が変化する様子を示している。また、図８中の黒丸プロットは、レーザダイオード３０４の前方側発光点３０４ａに異物が付着（レーザ故障（フロント））することで、ドラム電位（レーザ光量）が変化する様子を示している。また、図８中の黒三角プロットは、レーザダイオード３０４の後方側発光点３０４ｂに異物が付着（レーザ故障（リア））することで、ドラム電位（レーザ光量）が変化する様子を示している。

図８の白丸プロットが示すように、光学部品の汚れの増加に伴い、ドラム電位（レーザ光量）は徐々に低下していく。また、黒丸プロットが示すように、レーザダイオード３０４の前方側発光点３０４ａに異物が付着すると、ドラム電位（レーザ光量）が急激に低下する。図８においては、プリント枚数がＸ１とＸ２の間で前方側発光点３０４ａに異物が付着していることが分かる。また、黒三角プロットが示すように、レーザダイオード３０４の後方側発光点３０４ｂに異物が付着すると、ドラム電位（レーザ光量）が急激に増加する。図８においては、プリント枚数がＸ３とＸ４の間で後方側発光点３０４ｂに異物が付着していることが分かる。すなわち、ドラム電位の変化の仕方が負の場合は、前方側発光点３０４ａが異常であると判定し、ドラム電位の変化の仕方が正の場合は、後方側発光点３０４ｂが異常であると判定することができる。

レーザ故障が生じた時は、所定の期間内（図８では、Ｘ１とＸ２の間、Ｘ３とＸ４の間）におけるドラム電位の変化量の絶対値がＶＬｓ以上（所定値以上）となっている。すなわち、ドラム電位の変化量の絶対値がＶＬｓ以上の急激な変化である場合、レーザ故障が生じたことを推定できる。一方、ドラム電位が緩やかに変化した場合、レーザ故障以外の要因で故障したことを推定できる。以上のように、画像形成装置１００の耐久状況に応じたドラム電位を計測することにより、レーザ光量異常を推定することが可能となる。

さらに、図９を参照して、制御部１０７によるレーザ光量の異常を判定する制御について説明する。図９は、実施例１におけるレーザ光量異常判定シーケンスを説明するフローチャートである。本実施例の画像形成装置の制御部１０７は、レーザが異常かどうかを判定（フラグ記憶）する不図示の判定部として機能する。また、感光ドラム２０１には、電圧印加部としての帯電回路、転写回路から、帯電ローラ２０２、転写ローラ２０４を介して電圧が印加される。また、本実施例の画像形成装置は、レーザ光量の異常など各部品の故障をユーザに報知する不図示の報知部を有している。

まず、レーザ光量異常判定シーケンスを開始すると、感光ドラム２０１を回転し（Ｓ９０１）、感光ドラム２０１をプリント時の帯電バイアス（例えば−３５０Ｖ）で帯電する（Ｓ９０２）。そして、所定光量でレーザ光を発光させ（Ｓ９０３）、感光ドラム２０１上に形成された静電潜像が感光ドラム２０１の回転により転写ローラ２０４に達すると、所定の転写正バイアスを印加する（Ｓ９０４）。

転写正バイアスを徐々に増加させて転写ローラ２０４から感光ドラム２０１のアースに流れる電流Ａから正側の放電開始電圧ＶＬｈを求める（Ｓ９０５）。また、同様にして所定の転写負バイアスを印加し（Ｓ９０６）、転写負バイアスを徐々に減少させて電流Ａから負側の放電開始電圧ＶＬｌを求める（Ｓ９０７）。Ｓ９０５とＳ９０７から求めたＶＬｈとＶＬｌから上述した（式２）を用いて、レーザ照射後のドラム電位ＶＬａを算出する（Ｓ９０８）。次に、制御部１０７の図示しない記憶部に記憶させておいた、前回測定時におけるレーザ光照射後のドラム電位ＶＬｂを読み出すとともに（Ｓ９０９）、今回の測
定結果であるＶＬａを記憶部に記憶させる（Ｓ９１０）。

さらに、今回の測定結果ＶＬａが前回の測定結果ＶＬｂよりも絶対値的に所定電圧ＶＬｓ以上低下していないか、即ち感光ドラム２０１面に照射された光量が所定以上増加していないかを確認する（Ｓ９１１）。そして絶対値的にＶＬｓ以上低下していれば（Ｓ９１１のＹＥＳ）、第２発光部としての後方側発光点３０４ｂに異常があると制御部１０７は判定し、リア光量低下のレーザ光量異常フラグを記憶部に記憶する（Ｓ９１２）。なお、制御部１０７が後方側発光点３０４ｂに異常がある判別するのは、以下の状態の時である。１つ目は、後方側発光点３０４ｂ自体の故障や寿命により所定の駆動電流を供給しても後方側発光点３０４ｂから所定の光量のレーザ光を出射できない状態の時である。２つ目は、後方側発光点３０４ｂに異物が付着することにより、所定の駆動電流を供給しても、ＰＤセンサ３０５で後方側発光点３０４ｂからのレーザ光を所定の光量受光できない状態の時である。

ＶＬｓよりも変化量が小さい場合には（Ｓ９１１のＮＯ）、続いて今回の測定結果ＶＬａが前回測定結果のＶＬｂよりも絶対値的に所定電圧ＶＬｓ以上に増加していないかを確認する。即ち、感光ドラム２０１面に照射される光量が所定以下になっていないかを確認する（Ｓ９１３）。その結果、絶対値的にＶＬｓ以上増加していれば（Ｓ９１３のＹＥＳ）、第１発光部としての前方側発光点３０４ａに異常があると制御部１０７は判定し、フロント光量低下のレーザ光量異常フラグを記憶部に記憶する（Ｓ９１４）。ここで、ＶＬｓは発光点に異物が付着した際の露光量低下率もとに予め電位を決定して記憶部に記憶されている。なお、制御部１０７が前方側発光点３０４ａに異常がある判別するのは、以下の状態の時である。１つ目は、前方側発光点３０４ａ自体の故障や寿命により所定の駆動電流を供給しても所定の光量のレーザ光を前方側発光点３０４ａから出射できない状態の時の時である。２つ目は、前方側発光点３０４ａに異物が付着することにより、所定の駆動電流を供給しても、感光ドラム２０１を所定の光量で露光できない状態の時である。

さらに、今回測定結果のＶＬａが第１所定範囲内（図８のＶｔｌ以上であってＶＬｔｈ以下）の値であるか否かを判断する。具体的には、まず、今回測定結果のＶＬａが絶対値的に所定電圧ＶＬｔｌ以下であるかを判断する（Ｓ９１５）。ＶＬｔｌ以下であれば（Ｓ９１５のＹＥＳ）、ドラム電位ＶＬａが絶対値的に低いとして、ＶＬ異常であると判定して（Ｓ９１６）、さらに帯電動作確認を行う（Ｓ９１７）。ここで、ＶＬｔｌはフロント光量が高いためにドラムへのダメージが出てしまう露光量を元に予め電位を決定して記憶部に記憶されている。

ＶＬａがＶＬｔｌよりも絶対値的に高ければ（Ｓ９１５のＮＯ）、今回測定結果のＶＬａが絶対値的に所定電圧ＶＬｔｈ以上であるかを判断する（Ｓ９１８）。ＶＬａがＶＬｔｈよりも低ければシーケンスを終了し（Ｓ９１８のＮＯ）、ＶＬａがＶＬｔｈ以上であれば（Ｓ９１８のＹＥＳ）、ドラム電位が絶対値的に高いとしてＶＬ異常であると判定して（Ｓ９１６）、さらに帯電動作確認を行う（Ｓ９１７）。ここで、ＶＬｔｈはフロント光量が低いためにプリント画像品質が大きく低下してしまう露光量を元に予め電位を決定して記憶部に記憶されている。

以下、露光量の異常に関連したレーザ光量異常以外の要因との切り分け診断のプロセスについて説明する。レーザを発光させない状態で、帯電バイアス（例えば−３５０Ｖ）で感光ドラム２０１を帯電させる（Ｓ９１７）。Ｓ９０４からＳ９０８と同様の制御を行い、上述の（式１）を用いてドラム電位を算出する。ドラム電位が第２所定範囲内（例えば−４００Ｖ以上−３００Ｖ以下）の値であれば、電圧印加部としての帯電回路は問題なく動作していると判断して（Ｓ９１９のＮＯ）、転写動作確認を行う（Ｓ９２０）。一方、ドラム電位が第２所定範囲外の値であれば（Ｓ９１９のＹＥＳ）、報知部が高圧電源故障
を報知する（Ｓ９２１）。

転写動作確認においては（Ｓ９２０）、電圧印加部としての転写回路２０６の動作確認を行うために、まず帯電バイアス０Ｖで感光ドラム２０１を帯電させる。所定の転写正バイアスと転写負バイアスを順次印加して、それぞれ想定される転写ローラ２０４から感光ドラム２０１のアースに流れる電流Ａが検出されるかの確認を行う。検出電流が所定電流範囲外（すなわち、ドラム電位が第２所定範囲外）であれば（Ｓ９２２のＹＥＳ）、報知部が高圧電源故障を報知する（Ｓ９２１）。検出電流が所定範囲内（すなわち、ドラム電位が第２所定範囲内）であれば（Ｓ９２２のＮＯ）、転写回路２０６は正常に動作していると判断し、スキャナユニット２０７の故障であると判断する。

続いて、記憶部にレーザ光量異常フラグが記憶されていないかを確認し（Ｓ９２３）、記憶されている場合には（Ｓ９２３のＹＥＳ）、報知部がレーザ光量異常をユーザに報知する（Ｓ９２４）。一方、レーザ光量異常フラグが記憶されていなければ（Ｓ９２３のＮＯ）、報知部がレーザダイオード３０４以外の光学部品故障をユーザに報知する（Ｓ９２５）

ここで、本実施例ではＶＬｂは前回の測定結果を用いた例を示したものの、前回までの測定結果の平均値を用いても同様の効果が得られる。また、ＶＬｔｈやＶＬｔｌは一つの値ではなく、画像形成装置１００の使用環境や使用耐久によって値を可変させることによって、更に精度よくレーザ光量異常を判定することができる。また、ここでは、ドラム電位を転写ローラ２０４から感光ドラム２０１のアースに流れる電流Ａによる放電開始電圧から算出する方法を例に説明した。しかし、ドラム電位を検知することができれば、検知手段は帯電ローラ２０２または現像スリーブ２０３から感光ドラム２０１のアースに流れる電流を基に算出するものであっても良い。

以上のように本実施例では、ドラム電位を検出することでスキャナユニット２０７から照射されたレーザ光量を間接的に測定し、さらにドラム電位に関する値の変化量に着目することでレーザ光量異常を検出する。つまり、本実施例では感光ドラム２０１の表面電位に関する値の変化量に基づきレーザダイオード３０４が異常であるか否かを判定する。これにより、レーザ光量異常を検出することができる。また、フロント光量かリア光量のどちらが異常かを切り分けることによって、レーザ光量異常の原因を詳細に判別することが可能となる。異常原因をサービスマンなどによって収集し、設計や開発にフィードバックすることで、画像形成装置の品質を高めることに繋がる。

レーザ光源３００が所望光量から外れて異常な光量になると、プリント画像品質が低下する。また、フロント光量が増加すると感光ドラム２０１へのダメージといった問題が起こってしまう。上述の制御では故障判定のみの例を示したものの、ドラム電位の閾値を複数設けることで故障の前に異常を判定することも可能である。これにより、レーザ光源３００が完全に故障する前に異常を予めユーザに報知できるため、画像形成装置１００の故障によるダウンタイムを削減することが可能となる。

本実施例ではレーザダイオード３０４が大気に暴露されているガラス５０１が無いＣＡＮパッケージを例に説明したものの、ガラス５０１で密閉されているＣＡＮパッケージにも適用できる。レーザダイオード３０４がガラス５０１で密閉されているＣＡＮパッケージの場合、ガラス５０１上におけるレーザスポット径は一例として約百マイクロメートル程度である。この場合、ガラス５０１上であってレーザ光が通過する部分が本発明の第１出射部に対応する構成となる。この場合、約百マイクロメートル以上の異物がガラス５０１のレーザスポット上に付着した場合に、フロント光量が急激に低下することとなる。

（実施例２）
次に、図１０、図１１を参照して、実施例２について説明する。実施例２は、レーザ光源３００にレーザダイオード３０４から複数のレーザビームを照射可能なマルチビームレーザを搭載した点を除いて、実施例１と画像形成装置１００の全体構成は同様である。実施例１と同様の構成については同一の符号を用いてその説明を省略する。実施例２の構成においては、マルチビームレーザを交互に発光させることによって、実施例１よりも更に精度よくレーザ光量異常を判定することができる。実施例２ではマルチビームレーザのうちツインビームレーザを例に説明する。

＜ツインビームレーザの構成＞
まず、実施例２で用いたツインビームレーザについて説明する。図１０は、実施例２のツインビームレーザとＰＤセンサを示す図である。ツインビームレーザは一つのレーザダイオード３０４に二つの共振器が平行に設けられている。第１出射部としての前方側発光点３０４ａ１と第３出射部としての前方側発光点３０４ａ２から出射されるレーザ光は感光体としての感光ドラム２０１に照射される。一方、第２出射部としての後方側発光点３０４ｂ１と第４出射部としての後方側発光点３０４ｂ２から出射されるレーザ光は受光部としてのＰＤセンサ３０５に受光される。

前方側発光点３０４ａ１と後方側発光点３０４ｂ１から出射されるレーザ光は、共通の第１駆動電流の供給により行われる。前方側発光点３０４ａ２と後方側発光点３０４ｂ２から出射されるレーザ光は、共通の第２駆動電流の供給により行われる。

画像形成装置１００で使用されている一般的なツインビームレーザでは共振器、即ち発光点の間隔は約９０マイクロメートルである。そのため、数十マイクロメートル程度の異物がレーザダイオード３０４の反射鏡端面に付着したとしても二つの発光点に跨って塞いでしまうことは稀である。よって、異物が二つの発光点のうちどちらかに付着した場合に、片側の光量のみが低下することを利用して、レーザ光量異常を判定する。

＜レーザ光量異常判定方法＞
次に、図１１を参照して、実施例２における制御部１０７によるレーザ光量異常を判定する制御について説明する。図１１は、実施例２におけるレーザ光量異常判定シーケンスを示すフローチャートである。図９で説明した実施例１と同様のフローについては同一の符号を用いてその説明は省略する。

ツインビームのうち片側の第１発光部材としてのＬＤＡ（レーザダイオードＡ）を所定光量でレーザを発光させる（Ｓ１１０１）。ＬＤＡレーザ照射後のドラム電位ＶＬ１を算出する（Ｓ１１０２）。第２発光部材としてのＬＤＢ（レーザダイオードＢ）によるＶＬ２検知を行ったかを確認し（Ｓ１１０３）、行っていない場合にはＳ１１０１に戻って、ツインビームのうち片側のＬＤＢを所定光量で発光させる。ＬＤＢレーザにおいても同様にＶＬ２を算出する（Ｓ１１０２）。

ドラム電位ＶＬ１、ＶＬ２の算出が終わると、ＬＤＡレーザ発光時の測定結果ＶＬ１またはＬＤＢレーザ発光時の測定結果ＶＬ２のどちらか一方のみがＶＬｈｅ以上（第１所定値以上）かを確認する（Ｓ１１０４）。ここで、ＶＬｈｅは一つの前方側発光点に異物が付着した際の露光量低下率をもとに予め電位を決定して記憶部に記憶しておく。その結果、どちらか一方のみがＶＬｈｅ以上であれば、前方側発光点（第１出射部、第３出射部）が異常であると判定し、フロント光量低下によるレーザ光量異常フラグを記憶させる（Ｓ１１０５）。

一方、該当しない場合にはドラム電位ＶＬ１またはＶＬ２のどちらか一方のみがＶＬｌ
ｅ以下（第２所定値以下）かを確認し（Ｓ１１０６）する。どちらか一方のみがＶＬｌｅ以下であれば、後方側発光点（第２出射部、第４出射部）が異常であると判定する。そして、リア光量低下によるレーザ光量異常フラグを記憶させる（Ｓ１１０７）。ここで、ＶＬｌｅは一つのリア側発光点に異物が付着した際の露光量増加率もとに予め電位を決定して記憶部に記憶しておく。
さらに、ドラム電位ＶＬ１、ＶＬ２の両方ともがＶＬｈｅ以上、もしくはＶＬｌｅ以下でないかを確認する（Ｓ１１０８）。該当する場合は、レーザダイオード３０４への異物の付着によるレーザ光量異常以外の要因によるものと判定する。

実施例１と同様に、レーザ光量異常フラグを記憶した場合（第１〜第４出射部のいずれかが異常であることを判定した場合）、露光量の異常に関連したレーザ光量異常以外の要因との切り分けを行うために、帯電回路と転写回路の動作確認を行う。動作確認の方法は実施例１と同様である。帯電回路と転写回路２０６は正常に動作していると判断したら（Ｓ９１９のＮＯ、Ｓ９２２のＮＯ）、報知部がレーザ光量異常をユーザに報知する（Ｓ１１０９）。

ここで、ＶＬｈｅやＶＬｌｅは一つの値ではなく、画像形成装置１００の使用環境や使用耐久によって値を可変させることによって、更に精度よくレーザ光量異常を判定することができる。このような制御をおこなうことにより、マルチビームレーザの画像形成装置１００においては、レーザ光量異常を精度よく判定することができる。また、本実施例と実施例１の制御を組み合わせることによって、レーザ光量異常を更に精度よく判定することが可能となる。例えば、実施例１において、図９のＳ９２３〜Ｓ９２５で説明した、レーザ故障報知と光学部品故障報知を行うフローを組み合わせてもよい。

本実施例では、ガラス５０１が無いＣＡＮパッケージについて説明した。しかし、ガラス５０１で封止されたＣＡＮパッケージの場合であっても、ガラス上におけるビームスポット径は約９０マイクロメートル、スポット間隔は約百マイクロメートルであり、異物付着によってマルチビーム全てのビームを遮ることは稀であると考えられる。よって、ガラス５０１で密閉されたＣＡＮパッケージでも実施例１よりも精度良くレーザの光量異常を判定することが可能である。

１０７…制御部、２０１…感光ドラム（感光体）、３０４…レーザダイオード（発光部材）、３０４ａ…前方側発光点（第１出射部）、３０４ｂ…後方側発光点（第２出射部）、３０５…ＰＤセンサ（受光部）

Claims (12)

1. 駆動電流を供給されて第１レーザ光を出射する第１出射部を備える発光部材と、
   前記第１レーザ光が照射される感光体と、
   前記感光体の表面電位に関する値を検出する検出部と、
   前記発光部材の異常を判定する判定部と、
   前記感光体に電圧を印加する電圧印加部と、
   前記検出部により検出された前記第１レーザ光が照射された前記感光体の表面電位に関する値が第１所定範囲外の値であって、前記検出部により検出された前記電圧印加部により電圧が印加された前記感光体の表面電位に関する値が第２所定範囲外の値である場合、前記電圧印加部が異常状態であると報知し、
   前記検出部により検出された前記第１レーザ光が照射された前記感光体の表面電位に関する値が前記第１所定範囲外の値であって、前記検出部により検出された前記電圧印加部により電圧が印加された前記感光体の表面電位に関する値が前記第２所定範囲内の値であって、前記判定部が前記発光部材は異常状態であると判定しない場合、前記発光部材以外の光学部品が異常状態であると報知し、
   前記検出部により検出された前記第１レーザ光が照射された前記感光体の表面電位に関する値が前記第１所定範囲外の値であって、前記検出部により検出された前記電圧印加部により電圧が印加された前記感光体の表面電位に関する値が前記第２所定範囲内の値であり、前記判定部が前記発光部材は異常状態であると判定する場合、前記発光部材が異常状態であると報知する報知部と、
   を有し、
   前記検出部は、前記感光体の前記第１レーザ光が照射された部分の表面電位に関する値を複数回検出し、前記判定部は、前記検出部で検出した前記表面電位に関する値の変化量に基づいて前記発光部材が異常状態であるかを判定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記発光部材は、前記駆動電流と共通の駆動電流を供給されて第２レーザ光を出射する第２出射部を備え、
   前記第２レーザ光を受光する受光部と、
   前記受光部が受光した前記第２レーザ光の光量に基づいて、前記感光体に照射される前記第１レーザ光の光量を制御する光量制御部と、
   を有し、
   前記判定部は、前記変化量が正か負かに基づいて、前記第１出射部が異常状態であるか、前記第２出射部が異常状態であるか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. 前記判定部は、前記変化量の絶対値が所定値以上である場合、前記発光部材が異常状態であると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. 前記判定部は、
   前記変化量の絶対値が、所定値以上であって、前記変化量が負の場合に前記第１出射部が異常状態であると判定し、前記変化量の絶対値が、前記所定値以上であって、前記変化量が正の場合に前記第２出射部が異常状態であると判定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記検出部は、前記電圧印加部により前記感光体に電圧が印加されたときに流れる電流の電流値に基づいて前記感光体の放電開始電圧を算出し、算出した前記放電開始電圧に基づいて前記感光体の表面電位を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
6. 前記検出部は、前記感光体の前記第１レーザ光が照射された部分の表面電位に関する値を検出した後、所定枚数の画像が形成された後に再度、前記感光体の前記第１レーザ光が照射された部分の表面電位に関する値を検出することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記検出部は、前記感光体の前記第１レーザ光が照射された部分の表面電位に関する値を検出した後、所定時間が経過した後に再度、前記感光体の前記第１レーザ光が照射された部分の表面電位に関する値を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記感光体の表面電位に関する値を検出する前記検出部と、
   前記感光体に電圧を印加する前記電圧印加部と、
   前記電圧印加部が電圧を印加するとき、前記感光体に流れる電流の電流値を検出する電流検出部と、
   前記感光体の表面電位に関する値として、前記電流検出部が検出した電流値を使い、前記発光部材が異常状態であるか、もしくは前記感光体の表面電位が、前記電圧印加部が印加した電圧値と前記電流検出部が検出した電流値に基づいて算出されたかどうかを判定する前記判定部と、
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
9. 第１レーザ光を出射する第１出射部と、第２レーザ光を出射する第２出射部とを有し、共通の第１駆動電流の供給により前記第１レーザ光と前記第２レーザ光を出射する第１発光部材と、
   第３レーザ光を出射する第３出射部と、第４レーザ光を出射する第４出射部とを有し、共通の第２駆動電流の供給により前記第３レーザ光と前記第４レーザ光を出射する第２発光部材と、
   前記第１レーザ光と前記第３レーザ光が照射される感光体と、
   前記第２レーザ光と前記第４レーザ光を受光する受光部と、
   前記受光部が受光した前記第２レーザ光の光量に基づいて前記感光体に照射される前記第１レーザ光の光量を制御し、前記受光部が受光した前記第４レーザ光の光量に基づいて、前記感光体に照射される前記第３レーザ光の光量を制御する光量制御部と、
   前記感光体の前記第１レーザ光が照射された部分の第１表面電位に関する値と、前記感光体の前記第３レーザ光が照射された部分の第２表面電位に関する値を検出する検出部と、
   前記発光部材の異常を判定する判定部と、
   を有し、
   前記判定部は前記検出部により検出された前記第１表面電位に関する値又は前記第２表面電位に関する値のうちの一方のみが第１所定値以上である場合、前記発光部材が異常状態であると判定し、前記検出部により検出された前記第１表面電位に関する値又は前記第２表面電位に関する値のうちの一方のみが第２所定値以下である場合、前記発光部材が異常状態であると判定することを特徴とする画像形成装置。
10. 前記感光体に電圧を印加する電圧印加部と、
    前記判定部が前記第１〜第４出射部のいずれかが異常状態であることを判定した場合であって、
    前記検出部により検出された前記電圧印加部により電圧が印加された前記感光体の表面電位に関する値が第２所定範囲外の値である場合、前記電圧印加部が異常状態であると報知し、
    前記検出部により検出された前記電圧印加部により電圧が印加された前記感光体の表面電位に関する値が第２所定範囲内の値である場合、前記発光部材が異常状態であると報知する報知部と、
    を有することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記第１所定値と前記第２所定値を予め記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
12. 前記検出部は、前記電圧印加部により前記感光体に電圧が印加された際に流れる電流の電流値に基づいて、前記感光体の表面電位に関する値として前記感光体の放電開始電圧を算出し、算出された前記放電開始電圧に基づいて前記感光体の表面電位を検出することを特徴とする請求項１又は１０に記載の画像形成装置。

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