(57)【要約】【課題】定着部材の表面状態の変化を高精度に検知し、優れた画像品質を維持することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明の画像形成装置を、感光体ドラム１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋ、帯電ユニット３０１Ｙ，３０１Ｃ，３０１Ｍ，３０１Ｋ、露光装置２００、現像ユニット１０２Ｙ，１０２Ｃ，１０２Ｍ，１０２Ｋ、１次転写ユニット１０６Ｙ，１０６Ｃ，１０６Ｍ，１０６Ｋ、感光体クリーニングユニット３０８Ｙ，３０８Ｃ，３０８Ｍ，３０８Ｋ、定着ベルト６７を有する定着ユニット１１１、反射型光学センサ６８ａ，６８ｂ、本体制御部４００、等から構成する。本体制御部４００は、反射型光学センサ６８ａ，６８ｂで検出した摩耗部ＡＷからの検出値を摩耗なし部ＮＷからの検出値で除算した商を算出し、この商から定着ベルト６７の摩耗状態を判定する。【選択図】図１
2014038231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像担持体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体の表面の前記静電潜像に現像剤を付着させて画像を顕像化させる現像手段と、前記像担持体の表面に顕像化された前記画像を記録材に定着させる転写手段と、前記記録材に転写された画像を定着させる定着部材を有する定着手段と、前記定着部材の表面に光スポットを照射し、その反射光を受光する反射型光学検知手段と、前記反射型光学検知手段からの検出値に基づいて、前記定着部材の表面状態を判断する表面状態判断手段と、を備えた画像形成装置であって、
前記反射型光学検知手段は、前記定着部材の移動方向と直交する主走査方向の少なくとも２以上の異なる領域に前記光スポットを照射する発光部と、前記定着部材からの反射光を受光し、受光情報を前記検出値として取得する受光部と、を有し、
前記表面状態判断手段が、前記受光部で取得された各光スポットからの各検出値のいずれかをパラメータとする異なる二つの関数の商に基づいて、前記定着部材の表面状態を判断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記表面状態判断手段が、
少なくとも２以上の前記光スポットに対応する前記検出値の中から、予め決められた領域に照射された前記光スポットからの検出値を抽出する関数と、予め決められた他の領域に照射された前記光スポットからの検出値を抽出する関数との商を算出する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記表面状態判断手段が、
少なくとも２以上の前記光スポットに対応する前記検出値の中から、最小値を抽出する関数と、最大値を抽出する関数との商を算出する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記表面状態判断手段が、
少なくとも２以上の前記光スポットに対応する前記検出値の中から、最小値を抽出する関数と、閾値より大きい前記検出値の平均値を算出する関数との商を算出する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記表面状態判断手段が、
少なくとも２以上の前記光スポットに対応する前記検出値の中から、閾値範囲より小さい前記検出値の平均値を算出する関数と、閾値範囲より大きい前記検出値の平均値を算出する関数との商を算出する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着部材は、副走査方向に回転するよう構成され、
前記表面状態判断手段が、
前記定着部材における前記副走査方向の少なくとも２以上の領域で異なる二つの前記関数の前記商を各々算出し、当該商が閾値を下回るとき、前記定着部材の回転周期に基づいて、前記定着部材の前記副走査方向における前記閾値を下回る前記商となる前記検出値が検出される位置を、前記記録材が通過しないように制御する請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記反射型光検知手段は、少なくとも３つの発光部を有する照射系と、少なくとも３つの受光部を有する受光系と、を備え、
少なくとも３つの前記発光部と少なくとも３つの前記受光部は、前記定着部材の前記主走査方向の異なる領域に配置されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
少なくとも２以上の前記光スポットは、時系列に順次に照射される請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記定着部材が、無端ベルト状の定着ベルトである請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、プロッタ装置等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、プロッタ等、光書き込み（露光）により画像を形成する画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。このような画像形成装置では、像担持体の表面に静電潜像を書き込み、この静電潜像にトナー等の現像剤を付着させて可像化する。画像形成装置は、次に、可像化された画像を、紙等の記録材に転写し、この記録材に転写された画像を定着ベルト等の定着手段によって定着させる。
【０００３】
このような画像の定着を繰り返すことにより、定着手段の表面に傷が発生することがある。具体的には、例えば、記録材としてＡ４サイズ用紙とＡ３サイズ用紙を使用可能な画像形成装置において、Ａ４サイズ用紙を縦通紙（用紙を縦長にして送ることをいう）の状態で定着を繰り返すと、定着手段である定着ベルトの表面には、Ａ４縦通紙の用紙幅方向の両端部が位置する箇所に、縦筋状の傷が発生することがある。これは用紙の両端部に付着した紙粉（用紙の裁断により発生する添加剤等の屑）により、定着ベルトの表面が摩耗することによって生じる。このような縦筋状の傷が定着ベルトに形成された状態で、次にＡ４横通紙（用紙を横長にして送ることをいう）やＡ３縦通紙を用いて定着を行った際に、この縦筋状の傷に対応して、画像表面に光沢スジが現れる。その結果、画像品質の劣化が生じてしまう。
【０００４】
特許文献１〜３に記載の発明では、このような画像品質の劣化を防止するための対策が開示されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、定着ローラの表面に光源からの光を照射し、定着ローラからの反射光を受光する光センサを設けている。この光センサが捕捉した反射光の強さに基づいて、定着ローラの表面の反射率が演算される。この反射率が、所定値以下となっていた場合には、定着ローラの表面の傷、オフセット、表面の劣化等が生じていることから、画像形成装置では警告アラームを発信する。この警告アラームの発信により、定着ローラの交換時期等を判断できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、定着ローラの交換等の手間がかかるとともに、新規な部品を追加するためコスト高となるという問題があった。また、特許文献２に記載の従来技術では、定着部材の表面全体を摩耗させ、画像の一部に傷が集中するのを防止しているが、傷の発生や傷の状態を検知することについては開示がない。これに対して、特許文献２に記載の画像形成装置では、定着ローラの表面の傷を反射率の変化等によって検知する技術が開示されている。この従来技術では、傷を検出した場合に、この傷に相当する部位に対して、周囲よりも多量の現像剤を付着して現像することで、傷が目立たなくなるようにしている。その結果、頻繁な部品の交換や新規な部品の取り付け等が不要となり、低コスト化を図ることができる。昨今では、このように定着部材への傷の発生や傷の状態を、より高精度に検知して迅速に対応し、画像品質を高品質に保持つことが可能な画像形成装置のさらなる開発が求められている。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、定着部材の表面状態の変化を、より高精度に検知して、画像品質を高品質に保つことが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本願に係る画像形成装置は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された像担持体の表面に静電潜像を形成する露光手段と、像担持体の表面の静電潜像に現像剤を付着させて画像を顕像化させる現像手段と、像担持体の表面に顕像化された画像を記録材に定着させる転写手段と、記録材に転写された画像を定着させる定着部材を有する定着手段と、定着部材の表面に光スポットを照射し、その反射光を受光する反射型光学検知手段と、反射型光学検知手段からの検出値に基づいて、定着部材の表面状態を判断する表面状態判断手段と、を備えた画像形成装置であって、反射型光学検知手段は、定着部材の移動方向と直交する主走査方向の少なくとも２以上の異なる領域に光スポットを照射する発光部と、定着部材からの反射光を受光し、受光情報を検出値として取得する受光部と、を有し、表面状態判断手段が、受光部で取得された各光スポットからの各検出値のいずれかをパラメータとする異なる二つの関数の商に基づいて、定着部材の表面状態を判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、定着部材の表面状態の変化を、より高精度に検知することが可能となり、画像品質を高品質に保つことが可能な画像形成装置を得ることができる。また、定着部材の交換回数を少なくして、画像形成装置の維持費等の低コスト化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施例に係る画像形成装置のプロセスエンジン部の概要図である。
【図２】画像形成ユニットを説明するための説明図である。
【図３】露光ユニットを説明するための説明図であって、露光ユニット全体の平面図である。
【図４】露光ユニットを説明するための説明図であって、Ｋ，Ｍステーションの光源からポリゴンミラーまでの部材の配置状態を示す。
【図５】露光ユニットを説明するための説明図であって、Ｃ，Ｙステーションの光源からポリゴンミラーまでの部材の配置状態を示す。
【図６】露光ユニットを説明するための説明図であって、露光ユニット全体の側面図である。
【図７】トナー像の転写を説明するための説明図であって、中間転写ベルトと支持ローラを示す斜視図である。
【図８】定着ユニットの構成を説明するための説明図である。
【図９】第１実施例の反射型光学センサの構成を説明するための説明図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１０】第２実施例の反射型光学センサの構成を説明するための説明図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１１】経時による反射光の光強度の低下を説明するための説明図であって、（ａ）は傷が生じる前の光強度を示すグラフであり、（ｂ）は傷が生じた後の光強度を示すグラフである。
【図１２】第１実施例の反射型光学センサの配置を説明するための説明図であって、（ａ）は光スポットの照射位置を示し、（ｂ）は反射型光学センサの配置状態を示す。
【図１３】第２実施例の反射型光学センサの光スポットの照射位置と、摩耗部との位置関係を説明するための説明図である。
【図１４】図１３とは異なる位置に形成された摩耗部と反射型光学センサからの光スポットの照射位置との位置関係を説明するための説明図である。
【図１５】さらに異なる位置に形成された摩耗部と反射型光学センサからの光スポットの照射位置との位置関係を説明するための説明図である。
【図１６】１１個の光スポットの反射光からの検出値の分布を示すグラフである。
【図１７】摩耗部での反射光の検出値と、摩耗なし部での反射光の検出値と、摩耗部での検出値を摩耗なし部での検出値で除算した値とを示すグラフである。
【図１８】摩耗部からの検出値を摩耗なし部からの検出値で除算した値の経時変化を示すグラフである。
【図１９】画像形成プロセス部における転写紙への傷の発生防止手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を説明するにあたり、まず、図１１を用いて、反射光の検出タイミング（定着ベルトの副走査方向での検出位置）による検出値の精度の変化、経時による表面状態（検出値）の変化について説明する。図１１（ａ）、（ｂ）は、定着ベルトの表面に臨ませて配置した発光部から、定着ベルト上に光スポットを照射し、この光スポットの定着ベルトの表面からの反射光を、受光部の受光面で検出した時の検出結果を示したものである。図１１（ａ）と図１１（ｂ）とは、定着ベルトの主走査方向において同じ検出位置での反射光を検出しているが、検出時期が異なっている。つまり、当初は図１１（ａ）のような検出値が取得されていたが、時間の経過によって定着ベルトの表面の摩耗（傷）が進行し、図１１（ｂ）のような検出値が取得されたものである。
【００１１】
また、図１１（ａ）、（ｂ）中にそれぞれ示したＡとＢとでは、検出時期は同じであるが、副走査方向での検出タイミング、すなわち定着ベルトの回転方向での検出位置が異なっている。この図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、検出値は一定周期Ｐで変動していることがわかる。この周期的な変動に係る一定周期Ｐは、定着ベルトの一回転分に相当する。このように定着ベルトの回転中に反射光の光強度の検出値が変化するのは、定着ベルトの表面状態が副走査方向に不均一であること、定着ベルトの内部応力が副走査方向に不均一であること、または、定着ベルトにつなぎ目があることで、検出位置が異なると反射光の反射角度が変化するためと考えられる。このように変化した反射光が、受光部の受光面の中心位置からずれた位置に到達することで、検出値の変化が発生していると考えられる。図１１に示す例では、Ａの位置で検出した場合のほうが、Ｂの位置で検出するよりも、検出値が１０％程度高くなってしまう。
【００１２】
したがって、以下のことが判明した。経時的に摩耗が進行して傷レベルが変わり、反射光の光強度（検出値）が全体的に１０％低下したとする。このように検出値が低下する前である図１１（ａ）の時点では、検出値がもともと低いＢの位置で検出値を取得し、検出値が低下した後である図１１（ｂ）の時点では、検出値がもともと高いＡの位置で検出値を取得した場合は、摩耗の進行前後の時点での検出値に見かけ上の変化がなく、傷レベルの変化を検知できないことになる。
【００１３】
以上のように、発明者は、定着ベルトの表面状態の変化を判断する上で、定着ベルトの回転周期で発生する反射光の反射方向の変動の影響で、検出位置の違いで検出値が変動することを知見した。そこで、発明者は、このような定着ベルトの検出位置の違いでの検出値の変動に影響されることなく、定着部材の表面状態の変化を精度よく検知することを目的として、本願を発明するに至った。
【実施例】
【００１４】
＜第１実施例＞
以下に、本願の第１実施例に係る画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。本実施例は、画像形成装置として、タンデム型のフルカラープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）に適用した場合の例である。本実施例のプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーを用いて画像形成を行うもので、各色に対応した部材が各々設けられている。以下、本明細書中、図１、図２では、符号の末尾に、イエロー用の部材にはＹを、シアン用の部材にはＣを、マゼンタ用の部材にはＭを、ブラック用の部材にはＫを付して説明する。また、図３〜図６では、符号の末尾に、ブラック用の部材にはａを、マゼンタ用の部材にはｂを、シアン用の部材にはｃを、イエロー用の部材にはｄを付して説明する。また、図１の紙面右方向（中間転写ベルト１０５の長手方向）をＸ方向とし、紙面手前方向（中間転写ベルト１０５の短手方向）Ｙ方向とし、紙面下方向をＺ方向とする。図２〜図６では、図１に対応させて、Ｘ，Ｙ，Ｚのそれぞれの方向を示す矢印を付している。
【００１５】
まず、本実施例のプリンタの構成について、その概略を説明する。図１は、本実施例のプリンタのうち、露光、帯電、現像、転写、定着を行う画像形成工程部分を示す概略構成図（以下、「プロセスエンジン部１００」と呼ぶ）である。本実施例のプリンタには、図１に示すプロセスエンジン部１００の他に、ＰＣ等から送られた画像データを処理し、露光データに変換するプリントコントローラ（図示せず）、画像形成動作を制御する本体制御部４００、記録材である転写紙１１５の供給を行う給紙ユニット（図示せず）、転写紙１１５を手差し給紙させるための手差しトレイ（図示せず）、および、画像形成済みの転写紙１１５が排紙される排紙トレイ（図示せず）等が設けられている。
【００１６】
本体制御部４００は、プリンタの各部を駆動制御するものであり、各種演算や各部の駆動制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、コンピュータプログラム等の固定的データを予め記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、各種データを書き換え自在に記憶するワークエリア等として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成されている。本体制御部４００は、後述の反射型光学センサ６８からの検出値に基づいて、定着ベルト６７の表面状態を判断する表面状態判断手段としての機能も有している。
【００１７】
図１に示すように、本実施例のプリンタのプロセスエンジン部１００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各トナー像を形成する画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋと、露光手段としての露光ユニット２００と、転写手段としての中間転写ベルト１０５、１次転写ユニット１０６Ｙ，１０６Ｃ，１０６Ｍ，１０６Ｋおよび２次転写ローラ１０８と、定着手段としての定着ユニット１１１と、反射型光学検知手段としての反射型光学センサ６８（図８参照）と、前述の表面状態判断手段としての本体制御部４００とを備えている。
【００１８】
第１の転写手段として、無端ベルト状の中間転写ベルト１０５（第２の像担持体としても機能する）が設けられている。この中間転写ベルト１０５は、４つの支持ローラ１１２，１１３，１１４，１１９に張架された状態（張力のかかった状態で４つの支持ローラに架け渡されている状態をいう）で、駆動ローラとしても機能する支持ローラ１１２によって、図１中に矢印表示したように、反時計方向に回転駆動される。
【００１９】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、中間転写ベルト１０５の張架部分に設けられている。これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、感光体ユニット１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｋと、帯電手段としての帯電ユニット３０１Ｙ，３０１Ｃ，３０１Ｍ，３０１Ｋと、現像手段としての現像ユニット１０２Ｙ，１０２Ｃ，１０２Ｍ，１０２Ｋとを有している。また、現像ユニット１０２Ｙ，１０２Ｃ，１０２Ｍ，１０２Ｋには、トナーボトル１０４Ｙ、１０４Ｃ、１０４Ｍ、１０４Ｋから、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーがそれぞれ供給される。また、感光体ユニット１０３Ｙ，１０３Ｃ，１０３Ｍ，１０３Ｋには、第１の像担持体としての感光体ドラム１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋが設けられている。
【００２０】
露光手段としての露光ユニット２００は、図１に示すように、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの紙面下方に設けられている。この露光ユニット２００は、画像情報に基づいて、露光ユニット２００の内部に設けられている半導体レーザ（図４、図５の光源２２００ａ，２２００ｂ，２２００ｃ，２２００ｄ）を駆動して書込光Ｌｂを出射し、感光体ドラム１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋ上に静電潜像を形成するためのものである。ここで、書込光Ｌｂの出射は、レーザに限るものではなく、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。
【００２１】
次に、図２を用いて、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの構成について説明する。以下の説明ではイエローのトナー像を形成する画像形成ユニット１Ｙを例に挙げて説明する。他の画像形成ユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｋも同様の構成を有するため、以下の記載における画像形成ユニットＹの各部材を、他の画像形成ユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの各部材と読み替える（符号の末尾Ｙを、それぞれＣ，Ｍ，Ｋと読み替える）ことで、記載および説明を省略する。
【００２２】
図２に示すように、画像形成ユニット１Ｙでは、感光体ドラム１０１Ｙの周囲に、帯電ユニット（帯電手段）３０１Ｙ、現像ユニット（現像手段）１０２Ｙ、および、感光体クリーニングユニット３０８Ｙが設けられている。また、感光体ドラム１０１Ｙに対して、中間転写ベルト１０５を介して対向する位置には、１次転写ユニット１０６Ｙが設けられている。
【００２３】
帯電ユニット３０１Ｙは、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体ドラム１０１Ｙに接触して電圧を印加することにより、感光体ドラム１０１Ｙの表面を一様に帯電する。この帯電ユニット３０１Ｙには、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。
【００２４】
現像ユニット１０２Ｙは、露光ユニット２００により形成された静電潜像に現像剤を付着させて画像を顕像化させる機能を有し、図２に示すように、現像ケース３０２Ｙ内に設けられた攪拌部３０３Ｙと現像部３０４Ｙとから主に構成されている。現像ユニット１０２Ｙでは、トナーボトル１０４Ｙから供給される、磁性キャリアと非磁性トナーとからなる二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という）を使用している。なお、現像剤は、二成分現像剤に限定されることはなく、一成分現像剤を使用することもできる。現像剤は、トナーボトル１０４Ｙから撹拌部３０３Ｙに供給され、攪拌部３０３Ｙで攪拌されながら搬送されて、現像剤担持体としての現像スリーブ３０５Ｙ上に供給される。また、攪拌部３０３Ｙには、平行な２本のスクリュー３０６Ｙが設けられており、２本のスクリュー３０６Ｙの間には、仕切り板３１１Ｙが設けられ、互いに仕切られている。なお、仕切り板３１１Ｙは、撹拌部３０３Ｙの内部が、中央では仕切られ、スクリュー３０６Ｙの両端部では連通するように設けられている。
【００２５】
また、現像ケース３０２Ｙには、現像ユニット１０２Ｙ内の現像剤のトナー濃度を検出するためのＴＣセンサ３１２Ｙが取り付けられている。本実施例で用いる現像剤は、キャリアが磁性体であり、トナーが非磁性体であるため、ＴＣセンサ３１２Ｙは透磁率方式を採用している。そのため、現像ユニット１０２Ｙ内のトナー濃度は、現像剤の透磁率、つまり、単位体積あたりの現像剤の磁気抵抗で表わされる。
【００２６】
一方、現像部３０４Ｙには、現像ケース３０２Ｙの開口を通して感光体ドラム１０１Ｙと対向する現像スリーブ３０５Ｙが設けられている。この現像スリーブ３０５Ｙ内には、マグネット（図示せず）が固定配置されている。また、現像スリーブ３０５Ｙに先端が接近するように、ドクターブレード３０７Ｙが設けられている。このような現像部３０４Ｙでは、現像スリーブ３０５Ｙに付着した現像剤のうち、非磁性体のトナーが感光体ドラム１０１Ｙに転移される。
【００２７】
このような現像ユニット１０２Ｙでは、撹拌部３０３Ｙの現像剤を２本のスクリュー３０６Ｙで攪拌しながら搬送して循環し、現像スリーブ３０５Ｙに供給する。現像スリーブ３０５Ｙに供給された二成分現像剤は、現像スリーブ３０５Ｙ内のマグネットにより汲み上げられて保持される。現像スリーブ３０５Ｙに汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ３０５Ｙの回転に伴って搬送され、ドクターブレード３０７Ｙにより適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部３０３Ｙに戻される。このようにして感光体ドラム１０１Ｙと対向する領域（以下、「現像領域」という）まで搬送された現像剤は、現像スリーブ３０５Ｙ内のマグネットにより穂立ち状態となり、現像スリーブ３０５Ｙの表面に磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ３０５Ｙに印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを、感光体ドラム１０１Ｙ上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。
【００２８】
これにより、現像剤中のトナーは、感光体ドラム１０１Ｙ上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム１０１Ｙ上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ３０５Ｙから離れ、攪拌部３０３Ｙに戻される。このような動作の繰り返しにより、攪拌部３０３Ｙ内のトナー濃度が薄くなると、それをＴＣセンサ３１２Ｙが検出し、その検出結果に基づいて、トナーボトル１０４Ｙから攪拌部３０３Ｙにトナーが補給される。
【００２９】
１次転写ユニット１０６Ｙは、感光体ドラム１０１Ｙに形成されたトナー像を中間転写ベルト１０５に転写する機能を有する。本実施例では、１次転写ユニット１０６Ｙとして、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０５を挟んで感光体ドラム１０１Ｙに押し当てるようにして設置されている。もちろん、１次転写ユニット１０６Ｙは、ローラ状のものに限定されることはなく、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。
【００３０】
感光体クリーニングユニット３０８Ｙは、感光体ドラム１０１Ｙに先端が押し当てられるように配置される。この先端側に、例えば、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレード３０９Ｙを備えている。また、クリーニング性能を高めるために、感光体ドラム１０１Ｙに接触する導電性のファーブラシ３１０Ｙを併用している。このファーブラシ３１０Ｙには、金属製の電界ローラ（図示せず）からバイアスが印加されており、その電界ローラにはスクレーパ（図示せず）の先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレード３０９Ｙやファーブラシ３１０Ｙにより、感光体ドラム１０１Ｙから除去されたトナーは、感光体クリーニングユニット３０８Ｙの内部に収容され、廃トナー回収ユニット（図示ぜず）にて回収される。
【００３１】
以上のように構成された図２の画像形成ユニット１Ｙでは、感光体ドラム１０１Ｙの回転とともに、まず帯電ユニット３０１Ｙで感光体ドラム１０１Ｙの表面を一様に帯電する。次いで、プリントコントローラからの画像情報に基づいて、露光ユニット２００からレーザによる書込光Ｌｂを照射し、感光体ドラム１０１Ｙ上に静電潜像を形成する。その後、現像ユニット１０２Ｙにより静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写ユニット１０６Ｙにより中間転写ベルト１０５上に１次転写される。１次転写後に感光体ドラム１０１Ｙの表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニングユニット３０８Ｙにより除去され、次の画像形成に供される。
【００３２】
次に、図３〜図６を用いて、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの紙面下方に設けられている露光ユニット２００の構成について説明する。図３は、露光ユニット２００全体の平面図である。図４は、図３に示すｍ１方向に向かって観察した図であって、ブラック、マゼンタ用の光源からポリゴンミラーまでの部材の配置状態を示す。図５は、図３に示すｍ２側から観察した図であって、シアン、イエロー用の光源からポリゴンミラーまでの部材の配置状態を示す。図６は、露光ユニット２００の側面図である。なお、説明の便宜上、図３〜図６に示す露光ユニット２００は、図１に示される露光ユニット２００とは上下左右とも逆転させて表示している。
【００３３】
本実施例で用いる露光ユニット２００は、半導体レーザからなる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（以上、図４、図５参照）、ポリゴンミラー２１０４（図３〜図６参照）、４つのｆθレンズ２１０５ａ，２１０５ｂ，２１０５ｃ，２１０５ｄ，８つの折返しミラー２１０６ａ，２１０６ｂ，２１０６ｃ，２１０６ｄ，２１０８ａ，２１０８ｂ，２１０８ｃ，２１０８ｄ、４つのトロイダルレンズ２１０７ａ，２１０７ｂ，２１０７ｃ，２１０７ｄ、４つの光検知センサ２２０５ａ，２２０５ｂ，２２０５ｃ，２２０５ｄ、４つの光検知用ミラー２２０７ａ，２２０７ｂ，２２０７ｃ，２２０７ｄ（以上、図６参照）、および、走査制御装置（図示せず）などを備えている。これらの部材は、光学ハウジング２３００（図６参照）の所定位置に組み付けられている。
【００３４】
なお、図３〜図６の説明では、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。また、図３では、便宜上、カップリングレンズ２２０１ａおよびカップリングレンズ２２０１ｂの光軸に沿った方向を「ｗ１方向」、光源２２００ａおよび光源２２００ｂにおける主走査対応方向を「ｍ１方向」とする。さらに、カップリングレンズ２２０１ｃ、および、カップリングレンズ２２０１ｄの光軸に沿った方向を「ｗ２方向」、光源２２００ｃおよび光源２２００ｄにおける主走査対応方向を「ｍ２方向」とする。なお、光源２２００ａおよび光源２２００ｂにおける副走査対応方向、並びに、光源２２００ｃおよび光源２２００ｄにおける副走査対応方向は、いずれも図中のＺ軸方向と同じ方向である。
【００３５】
図３に示すように、光源２２００ｂと光源２２００ｃとは、Ｘ軸方向に関して離れた位置に配置されている。そして、光源２２００ａは、光源２２００ｂの−Ｚ側（図４における光源２２００ｂの下方）に配置されている。また、光源２２００ｄは光源２２００ｃの−Ｚ側（図５における光源２２００ｃの下方）に配置されている。
【００３６】
図４に示すように、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。また、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。図５に示すように、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。また、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。
【００３７】
図４に示すように、開口板２２０２ａは、開口部（図示せず）を有し、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束を整形する。また、開口板２２０２ｂは、開口部（図示せず）を有し、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束を整形する。図５に示すように、開口板２２０２ｃは、開口部（図示せず）を有し、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光束を整形する。また、開口板２２０２ｄは、開口部（図示せず）を有し、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光束を整形する。
【００３８】
図４に示すように、シリンドリカルレンズ２２０４ａは、開口板２２０２ａ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軸方向に関して結像する。また、シリンドリカルレンズ２２０４ｂは、開口板２２０２ｂ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軸方向に関して結像する。図５に示すように、シリンドリカルレンズ２２０４ｃは、開口板２２０２ｃ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軸方向に関して結像する。また、シリンドリカルレンズ２２０４ｄは、開口板２２０２ｄ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軸方向に関して結像する。
【００３９】
図６に示すように、ポリゴンミラー２１０４は、２段構造の４面鏡２１０４ａｄ，２１０４ｂｃを有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、図４、図５に示すように、１段目（図４、図５、図６の紙面下側の段）の４面鏡２１０４ａｄでは、シリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束およびシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（図４、図５、図６の紙面上側の段）の４面鏡２１０４ｂｃでは、シリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束およびシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、１段目の４面鏡２１０４ａｄおよび２段目の４面鏡２１０４ｂｃは、軸Ｉを回転軸として互いに位相が４５°ずれて回転し、書き込み走査は１段目と２段目とで交互に行われる。
【００４０】
図６に示すように、シリンドリカルレンズ２２０４ａおよびシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側（図６における紙面左方向）に偏向され、シリンドリカルレンズ２２０４ｃおよびシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側（図６における紙面右方向）に偏向される。
【００４１】
また、図６に示すように、各ｆθレンズ２１０５ａ，２１０５ｂ，２１０５ｃ，２１０５ｄは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って、対応する感光体ドラム１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋの表面上で、光スポットが主走査方向に等速で移動するようなパワーを有する非円弧面形状を有している。ｆθレンズ２１０５ａおよびｆθレンズ２１０５ｂは、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に配置され、ｆθレンズ２１０５ｃおよびｆθレンズ２１０５ｄは、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に配置されている。
【００４２】
そして、ｆθレンズ２１０５ａとｆθレンズ２１０５ｂとはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ａはポリゴンミラー２１０４の１段目の４面鏡２１０４ａｄに対向し、ｆθレンズ２１０５ｂは２段目の４面鏡２１０４ｂｃに対向している。また、ｆθレンズ２１０５ｃとｆθレンズ２１０５ｄとはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ｃは２段目の４面鏡２１０４ｂｃに対向し、ｆθレンズ２１０５ｄは１段目の４面鏡２１０４ａｄに対向している。
【００４３】
そこで、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、ｆθレンズ２１０５ａ、折返しミラー２１０６ａ、トロイダルレンズ２１０７ａ、および、折返しミラー２１０８ａを介して、光スポットとしてブラック用の感光体ドラム１０１Ｋに照射され、該感光体ドラム１０１Ｋの表面に照射スポット（光スポットにより被照射部に形成される像をいう。以下同様）が形成される。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１０１Ｋの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０１Ｋ上を走査する。このときの光スポットの移動方向（Ｙ方向）が、感光体ドラム１０１Ｋでの「主走査方向」であり、感光体ドラム１０１Ｋの回転方向（Ｘ方向）が、感光体ドラム１０１Ｋでの「副走査方向」である。
【００４４】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｂ、折返しミラー２１０６ｂ、トロイダルレンズ２１０７ｂ、および、折返しミラー２１０８ｂを介して、光スポットとしてマゼンタ用の感光体ドラム１０１Ｍに照射され、該感光体ドラム１０１Ｍの表面に照射スポットが形成される。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１０１Ｍの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０１Ｍ上を走査する。このときの光スポットの移動方向（Ｙ方向）が、感光体ドラム１０１Ｍでの「主走査方向」であり、感光体ドラム１０１Ｍの回転方向（Ｘ方向）が、感光体ドラム１０１Ｍでの「副走査方向」である。
【００４５】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｃ、折返しミラー２１０６ｃ、トロイダルレンズ２１０７ｃ、および、折返しミラー２１０８ｃを介して、光スポットとしてシアン用の感光体ドラム１０１Ｃに照射され、該感光体ドラム１０１Ｃの表面に照射スポットが形成される。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１０１Ｃの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０１Ｃ上を走査する。このときの光スポットの移動方向（Ｙ方向）が、感光体ドラム１０１Ｃでの「主走査方向」であり、感光体ドラム１０１Ｃの回転方向（Ｘ方向）が、感光体ドラム１０１Ｃでの「副走査方向」である。
【００４６】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｄ、折返しミラー２１０６ｄ、トロイダルレンズ２１０７ｄ、および、折返しミラー２１０８ｄを介して、光スポットとしてイエロー用の感光体ドラム１０１Ｙに照射され、該感光体ドラム１０１Ｙの表面に照射スポットが形成される。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１０１Ｙの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０１Ｙ上を走査する。このときの光スポットの移動方向（Ｙ方向）が、感光体ドラム１０１Ｙでの「主走査方向」であり、感光体ドラム１０１Ｙの回転方向（Ｘ方向）が、感光体ドラム１０１Ｙでの「副走査方向」である。
【００４７】
ところで、各感光体ドラム１０１Ｋ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｙにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効画像領域」と呼ばれている。なお、各折返しミラー２１０６ａ〜２１０６ｄ，２１０８ａ〜２１０８ｄは、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラム１０１Ｋ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｙ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１０１Ｋ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｙにおける光束の入射位置およ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。
【００４８】
また、シリンドリカルレンズ２２０４ａ〜２２０４ｄ（図３〜図５参照）と、それに対応するトロイダルレンズ２１０７ａ〜２１０７ｄ（図６参照）とにより、偏向点とそれに対応する感光体ドラム１０１Ｋ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｙの表面とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系が構成されている。
【００４９】
ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラム１０１Ｋ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｙ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。本実施例では、ｆθレンズ２１０５ａとトロイダルレンズ２１０７ａと折返しミラー２１０６ａ，２１０８ａとからＫステーション光学の走査光学系（ブラックの画像形成ユニット１Ｋの走査光学系をいう）が構成されている。また、ｆθレンズ２１０５ｂとトロイダルレンズ２１０７ｂと折返しミラー２１０６ｂ，２１０８ｂとからＭステーションの走査光学系（マゼンタの画像形成ユニット１Ｍの走査光学系をいう）が構成されている。そして、ｆθレンズ２１０５ｃとトロイダルレンズ２１０７ｃと折り返しミラー（２１０６ｃ，２１０８ｃ）とからＣステーションの走査光学系（シアンの画像形成ユニット１Ｃの走査光学系をいう）が構成されている。さらに、ｆθレンズ２１０５ｄとトロイダルレンズ２１０７ｄと折り返しミラー２１０６ｄ，２１０８ｄとからＹステーションの走査光学系（イエローの画像形成ユニット１Ｙの走査光学系をいう）が構成されている。
【００５０】
光検知センサ２２０５ａ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２２０７ａを介して入射する。光検知センサ２２０５ｂ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２２０７ｂを介して入射する。
【００５１】
光検知センサ２２０５ｃ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２２０７ｃを介して入射する。光検知センサ２２０５ｄ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２２０７ｄを介して入射する。
【００５２】
光検知センサ２２０５ａ〜２２０５ｄは、いずれも、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。これらの光検知センサ２２０５ａ〜２２０５ｄの走査等の制御は、本体制御部４００の制御により、走査制御装置（図示せず）によって行われる。この走査制御装置は、各光検知センサ２２０５ａ〜２２０５ｄの出力信号に基づいて、対応する感光体ドラム１０１Ｋ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｙでの走査開始タイミングを検出する。
【００５３】
次に、図７を用いて、中間転写ベルト１０５の詳細を説明する。この図７に示すように、４つの支持ローラ１１２，１１３，１１４，１１９のうちの支持ローラ１１２に対向する位置には、２次転写ユニットである２次転写ローラ１０８が設けられている。そして、中間転写ベルト１０５上のトナー像を転写紙１１５上に２次転写する際には、２次転写ローラ１０８を、支持ローラ１１２に巻回された中間転写ベルト１０５部分に押し当てることにより行う。この２次転写ローラ１０８には、当該２次転写ローラ１０８に付着したトナーをクリーニングするローラクリーニング部１１６が当接している（図１参照）。なお、２次転写ユニットとしては、２次転写ローラ１０８を用いた構成に限定されることはなく、例えば転写ベルトや非接触の転写チャージャを用いた構成としてもよい。
【００５４】
図７に示すように、中間転写ベルト１０５の主走査方向（Ｙ方向）の中央部付近には、画像濃度や画像位置のチェック用のテストパターン２０１や画像形成用のパターンが形成される。また、中間転写ベルト１０５の支持ローラのうちの支持ローラ１１２に対向する位置に、テストパターン２０１の濃度や位置を検知するためのフォトセンサ１０９が、支持ローラ１１２の軸方向の中央部に設けられている。また、中間転写ベルト１０５の支持ローラ１１２，１１３，１１４，１１９のうちの支持ローラ１１３に対向する位置に、ベルトクリーニングユニット１１０が設けられている。このベルトクリーニングユニット１１０は、転写紙１１５に中間転写ベルト１０５上のトナー像を転写した後に、中間転写ベルト１０５上に残留する残留トナーを除去するためのものである。
【００５５】
定着ユニット１１１は、転写紙１１５上に転写されたトナー像を定着させるための定着手段であり、図１に示すように、２次転写ローラ１０８によって搬送される転写紙１１５の搬送方向下流側に設けられている。図８に示すように、定着ユニット１１１は、加圧体としての加圧ローラ６３と、定着体としての定着ベルト６７と、定着ベルト６７が掛回されている定着ローラ６６および加熱ローラ６４と、定着ベルト６７に張力を付与するテンションローラ６５と、から構成されている。また、定着ローラ６６と加圧ローラ６３とで、転写紙１１５を挟持して搬送するニップ部６９を形成している。
【００５６】
加圧ローラ６３は、アルミまたは鉄等の芯金の表面に、シリコーンゴムなどの弾性層を設けて形成されており、表層にはＰＦＡやＰＴＦＥで形成された離型層が備えられている。定着ベルト６７は、ニッケル、ポリイミドなどの基材に、ＰＦＡやＰＴＦＥなどの離型層を有するもの、または、その中間にシリコーンゴムなどの弾性層を設けたもので構成されている。定着ベルト６７は、定着ローラ６６と加熱ローラ６４とテンションローラ６５とに掛け回されており、テンションローラ６５で適切な張力に保たれている。定着ローラ６６は、金属の芯金の表面に、シリコーンゴムを有して形成されたものである。加熱ローラ６４は、アルミまたは鉄の中空ローラで、内部にハロゲンヒータ（図示せず）などの熱源を有している。
【００５７】
このような部材を備えて構成された定着ユニット１１１は、定着ローラ６６と加圧ローラ６３とからなるニップ部６９に向かって、転写紙１１５が進入すると、当該ニップ部６９において所定の圧力と熱を与えることで、転写紙１１５上の画像を定着させる。
【００５８】
この定着ユニット１１１で、例えばＡ４サイズ用紙を縦通紙の状態で定着を繰り返すと、定着ベルト６７の表面上のＡ４縦通紙の用紙幅方向の両側の端部（以下、「エッジ部」という）が通過する位置に縦筋状の傷が発生することがある。これはエッジ部の端面に付着した紙粉により、定着ベルト６７の表面が摩耗することによって生じる。このとき、Ａ４縦通紙の定着後に、Ａ４横通紙あるいはＡ３縦通紙の定着が実施された際に、この縦筋状の傷に対応して画像表面に光沢スジが現れ、画像品質の劣化を生じてしまう。
【００５９】
この画像品質の劣化を防止するため、本願に係る第１実施例では、定着ユニット１１１に、図８に示すように、反射型光学センサ６８を設置している。この反射型光学センサ６８は、定着ベルト６７の表面に光スポットを照射し、その反射光を受光して反射光の光強度を検出するものである。その際の検出値に基づいて、本体制御部４００では用紙幅方向のエッジ部の通過位置における定着ベルト６７の表面状態の変化、すなわち、定着ベルト６７の表面に形成される傷レベルを判断している。そして、本実施例では、この傷レベルが所定レベルを超えたときに、画像品質の劣化を防止するための対処を行う。この対処の詳細は、後述する。
【００６０】
図９に、定着ベルト６７の傷レベルを検知するための、反射型光学センサ６８（６８ａ）の一例の概略図を示す。図９（ａ）は、反射型光学センサ６８ａの側面図であり、図９（ｂ）は平面図である。また、図１２に、定着ベルト６７の主走査方向における光スポットの照射位置と反射型光学センサ６８（６８ａ、６８ｂ）の配置状態を示す。図１２（ａ）は、主走査方向における光スポットＳＰ１、ＳＰ２の照射位置を示し、図１２（ｂ）は、主走査方向における２つの反射型光学センサ６８（６８ａ，６８ｂ）の配置状態を示す。なお、以下では、定着ベルト６７の移動方向（回転方向）を副走査方向とし、副走査方向と直交する方向（定着ベルト６７の軸方向）を主走査方向とする。
【００６１】
（請求項１、２に対応）
本実施例では、図１２に示すように、２つの反射型光学センサ６８ａ，６８ｂを備えている。図９（ａ）、（ｂ）に示すように、反射型光学センサ６８ａは、１個の発光部Ｅ１と、１個の受光部Ｄ１とを有している。また、発光部Ｅ１は、１個の照射用レンズＬＥ１を有し、受光部Ｄ１は、１個の受光用レンズＬＤ１を有している。反射型光学センサ６８ｂも同様の構成で、１個の照射用レンズ（図示せず）を有する１個の発光部Ｅ２（図１２参照）と、１個の受光用レンズ（図示せず）を有する１個の受光部Ｄ２（図１２参照）とから構成されている。また、図１２（ｂ）に示すように、２つの反射型光学センサ６８ａ，６８ｂは、定着ベルト６７の表面において、転写紙１１５のエッジ部が通過する位置と、エッジ部が通過しない位置の計２箇所に、それぞれ副走査方向のほぼ同じ領域に配置されている。さらに、発光部Ｅ１，Ｅ２と受光部Ｄ１，Ｄ２とがそれぞれ同じ向きになるように、主走査方向に並列に配置されている。このような配置により、反射型光学センサ６８ａ，６８ｂでは、定着ベルト６７の表面の、副走査方向のほぼ同じ領域に光スポットＳＰ１，ＳＰ２が照射され、図１２（ａ）に示すように、定着ベルト６７の表面に照射スポットが形成される。
【００６２】
以上のように構成されたプロセスエンジン部１００によって画像形成を行ったときに、プロセスエンジン部１００で定着ベルト６７の傷レベルを検出する処理および転写紙１１５への傷の転写を防止する処理を、図１９のフローチャートを用いて説明する。図１９に示す処理は、プリンタの起動中に適宜の時間間隔で繰り返し行われる。この処理の実行により、画像形成持の画像品質を高品質に保つことが可能となる。
【００６３】
（反射光の検出：ステップＳ１）
まず、本体制御部４００の制御により、反射型光学センサ６８ａ，６８ｂの発光部Ｅ１，Ｅ２から、定着ベルト６７の表面に光強度１４０Ｖの光スポットＳＰ１，ＳＰ２を照射する。光スポットＳＰ１は、図１２に示すように、定着ベルト６７上で、転写紙１１５のエッジ部による磨耗がない領域（以下、「摩耗なし部ＮＷ」と呼ぶ）に照射され、光スポットＳＰ２は、転写紙１１５のエッジ部による磨耗がある領域（以下、「摩耗部ＡＷ」と呼ぶ）に照射される。これらの光スポットＳＰ１，Ｐ２が照射されることで、図１２（ａ）に示すように、定着ベルト６７上に２つの照射スポットが形成される。次に、光スポットＳＰ１，ＳＰ２が定着ベルト６７上で反射した反射光を、受光部Ｄ１，Ｄ２で受光し、それぞれの光強度（Ｖ）を検出値として取得する（以上、ステップＳ１）。
【００６４】
（商の算出：ステップＳ２）
次に、本体制御部４００では、摩耗部ＡＷでの反射光の検出値を、摩耗なし部ＮＷでの反射光の検出値で除算した値（商）を算出する（ステップＳ２）。図１７に、摩耗なし部ＮＷでの反射光の検出値と、摩耗部ＡＷでの反射光の検出値と、磨耗部での検出値を磨耗なしＮＷ部での検出値で除算した値（商）とを示した。この図１７に示すように、磨耗なし部ＮＷからの検出値、および、磨耗部からの検出値は、定着ベルト６７の回転周期で大きく変動しているが、磨耗部からの検出値を磨耗なし部ＮＷからの検出値で除算した値は、周期的な大きな変動がなくなっている。これは摩耗部ＡＷからの反射光と摩耗なし部ＮＷからの反射光とが、ほぼ同様の周期的および変動率で変動しているために、摩耗部ＡＷからの検出値と摩耗なし部ＮＷからの検出値との比の変動が抑えられているからであると考えられる。
【００６５】
そのため、摩耗部ＡＷでの検出値を摩耗なし部ＮＷでの検出値で除算した値を傷レベルの判断基準に用いれば、定着ベルト６７の回転周期で発生する検知出力変動の影響で、検知精度が劣化するのを大きく抑制することができる。ここで、摩耗部ＡＷでの検出値を摩耗なし部ＮＷでの検出値で除算した値が１に近いほど、摩耗が軽度であると判断され、０に近いほど、摩耗が重度であると判断される。
【００６６】
また、検出値の周期的な変動は、経時的に変わることがあるため、ほぼ同じ時刻、副走査方向にほぼ同じ領域での摩耗なし部ＮＷと摩耗部ＡＷとの互いの検出値の商でないと、検出値の比の変動を抑えることができない場合がある。したがって、ほぼ同時刻に副走査方向にほぼ同じ領域の摩耗部ＡＷと摩耗なし部ＮＷとでの反射光の検出を行い、その検出値の商から、傷レベルを判断する必要がある。
【００６７】
（請求項６の説明）
ここで、図１７のグラフから、摩耗部ＡＷからの検出値を摩耗なし部ＮＷからの検出値で除算した値に、わずかな周期変動があるのがわかる。これは摩耗部ＡＷと摩耗なし部ＮＷとでの表面状態の副走査方向での違いを示していると考えられる。つまり、図１７に示すように、摩耗部ＡＷからの検出値を摩耗なし部ＮＷからの検出値で除算した値に、定着ベルト６７の回転周期で小さな値が得られたなら、定着ベルト６７において、その小さい値が得られる転写紙１１５のエッジ部の通過部の副走査方向位置に、他の副走査方向位置よりも程度の大きい傷が存在することになる。
【００６８】
（商が所定値以下であるかの判定：ステップＳ３）
そのため、本実施例では、摩耗部ＡＷからの検出値を摩耗なし部ＮＷからの検出値で除算した値が、ある許容値（閾値）以下であるか判定する（ステップＳ３）。許容値以下になったならば、傷が大きい箇所が存在するとして、ステップＳ４以降の処理を行う。これに対して、許容値を超えていれば、傷の程度が小さく、画像品質に影響がないものとして、ステップＳ４以降の処理をスキップする。なお、図１８に示すように、本実施例では商の最大値と最小値との中間の値を許容値（閾値）としている。
【００６９】
（商が所定値以下である場合の処理：ステップＳ４，Ｓ５）
摩耗部ＡＷからの検出値を摩耗なし部ＮＷからの検出値で除算した商が所定値以下である場合、前述したように、エッジ部の通過による定着ベルト６７の表面の摩耗（縦筋状の傷）が進行したことを意味する。この摩耗の進行により、次に転写紙１１５を用いて定着を行った際に、画像表面に光沢スジが現れることで、画像品質が劣化してしまう。この問題を解消するために、本実施例では、所定値以下の値が検出された定着ベルト６７の副走査方向の位置には、転写紙１１５が通過しないように制御している。
【００７０】
具体的には、定着ベルト６７を介在した定着ローラ６６と加圧ローラ６３とのニップ部６９において、定着ベルト６７の摩耗が大きい位置（幅走査方向において許容値以下の値が検出された位置）が、当該ニップ部６９を通過するタイミングを算出する（ステップＳ４）。そして、このタイミングでは、転写紙１１５がニップ部６９を通過しないように、本体制御部４００がニップ部へ６９の転写紙１１５の搬送速度や搬送タイミングを制御する（ステップＳ５）。
【００７１】
以上、第１実施例のプリンタでは、副走査方向でほぼ同じ位置において、摩耗部ＡＷと摩耗なし部ＮＷとの検出値の商によって摩耗状態を検知している。そのため、定着ベルト６７の摩耗の周期的な変動、すなわち、副走査方向で表面状態が不均一であること、内部応力が不均一であること、定着ベルト６７につなぎ目があること、など検出位置の違いに影響されることがない。その結果、表面状態の変化を高精度に検知することが可能となり、画像品質の一層の向上を図ることができる。さらに、本実施例では、定着ベルト６７の摩耗状態を周期的に検知しているため、定着ベルト６７の副走査方向で摩耗の大きい領域があった場合は、その領域を転写紙１１５が通過しないように制御することができる。したがって、本実施例では、定着ベルト６７の傷が転写紙１１５に転写されることがなく、傷の大きい領域の影響を受けずに定着を行うことができ、画像品質を向上させることができる。
【００７２】
なお、第１実施例では、定着ベルト６７の傷の発生を検知したときに、転写紙１１５がニップ部６９を通過するタイミングで、傷の大きい領域を転写紙１１５が通過しないように搬送タイミング等を制御することで、画像品質を向上させている。しかし、画像品質を向上させるための手段は、これに限定されることはなく、例えば、特許文献２に記載のような手段を用いてもよい。この特許文献２の画像形成装置では、露光装置の制御により、大きな傷に相当する部位に、当該傷の周囲に相当する部位よりも多量のトナーを付着させている。この状態で定着を行うことで、定着後の画像での傷跡による筋状光沢ムラを目立たなくすることができる。
【００７３】
また、上記２つの手段を組み合わせてもよい。例えば、当初は定着ベルト６７の傷の大きい位置を転写紙１１５が通過しないように制御する。そして、定着ベルト６７の副走査方向に、全体的に傷が発生した場合には、トナーの増量によって光沢ムラの発生を抑制するような構成とする。このような構成とすることで、画像品質の向上を図るだけでなく、トナーの増量だけで傷への対処を行う場合に比べて、トナーの使用量を低減させることが可能となる。そして、定着ベルト６７の傷の進行がさらに進行した場合のみ、定着ベルト６７を交換するようにすれば、定着ベルト６７の交換回数を少なくすることができる。このように、優れた画像品質を維持できるとともに、維持コストの削減も可能となる。
【００７４】
また、第１実施例では、発光部Ｅ１，Ｅ２と受光部Ｄ１，Ｄ２とを備えた２つの反射型光学センサ６８ａ，６８ｂを用いるだけで、定着ベルト６７の傷レベルの高精度な検知が可能となる。そのため、摩耗状態の検知を低コストで実施することができる。
【００７５】
＜第２実施例＞
以下、第２実施例に係る画像形成装置について説明する。第２実施例の画像形成装置の構成は、プロセスエンジン部において反射型光学センサの光源の個数を変えたこと以外は、第１実施例の画像形成装置と同様の構成を有している。そのため、第１実施例と同じ構成については、同一の符号を付し詳細な説明は省略する。以下、図１０を用いて、第１実施例と異なる第２実施例の反射型光学センサ１６８について説明する。
【００７６】
図１０は、定着ベルト６７の傷を検知するための、第２実施例における反射型光学センサ１６８の概略図であり、図１０（ａ）は側面図を、図１０（ｂ）は平面図を示す。第１実施例では、それぞれ１組の発光部等を有する２つの反射型光学センサ６８ａ，６８ｂを用いているが、第２実施例では、複数組の発光部等を有する１つの反射型光学センサ１６８を用いている。すなわち、第２実施例の反射型光学センサ１６８は、直列に配置された１１個の発光部Ｅ１〜Ｅ１１と、１１個の受光部Ｄ１〜Ｄ１１とを有している。発光部Ｅ１〜Ｅ１１は、それぞれ照射用レンズＬＥ１〜ＬＥ１１を有し、受光部Ｄ１〜Ｄ１１は、それぞれ受光用レンズＬＤ１〜ＬＤ１１を有している。発光部Ｅ１〜Ｅ１１と照射用レンズＬＥ１〜ＬＥ１１、および、受光部Ｄ１〜Ｄ１１と受光用レンズＬＤ１〜ＬＤ１１の各セットが、主走査方向に配列されるように設置される。発光部Ｅ１〜Ｅ１１は、瞬時間隔で順次に発光されるため、定着ベルトの副走査方向のほぼ同じ領域に照射スポットが形成される。発光部Ｅ１を発光させたら、受光部Ｄ１で受光するといったように、それぞれの発光部Ｅ１〜Ｅ１１を発光させた時は、それぞれ対応する受光部Ｄ１〜Ｄ１１で受光される。なお、図１０（ａ）にスポット光と反射光との光路を矢印で表示している。このように、発光部Ｅ１〜Ｅ１１から照射用レンズＬＥ１〜ＬＥ１１を介して定着ベルト６７の表面に光スポットが照射され、その反射光が受光用レンズＬＤ１〜ＬＤ１１を介して受光部Ｄ１〜Ｄ１１に受光されるように、発光部Ｅ１〜Ｅ１１は照射用レンズＬＥ１〜ＬＥ１１の光軸からΔｄずれた位置に配置され、受光部Ｄ１〜Ｄ１１は受光用レンズＬＤ１〜ＬＤ１１からΔｄ’ずれた位置に配置されている。
【００７７】
第２実施例の反射型光学センサ１６８は、図１３〜図１５に示すように、発光部Ｅ１〜Ｅ１１から定着ベルト６７に照射される、いずれかの光スポットＳＰ１〜ＳＰ１１の照射位置が、定着ベルト６７上の、用紙幅方向のエッジ部の通過位置（摩耗部ＡＷ）を含む領域に形成されるように設置されている。このような配置により、図１３〜図１５に示すように、摩耗部ＡＷが定着ベルト６７のいずれの位置に発生しても、摩耗部ＡＷと摩耗なし部ＮＷとに光スポットを確実に照射することができる。すなわち、図１３に示す例では、発光部Ｅ８からの光スポットＳＰ８に対応する照射スポットの形成位置が、摩耗部ＡＷを含む領域に形成され、その他の発光部Ｅ１〜Ｅ３、Ｅ５〜Ｅ１１からの光スポットＳＰ１〜ＳＰ３、ＳＰ５〜ＳＰ１１に対応する照射スポットの形成位置が、摩耗なし部ＮＷに形成される。同様に、図１４に示す例では、発光部Ｅ８、Ｅ９からの光スポットＳＰ８，ＳＰ９に対応する照射スポットの形成位置が、摩耗部ＡＷを含む領域に形成される。図１５に示す例では、発光部Ｅ４〜Ｅ８からの光スポットＳＰ４〜ＳＰ８に対応する照射スポットの形成位置が、摩耗部ＡＷを含む領域に形成される。
【００７８】
このような反射型光学センサ１６８によって定着ベルト６７に発生した傷レベル（摩耗状態）を検知する手順の一例を図１５、図１６を用いて説明する。図１５に示すように、発光部Ｅ１〜Ｅ１１から、定着ベルト６７の表面に１１個の光スポット列（ＳＰ１〜ＳＰ１１列）を照射し、各光スポットＳＰ１〜ＳＰ１１が定着ベルト６７の表面で反射した反射光の検出値が、図１６に示すグラフのような分布となったとする。この場合、１１個の検出値の最小値であるＳＰ７の検出値で、最大値であるＳＰ２の検出値を除算した値を算出するようにすれば、定着ベルト６７の回転周期での検出値変動の影響を大きく抑制した状態で、傷レベルを検知することが可能となる。
【００７９】
また、図１５において、発光部Ｅ３〜Ｅ９を順次に発光させる場合、発光部Ｅ３を発光させたら、反射光を受光部Ｄ３で受光するか、または、受光部Ｄ２とＤ３とＤ４とで受光するか、もしくは、受光部Ｄ１とＤ２とＤ３とＤ４とＤ５とで受光するように構成してもよい。その他の発光部Ｅ４〜Ｅ９を発光させた場合も、同様に受光部を一つずつずらして受光する。このように、反射光を複数の受光部で受光させることによって、受光面を大きくし、光利用効率を向上させることができる。
【００８０】
また、図１６に示すように、１１個の検出値の最小値であるＳＰ７の検出値を、予め設定された閾値Ａ以上の検出値（ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ９、ＳＰ１０、ＳＰ１１：摩耗なし部ＮＷでの検出値）の平均値で除算した値に基づいて、摩耗状態（傷レベル）を判断してもよい。このように摩耗部ＡＷの最大の検出値を摩耗なし部ＮＷの平均値で除算した値に基づいて摩耗状態を判断すれば、摩耗部ＡＷの中で最も摩耗の程度が進んだ領域で摩耗のレベルを判断することができる。さらに、摩耗なし部ＮＷの複数の検出値の平均値を基準としていることで、摩耗なし部ＮＷの狭い領域の影響が少ない（すなわち、一か所のみなどの狭い領域での検出値の変動に影響されない）状態で、かつ、定着ベルト６７の回転周期での検出値の変動の影響を、大きく抑制した状態で、摩耗状態を検知することが可能となる。
【００８１】
または、図１６において、予め設定した閾値範囲の上限をＡとし、下限をＣとした場合（Ａ≧Ｃ）、閾値の下限Ｃ以下の検出値（ＳＰ５、ＳＰ６、ＳＰ７：摩耗部ＡＷでの検出値）の平均値を、閾値の上限Ａ以上の検出値（ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ９、ＳＰ１０、ＳＰ１１：摩耗なし部ＮＷでの検出値）の平均値で除算した値に基づいて、摩耗状態を判断してもよい。このように摩耗部ＡＷの平均値を摩耗なし部ＮＷの平均値で除算した値に基づいて摩耗状態を判断すれば、摩耗部ＡＷの中で平均的な傷の程度を検出することができる。さらに、摩耗なし部ＮＷの複数の検出値の平均値を基準としていることで、摩耗なし部ＮＷの狭い領域での表面状態の変動の影響が少ない状態で、かつ、定着ベルト６７の回転周期での検出値変動の影響を大きく抑制した状態で、摩耗部ＡＷの平均的な摩耗状態を検知することが可能となる。
【００８２】
また、定着ベルト６７上において、主走査方向に１１個の光スポットＳＰ１〜ＳＰ１１（スポット径：１ｍｍ）が照射されるように反射型光学センサ１６８を設置し、定着ベルト６７を線速３５０ｍｍ／ｓで回転させ、発光部Ｅ１〜Ｅ１１を２８６μＳ間隔で順次に発光させてもよい。この場合、副走査方向の定着ベルト６７の表面に形成される光スポットＳＰ１の照射スポットの中心と、光スポットＳＰ１１の照射スポットの中心との位置変動（ずれ）をΔＺとしたときに、図１３〜図１５に示すように、位置変動ΔＺを、光スポットのスポット径にほぼ等しい１ｍｍ以内にて、副走査方向のほぼ同じ領域（すなわち、照射スポットが副走査方向で重なる領域）に照射することができる。したがって、摩耗部ＡＷでの検出値を、磨耗なし部ＮＷでの検出値で除算した値を求めれば、周期的な検出値変動の影響を大きく抑制した状態で摩耗状態を検出することができる。また、隣接する光スポットからの散乱光の影響を受けることがなく、検出誤差を小さくすることができる。
【００８３】
また、定着ベルト６７上に、主走査方向に１１個の光スポットＳＰ１〜ＳＰ１１（スポット径：１ｍｍ）が副走査方向の同じ位置に照射されるように、反射型光学センサ１６８を設置し、定着ベルト６７を回転させ、発光部Ｅ１〜Ｅ１１を同時に発光させてもよい。この場合、各々の発光部Ｅ１〜Ｅ１１から照射された光スポットＳＰ１〜ＳＰ１１からの反射光は、それぞれ対応する一つの受光部Ｄ１〜Ｄ１１で検出することになる。しかし、各光スポットＳＰ１〜ＳＰ１１に対応する照射スポットは、副走査方向の同じ位置に形成されるため、摩耗部ＡＷでの検出値を、磨耗なし部ＮＷでの検出値で除算した値は、周期的な検出値変動の影響を受けずに、摩耗状態を検出することができる。
【００８４】
以上、第１、第２実施例について説明したが、これらの実施例は一例であって、本願がこれらの実施例に限定されるものではない。定着手段の傷レベル（摩耗状態）を高精度に検知することが可能な構成であれば、本願の課題を解決できるものである。
【符号の説明】
【００８５】
６７  定着ベルト（定着部材）
６８，６８ａ，６８ｂ，１６８  反射型光学センサ（反射型光学検知手段）
１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋ  感光体ドラム（第１の像担持体）
１０２Ｙ，１０２Ｃ，１０２Ｍ，１０２Ｋ  現像ユニット（現像手段）
１０５  中間転写ベルト（転写手段）
１０６Ｙ，１０６Ｃ，１０６Ｍ，１０６Ｋ  １次転写ユニット（転写手段）
１０８  ２次転写ローラ（転写手段）
１１１  定着ユニット（定着手段）
１１５  転写紙（記録材）
２００  露光ユニット
３０１Ｙ，３０１Ｃ，３０１Ｍ，３０１Ｋ  帯電ユニット（帯電手段）
４００  本体制御部（表面状態判断手段）
Ａ，Ｃ  閾値
Ｄ１〜Ｄ１１  受光部
Ｅ１〜Ｅ１１  発光部
ＳＰ１〜ＳＰ１１  光スポット
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８６】
【特許文献１】特開平５−１１３７３９号公報
【特許文献２】特開２００６−２５１１６５号公報
【特許文献３】特開２００７−３４０６８号公報
【図１】
2014038231.tif 000003
【図２】
2014038231.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014038231.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014038231.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2014038231.tif 000016
【図１５】
2014038231.tif 000017
【図１６】
2014038231.tif 000018
【図１７】
2014038231.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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