(57)【要約】【課題】発光部への注入電流やアンプの増幅率の増加をすることなくセンサ出力を増大させることができ、長寿命化、検知精度の向上に寄与できる表面状態検出装置を提供する。【解決手段】表面状態検出装置７０は、定着ベルト６１の加熱ローラ６２で支持された部分に対向して配置された反射型光学センサ２００と、検知情報処理手段３００とから構成されている。反射型光学センサ２００は、少なくとも２つの受光部からなる受光系と、被検物で反射された光束を前記受光系に導く受光光学系とを備え、前記受光部のうち隣接する任意の２つの受光部に挟まれた領域について、前記領域に該領域に相当する大きさの受光部を配置させた場合に受光し得る出力を、前記隣接する任意の２つの受光部における出力から見積もり、該見積もりの出力を前記被検物の検出に用いる。【選択図】図１
2015055842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物の表面を検知する反射型光学センサを備え、該反射型光学センサからの検知情報に基づいて前記被検物の表面状態を検出する表面状態検出装置において、
前記反射型光学センサは、
少なくとも１つの発光部からなる照射系と、
前記照射系から射出された光を被検物に導く照射光学系と、
前記照射系から射出され前記被検物で反射された光を受光する少なくとも２つの受光部からなる受光系と、
前記被検物で反射された光束を前記受光系に導く受光光学系と、
を備え、
前記受光部のうち隣接する任意の２つの受光部に挟まれた領域について、前記領域に該領域に相当する大きさの受光部を配置させた場合に受光し得る出力を、前記隣接する任意の２つの受光部における出力から見積もり、該見積もりの出力を前記被検物の検出に用いることを特徴とする表面状態検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表面状態検出装置において、
前記受光し得る出力は、前記受光部のうち出力が最大値をとる受光部における出力の１割に満たない出力の受光部に関しては、見積もりの算出に用いないことを特徴とする表面状態検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の表面状態検出装置において、
前記照射系は少なくとも２つの発光部からなり、
前記照射光学系は、前記発光部の配列方向に複数存在し前記各発光部に個別に対応する複数の照射用レンズを備え、
前記受光光学系は１つの受光用レンズからなることを特徴とする表面状態検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の表面状態検出装置において、
前記受光用レンズは、光を一軸方向にのみ集束させるシリンドリカルレンズであることを特徴とする表面状態検出装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の表面状態検出装置において、
前記照射用レンズと前記受光用レンズは一体化されていることを特徴とする表面状態検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の表面状態検出装置において、
前記受光し得る出力は、多項式補間を用いて算出されることを特徴とする表面状態検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表面状態検出装置において、
前記受光し得る出力は、一次の多項式補間である線形補間を用いて算出されることを特徴とする表面状態検出装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の表面状態検出装置において、
前記照射系と前記照射光学系との間に他の領域への光の漏れを規制する規制部材を設けたことを特徴とする表面状態検出装置。
【請求項９】
画像情報に基づいて像担持体上に形成されたトナー画像を最終的に記録媒体に転写し、記録媒体を定着ベルトを有する定着装置に通して前記トナー画像を前記記録媒体に定着させる画像形成装置において、
前記定着ベルトの表面状態を検出する表面状態検出装置として、請求項１〜８のいずれか１つに記載の表面状態検出装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像形成装置において、
前記反射型光学センサは、前記定着ベルトの面内で該定着ベルトの進行方向に対して直交する方向において、小サイズの記録媒体の端部と前記定着ベルトが接触する位置またはその近傍に対して部分的に配置され、
あるいは、前記記録媒体の種々のサイズに対応できるように、前記定着ベルトの進行方向に対して直交する方向に関して前記定着ベルトの長手方向全域に亘って配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、あるいはこれらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関し、詳しくは、部材の表面状態を検知して該部材の交換や画像形成動作の中止等の判断を行うための表面状態検出装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置では、画像データに基づいて像担持体の表面に静電潜像を書き込み、該静電潜像にトナー等の現像剤を付着させて可視像化する。
可視像化された画像は、紙等の記録媒体に直接に、あるいは中間転写体を介して間接的に転写される。
画像を保持した記録媒体は、定着ベルト等の定着手段を備えた定着装置に通されて画像を定着される。
画像の定着を繰り返すことにより、定着ベルトの表面に摩耗や傷が発生することがある。
【０００３】
例えば、記録媒体としてＡ４サイズの用紙を縦長に搬送して定着を繰り返すと、定着ベルトの表面には、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ようになる。
これは用紙の両端部に付着した紙粉によって、定着ベルトの表面が摩耗することで生じるものである。紙粉は用紙の裁断により発生する添加剤等の屑である。
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サイズの用紙を横長に搬送して定着を行った際に、縦筋状の傷に対応して、画像表面に光沢スジが現れる。
この光沢スジの出現によって画像品質の劣化が生じることとなる。
画像品質の劣化を未然に防ぐには、定着ベルトの表面の摩耗状態を正確に判断して定着ベルトの交換を行ったり、画像形成動作の中断ないし中止を行う必要がある。
【０００４】
このような画像品質の劣化を防止すべく、特許文献１には、定着ローラの表面に光源からの光を照射し、その反射光を光センサで受光する構成が開示されている。
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制御手段により演算される。
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、表面劣化、オイル保持量の低下等が生じていると判断し、警告アラームを発信するようになっている。
例えば、反射率が２０％になったところで操作パネル上にトナーオフセット危険メッセージと、定着ローラの交換要請メッセージを表示させることにより、定着ローラの交換を適切な時期にできるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
部材の表面状態の検出に用いられる従来の反射型光学センサは、上記に例示した定着ベルトや定着ローラ等の被検物を任意のスポット径で、且つ、微小ピッチで照射可能な構成となっている。
すなわち、表面実装型や砲弾型といった汎用の発光素子、受光素子の代わりに受発光一体型デバイスを用いている。
受発光一体型デバイスの任意の１つの発光部における発光強度は、表面実装型や砲弾型といった汎用の発光素子に比べて小さいため、センサ出力は十分とは言えない。
この不利を補うために、発光部への注入電流を大きくするか、或いはアンプの増幅率を大きくすることで、被検物（定着ベルト）に傷がない場合と傷がある場合での反射特性の差を大きくしている。
【０００６】
しかしながら、発光部への注入電流を大きくすると、発光部の寿命が短くなるという問題があり、また、アンプの増幅率を大きくするとノイズが大きくなるといった問題がある。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、発光部への注入電流やアンプの増幅率の増加をすることなくセンサ出力を増大させることができ、長寿命化、検知精度の向上に寄与できる表面状態検出装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、被検物の表面を検知する反射型光学センサを備え、該反射型光学センサからの検知情報に基づいて前記被検物の表面状態を検出する表面状態検出装置において、前記反射型光学センサは、少なくとも１つの発光部からなる照射系と、前記照射系から射出された光を被検物に導く照射光学系と、前記照射系から射出され前記被検物で反射された光を受光する少なくとも２つの受光部からなる受光系と、前記被検物で反射された光束を前記受光系に導く受光光学系と、を備え、前記受光部のうち隣接する任意の２つの受光部に挟まれた領域について、前記領域に該領域に相当する大きさの受光部を配置させた場合に受光し得る出力を、前記隣接する任意の２つの受光部における出力から見積もり、該見積もりの出力を前記被検物の検出に用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発光部への注入電流やアンプの増幅率の増加をすることなくセンサ出力を増大させることができるので、長寿命化を図ることができるとともに検知精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概要構成図で、（ａ）は全体構成図、（ｂ）は作像ユニットの要部構成図、（ｃ）は定着装置の概要構成図である。
【図２】定着装置の定着動作を説明するための概要平面図である。
【図３（Ａ）】反射型光学センサの短手方向の断面図である。
【図３（Ｂ）】反射型光学センサの長手方向におけるＬＥＤ側から見た断面図である。
【図３（Ｃ）】反射型光学センサの長手方向におけるＰＤ側から見た断面図である。
【図３（Ｄ）】反射型光学センサの長手方向における平面図である。
【図３（Ｅ）】開口部材の配置構成を示す概要平面図である。
【図４】反射型光学センサの検知動作を示すフローチャートである。
【図５（Ａ）】定着ベルトが無い状態での反射型光学センサのＰＤ出力値を示す図である。
【図５（Ｂ）】ＬＥＤからの発散性の光束が開口部材で反射散乱する状態を示す図である。
【図５（Ｃ）】定着ベルトがある状態での反射型光学センサのＰＤ出力値を示す図である。
【図６（Ａ）】具体的一例における反射型光学センサの短手方向の断面図である。
【図６（Ｂ）】同反射型光学センサの長手方向におけるＬＥＤ側から見た断面図である。
【図６（Ｃ）】同反射型光学センサの長手方向におけるＰＤ側から見た断面図である。
【図６（Ｄ）】同反射型光学センサの長手方向における平面図である。
【図６（Ｅ）】あるＬＥＤが点灯した場合の定着ベルトからの反射光がＰＤ上でなすスポット形状の概略図である。
【図６（Ｆ）】各受光部で受光されるＰＤ出力値を示す図である。
【図６（Ｇ）】図６（Ｅ）の拡大図である。
【図６（Ｈ）】受光されない部分を示す図である。
【図６（Ｉ）】図６（Ｈ）の部分拡大図である。
【図６（Ｊ）】あるＬＥＤが点灯した場合の各受光部で受光されるＰＤ出力値に基づく近似曲線を示す図である。
【図６（Ｋ）】補間多項式を示す図である。
【図６（Ｌ）】補間多項式から得られた近似曲線の一部を示す図である。
【図６（Ｍ）】補間多項式を示す図である。
【図６（Ｎ）】補間多項式から得られた近似曲線の一部を示す図である。
【図６（Ｏ）】補間多項式を示す図である。
【図６（Ｐ）】多項式補間で見積もった仮想出力を加えた受光部出力の分布を示す図である。
【図６（Ｑ）】仮想的な出力を見積もらない受光部の選定例を示す図である。
【図７】仮想的に見積もった出力を加えたＰＤ出力値を示す図で、（ａ）は全てにおいて仮想的に見積もった出力を加えた場合の図、（ｂ）は１割に満たない部分は見積もらない場合の図である。
【図８（Ａ）】第２の実施形態における反射型光学センサの短手方向の断面図である。
【図８（Ｂ）】同反射型光学センサの長手方向におけるＬＥＤ側から見た断面図である。
【図８（Ｃ）】同反射型光学センサの長手方向におけるＰＤ側から見た断面図である。
【図８（Ｄ）】同反射型光学センサの長手方向における平面図である。
【図８（Ｅ）】あるＬＥＤが点灯した場合の定着ベルトからの反射光がＰＤ上でなすスポット形状の概略図である。
【図８（Ｆ）】各受光部で受光されるＰＤ出力値を示す図である。
【図９（Ａ）】線形補間による仮想出力の算出結果を示す図である。
【図９（Ｂ）】線形補間で見積もった仮想出力を加えた受光出力分布を示す図である。
【図９（Ｃ）】線形補間で見積もった仮想出力を加えた受光出力分布を示す図で、１割に満たない部分は見積もらない場合の図である。ある。
【図１０（Ａ）】第３の実施形態における反射型光学センサの短手方向の断面図である。
【図１０（Ｂ）】同反射型光学センサの長手方向におけるＬＥＤ側から見た断面図である。
【図１０（Ｃ）】同反射型光学センサの長手方向におけるＰＤ側から見た断面図である。
【図１０（Ｄ）】同反射型光学センサの長手方向における平面図である。
【図１１（Ａ）】第４の実施形態における反射型光学センサの短手方向の断面図である。
【図１１（Ｂ）】同反射型光学センサの長手方向におけるＬＥＤ側から見た断面図である。
【図１１（Ｃ）】同反射型光学センサの長手方向におけるＰＤ側から見た断面図である。
【図１１（Ｄ）】同反射型光学センサの長手方向における平面図である。
【図１２（Ａ）】第５の実施形態における反射型光学センサの短手方向の断面図である。
【図１２（Ｂ）】同反射型光学センサの長手方向におけるＬＥＤ側から見た断面図である。
【図１２（Ｃ）】同反射型光学センサの長手方向におけるＰＤ側から見た断面図である。
【図１２（Ｄ）】同反射型光学センサの長手方向におけるＬＥＤ側から見た断面図である。
【図１３（Ａ）】Ａ４サイズの用紙に対する反射型光学センサの配置構成を示す概要平面図である。
【図１３（Ｂ）】Ａ５サイズの用紙に対する反射型光学センサの配置構成を示す概要平面図である。
【図１３（Ｃ）】Ａ６サイズの用紙に対する反射型光学センサの配置構成を示す概要平面図である。
【図１３（Ｄ）】Ａ１サイズの用紙に対する反射型光学センサの配置構成とその形状を示す概要平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１乃至図７に基づいて第１の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタの概要構成図である。
図１（ａ）は、カラープリンタ１００の要部のみを説明図的に示している。カラープリンタ１００は、いわゆるタンデム型のプリンタである。
符号１１で示す中間転写体である転写ベルトは無端ベルトであって、複数のローラ（図においては３本）に掛け回されて設けられ、これらローラのうちの１本である駆動ローラに駆動されて反時計回り方向に回転するようになっている。
【００１２】
転写ベルト１１の、図で下側の部分は平面的に張られ、この部分に作像ユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＢが配設されている。
ここに、符号中のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を表している。
作像ユニットＵＹはイエロー画像を作像するユニット、作像ユニットＵＭはマゼンタ画像を作像するユニット、作像ユニットＵＣはシアン画像を作像するユニット、作像ユニットＵＢはブラック画像を作像するユニットである。
作像ユニットＵＹ〜ＵＢの下方には、画像書き込み装置である光走査装置１３が配置され、更にその下方にはカセット１５が配置されている。
【００１３】
作像ユニットＵＹ〜ＵＢは、構造的には同一のものであるので、作像ユニットＵＹを例にとり、図１（ｂ）を参照して簡単に説明する。
作像ユニットＵＹは、光導電性の感光体（像担持体）として感光体ドラム２０Ｙを有し、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、帯電器３０Ｙ、現像ユニット４０Ｙ、転写ローラ５０Ｙ、クリーニングユニット６０Ｙを配置した構造となっている。
帯電器３０Ｙは接触式の帯電ローラである。
帯電器３０Ｙと現像ユニット４０Ｙとの間は走査光ＬＹによる画像書き込み部として設定されている。
転写ローラ５０Ｙは、転写ベルト１１を介して感光体ドラム２０Ｙと反対側に配置され、転写ベルト１１の裏面に接触している。
【００１４】
作像ユニットＵＭ〜ＵＢも、作像ユニットＵＹと同様の構成であり、これらについて必要あるときは、感光体ドラム２０Ｍ〜２０Ｂ、帯電器３０Ｍ〜３０Ｂ、現像ユニット４０Ｍ〜４０Ｂ、転写ローラ５０Ｍ〜５０Ｂ、クリーニングユニット６０Ｍ〜６０Ｂと表記する。
このようなカラープリンタ１００によるカラー画像プリントのプロセスは良く知られているが、以下に簡単に説明する。
なお、図１（ｂ）における破線で示す長方形は、作像ユニットＵＹのユニットを一まとめに示すものであり、ケーシング等の実体を示すものでは必ずしも無い。
【００１５】
カラー画像形成のプロセスが開始すると、感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｂ、転写ベルト１１が回転を開始する。各感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｂの回転方向は時計回り方向、転写ベルト１１の回転方向は反時計回り方向である。
感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｂの感光面は、帯電器３０Ｙ〜３０Ｂによりそれぞれ均一に帯電される。
光走査装置１３は、それぞれの感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｂに対して、画像情報に基づいて走査光ＬＹ〜ＬＢによる光走査で画像書き込みを行う。
このような画像書き込みを行う光走査装置１３は、従来から種々のものが良く知られており、光走査装置１３としては、これら周知のものが適宜利用される。
【００１６】
感光体ドラム２０Ｙに対しては、イエロー画像に応じて強度変調されたレーザビームを走査光ＬＹとして光走査が行われ、イエロー画像が書き込まれ、イエロー画像に対応する静電潜像が形成される。
形成された静電潜像はいわゆるネガ潜像であり、現像ユニット４０Ｙによりイエロートナーを用いる反転現像によりイエロートナー画像として可視化される。
可視化されたイエロートナー画像は、転写ローラ５０Ｙにより、転写ベルト１１の表面側に静電的に１次転写される。
【００１７】
感光体ドラム２０Ｍに対しては、マゼンタ画像に応じて強度変調されたレーザビームを走査光ＬＭとして光走査が行われ、マゼンタ画像が書き込まれ、マゼンタ画像に対応する静電潜像（ネガ潜像）が形成される。
形成された静電潜像は、現像ユニット４０Ｍによりマゼンタトナーを用いる反転現像によりマゼンタトナー画像として可視化される。
【００１８】
感光体ドラム２０Ｃに対しては、シアン画像に応じて強度変調されたレーザビームを走査光ＬＣとして光走査が行われ、シアン画像が書き込まれ、シアン画像に対応する静電潜像（ネガ潜像）が形成される。
形成された静電潜像は、現像ユニット４０Ｃによりシアントナーを用いる反転現像によりシアントナー画像として可視化される。
【００１９】
感光体ドラム２０Ｂに対しては、ブラック画像に応じて強度変調されたレーザビームを走査光ＬＢとして光走査が行われ、ブラック画像が書き込まれ、ブラック画像に対応する静電潜像（ネガ潜像）が形成される。
形成された静電潜像は、現像ユニット４０Ｂによりブラックトナーを用いる反転現像によりブラックトナー画像として可視化される。
【００２０】
マゼンタトナー画像は、転写ローラ５０Ｍにより転写ベルト１１側へ静電的に１次転写されるが、このとき、転写ベルト１１上に先に転写されているイエロートナー画像に重ね合わせられる。
同様に、シアントナー画像は、転写ローラ５０Ｃにより、転写ベルト１１上に先に重ね合わせて転写されたイエロートナー画像、マゼンタトナー画像に重ね合わせられて１次転写される。
ブラックトナー画像は、転写ローラ５０Ｂにより、転写ベルト１１上のイエロー、マゼンタ、シアンの各色トナー画像に重ね合わせて１次転写される。
このようにして、転写ベルト１１上で、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー画像が重ね合わせられてカラートナー画像が形成される。
【００２１】
各感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｂは、トナー画像転写後にそれぞれ、クリーニングユニット６０Ｙ〜６０Ｂによりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等を除去される。
転写ベルト１１に形成されたカラートナー画像は、最終的に２次転写ローラ１７により転写ベルト１１上からシート状の記録媒体である転写紙Ｓ上に静電的に２次転写され、定着装置１９により転写紙Ｓ上に定着されてプリンタ外に排出される。
転写紙Ｓは、カセット１５内に積載されて収容され、図示しない周知の給紙機構により給紙される。
給紙された転写紙Ｓは、図示しないタイミングローラ対（レジストローラ対）により先端部を保持された状態で待機し、転写ベルト１１上のカラートナー画像の移動にタイミングを合わせて２次転写部へ送り込まれる。
２次転写部は、転写ベルト１１と、これに接して連れ回りする２次転写ローラ１７との当接部である。
【００２２】
転写ベルト１１上のカラートナー画像が２次転写部に到達するのにタイミングを合わせて、転写紙Ｓがタイミングローラ対により２次転写部に送り込まれる。
かくして、カラートナー画像と転写紙Ｓが重ね合わせられ、カラートナー画像は転写紙Ｓ上に静電転写される。
２次転写によりカラートナー画像を転写された転写紙Ｓは、続いて、定着装置１９を通過する際にカラートナー画像を定着され、その後、カラープリンタ１００の上部のトレイＴＲ上に排出される。
【００２３】
以上が、カラープリンタ１００によるカラー画像プリントのプロセスの概略説明である。
【００２４】
次に、定着装置１９を、図１（ｃ）を参照して説明する。
定着装置１９は、いわゆるベルト定着方式であり、定着を行う部分は、図示の如く、定着部材としての定着ベルト６１とともに、加熱ローラ６２、定着部ローラ６４、加圧ローラ６３、テンションローラ６５、剥離爪６６等を有している。
定着ベルト６１は、ニッケル、ポリイミドなどの基材にＰＦＡやＰＴＦＥなどによる離型層を有するもの、さらには、これら基材と離型層との間にシリコーンゴムなどの弾性層を設けた構成である。
従って、定着ベルト６１の表面は離型層をなすＰＦＡやＰＴＦＥなどの樹脂であり、その表面の情報が検出の対象である。
定着ベルト６１は無端ベルトで、加熱ローラ６２と定着用ローラ６４とに巻き掛けられ、テンションローラ６５により必要な張りを与えられている。
【００２５】
加熱ローラ６２は、アルミや鉄による中空ローラで、ハロゲンヒータなどの熱源Ｈを内包しており、この熱源Ｈにより、加熱ローラ６２を介して定着ベルト６１を加熱する。
図示しないが、定着ベルト６１の表面温度を検出するためのサーモパイル等温度センサが、定着ベルト６１の表面に非接触で設けられている。
定着用ローラ６４は、金属の芯金をシリコーンゴムで囲繞し、弾性を付与したものである。
定着用ローラ６４は、定着ベルト６１を反時計回り方向に回転駆動する。
加圧ローラ６３は、アルミ又は鉄等の芯金の上にシリコーンゴムなどの弾性層を設け、表層はＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層により構成されている。
【００２６】
加圧ローラ６３は、定着用ローラ６４と対応する位置で、定着ベルト６１に圧接する。この圧接は、定着用ローラ６４を変形させニップ部を形成する。このニップ部が定着部となる。
テンションローラ６５は、金属の芯金にシリコーンゴムを設けたものである。
剥離爪６６はその尖端部が、定着ベルト６１の表面に当接するようにして、定着用ローラ６４の軸方向（紙面に垂直な方向）に複数個配設されている。
【００２７】
前述の如く、定着ベルト６１の表面温度を検知する非接触の温度センサが設けられているが、これに代えて、サーミスタ等の接触型の温度センサを用いることも可能である。
定着が行われるときは、熱源Ｈにより加熱されつつ定着ベルト６１が反時計回り方向、加圧ローラ６３が時計回り方向にそれぞれ回転する。
定着ベルト６１の表面温度が定着可能な温度になると、カラートナー画像を転写された転写紙Ｓが、矢印方向へ搬送されて定着部に進入する。
カラートナー画像は、定着部において定着ベルト６１側から熱を受け、加圧ローラ６３により定着ベルト６１に対して押圧されて圧力を受け、転写紙Ｓに定着される。
【００２８】
図示しないが、カラープリンタ１００は、転写ベルト１１をクリーニングするクリーニング装置を有している。
このクリーニング装置は、図１（ａ）において、作像ユニットＵＹの左方に配置されている。
クリーニング装置は、定着ベルト６１がローラに巻き掛けられた部分に対向して、転写ベルト１１に当接するように配設されたクリーニングブラシと、クリーニングブレードとを有している。
転写ベルト１１上の残留トナーや紙粉等の異物を、上記クリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。
クリーニング装置はまた、転写ベルト１１から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための排出手段（不図示）も有している。
【００２９】
図１に示した画像形成装置の例では、転写方式は上述の如く転写ベルト１１上に各カラートナー画像を１次転写し、その後２次転写ローラ１７により転写紙Ｓ上に一括転写する中間方式であるが、転写方式はこれに限らない。
例えば、転写ベルト１１上に転写紙Ｓを担持して搬送し、この転写紙Ｓを各感光体ドラムに対向接触させて各色のトナー画像を、直接転写紙Ｓ上に重畳して転写する方式とすることも可能である。
この場合も、カラートナー画像の定着は、上記と同様でよい。
【００３０】
図１（ｃ）に示すように、定着装置１９は、定着部材で被検物としての定着ベルト６１の表面状態を検出する表面状態検出装置７０を有している。
表面状態検出装置７０は、定着部材の表面における搬送方向と交わる方向に、複数の光スポットを照射し、各光スポットにおける反射光を受光して検知し、複数の検知結果に基づいて定着部材表面の表面状態を検出するものである。
表面状態検出装置７０は、反射型光学センサ２００と、検知情報処理手段３００とにより構成される。
反射型光学センサ２００と定着ベルト６１との間には、遮光部材４００が移動可能に設けられている。遮光部材４００の駆動機構は省略している。
遮光部材４００は反射型光学センサ２００と定着ベルト６１との間の光路を遮るためのものであり、必要に応じて遮光部材４００が移動し、光路が開閉する。
【００３１】
反射型光学センサ２００は、定着ベルト６１の加熱ローラ６２に巻き掛けられた部分に対向して配置されている。
反射型光学センサ２００は、定着ベルト６１の表面に向かって定着ベルト６１の表面における搬送方向と交わる方向に複数の光スポットを照射する発光部と、定着ベルト６１からの反射光を受光する受光部とを備えている。
定着ベルト６１の表面における搬送方向と交わる方向は、光走査による画像書き込みの際の主走査方向に対応するので、以下では簡単に主走査方向と言う。
【００３２】
検知情報処理手段３００は、反射型光学センサ２００に電気的に接続され、カラープリンタ１００内に配置されている。
検知情報処理手段３００は、反射型光学センササ２００からの検知信号を受けて定着ベルト６１の表面状態を表面情報として検出する。
定着ベルト６１の表面は、当初は無傷であるが、定着動作が繰り返されるに従い、前述のオフセットや、剥離爪６６等との接触による傷、シート状記録部材による筋状の傷が発生する。
このような傷やオフセットの生じた表面の状態、すなわち、オフセットの有無や程度、傷の状態や位置が表面状態であり表面情報である。
【００３３】
以下では、主として筋状の傷に対する表面情報の検出を説明する。
図２は、定着装置１９による定着を、説明図的に示す図である。
図２における上下方向は、定着ベルト６１の表面で搬送方向ＴＲＤと交わる方向（主走査方向）に対応する。
符号Ｓは、定着されるカラートナー画像を有する転写紙を示している。この説明例では、転写紙ＳはＡ４サイズであり、これを長手方向と幅方向に搬送できるようになっている。
符号Ａ４Ｔは、Ａ４サイズの転写紙Ｓを長手方向に搬送するときの紙幅を示し、符号Ａ４Ｌは、Ａ４サイズの転写紙Ｓを幅方向（短手方向）に搬送するときの紙幅を示している。
【００３４】
紙幅Ａ４Ｌは、定着ベルト６１の幅（図の上下方向の長さ）に略等しく、従って、Ａ４サイズの転写紙Ｓを幅方向（短手方向）に搬送するときには、長手方向の端部に生じる筋状の傷は、実際上殆ど問題とならない。
一方、紙幅Ａ４Ｔは、定着ベルト６１の幅よりも短く、筋状の傷は、紙幅Ａ４Ｌの内側に発生し、前述した問題を生じさせ得る。
図２における符号Ｗ１、Ｗ２は、Ａ４サイズの転写紙Ｓを長手方向に搬送するとき、主走査方向における転写紙幅端部の移動の余裕幅を示している。
【００３５】
Ａ４サイズの転写紙Ｓを長手方向に搬送するにしても主走査方向の搬送位置を各転写紙に対して完全に一致させることはできず、転写紙Ｓの両側端部の通過位置は、主走査方向にわずかながら変動する。
あるいはまた、定着ベルト６１自体にも、いわゆるベルトの寄りが発生すると、定着ベルト表面は、主走査方向において転写紙Ｓの両側端部に対して変動する。
余裕幅Ｗ１、Ｗ２は、このような変動を考慮したものである。
転写紙Ｓと定着ベルト６１の接触する位置の変動幅が狭いと、筋状の傷も狭い範囲に集中して発生するので、転写紙を搬送する際に、転写紙ごとに意図的に主走査方向での搬送位置をずらす場合もある。
余裕幅Ｗ１、Ｗ２は、このような場合にも考慮される。尤も、余裕幅は大きくても１０ｍｍ程度である。
【００３６】
このように、余裕幅Ｗ１、Ｗ２を考慮すると、Ａ４サイズの転写紙Ｓを長手方向に送る場合、筋状の傷の有無を表面状態として検出するのであれば、検出領域Ａは、余裕幅よりも大きく設定する必要がある。
図２の例では、検出領域Ａは、余裕幅Ｗ１、Ｗ２のうち余裕幅Ｗ２を含むように設定され、余裕幅Ｗ１のある側には設けられていない。
これは、筋状の傷の発生は、余裕幅Ｗ１の領域と余裕幅Ｗ２の領域とで略同様に起こるであろうと考えられ、一方の余裕幅内での検出で実用上は十分であると考えられるからである。
勿論、余裕幅Ｗ１、Ｗ２の各領域に対して検出領域を設定してもよく、さらには、検出領域の大きさを転写ベルト６１の幅全体に亘るように設定しても良い。
【００３７】
反射型光学センサ２００は、主走査方向に複数の光スポットを照射する。これら複数の光スポットが照射される領域が検出領域Ａをなす。
反射型光学センサ２００は、長い検出領域Ａを形成できるため、反射型光学センサ２００と転写紙の幅方向端部との主走査方向の相対的な位置関係は比較的ラフでよい。
検知情報処理手段３００は、反射型光学センサ２００からの検知信号を受けて、主走査方向に長い検知領域Ａにおける定着ベルトの表面状態を検知することができる。
転写紙の幅方向端部が検知領域Ａに含まれるとき、転写紙の幅方向端部により形成される筋状の傷の情報である傷レベルと、主走査方向の傷の位置の少なくとも一方を定着ベルト６１の表面情報として定量化する。
この点については後述する。
【００３８】
ここで傷レベルとは傷の程度、すなわち傷の深さ（粗さ）や傷の幅（大きさ）を言う。
傷の深さについて補足する。
定着部材の表面にサーミスタや剥離爪との接触による傷や、筋状の傷が生じると、前述の如く、傷の部分で定着部材とトナー画像の接触圧が弱くなる。
傷に応じて定着不全が生じ、定着された画像では画像濃度の低下する現象である白抜けと呼ばれる画像異常が発生する。
ここでは傷の深さ、このような傷と、傷に起因する画像異常との相関関係を定量的に捉え、画像異常の程度を表すパラメータとして表現したものである。
【００３９】
次に、反射型光学センサ２００の一具体例を説明する。
図３は、反射型光学センサ２００の具体的な一例を説明するための図である。
図３（Ａ）〜図３（Ｄ）に示す如くＸ、Ｙ、Ｚ方向を定める。
【００４０】
Ｘ方向は、上記の説明における搬送方向に交わる方向で、説明中の例では主走査方向である。
Ｙ方向は搬送方向に対応する。Ｚ方向はＸ、Ｙ両方向に直交する方向である。
符号６１Ｓは、定着ベルト６１の検出領域（検出領域Ａ）を含む表面部分を示す。
従って、Ｚ方向は、反射型光学センサ２００から表面部分６１Ｓに向かう方向である。
【００４１】
図３（Ａ）、図３（Ｂ）において、符号２１０は基板、符号２４０は幅方向（Ｙ方向）の側板を示し、符号２２０は照射光学系としてのレンズ素子を示す。
図３（Ｄ）は、基板２１０上における発光部としての発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と表記）と、受光部としてのフォトダイオード（以下「ＰＤ」と表記）の配列状態を示している。
符号２１１はＬＥＤ、符号２１２はＰＤをそれぞれ示す。
ＬＥＤ２１１は、複数個が基板２１０の長手方向であるＸ方向に等間隔的に配列されている。
ＬＥＤ２１１はここではＮ個が描かれているが、これは説明の便宜上のものであり、ＬＥＤ２１１の配列個数は設計条件により定められ、一般には数十個〜数百個に設定できる。
【００４２】
ＰＤ２１２は、複数個がＸ方向に等間隔で配列されている。この説明例では、ＰＤ２１２の個数は、ＬＥＤ２１１の個数と同数である。
ＬＥＤ２１１の個々に、図３（Ｂ）の左側から１つずつ順次に番号を振り、Ｎ番目のものをＬＥＤ２１１−Ｎと表す。
全ＬＥＤ２１１は、ＬＥＤ２１１−１、２１１−２、２１１−３、２１１−４、・・・、２１１−（Ｎ−２）、２１１−（Ｎ−１）、２１１−Ｎ、の順次の配列である。
ＬＥＤ２１１−１〜ＬＥＤ２１１−Ｎは、照射系を構成している。
【００４３】
ＰＤ２１２については、図３（Ｃ）の左側から１つずつ順次に番号を振り、図の左側から数えてｎ番目のものをＰＤ２１２−ｎと表す。
ＰＤ２１２の総数はＮであって、全ＰＤ２１２は、２１２−１、２１２−２、・・・、２１２−ｎ、・・・２１２-Ｎの順次の配列である。
次に、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）を参照して、レンズ素子２２０を説明する。
レンズ素子２２０は、２つの領域部分から構成されている。
すなわち、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、照射用レンズ２２０−ｐ（ｐ＝１〜Ｎ）をアレイ配列した照射用レンズアレイの領域と、受光用レンズ２２０Ｃによる領域とである。
照射用レンズアレイの領域は照射用光学系を構成し、受光用レンズ２２０Ｃによる領域は受光光学系を構成している。
【００４４】
照射用レンズ２２０−ｐの個数は、本実施例ではＬＥＤ２１１の個数と同じＮ個であり、ＬＥＤ２１１のＺ方向上部に、１個のＬＥＤ２１１−ｐと１個の照射用レンズ２２０−ｐとが１対１に対応するようにして、Ｘ方向に配列されている。
すなわち、照射光学系は、発光部の配列方向に複数存在し、各発光部に個別に対応する複数の照射用レンズを備えている。
受光用レンズ２２０Ｃは、図３（Ａ）および図３（Ｃ）に示すように、単一のシリンドリカルレンズであり、ＰＤ２１２−１〜２１２−Ｎに共通に対応して、ＰＤ２１２のＺ方向上方に配置される。
シリンドリカルレンズは光を一軸方向にのみ集束させる。
【００４５】
図３（Ｃ）は、反射型光学センサ２００をＹ軸の正の方向から負の側へ向かって見た図である。
受光用レンズ２２０Ｃは、Ｙ方向にのみ正のパワーを有する。
照射用レンズアレイの領域と受光用レンズ２２０Ｃとは一体的に形成されており、これらは、樹脂成型により一体成形することができる。
【００４６】
図３（Ｂ）において、符号２３０−０、２３０−１、・・２３０−ｐ、・・・２３０−Ｐは、１個のＬＥＤ２１１−ｐと１個の照射用レンズ２２０−ｐとの組の互いに隣接する組間でのフレア光を防止するための開口部材を示している。
図３（Ａ）に示す符号２３１は、ＬＥＤ２１１−ｐの配列と、ＰＤ２１２−ｐの配列の間でのフレア光を主に防止するための開口部材を示している。
これらの開口部材は、他の領域への光の漏れを規制する規制部材である。
【００４７】
図３（Ｅ）に、Ｎ＝２８としたときの開口部材２３０、２３１が一体化されている様子を示す。
このようにして、１個のＬＥＤ２１１−ｐと１個の照射用レンズ２２０−ｐとの組に対応して、開口部材が設けられている。
開口部材を設けることで、点灯する任意のＬＥＤに対応する照射用レンズ以外の照射用レンズ、または、受光用レンズ２２０Ｃを透過して定着ベルトに照射する光（フレア光）が、ＰＤに直接入射することを防いでいる。
また、点灯する任意のＬＥＤに対応する照射用レンズや点灯する任意のＬＥＤに対応する照射用レンズ以外の照射用レンズのレンズ面からの直接の反射光（フレア光）が、ＰＤに直接入射することを防いでいる。
【００４８】
図３（Ａ）における符号２４１は、主走査方向（Ｘ方向）の側板を示す。側板２４０、２４１は、一体化して反射型光学センサ２００のケースをなしている。
開口部材２３０、２３１は上記ケースと樹脂成形により一体化できる。
図３（Ｂ）に示すように、任意のＬＥＤ２１１−ｐを点灯させると、放射された発散性の光束は、ＬＥＤ２１１−ｐに対応する照射用レンズ２２０−ｐにより集光され、定着ベルトの表面６１Ｓを光スポットとして照射する。
定着ベルトの表面６１Ｓの光スポットで照射された部分での反射光は、図３（Ｃ）に示すように、受光用レンズ２２０ＣによりＹ方向にのみ集光されて、いずれかのＰＤ２１２−ｎに入射する。
【００４９】
定着ベルトの表面６１Ｓによる反射は、鏡面反射と言うわけではなく、また受光用レンズ２２０ＣによりＸ方向には集光されていないので、反射光を受光するＰＤはＰＤ２１２−ｎのみではなく、複数に渡る。
【００５０】
次に、反射型光学センサ２００の動作を、図４に示すフロー図を用いて説明する。
ＬＥＤ２１１は、定着ベルトの表面６１Ｓ上を光スポットが図３（Ｂ）の左端Ｓ−１から右端Ｓ−Ｎに走査するように、ＬＥＤ２１１−１からＬＥＤ２１１−Ｎまで点灯し、順に１個ずつ点灯と消灯を繰り返す。いわゆる順次点灯である。
ＬＥＤ２１１−ｐの点灯に同期して、定着ベルトの表面６１Ｓからの反射光を、受光用レンズ２２０ＣによりＹ方向にのみ集光されてＰＤ２１２−ｎを含む、複数個のＰＤで受光する。
【００５１】
この例では、説明の簡単のため、受光するＰＤの数は奇数であるとし、ｍを整数として（２ｍ＋１）個であるとする。
すなわち、ＬＥＤ２１１−ｐが点灯したときの反射光は、ＰＤ２１２−ｎとその両側に続くｍ個のＰＤとで受光される。
例えば、ｍ＝２であるとすれば、反射光を受光する複数のＰＤは、ＰＤ２１２−ｎ−２、ＰＤ２１２−ｎ−１、ＰＤ２１２−ｎ、ＰＤ２１２−ｎ＋１、ＰＤ２１２―ｎ＋２の５個である。
【００５２】
これら複数のＰＤは、受光量を光電変換する。光電変換された信号は、増幅されて検知信号となる。
ＰＤごとの各検知信号は、検知のつど、検知情報処理手段３００に送られる。
ｍの値は２でなくても、もちろん良い。画像との相関を予め実験的に求めておき、良好なｍを選択すればよい。
ただし、ｍ＝０のように小さいとＰＤ出力値は１つしかなく、値が小さいため検知ばらつきが大きくなってしまう。
また、ｍが大きく、ＰＤの総和に相当するような場合には、検出したい筋状の傷のコントラストが低下してしまう。良好なｍは２から６程度である。
【００５３】
順次点灯が繰り返されて、ｐ＝Ｎとなり、最終のＬＥＤ２１１−Ｎが点灯・消灯すると、これを１周期として順次点灯は終了する。
場合によっては検知精度を上げるために、順次点灯を複数周期に亘って行い、各周期での検知結果の平均値処理などを行うこともできる。
【００５４】
上の説明の場合、定着ベルトの表面６１Ｓ上を光スポットが左端寄りのＳ−１やＳ−２にある場合、すなわちＬＥＤ２１１−１やＬＥＤ２１１−２が点灯するとき、照明用レンズが倒立拡大系であるため、受光するＰＤは５個に満たない。
また、光スポットが右端寄りのＳ−（Ｎ−１）やＳ−Ｎにある場合も同様である。
このような事情を鑑みると、この場合、順次点灯するＬＥＤをＮ個とするのではなく、定着ベルトの表面６１Ｓ上の光スポットが左端寄り及び右端寄りになるＬＥＤを２個ずつを外しＮ−４個について順次点灯を行うようにしても良い。
すなわち、一般的には、点灯・消灯するＬＥＤ２１１は、全てのＮ個を用いる必要はなく、そのうち任意のＮ’（≦Ｎ）個を用いても良い。
【００５５】
図３に示した反射型光学センサを図４に従って動作させたときの実験結果を図５に示す。
図５（Ａ）は、定着ベルト６１が無い状態、すなわち、反射型光学センサから出射された光束を反射する対象物がない状態で、各々のＬＥＤ２１１−ｐ（ｐ＝１〜２８）を点灯させたときのＰＤｎ（ｎ＝１〜２８）のＰＤ出力値を示している。
定着ベルトが存在しない場合には本来であればＰＤ出力はゼロであることが理想であるが、この結果に示すように、ＰＤ１４およびＰＤ１５を中心として山状のＰＤ出力が得られていることが分かる。
本発明者らはこのＰＤ出力の発生要因を調査したところ、図５（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ２１１−ｐを点灯すると、その発散性の光束の一部は、開口部材２３０−ｐおよび２３１の前面（ＬＥＤに対向する面）で反射散乱され、複数のＰＤ２１２−ｎに受光されてしまうことを突き止めた。
【００５６】
そこで、定着ベルト６１が無い状態を画像形成装置内で作るため、図１（ｃ）に示した遮光部材４００を設置した。
定着ベルトが存在する場合には、本来検出したい定着ベルトからの反射光に加え、開口部材前面での反射光が含まれたＰＤ出力が検出されていることになる。
そこで、遮光部材４００を閉じた状態でＰＤ出力を検出し、続いて遮光部材を開いた状態でＰＤ出力を検出し、その差分を取ることで、定着ベルトからの反射光のみを得ることが可能となる。
【００５７】
図５（Ｃ）は、定着ベルト６１がある状態、すなわち遮光部材が開いた状態で取得したＰＤ出力から、図５（Ａ）の定着ベルト６１が無い状態、すなわち遮光部材が閉じた状態で取得したＰＤ出力を差し引いたときのＰＤ出力である。
すなわち、定着ベルト６１からの反射光のみの信号となる。
この結果についてＰＤ出力の山状のピークに着目してみると、ＬＥＤ２１１−１３，ＬＥＤ２１１−１４，ＬＥＤ２１１−１５，ＬＥＤ２１１−１６のように順次点灯した場合に、ＰＤ出力がピークとなるＰＤ番号は小さいほうから大きいほうへシフトしていくことが分かる。
【００５８】
これは、ＬＥＤ２１１−１３，ＬＥＤ２１１−１４，ＬＥＤ２１１−１５，ＬＥＤ２１１−１６のように順次点灯した場合には定着ベルト表面６１Ｓ上の光スポットが、左から右へ走査されることからも明らかである。
図５ＡはＬＥＤからの出射光が開口部材で直接反射してＰＤに受光されているため、各ＬＥＤから見たときの開口部材前面の形状が同一であれば、ＬＥＤ発光量に比例したＰＤ受光量が検出できると考えられる。
開口部材のピッチはＬＥＤの配列ピッチと同じであるため、図５（Ａ）の分布も各ＬＥＤで似ており、検出時点でのＬＥＤ発光量ばらつきを表していると考えられる。
【００５９】
次に、定着ベルト６１に傷がある場合について説明する。
一般に、定着ベルト６１に傷がある場合、傷がない場合に比べ、定着ベルト表面６１Ｓからの反射光は正反射成分が減少し、拡散反射成分が増加する。
図３に示す反射型光学センサ２００の形態においては、正反射成分が減少することにより、ＰＤ２１２に受光される光量はその分減少し、拡散反射成分が増加することにより、ＰＤ２１２に受光される光量はその一部が増加する。
その結果、傷がある場合は、傷がない場合に比べ、ＰＤ２１２に受光される光量は減少することになる。
【００６０】
図６に、本実施形態に係る反射型光学センサ２００ａを示す。
ｘ方向は主走査方向、ｙ方向は副走査方向、ｚはｘｙ平面に垂直な方向であり、反射型光学センサ２００ａが定着ベルト６１ａに対向する方向とする。なお、被検物は定着部材である定着ベルトとする。
受光系を構成する個々の受光部の大きさや配置は、図３で示した反射型光学センサ２００と同一のものである。
また、照射系を構成する個々の発光部の大きさや配置も、図３で示した反射型光学センサ２００と同一のものである。
【００６１】
図６（Ａ）に示すように、反射型光学センサ２００ａは、近赤外光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）２１１ａと、放射された光を定着ベルト６１ａ表面に光スポットを照射するように配置された照射用レンズ２２０ａと、定着ベルト６１ａから反射された反射光を導光するように配置された受光用レンズ２２０ａＣと、受光用レンズで導光された反射光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）２１２ａと、ＬＥＤ２１１ａとＰＤ２１２ａを支持する基板２１０ａと、基板２１０ａ、照射用レンズ２２１ａ、受光用レンズ２２０ａＣを保持する側版２４０ａ、２４１ａとから構成される。
照射用レンズ２２０ａと受光用レンズ２２０ａＣは、主走査方向と副走査方向で曲率の異なるアナモフィックレンズである。
【００６２】
図６（Ｂ）は図６（Ａ）の反射型光学センサ２００ａをＬＥＤ２１１ａ側からｙ方向に見た図である。
図６（Ｃ）は図６（Ａ）の反射型光学センサ２００ａをＰＤ２１２ａ側からｙ方向に見た図である。
図６（Ｄ）はＬＥＤ２１１ａとＰＤ２１２ａを支持する基板２１０ａをｚ方向に見た図である。
図６（Ｅ）は、ＬＥＤ２１１ａ−１４が点灯した場合に、被検物（定着ベルト）からの反射光がＰＤ上で成すスポットの概略図である。
【００６３】
図６（Ｆ）は、各受光部で受光されるＰＤ出力値を示している。
ＰＤ出力値は、最大値（ここではＰＤ２１２ａ−１４における出力値）で規格化された相対値である。
【００６４】
図６（Ｆ）（ａ）のＰＤ_ＡＬＬは、２８ヶの全てのＰＤにおけるＰＤ出力値の総和を示している。
図６（Ｆ）（ｂ）のＰＤ_１２ヶは、ＰＤ２１２ａ−９〜ＰＤ２１２ａ−２０の計１２ヶのＰＤ出力和を示している。
図６（Ｆ）（ｃ）のＰＤ_１０ヶは、ＰＤ２１２ａ−１０〜ＰＤ２１２ａ−１９の計１０ヶのＰＤ出力和を示している。
図６（Ｆ）（ｄ）のＰＤ_９ヶは、ＰＤ２１２ａ−１０〜ＰＤ２１２ａ−１８の計９ヶのＰＤ出力和を示している。
図６（Ｆ）（ｅ）のＰＤ_８ヶは、ＰＤ２１２ａ−１１〜ＰＤ２１２ａ−１８の計８ヶのＰＤ出力和を示している。
【００６５】
ＰＤ_１２ヶ、ＰＤ_１０ヶ、ＰＤ_９ヶ、ＰＤ_８ヶにおける各ＰＤは、全２８ヶのＰＤの中でＰＤ出力値が高い順に選択された１２ヶ、１０ヶ、９ヶ、８ヶのＰＤである。
図６（Ｆ）より、被検物（定着ベルト）からの反射光に起因するＰＤ出力は、全２８ヶのＰＤの総和をとる必要はなく、ＰＤ出力値が高い順に選択された少なくとも８ヶのＰＤの出力和を用いれば良いことがわかる。
本発明では、ＰＤ出力値が高い順に選択された１２ヶのＰＤの出力和を、被検物検出用の出力として用いることとする。
【００６６】
図６（Ｇ）は、図６（Ｅ）を、ＰＤ２１２ａ−９〜ＰＤ２１２ａ−２０の領域に亘って拡大した図である。
図６（Ｈ）は、図６（Ｇ）で、ＰＤ２１２ａ−９〜ＰＤ２１２ａ−２０で受光されない部分を、斜線のハッチングで示したものである。
ここで、ＰＤ２１２ａ−９とＰＤ２１２ａ−１０で挟まれた領域を２１３ａ−９−１０、ＰＤ２１２ａ−１０とＰＤ２１２ａ−１１で挟まれた領域を２１３ａ−１０−１１とする。
同様に、ＰＤ２１２ａ−９〜ＰＤ２１２ａ−２０の範囲で、隣接する２ヶの受光部で挟まれた領域をそれぞれ、２１３ａ−１１−１２、２１３ａ−１２−１３、・・・、２１３ａ−１８−１９、２１３ａ−１９−２０とする。
【００６７】
図６（Ｉ）は、図６（Ｈ）を、ＰＤ２１２ａ−１３〜ＰＤ２１２ａ−１６の領域に亘って拡大した図である。
ここで、各ＰＤのＸ方向における幅をｄｍ_ＰＤ、任意の２ヶのＰＤで挟まれた領域のＸ方向における幅をｄｍ_Ｎとすると、隣接するＰＤのＸ方向における配列ピッチは、ｄｍ_ＰＤ＋ｄｍ_Ｎで与えられる。
【００６８】
次に、任意の２つの受光部で挟まれた領域における仮想的な出力の算出方法を、図６（Ｊ）と図６（Ｋ）を用いて説明する。
図６（Ｊ）は、ＬＥＤ２１１ａ−１４が点灯した場合のＰＤ２１２ａ−９〜ＰＤ２１２ａ−２０の各受光部におけるＰＤ出力分布である。
ＰＤ出力値は、最大値（ここではＰＤ２１２ａ−１４におけるＰＤ出力値）で規格化された相対値である。
【００６９】
隣接する任意の２つのＰＤに挟まれた領域に挟まれた領域について、領域相当の大きさの受光部を配置させた場合に受光し得る出力（以下、「仮想出力」という）を見積もるためには、まず補間多項式を求める。
補間多項式は、線形方程式系を解くことによって求められる。
そして、補間多項式から求めた結果と、ｄｍ_ＰＤとｄｍ_Ｎとの比率から、任意の２つのＰＤに挟まれた領域における出力を見積もることができる。
【００７０】
線形方程式系を解くことに時間がかかる場合、例えば対象とする受光部の数を減らし、方程式の次数を減らしても勿論良い。
図６（Ｌ）と図６（Ｍ）は、対象とする受光部の数を４つとして補間多項式を求め、受光部２１２ａ−９と受光部２１２ａ−１０に挟まれた領域である２１３ａ−９−１０における仮想出力の算出する例である。
図６（Ｎ）と図６（Ｏ）は対象とする受光部の数を４つとして補間多項式を求め、受光部２１２ａ−１３と受光部２１２ａ−１４に挟まれた領域である２１３ａ−１３−１４における仮想出力の算出する例である。
図６（Ｌ）〜図６（Ｏ）で示した方法で、各受光間における仮想出力を算出すると、計算処理にかかる時間が短くなる。
【００７１】
図６（Ｐ）に、ＰＤ２１２ａ−９〜ＰＤ２１２ａ−２０の各受光部におけるＰＤ出力に、任意の２ヶの受光部に挟まれた領域である２１３ａ−９−１０〜２１３ａ−１９−２０について多項式補間で見積もった仮想出力を加えた受光部出力分布を示す。
ＰＤ２１２ａ−９〜ＰＤ２１２ａ−２０の計１２ヶのＰＤ出力和であるＰＤ＿１２ヶと、２１２ａ−９〜（ＰＤ）２１２ａ−２０の計１２ヶのＰＤ出力和に２１３ａ−９−１０〜２１３ａ−１９−２０について見積もった仮想出力の合計値を加えたＰＤ＿１２ヶ＋αとを比べると、後者は前者に対して２０％程度出力が大きくなった。
このように、任意の２ヶの受光部に挟まれた領域について、該領域相当の大きさの受光部を配置させた場合に受光し得る出力（仮想出力）を見積もり、見積もった結果を被検物検出に用いることで、発光部への注入電流やアンプの増幅率の増加をすることなくセンサ出力を増大させた。
センサ出力が増大すると、被検物（定着ベルト）に傷がない場合と傷がある場合とで、反射特性の差が大きくなるため、より高精度に傷検出が可能となる。
【００７２】
図６（Ｐ）では、各受光部における出力と、受光部間における仮想出力の表示の違いを示しているが、他の図でも同様である。
【００７３】
上では、被検物は定着部材である定着ベルトとしたが、例えば、半導体基板や紙などが被検物であっても勿論良い。
また、照射光学系として照射用レンズ、受光光学系として受光用レンズを用いた場合を例にとり説明したが、照射光学系として照射用ミラー、受光光学系として受光用ミラーを用いても勿論良い。
更に、本発明では発光部が複数ある場合について説明したが、例えば発光部を１つのみにして、反射型光学センサに駆動機構を設けることで、任意の位置で被検物の傷検出を行うことも可能である。
【００７４】
発光部は、一例として□１００μｍ×１００μｍの矩形形状である。受光部は、一例として、□５００μｍ×２０００μｍの矩形形状である。
発光部と受光部の配列ピッチは一例として６００μｍである。また、被検物（定着ベルト）上での複数の光スポットの配列ピッチＰは、一例として６００μｍである。
【００７５】
以下、レンズ形状について述べる。
レンズパラメーターを具体的に述べると、照射用レンズの主走査方向の曲率半径は４.６ｍｍ、主走査方向の円錐定数は０、照射用レンズの副走査方向の曲率半径は４.３ｍｍである。
照射用レンズの副走査方向の円錐定数は−２.０、照射用レンズの主走査方向のレンズ径は０.６ｍｍ、照射用レンズの副走査方向のレンズ径は９.２ｍｍ、照射用レンズのレンズ厚は６.６ｍｍである。
受光用レンズの主走査方向の曲率半径は３０ｍｍ、主走査方向の円錐定数は−１.５、受光用レンズの副走査方向の曲率半径は４.８ｍｍ、受光用レンズの副走査方向の円錐定数は−１.６である。
受光用レンズの主走査方向のレンズ径は１７ｍｍ、受光用レンズの副走査方向のレンズ径は１１.２ｍｍ、受光用レンズのレンズ厚は６.１ｍｍである。
【００７６】
また、副走査方向における照射用レンズと受光用レンズ間の距離は２.５３ｍｍ、光軸方向における照射系〜照射用レンズ間距離は１０.３７ｍｍであり、光軸方向における受光系〜受光用レンズ間距離は１０.８７ｍｍである。
【００７７】
上記では、少なくとも２つの受光部のうち隣接する任意の２つの受光部に挟まれた領域について、前記領域に領域相当の大きさの受光部を配置させた場合に受光し得る出力を全ての受光部に亘って見積もった。
見積もった全ての出力の合計値を被検物検出に用いていたが、例えば出力が低い複数の受光部については算出しない方法もとれる。
図６（Ｐ）の縦軸のスケールを変更したものを図６（Ｑ）に示す。
図６（Ｑ）から、例えば、ＰＤ２１２ａ−９、ＰＤ２１２ａ−１９、ＰＤ２１２ａ−２０等のＰＤ出力値が小さい受光部に関しては、受光部に挟まれた領域における仮想出力を見積もっても、出力の絶対値が小さい。
このために被検物検出には大きなメリットを与えるとは言い難い。
【００７８】
そこで、本発明では、反射光を受光し得る受光部のうち、受光部における出力が最大値をとる受光部における出力の１割に満たない受光部に関しては、前記受光部に挟まれた領域における仮想的な出力を見積もることをしない。
このようにすれば、その分だけ検知情報処理手段３００の計算処理に要する時間を短縮することができる。
【００７９】
図７に、ＰＤ２１２ａ−９〜ＰＤ２１２ａ−２０の各受光部におけるＰＤ出力に、任意の２ヶの受光部に挟まれた領域である２１３ａ−１０−１１〜２１３ａ−１７−１８について仮想的に見積もった出力を加えた受光部出力分布を示す。
ＰＤ２１２ａ−９〜ＰＤ２１２ａ−２０の計１２ヶのＰＤ出力和であるＰＤ＿１２ヶと、２１２ａ−９〜ＰＤ２１２ａ−２０の計１２ヶのＰＤ出力和に２１３ａ−１０−１１〜２１３ａ−１７−１８について仮想的に見積もった出力の合計値を加えたＰＤ＿１２ヶ＋α’を比べると、１割に満たない受光部に関して仮想的な出力を見積もることをしない場合（図７（ｂ））は、全て見積もりに加える場合（図７（ａ））に対して１９％程度出力が大きくなった。
このように、被検物で反射された光を受光する少なくとも２つの受光部のうち特定の受光部について、任意の２ヶの受光部に挟まれた領域について仮想出力を見積もり、見積もった結果を被検物検出に用いることで、計算処理に要する時間を短縮しつつ、センサ出力を大きくすることが可能となった。
【００８０】
図８及び図９に基づいて第２の実施形態を説明する。
なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
上記実施形態では、１発光部に対して１照射用レンズが対応した反射型光学センサ用の受発光デバイスとセンサ用の光学系を用いた。
この場合、定着ベルトからの反射光強度は十分ではなく、反射型光学センサを用いたベルト表面の傷の検知精度は低くなる懸念がある。
【００８１】
本実施形態では、複数の発光部に対してレンズ径が大きい１つの照射用レンズが対応するように、反射型光学センサ用の受発光デバイスとセンサ用の光学系を適正化することとした。
これにより、被検物（定着ベルト）からの反射光強度を更に増大させ、被検物（定着ベルト）表面の傷の検知精度を向上させた。
【００８２】
図８に、本実施形態の反射型光学センサ２００ａ’を示す。
ｘ方向は主走査方向、ｙ方向は副走査方向、ｚはｘｙ平面に垂直な方向であり、反射型光学センサ２００ａ’が定着ベルト６１ａ’に対向する方向とする。
なお、被検物は定着部材である定着ベルトとする。
図８（Ａ）に示すように反射型光学センサ２００ａ’は、近赤外光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）２１１ａ’と、放射された光を定着ベルト６１ａ’表面に光スポットを照射するように配置された照射用レンズ２２０ａ’と、定着ベルト６１ａ’から反射された反射光を導光するように配置された受光用レンズ２２０ａ’Ｃと、受光用レンズで導光された反射光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）２１２ａ’と、ＬＥＤ２１１ａ’とＰＤ２１２ａ’を支持する基板２１０ａ’と、基板２１０ａ’、照射用レンズ２２０ａ’、受光用レンズ２２０ａ’Ｃを保持する側板２４０ａ’、２４１ａ’とから構成される。
【００８３】
照射用レンズ２２１ａ’と受光用レンズ２２０ａ’Ｃは、主走査方向と副走査方向で曲率の異なるアナモフィックレンズである。
図８（Ｂ）は図８（Ａ）の反射型光学センサ２００ａ’をＬＥＤ２１１ａ’側からｙ方向に見た図である。
図８（Ｃ）は図８（Ａ）の反射型光学センサ２００ａ’をＰＤ２１２ａ’側からｙ方向に見た図である。
図８（Ｄ）はＬＥＤ２１１ａ’とＰＤ２１２ａ’を支持する基板２１０ａ’をｚ方向に見た図である。
【００８４】
まず、図８（Ｄ）を参照すると、この図は、基板２１０ａ’上におけるＬＥＤとＰＤの配列状態を説明するための図であり、符号２１１ａ’はＬＥＤ、符号２１２ａ’はＰＤをそれぞれ示す。
ＬＥＤ２１１ａ’は、基板２１０ａ’の長手方向であるＸ方向に、複数個（図では４個）を組として、各組が等間隔的に配列されている。各組はそれぞれ照射系としてなる。
ＬＥＤ２１１ａ’は、図では２８個（４×７）が描かれているが、これは説明の便宜上のものであり、ＬＥＤ２１１ａ’の配列個数は設計条件により定められ、一般には数十個〜数百個に設定できる。
【００８５】
ＰＤ２１２ａ’は、複数個がＸ方向に等間隔で配列されている。この説明例では、ＰＤ２１２ａ’の個数は、ＬＥＤ２１１ａ’の個数と同数である。
ＬＥＤ２１１ａ’の個々に、図８（Ｂ）の左側から４つずつを１つの組ｐ（ｐ＝１〜Ｐ）とし、各組の中で図８（Ｂ）の左側から１つずつ順次に番号を振り、図の左側から数えてｐ組のｑ番目のものをＬＥＤ２１１ａ’−ｐ−ｑと表す。
全ＬＥＤ２１１ａ’は、ＬＥＤ２１１ａ’−１−１、２１１ａ’−１−２、２１１ａ’−１−３、２１１ａ’−１−４、２１１ａ’−２−１、・・・、２１１ａ’−２−４、・・・、２１１ａ’−ｐ−ｑ、・・・２１１ａ’-Ｐ−４の順次の配列である。
ＬＥＤ２１１ａ’の総数をＮとすると、Ｎ＝４Ｐである。
本実施形態では、Ｐ＝７としているため、Ｎ＝２８である。ＬＥＤ２１１ａ’は、一例として、□１００μｍ×１００μｍの矩形形状であり、１つの組の中では１２０μｍの配列ピッチで計４つが配置されている。
【００８６】
ＰＤ２１２ａ’については、図８（Ｃ）の左側から１つずつ順次に番号を振り、図の左側から数えてｎ番目のものをＰＤ２１２ａ’−ｎと表す。
ＰＤ２１２の総数はＮであって、全ＰＤ２１２ａ’は、２１２ａ’−１、２１２ａ’−２、・・・、２１２ａ’−ｎ、・・・２１２ａ’-Ｎの順次の配列である。
ＰＤ２１２ａ’は、一例として、□５００μｍ×２０００μｍの矩形形状であり、６００μｍの配列ピッチでＮ個（＝２８）が配置されている。
【００８７】
次に、図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）を参照して、レンズ素子２２０ａ’を説明する。
レンズ素子２２０ａ’は、２つの領域部分から構成されている。
すなわち、図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示すように、照射用レンズ２２０ａ’-ｐ（ｐ＝１〜Ｐ）をアレイ配列した照射用レンズアレイの領域と、受光用レンズ２２０ａ’Ｃによる領域とである。
照射用レンズ２２０ａ’−ｐの個数は、本実施例ではＬＥＤ２１１ａ’の個数を４で割った数（Ｐ＝Ｎ／４＝７）であり、ＬＥＤ２１１ａ’のＺ方向上部に、４個のＬＥＤ２１１ａ’−ｐ−ｑ（ｑ＝１〜４）と照射用レンズ２２０ａ’−ｐとが１対１に対応するようにして、Ｘ方向に配列されている。
【００８８】
受光用レンズ２２０ａ’Ｃは、図８（Ａ）および図８（Ｃ）に示すように単一のシリンドリカルレンズであり、ＰＤ２１２ａ’−１〜２１２ａ’−Ｎに共通に対応して、ＰＤ２１２ａ’のＺ方向上方に配置される。
図８（Ｃ）は、反射型光学センサ２００ａ’をＹ軸の正の方向から負の側へ向かって見た図である。
受光用レンズ２２０ａ’Ｃは、Ｙ方向にのみ正のパワーを有する。
照射用レンズアレイの領域と受光用レンズ２２０ａ’Ｃとは一体的に形成されており、これらは、樹脂成型により一体成形することができる。
【００８９】
次に、反射型光学センサ２００ａ’の動作を説明する。
ＬＥＤ２１１ａ’は、定着ベルト表面６１Ｓａ’上を光スポットが図８（Ｂ）の左端Ｓａ’−１から右端Ｓａ’−２８に走査するように、ＬＥＤ２１１ａ’−ｐ内のＬＥＤ２１１ａ’−ｐ−４からＬＥＤ２１１ａ’−ｐ−１まで点灯する。
ｐは１〜Ｐまで順に１個ずつ点灯と消灯を繰り返す。いわゆる順次点灯である。
これは照射用レンズ２２０ａ’−ｐが倒立系であることに起因している。
ＬＥＤ２１１ａ’は、射出ビームを対向入射としても、被検物（定着ベルト）上での複数の光スポットの配列ピッチＰが、第１の実施形態と等しくなるように、センサ光学系の倍率を考慮した上で、照射用レンズの光軸に関して互いに対称となる位置に配置されている。
光スポットの配列ピッチＰは、一例として６００μｍである。
【００９０】
ＬＥＤ２１１ａ’−ｐの点灯に同期して、ＬＥＤ２１１ａ’−ｐ−ｑの点灯に同期して、定着ベルト表面６１Ｓａ’からの反射光を、受光用レンズ２２０ａ’ＣによりＹ方向にのみ集光されてＰＤ２１２ａ’−ｎを含む、複数個のＰＤで受光する。
図８（Ｅ）はＬＥＤ２１１ａ’−４−２が点灯した場合に、被検物（定着ベルト）からの反射光がＰＤ上で成すスポットの概略図である。
図８（Ｆ）（ａ）は、ＬＥＤ２１１ａ’−４−２が点灯した場合に、各受光部で受光されるＰＤ出力値を示している。
図８（Ｆ）（ｂ）は、反射型光学センサ２００ａで、ＬＥＤ２１１ａ−１４が点灯した場合に、各受光部で受光されるＰＤ出力値を示している。
【００９１】
図８（Ｆ）（ａ）におけるＰＤ出力値は、反射型光学センサ２００ａで、ＬＥＤ２１１ａ−１４が点灯した場合に、ＰＤ２１２ａ−１６におけるＰＤ出力値で規格化された相対値である。
図８（Ｆ）（ａ）と図８（Ｆ）（ｂ）を比較すると、反射型光学センサ２００ａ’は、反射型光学センサ２００ａに対して、ＰＤ出力値が約４倍となった。
このように、複数の発光部に対してレンズ径が大きい１つの照射用レンズが対応するように、発光部を照射用レンズの光軸に関して互いに対称となる位置に配置することで、被検物（定着ベルト）上での複数の光スポットの配列ピッチＰを維持しつつ、従来センサに比して定着ベルトからの反射光強度を増加させ、被検物（定着ベルト）表面の傷の検知精度を更に向上させることができる。
【００９２】
以下、レンズ形状について述べる。
レンズパラメーターを具体的に述べると、照射用レンズの主走査方向の曲率半径は４.６ｍｍ、主走査方向の円錐定数は０、照射用レンズの副走査方向の曲率半径は４.３ｍｍである。
照射用レンズの副走査方向の円錐定数は−２.０、照射用レンズの主走査方向のレンズ径は２.４ｍｍ、照射用レンズの副走査方向のレンズ径は９.２ｍｍ、照射用レンズのレンズ厚は６.６ｍｍである。
受光用レンズの主走査方向の曲率半径は３０ｍｍ、主走査方向の円錐定数は−１.５、受光用レンズの副走査方向の曲率半径は４.８ｍｍ、受光用レンズの副走査方向の円錐定数は−１.６である。
【００９３】
受光用レンズの主走査方向のレンズ径は１７ｍｍ、受光用レンズの副走査方向のレンズ径は１１.２ｍｍ、受光用レンズのレンズ厚は６.１ｍｍである。
また、副走査方向における照射用レンズと受光用レンズ間の距離は２.５３ｍｍ、光軸方向における照射系〜照射用レンズ間距離は１０.３７ｍｍであり、光軸方向における受光系〜受光用レンズ間距離は１０.８７ｍｍである。
【００９４】
第１の実施形態では、隣接する任意の２つの受光部で挟まれた領域における仮想出力の算出に多項式補間を用いていたが、多項式の係数を求める方法が非常に面倒で煩雑である。
そこで本実施形態では、一次の多項式補間である線形補間を用いることで、補間処理にかかる時間を短縮させた。
図９（Ａ）に、線形補間を用いて隣接する任意の２つの受光部で挟まれた領域における仮想出力を算出した結果を示す。
対象となる反射型光学センサは、第１の実施形態で示した反射型光学センサ２００ａである。
線形補間を用いると、図６（Ｋ）、図６（Ｍ）、図６（Ｏ）で示した方程式系を解くよりも、非常に簡単な方法で算出することが可能となった。
【００９５】
また、図９（Ｂ）と図９（Ｃ）に、ＰＤ２１２ａ−９〜ＰＤ２１２ａ−２０の各受光部におけるＰＤ出力に、隣接する任意の２ヶの受光部に挟まれた領域である２１３ａ−９−１０〜２１３ａ−１９−２０について線形補間で見積もった仮想出力を加えた受光部出力分布を示す。
なお、出力増加分は、多項式補間を用いた場合に比べて同等となった。
このように、隣接する任意の２つの受光部で挟まれた領域における仮想出力の算出に線形補間を用いることで、より簡潔な方法で仮想出力を算出することが可能となる。
【００９６】
図１０に第３の実施形態を示す。
図８で、反射型光学センサ２００ａ’の受光用レンズ２２０ａ’Ｃはアナモフィックレンズとしていたが、各照射用レンズの配列方向（ここでは主走査方向）にはパワーのないシリンダレンズにしても良い。
図１０に本実施形態の反射型光学センサ２００ｂを示す。
図１０（Ａ）に示すように、反射型光学センサ２００ｂは、近赤外光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）２１１ｂと、放射された光を定着ベルト６１ｂ表面に光スポットを照射するように配置された照射用レンズ２２０ｂ−ｑと、定着ベルト６１ｂから反射された反射光を導光するように配置された受光用レンズ２２０ｂＣと、受光用レンズで導光された反射光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）２１２ｂと、ＬＥＤ２１１ｂとＰＤ２１２ｂを支持する基板２１０ｂと、基板２１０ｂとレンズアレイ２２０ｂを保持する側板２４０ｂ、２４１ｂとから構成される。
【００９７】
図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）の反射型光学センサ２００ｂをＬＥＤ２１１ｂ側からｙ方向に見た図である。
図１０（Ｃ）は図１０（Ａ）の反射型光学センサ２００ｂをＰＤ２１２ｂ側からｙ方向に見た図である。
図１０（Ｄ）はＬＥＤ２１１ｂとＰＤ２１２ｂを支持する基板２１０ｂをｚ方向に見た図である。
【００９８】
図６に示したように、反射型光学センサ２００ａは、ＰＤを各照射用レンズの配列方向に複数個配置した構成となっている。
そのため、各照射用レンズの配列方向と前記各照射用レンズの光軸方向のそれぞれに直交する方向（ここでは副走査方向）に関しては、ＰＤ位置やＰＤサイズを考慮してＰＤに入射する光線をそれぞれに直交する方向に絞る必要がある。
しかしながら、各照射用レンズの配列方向に関しては、ＰＤを複数個配置しているため、敢えて受光用レンズについて、各照射用レンズの配列方向にパワーをつけて光線を絞る必要はない。
また、受光用レンズに関して、各照射用レンズの配列方向にパワーがついている場合、照射系は異なるが、被検物上でほぼ等しい入射角で入射する複数の検出光（例えば、ＬＥＤ２１１ａ’−２−２、ＬＥＤ２１１ａ’−３−２、ＬＥＤ２１１ａ’−４−２、ＬＥＤ２１１ａ’−５−２、ＬＥＤ２１１ａ’−６−２など）について、該配列方向における受光用レンズの端部を透過して各ＰＤに到達する光（例えば、ＬＥＤ２１１ａ−２−２）と、該配列方向における中心付近を透過して各ＰＤに到達する光（例えば、ＬＥＤ２１１ａ−４−２）とでは、ＰＤ受光量分布に違いが生じてしまう。
ここでいう入射角は、照射用レンズの光軸方向と、任意の照射用レンズのレンズ頂点と該照射用レンズに対応する任意の１つの発光部から射出した光の被検物上での重心位置とを結んだ方向とがなす角のことである。
【００９９】
受光用レンズを各照射用レンズの配列方向にはパワーのないシリンダレンズとすると、該被検物上でほぼ等しい入射角で入射する複数の検出光は、ほぼ同一のＰＤ受光量分布をとる。
このため、アナモフィックレンズの場合に比べて、点灯するＬＥＤの違いによるＰＤ受光量分布の変化を抑制でき、より高精度に定着ベルトの表面状態を検知することが可能となる。
レンズパラメーターを具体的に述べると、照射用レンズの主走査方向の曲率半径は４.６ｍｍ、主走査方向の円錐定数は０、照射用レンズの副走査方向の曲率半径は４.３ｍｍである。
照射用レンズの副走査方向の円錐定数は−２.０、照射用レンズの主走査方向のレンズ径は２.４ｍｍ、照射用レンズの副走査方向のレンズ径は９.２ｍｍ、照射用レンズのレンズ厚は６.６ｍｍである。
【０１００】
受光用レンズの主走査方向の曲率半径は∞、主走査方向の円錐定数は０、受光用レンズの副走査方向の曲率半径は４.８ｍｍ、受光用レンズの副走査方向の円錐定数は−１.６である。
受光用レンズの主走査方向のレンズ径は１７ｍｍ、受光用レンズの副走査方向のレンズ径は１１.２ｍｍ、受光用レンズのレンズ厚は６.１ｍｍである。
また、副走査方向における照射用レンズと受光用レンズ間の距離は２.５３ｍｍ、光軸方向における照射系〜照射用レンズ間距離は１０.３７ｍｍであり、光軸方向における受光系〜受光用レンズ間距離は１０.８７ｍｍである。
【０１０１】
図１１に第４の実施形態を示す。
上記の実施形態で示した反射型光学センサのレンズは、照射用レンズと受光用レンズをそれぞれの所望の位置に配置していたが、図１１に示すように照射用レンズと受光用レンズが一体化されたレンズアレイ２２０ｃを用いても良い。
図１１に本実施形態の反射型光学センサ２００ｃを示す。本実施形態の反射型光学センサ２００ｃは、反射型光学センサ２００ｂを基にしている。
【０１０２】
図１１（Ａ）に示すように、反射型光学センサ２００ｃは、近赤外光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）２１１ｃと、放射された光を定着ベルト６１ｃ表面に光スポットを照射するように配置された照射用レンズ２２１ｃと、定着ベルト６１ｃから反射された反射光を導光するように配置された受光用レンズ２２２ｃとが一体化されたレンズアレイ２２０ｃと、受光用レンズで導光された反射光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）２１２ｃと、ＬＥＤ２１１ｃとＰＤ２１２ｃを支持する基板２１０ｃと、基板２１０ｃ、照射用レンズ２２１ｃ、受光用レンズ２２２ｃを保持する側板２４０ｃ、２４１ｃとから構成される。
照射用レンズ２２１ｃは、主走査方向と副走査方向で曲率の異なるアナモフィックレンズであるが、受光用レンズ２２２ｃは、主走査方向にはパワーのないシリンダレンズである。
【０１０３】
図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）の反射型光学センサ２００ｃをＬＥＤ２１１ｃ側からｙ方向に見た図である。
図１１（Ｃ）は図１１（Ａ）の反射型光学センサ２００ｃをＰＤ２１２ｃ側からｙ方向に見た図である。
図１１（Ｄ）はＬＥＤ２１１ｃとＰＤ２１２ｃを支持する基板２１０ｃをｚ方向に見た図である。
【０１０４】
照射用レンズと受光用レンズを一体化することで、各レンズを反射型光学センサに組み付ける際の作業性を向上させ、レンズ面間の配置精度を高めることができる。
したがって、受光部出力変動（ＰＤ受光量変動）が抑制され、より高精度に定着ベルトの表面状態を検知することができる。
【０１０５】
図１２に第５の実施形態を示す。
図１２に示すように、フレア光を防止するための規制部材としての開口部材（遮光壁）２３０ｄを配置しても良い。
本実施形態に係る反射型光学センサ２００ｄは、図１１で示した反射型光学センサ２００ｃに開口部材２３０ｄを配置したものである。
図１２（Ａ）に示すように、反射型光学センサ２００ｄは、近赤外光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）２１１ｄと、放射された光を定着ベルト６１ｄ表面に光スポットを照射するように配置された照射用レンズ２２１ｄと、定着ベルト６１ｄから反射された反射光を導光するように配置された受光用レンズ２２２ｄとが一体化されたレンズアレイ２２０ｄと、受光用レンズで導光された反射光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）２１２ｄと、ＬＥＤ２１１ｄとＰＤ２１２ｄを支持する基板２１０ｄと、基板２１０ｄとレンズアレイ２２０ｄを保持する側板２４０ｄ、２４１ｄと、フレア光を防止するための遮光壁２３０ｄとから構成される。
【０１０６】
図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の反射型光学センサ２００ｄをＬＥＤ２１１ｄ側からｙ方向に見た図である。
図１２（Ｃ）は図１２（Ａ）の反射型光学センサ２００ｄをＰＤ２１２ｄ側からｙ方向に見た図である。
図１２（Ｄ）はＬＥＤ２１１ｄとＰＤ２１２ｄを支持する基板２１０ｄをｚ方向に見た図である。
【０１０７】
開口部材を設けることで、点灯する任意のＬＥＤに対応する照射用レンズ以外の照射用レンズ、または、受光用レンズを透過して定着ベルトに照射する光（フレア光）がＰＤに直接入射することを防ぐことができる。
また、点灯する任意のＬＥＤに対応する照射用レンズや点灯する任意のＬＥＤに対応する照射用レンズ以外の照射用レンズのレンズ面からの直接の反射光（フレア光）が、ＰＤに直接入射することを防ぐことができる。
これにより精度よく定着ベルトの表面状態を検知することができる。
なお、開口部材２３０ｄとケース（２４０ｄ、２４１ｄ）は樹脂成形により一体化することができる。
【０１０８】
上記で説明した反射型光学センサを画像形成装置内に配置することで、従来は不可能であった定着ベルト上の傷のリアルタイム検知、定着ベルト上の傷の位置や傷の幅の検知が可能となる。
更には、任意の２ヶの受光部に挟まれた領域における出力を算出し、該算出結果を被検物検出に用いることで、発光部への注入電流やアンプの増幅率の増加を抑制することができる。
【０１０９】
画像形成装置内において、上記で説明した反射型光学センサを図１３に示すように、小サイズの用紙幅端部の近傍に置くことにより、検知領域Ａの主走査方向の長さを短くしても、用紙幅端部を検知領域Ａに含ませることができる。
すなわち、検知領域Ａが短くできることは反射型光学センサ２００を特に主走査方向に小型化することが可能になるというメリットがある。
傷の幅は数１００μｍ〜数ｍｍ程度、傷の位置としての変動範囲は数ｍｍ程度であることから、検知領域Ａは主走査方向に５ｍｍ〜１５ｍｍ程度が好適である。
画像形成装置は例えばＡ３サイズ、Ａ４サイズ、Ａ５サイズなど、複数サイズの用紙を使用することができる。
【０１１０】
図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）では、反射型光学センサは、定着ベルトの面内で定着ベルトの進行方向に対して直交する方向において、小サイズの記録媒体の端部と定着ベルトが接触する位置またはその近傍に対して部分的に配置されている。
一般には最大通紙できる用紙はＡ３縦通紙が多いため、ここで小サイズ用紙幅というと、Ａ３用紙を除く用紙サイズが対象となる。
もしＡ２縦通紙が可能な画像形成装置である場合には、Ａ２用紙を除く用紙サイズが対象となる。
また、小サイズの用紙幅端部は両端に２箇所存在するため、反射型光学センサを用紙両端に１個ずつ、すなわち、主走査方向に計２個配置することもできる。
しかしながら、用紙端面に起因する縦筋状の傷は用紙の両サイドに発生し、一般にその傷レベルに大きな相違は見られないことから、用紙の片側いずれか一方の配置で良い。
【０１１１】
また、定着部材として定着ベルトを用いることで、上述した反射型光学センサを用いて精度良く定着ベルトの表面状態を検出することができる。
さらに、画像形成装置内において、上記で説明した反射型光学センサを種々の用紙サイズに対応できるように、図１３（Ｄ）に示すように、主走査方向に大きくしてもよい。
すなわち、記録媒体の種々のサイズに対応できるように、定着ベルトの進行方向に対して直交する方向に関して定着ベルトの長手方向全域に亘って配置する。          
例えばＡ１縦通紙が可能な画像形成装置である場合、Ａ２サイズ、Ａ３サイズ、Ａ４サイズ、Ａ５サイズ、Ｂ３サイズ、Ｂ４サイズ、Ｂ５サイズ、Ｂ６サイズの各用紙幅端部が反射型光学センサで照射可能となるように、反射型光学センサを主走査方向に大きくする。
種々の用紙サイズに対応可能なように十分大きくすることで、用紙サイズによって定着ベルト上の異なる場所に出現するキズの未検知を防止することができる。
【０１１２】
反射型光学センサの形態は上記の実施形態に記載の反射型光学センサに限定されるものではない。
定着ベルトの表面に主走査方向に複数の光スポットを照射でき、その反射光が受光できれば良い。
上記実施形態に記載の反射型光学センサは複数のＬＥＤと複数のＰＤが１対１に対向するアレイタイプであるが、レーザを光偏向器で偏向し、定着ベルトの表面からの反射光を１つないしは複数のＰＤで受光するような光偏向タイプでも良い。
また、１つのＬＥＤと１つのＰＤからなる光学センサを駆動手段により主走査方向に移動させるセンサ駆動タイプでも良い。
【０１１３】
上記実施形態では、被検物の一例として定着ベルトを例示したが、画像形成装置における経時劣化を来たす他の部材においても同様に実施することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１９  定着装置
２０  像担持体としての感光体ドラム
６１  被検物としての定着ベルト
２００  反射型光学センサ
２１１  発光部としてのＬＥＤ
２１２  受光部としてのＰＤ
２２０  照射光学系としてのレンズ素子
２２０Ｃ  受光光学系としての受光用レンズ
Ｓ  記録媒体としての転写紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１５】
【特許文献１】特開平０５−１１３７３９号公報
【図１】
2015055842.tif 000003
【図２】
2015055842.tif 000004
【図３（Ａ）】
2015055842.tif 000005
【図３（Ｂ）】
2015055842.tif 000006
【図３（Ｃ）】
2015055842.tif 000007
【図３（Ｄ）】
2015055842.tif 000008
【図３（Ｅ）】
2015055842.tif 000009
【図４】
2015055842.tif 000010
【図５（Ａ）】
2015055842.tif 000011
【図５（Ｂ）】
2015055842.tif 000012
【図５（Ｃ）】
2015055842.tif 000013
【図６（Ａ）】
2015055842.tif 000014
【図６（Ｂ）】
2015055842.tif 000015
【図６（Ｃ）】
2015055842.tif 000016
【図６（Ｄ）】
2015055842.tif 000017
【図６（Ｅ）】
2015055842.tif 000018
【図６（Ｆ）】
2015055842.tif 000019
【図６（Ｇ）】
2015055842.tif 000020
【図６（Ｈ）】
2015055842.tif 000021
【図６（Ｉ）】
2015055842.tif 000022
【図６（Ｊ）】
2015055842.tif 000023
【図６（Ｋ）】
2015055842.tif 000024
【図６（Ｌ）】
2015055842.tif 000025
【図６（Ｍ）】
2015055842.tif 000026
【図６（Ｎ）】
2015055842.tif 000027
【図６（Ｏ）】
2015055842.tif 000028
【図６（Ｐ）】
2015055842.tif 000029
【図６（Ｑ）】
2015055842.tif 000030
【図７】
2015055842.tif 000031
【図８（Ａ）】
2015055842.tif 000032
【図８（Ｂ）】
2015055842.tif 000033
【図８（Ｃ）】
2015055842.tif 000034
【図８（Ｄ）】
2015055842.tif 000035
【図８（Ｅ）】
2015055842.tif 000036
【図８（Ｆ）】
2015055842.tif 000037
【図９（Ａ）】
2015055842.tif 000038
【図９（Ｂ）】
2015055842.tif 000039
【図９（Ｃ）】
2015055842.tif 000040
【図１０（Ａ）】
2015055842.tif 000041
【図１０（Ｂ）】
2015055842.tif 000042
【図１０（Ｃ）】
2015055842.tif 000043
【図１０（Ｄ）】
2015055842.tif 000044
【図１１（Ａ）】
2015055842.tif 000045
【図１１（Ｂ）】
2015055842.tif 000046
【図１１（Ｃ）】
2015055842.tif 000047
【図１１（Ｄ）】
2015055842.tif 000048
【図１２（Ａ）】
2015055842.tif 000049
【図１２（Ｂ）】
2015055842.tif 000050
【図１２（Ｃ）】
2015055842.tif 000051
【図１２（Ｄ）】
2015055842.tif 000052
【図１３（Ａ）】
2015055842.tif 000053
【図１３（Ｂ）】
2015055842.tif 000054
【図１３（Ｃ）】
2015055842.tif 000055
【図１３（Ｄ）】
2015055842.tif 000056