(57)【要約】【課題】光沢性の表面を有する構成部材の交換作業の負荷を低減することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】光沢性の表面を有する構成部材を備えた画像形成装置であって、構成部材の表面に光を照射する光照射手段と、構成部材の光が照射された表面で反射された光を受光して出力値を出力する光検出手段と、光検出手段の出力値に基づいて構成部材の表面の光沢が低下しているか否かを判定する判定手段と、構成部材の表面の光沢が低下していると判定した場合に表面の光沢を回復する動作を実行する光沢回復手段と、を備える。【選択図】図５０
2015068877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光沢性の表面を有する構成部材を備えた画像形成装置であって、
前記構成部材の表面に光を照射する光照射手段と、
前記光が照射された表面で反射された光を受光して出力値を出力する光検出手段と、
前記光検出手段の出力値に基づいて前記構成部材の表面の光沢が低下しているか否かを判定する判定手段と、
前記構成部材の表面の光沢が低下していると判定した場合に該表面の光沢を回復する動作を実行する光沢回復手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記判定手段は、前記光検出手段の出力値を、所定の光沢基準に対する出力値に基づいて規格化した指標値に変換し、その変換後の指標値に基づいて前記構成部材の表面の光沢が低下しているか否かを判定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
前記光検出手段は、互いに異なる２種類の検出条件それぞれについて、前記光が照射された表面で反射された正反射光と拡散光とを受光し両者の光量の大小関係に応じた出力値を出力し、
前記判定手段は、前記２種類の検出条件に対応する２つの出力値それぞれを、所定の光沢基準に対する出力値に基づいて規格化した指標値に変換し、その変換後の２つの指標値の差を算出し、前記２つの指標値の差と閾値との比較結果に基づいて前記構成部材の表面の光沢が低下しているか否かを判定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
前記構成部材の表面における互いに異なる２箇所それぞれに対向するように前記光検出手段を２つ備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
前記２つの光検出手段を個別に動作させる駆動制御部を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４の画像形成装置において、
前記２つの光検出手段の動作タイミングを交互に行う駆動制御部を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項３の画像形成装置において、
前記光検出手段に対して、光沢度が既知の部材で前記構成部材の表面における光沢が低下している光沢低下部を塞ぐ状態と塞がない状態とを切り換える切換手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
前記光沢低下部を塞がない状態において前記光照射手段による照射光を特定の幅に制限する遮光部材を備えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項９】
請求項７又は８の画像形成装置において、
前記切換手段は揺動アームであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項７又は８の画像形成装置において、
前記切換手段はリンクであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項７又は８の画像形成装置において、
前記切換手段は前記光照射手段からの照射光と平行な軸を中心に回動する平板状であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかの画像形成装置において、
前記光沢回復動作後における前記光沢の判定結果が光沢低下状態と判定されたときに前記構成部材の交換を促す報知手段を備え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、光沢性の表面を有する構成部材を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置として、光沢性の表面を有する像担持体としての感光体や定着部材としての定着ベルト（又は定着ローラ）等の構成部材の表面における光沢の変化を検出可能な画像形成装置が知られている。
例えば、特許文献１には、光沢性の表面を有する構成部材の表面との距離を測定する測距センサの光沢依存性を利用し、その測距センサの出力の変化から対象面の光沢の変化を検出する画像形成装置が開示されている。
また、特許文献２には、光沢性の表面を有する構成部材である定着部材（定着ベルト又は定着ローラ）の光沢性の表面における微小領域の光沢の変化を検出可能な画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、測距センサの検出光を遮光部材に形成されたスリットを通して定着ベルトの表面に照射することにより、表面の微小領域における光沢の変化を検出している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１、２に開示されている従来の画像形成装置では、構成部材の表面の光沢が低下していることを検出した場合に、その構成部材の寿命が到来したと判断し、サービスマンやユーザに当該構成部材の交換を促すように報知される。しかしながら、上記定着部材等の構成部材の表面の光沢の低下が検出されて構成部材の交換を促す報知を受けるたびに構成部材を交換したのでは、交換作業の負荷が大きくなってしまうという課題がある。
【０００４】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、光沢性の表面を有する構成部材の交換作業の負荷を低減することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、光沢性の表面を有する構成部材を備えた画像形成装置であって、前記構成部材の表面に光を照射する光照射手段と、前記構成部材の光が照射された表面で反射された光を受光して出力値を出力する光検出手段と、前記光検出手段の出力値に基づいて前記構成部材の表面の光沢が低下しているか否かを判定する判定手段と、前記構成部材の表面の光沢が低下していると判定した場合に該表面の光沢を回復する動作を実行する光沢回復手段と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光沢性の表面を有する構成部材の交換作業の負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置における光学的検出手段を構成する位置検出素子（ＰＳＤ）の動作原理を示す説明図。
【図２】測距センサの検出メカニズムを示す説明図。
【図３】測距センサの距離−出力特性を得るための装置の一構成例を示す説明図。
【図４】図３の装置によって得られた距離−出力特性の一例を示す図。
【図５】光沢度センサによる一般的な光沢度の検出メカニズムを示す説明図。
【図６】測距センサによる光沢変化検出のメカニズムについて説明する説明図。
【図７】測距センサの出力が検出対象の表面の光沢によってどの程度変化するかを表す距離−出力特性の一例を示すグラフ。
【図８】光沢度と測距センサ出力との関係を示すグラフ（黒色サンプル）。
【図９】光沢度と測距センサ出力との関係を示すグラフ（白色サンプル）。
【図１０】検出対象を光路面に垂直な回転軸で傾けた場合の角度−出力特性を得るための装置の一構成例を示す図。
【図１１】検出対象を光路面に垂直な回転軸で傾けた場合の角度−出力特性を示すグラフ。
【図１２】検出対象を光路面に平行な回転軸で傾けた場合の角度−出力特性を得るための装置の一構成例を示す図。
【図１３】検出対象を光路面に平行な回転軸で傾けた場合の角度−出力特性の一例を示すグラフ。
【図１４】測距センサから出射される検出光のビーム径の簡易測定方法について説明するための斜視図。
【図１５】測距センサを検出対象物の幅方向に移動させ、検出対象物の端部が測距センサの光軸近傍を通過するときの出力変化を求めたグラフ。
【図１６】スリット（開口）を設けた遮光部材を検出対象物側に配置した装置の一構成例を示す斜視図。
【図１７】遮光部材自体の光沢度（低光沢度）とスリット幅とによって生じるセンサ出力変化の一例を示すグラフ。
【図１８】遮光部材自体の光沢度（高光沢度）とスリット幅とによって生じるセンサ出力変化の一例を示すグラフ。
【図１９】低光沢度の遮光部材を用いた場合のセンサ出力変化をスリット幅との関係で表したグラフ。
【図２０】高光沢度の遮光部材を用いた場合のセンサ出力変化をスリット幅との関係で表したグラフ。
【図２１】用紙サイズ（長手方向送りのみ表示）と光沢変化部との関係を示す説明図。
【図２２】用紙をレジストローラ前の搬送部で幅方向に移動させる用紙移動機構の一例を示す概略構成斜視図。
【図２３】定着ベルト表面の画像をＣＣＤカメラで撮影し、その画像情報としての輝度を局所光沢低下（スジ）と直交する方向（ベルトの軸線方向）のプロファイルとして表したグラフ。
【図２４】曲率を有する曲面を測距センサで観測した評価実験装置の一例を示す概略構成図。
【図２５】曲率を有する曲面を測距センサで観測した評価実験の測定結果の一例を示すグラフ。
【図２６】定着ベルトの曲率を有する巻き付け部に向けて測距センサを配設した場合の定着装置の一例を示す概略構成斜視図。
【図２７】通紙領域の上部に測距センサを配設した場合の定着装置の概略構成の一例を示す側面図。
【図２８】測距センサの位置を調整するために検出する用紙上の画像パターンの一例を示す説明図。（ａ）はオモテ面である第１面の画像パターンの一例を示す説明図。（ｂ）は両面印刷時のウラ面である第２面の画像パターンの一例を示す説明図。
【図２９】測距センサの位置調整の手順を説明するためのフローチャート。
【図３０】定着ベルト表面の光沢低下が無い部分の観測波形を示すグラフ。
【図３１】定着ベルト表面の局所光沢低下が僅かに発生している部分の観測波形を示すグラフ。
【図３２】局所光沢低下（光沢ムラ）の程度（ランク）別のベルトサンプルに対するセンサ出力プロファイルを示すグラフ。
【図３３】スジ位置の出力とスジ位置の周辺出力（Ｘ＝１０［ｍｍ］）との差をとり、ランク値との関係をプロットしたグラフ。
【図３４】センサ出力を指標値に変換する方法を示すグラフ。
【図３５】図３２のプロファイルにおけるランク４のサンプルに対して感度が異なる２種類のセンサのプロファイルを比較したグラフであって、センサ出力そのものを比較したグラフ。
【図３６】図３２のプロファイルにおけるランク４のサンプルに対して感度が異なる２種類のセンサのプロファイルを比較したグラフであって、指標値算出式（４）によって指標値に変換した結果のプロファイル。
【図３７】二つの測距センサによって定着ベルトの局所光沢変化を検出する構成を示す斜視図。
【図３８】高光沢面に対して隣接配置した二つの測距センサを動作させたときのそれぞれの観測波形を示すグラフ。
【図３９】測距センサの内部ブロック図。
【図４０】二つの測距センサを交互に発光させて互いの反射光の干渉の影響を回避するための構成を示すブロック図。
【図４１】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図４０に示す測距センサを駆動するパルス波形。
【図４２】光路中にアパーチャを設置した場合と設置しない場合とを比較したセンサ出力プロファイル。
【図４３】揺動アームを用いて２個の遮光部材を互いに切り換えて使用することができるアパーチャ切換機構の斜視図。
【図４４】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、遮光部材の断面図。
【図４５】リンクを用いたアパーチャ切換機構であって、一部分解した状態を示す斜視図。
【図４６】図４５を用いて説明したアパーチャ切換機構において、駆動源をソレノイドとバネとを用いて構成した概略構成図。
【図４７】ディスクによるアパーチャ切換機構の斜視図。
【図４８】定着ベルトを新品の状態から運用を開始する場合において、測距センサを２個用いて光沢度検出を行う際の初期設定の手順を示すフローチャート。
【図４９】図４８を用いて説明した初期設定後の定着ベルト交換までの運用手順を示すフローチャート。
【図５０】制御系の要部構成の一例を示す機能ブロック図。
【図５１】本発明を適用可能な画像形成装置の一例の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置における光学的検出手段を構成する光検出素子としてのＰＳＤ（Position Sensitive Detector）７１０の動作原理を示す断面図である。なお、光検出素子としては、図示のＰＳＤ７１０のほか、分割型フォト・ダイオードを用いることもできる。
【０００９】
ＰＳＤ７１０の基本構造は、高抵抗半導体基板の片面または両面に均一な抵抗層が形成され、抵抗層の両端に信号取り出し用の一対の電極Ｘ１，Ｘ２が設けられたものである。受光面は抵抗層であると同時にＰＮ接合をも形成しており、光起電力効果によって光電流を生成する。
【００１０】
図１に例示するＰＳＤ７１０では、Ｎ型高抵抗シリコン基板（Ｉ層）７１０ａの表面に、受光面と抵抗層を兼ねたＰ型抵抗層（Ｐ層）７１０ｂ（例えばＰ型シリコン半導体からなる抵抗層）が形成されている。Ｐ型抵抗層（Ｐ層）７１０ｂの表面の両端部には、一対の出力電極Ｘ１，Ｘ２が形成されている。また、Ｎ型高抵抗シリコン基板（Ｉ層）７１０ａの裏面には、Ｎ型抵抗層（Ｎ層）７１０ｃ（例えばＮ型シリコン半導体からなる抵抗層）が形成されている。このＮ型抵抗層（Ｎ層）７１０ｃには共通電極が形成されている。基本的な構造は、Ｐ型抵抗層（Ｐ層）７１０ｂを除けばＰＩＮフォト・ダイオードと同様の構造をしている。
【００１１】
ＰＳＤ７１０にスポット光が入射すると、入射位置には光量に比例した電荷が発生する。この電荷は光電流として抵抗層に到達し、それぞれの電極までの距離に逆比例して分割され、電極Ｘ１，Ｘ２より電流ＩＸ１，ＩＸ２として取り出される。その際、次の（１）式で示すようにＩＸ１，ＩＸ２の大小関係（例えば、両者の差や比）を求めることにより、光強度およびその変化とは無関係に、光の入射位置（重心位置）ＸＡを求めることができる。
【数１】
2015068877.tif 000003
【００１２】
図２は、上記ＰＳＤ等の光検出素子を有する光学的検出手段としての測距センサの検出メカニズムの説明図である。図２において、光学的検出手段としての測距センサ７０は、ＰＳＤ（または分割型フォト・ダイオード）を光検出素子７１に利用している。測距センサ７０は、このＰＳＤ等からなる光検出素子７１とＬＥＤ等からなる光源７２とを組み合わせ、更にレンズ７３、７４などの適切な光学系を用いている。このような構成の測距センサ７０は、光検出素子（検出器）７１上の光スポット重心位置ｄと、光源７２と光検出素子７１との距離Ｂ、レンズ７４の焦点距離ｆから、三角測距により、次の（２）式で示すように距離を測定できる。
【数２】
2015068877.tif 000004
【００１３】
光検出素子７１は、入射光の重心位置がわかる素子であるので、測定したい光以外の光が入ると、期待した出力を行わないことがある。この背景光の問題は、光検出素子７１の応答が非常に高速であることと、背景光の変化が通常はゆっくりであることを利用し、測定したい光（測距センサの場合は、ＬＥＤ等の光源の光）を点滅させるなど、光の強さを変調して解決する方法がある。例えば、ある周波数でＬＥＤなどの光源７２を点滅させ、その光が構成部材としての検出対象物７５の表面で反射した反射光が光検出素子７１に入射すると、光検出素子７１の出力電流にも光源７２を点滅させた周波数で変化する成分が現れる。これを適当なフィルタ回路で抽出することで、背景光がキャンセルできる。
【００１４】
なお、測距センサ７０としては、例えばコーデンシ株式会社製の「ＯＲＡ１Ｓ０１」という測距センサを使用することができる。この測距センサは、上記と同様な動作をし、例えば１７［ｍｓ］毎に距離に対応した電圧値を出力することができる。
【００１５】
図３は、測距センサ７０の距離−出力特性を得るための装置の一構成例を示す説明図である。図３の装置において、測距センサ７０から距離Ｌだけ離れた検出対象面に所望の検出対象物７５を配し、測距センサ７０の出力を観測する。ここでは、検出対象物７５として、普通紙の白紙と普通紙に黒ベタ画像を印刷した物との２種類を用意した。
【００１６】
図４は、上記図３で示した装置を用いて測定した結果によって得られた距離−出力特性の一例を示すグラフである。上記（２）式において、光源７２と光検出素子７１との距離Ｂ及び焦点距離ｆはセンサの設計値であり公表されないので、一般的には、電圧に変換したセンサ出力をＶｏ、定数をＣとする次の（３）式から実験的に定数Ｃを求めて、検出距離Ｌを推定する（検量線）。
【数３】
2015068877.tif 000005
【００１７】
上記図４の距離−出力特性から、検出対象によって得られる出力が異なることが分かる。これは、測距センサ７０が検出対象物７５の光沢の影響を受けていることによる。詳しくは後述する（図６参照）。
【００１８】
図５は、光沢度センサによる一般的な光沢度の検出メカニズムを示す説明図である。光沢度センサ８０は、光検出素子（検出器）８１として、図２を用いて説明した場合と同様にＰＳＤや分割型フォト・ダイオードが用いられ、ＬＥＤなどの光源８２を有する。但し、図２を用いて説明した測距センサ７０では拡散光を検出していたのに対し、図５に示す光沢度センサ８０では正反射光を検出している点が異なる。そして、光沢度センサ８０と検出対象物８５の検出対象面８５ａとの距離は、測距センサ７０に比べて小さく、その結果、レンズ８３、８４や光検出素子８１の向きに違いが生じる。なお、光沢度センサ８０は、距離変動に弱いという特性を有している。
【００１９】
図６は、本実施形態の測距センサ７０による光沢変化検出のメカニズムについて説明する説明図である。測距センサ本来の検出メカニズムは、検出対象面７５ａの拡散光ＫＬを検出することによって検出距離Ｌを求めるものである（三角測距）。しかし、検出対象面７５ａの光沢度が大きい場合、拡散光ＫＬに比べて正反射光ＳＬの強度が大きくなり、光検出素子７１上では、図中ｄの位置に重心をもつ入射光（拡散光ＫＬ）と、Ｋの位置に重心をもつ入射光（正反射光ＳＬ）が検出される。なお、図５で示した光沢度センサ８０に比べて、測距センサ７０は検出距離Ｌが大きいため、光検出素子７１やレンズ７３、７４を傾けなくても正反射光ＳＬが入射可能になっている。その結果、二つの入射光の強度（光量）のバランス（大小関係）によって、検出対象面７５ａの光沢度が大きい場合はＫに近い値が出力され、検出対象面７５ａの光沢度が小さい場合はｄに近い値が出力されることになる。
【００２０】
なお、偏光光を使用すれば正反射光ＳＬと拡散光ＫＬとは偏光方向に違いを生じることから、光検出素子７１の前に偏光フィルタを配置すれば、正反射光ＳＬをカットすることが可能ではある。しかし、本実施形態では敢えて両者を検出することを狙っているので、偏光フィルタは設けない。
【００２１】
以上のことから、光沢度センサ８０と測距センサ７０とを比較してみると、光沢一定を条件として光学系を設計したセンサが測距センサ７０であり、距離一定を条件として光学系を設計したセンサが光沢度センサ８０であると考えることができる。そして、ＰＳＤや分割型フォトダイオードは、測距センサ７０及び光沢度センサ８０のどちらのセンサの受光部（光検出素子）にも使用される検出器である。これらの測距センサ７０及び光沢度センサ８０の検出特性及び誤差要因を比較すると、次の表１のようになる。
【表１】
2015068877.tif 000006
【００２２】
図７は、測距センサ７０の出力が検出対象の表面の光沢によってどの程度変化するのかを表す距離−出力特性の一例を示すグラフである。検出対象は白紙面と定着ベルト面（新品）とである。白紙面のときの値は、図４で示したものと同じである。図中の「傾斜条件」とは、測距センサ７０を２度傾けた状態の定着ベルト面（新品）出力を表す（詳しくは図１１で述べる）。横軸の距離は、測距センサ７０と検出対象の表面との距離である。それぞれの距離における出力差ΔＶは、光沢変化による出力変化幅すなわちダイナミックレンジを表し、距離によらずほぼ一定である。
【００２３】
図８及び図９はそれぞれ、光沢度と測距センサ７０の出力Ｖｏとの関係を示すグラフである。光沢度が異なるいくつかのサンプルを用意し、それぞれの光沢度と測距センサ７０の出力Ｖｏとを対応させたものである。図８のグラフは黒色サンプルの測定結果、図９のグラフは白色サンプルの測定結果の例を示す。光沢度の測定方法については、ＪＩＳ  Ｚ  ８７４１によれば、（鏡面）光沢度の測定は測定角度６０[°]を標準とし、１０以下の場合は測定角度８５[°]を、７０を超える場合は測定角度２０[°]を適用することになっている。しかし、ここでは、データの連続性を重視して測定角度６０[°]で統一している。
【００２４】
測距センサ７０の出力Ｖｏは、拡散光が検出メカニズムに関係しているため色による差があり、図９に示すように、白色サンプルに対しては約０．１[Ｖ]と変化が小さい。一方、黒色サンプルに対しては、図８に示すように、白色の場合よりも大きな変化を示し、少なくとも新品状態のベルトよりも小さい光沢度領域（５５以下）では、光沢度に対して直線的に単調変化する。そして、黒色サンプルの場合、光沢度が５５以上でセンサ出力Ｖｏはほぼ一定となる。これは、拡散光の入射レベルが微弱となり、正反射光の入射が支配的になっていることによる。両者のバランスによってセンサ出力Ｖｏが変化する検出メカニズムであるので、どちらか一方が支配的になると距離一定の下でセンサ出力Ｖｏも一定になるのである。
【００２５】
図１０は、検出対象を光路面に垂直な回転軸で傾けた場合の角度−出力特性を得るための装置の一構成例であり、図１１は、その角度−出力特性の一例を示すグラフである。角度の与え方は光軸に対して二つの方向が考えられる。すなわち、光路が成す平面に垂直な回転軸で傾けた場合と、光路が成す平面に平行な回転軸で傾けた場合である。先ず、図１０に示すように、光路が成す平面に垂直な回転軸で傾けた場合について説明する。
【００２６】
測距センサ７０の検出メカニズムから、正反射光がセンサに最も有効に入射しているとき、センサ出力Ｖｏは最小となる。光路に垂直な回転軸で傾けた場合、センサ出力Ｖｏの最小領域（＝有効入射領域）が距離に対応して移動する。特に検出距離Ｌ＝５０[ｍｍ]ではセンサ出力Ｖｏの最小領域が角度θ＝０[°]から完全にずれている。これは、検出距離Ｌが小さいために正反射光のピークが測距センサ７０の光検出素子７１から外れていることが理由である。なお、検出距離Ｌ＝５０[ｍｍ]において、角度θ＝０[°]のときのセンサ出力Ｖｏと角度θ＝−２[°]のときのセンサ出力Ｖｏとの差δが、図７における「定着ベルト面（新品）」条件と「傾斜条件」との差を表す。
【００２７】
図１１から、この測距センサ７０を使って角度θ＝０[°]で光沢変化を感度良く検出するには、検出距離Ｌ≧７５[ｍｍ]であることが必要である。しかし、測距センサ７０を傾ければ、検出距離Ｌ＜７５[ｍｍ]であっても正反射光を有効に検出できることも示している。これによって測距センサ７０の距離に関する設置可能範囲が近距離側に拡大され、レイアウトの制約により測距センサ７０を離すことができず、気流などの冷却手段によって温度上昇を回避する場合にも適用できる。
【００２８】
図１２は、光路が成す平面に平行な回転軸で傾けた場合の角度−出力特性を得るための装置の一構成例を示す図であり、図１３は、その角度−出力特性の一例を示すグラフである。正反射光は拡散光に比べて指向性が高いので、同じ角度でも検出距離Ｌに比例して入射位置がずれてくる。その結果、正反射光の最小領域（＝有効入射領域）は検出距離Ｌが大きいほど狭くなる。
【００２９】
図１４は、測距センサ７０から出射される光のビーム径の簡易測定方法について説明するための斜視図である。また、図１５は、測距センサ７０を検出対象物７５の幅方向に移動させ、検出対象物７５の端部が測距センサ７０の光軸近傍を通過するときの出力変化を求めたグラフである。また、表２は、図１５における各センサ出力Ｖｏの変化Ａ〜Ｄに対応する画像パターンの種類及び上記距離Ｌを示している。
【表２】
2015068877.tif 000007
【００３０】
ここで、センサ出力Ｖｏが受光量に比例する場合は、ビーム中心が検出対象物７５の端部（この場合ではＸ＝±２５[ｍｍ]）にあるとき約０．５となる。このとき、センサ出力ＶｏをＸで微分して得られた波形がビームプロファイルである。そして、そのピーク強度に対して所定の割合となる大きさがビーム径である。
【００３１】
しかし、本実施形態の測距センサ７０の場合、ＰＳＤの動作原理により出力が受光量と対応しないため、ビーム中心が検出対象物の外側にある状態でも高い出力状態となる。従って、この場合、センサ出力Ｖｏから正しいビームプロファイルを得ることはできない。しかし、センサ出力Ｖｏが変化を始める位置では、少なくともビームが検出対象物にかかっていることを意味しているので、およそのビーム径を知ることができる。但し、一般にビームプロファイルは釣り鐘型であるので、中心に近いほど光エネルギーが大きく、ビーム端部の寄与は小さい。
【００３２】
センサ出力Ｖｏが変化を始める位置と検出対象物の端部位置との差がビーム半径と対応するので、画像パターンや距離によって値が異なるが、今回検出しようとする黒色の対象物ではビーム径が最大約２０[ｍｍ]であることが分かる。これは、検出しようとする光沢変化領域の幅（約２[ｍｍ]）よりも大きい。これが、光沢低下の程度と位置とを正しく検出できない理由である。
【００３３】
なお、図１５に示すグラフは、測距センサ７０のセンサ位置の調整に利用することができる。すなわち、構成部材としての定着ベルト２６に巻き付いたり、定着ベルト２６から剥離したりして停止した用紙Ｐの端部を検出することによって、稼動時間により経時で発生する定着ベルト２６の表面の局所的な光沢低下部にセンサの光軸を合わせることができる。より具体的には、用紙Ｐの余白領域に対応した定着ベルト２６の表面に光源からの照射光の光軸を合わせるようにセンサ位置の調整を行うことができる。このセンサ位置調整については、後述する（図２８，２９参照）。
【００３４】
検出しようとする光沢変化領域の幅に対してセンサのビーム径が大き過ぎることによって生じる、上記光沢低下の程度と位置とを正しく検出できない問題は、スリット（開口）を設けた遮光部材を検出対象物側に配設することによって防ぐことができる。
【００３５】
図１６は、所定の大きさのスリット（開口）を設けた遮光部材（アパーチャ）を検出対象物側に配置した装置の一構成例を示す斜視図である。図１６では、検出対象物である無端移動表面を有する回転部材としての定着ベルト２６に対してスリット７７ａを設けた遮光部材７７を測距センサ７０の検出光の光路中に配置する。遮光部材７７は定着ベルト２６の表面に近いことが望ましい。遮光部材７７を定着ベルト２６表面から離すと、その距離に応じてセンサ出力Ｖｏが変化する。その変化量は、図７、８によって決定される。
【００３６】
図１７及び図１８は、遮光部材自体の光沢度とスリット幅とによって生じるセンサ出力変化の一例を示すグラフである。図１７は、遮光部材を光沢度９の低光沢部材で構成した場合のグラフであり、図１８は、遮光部材を光沢度１００の高光沢部材で構成した場合のグラフである。
【００３７】
図１７に示すグラフでは、遮光部材７７のスリット幅Ｓが大きいものに比べて小さいものの方が、高光沢側でセンサ出力Ｖｏが上昇する。そして、測距センサ７０が感度を持つ（出力が変化する）光沢領域が、遮光部材無しの場合よりも高光沢側に拡がる。これは、遮光部材７７が低光沢であることで、光検出素子７１に対する拡散光の入射レベルが上昇するため、正反射光の入射レベル上昇に伴う両者のバランス変化を反映する余裕が増大したことがその理由である。
【００３８】
一方、図１８に示すグラフでは、遮光部材７７のスリット幅Ｓが大きいものに比べて小さいものの方が、低光沢側でセンサ出力Ｖｏが減少する。
【００３９】
遮光部材７７が低光沢と高光沢との何れの場合も、遮光部材７７の光沢度に近い領域ではセンサ出力Ｖｏの変化が小さい。スリット７７ａを有する遮光部材７７を配設した場合、スリット７７ａのスリット幅Ｓや、スリット７７ａの中心軸と測距センサ７０の光軸とのズレなどがセンサ出力Ｖｏに影響する。この影響は、検出（判別）したい光沢度に近い光沢を持つ部材を遮光部材７７に採用することで小さくすることができる。すなわち、ベタ画像中の光沢ムラは光沢低下の比較的早い段階で発生するため、遮光部材７７を高光沢にすれば安定に検出でき、汚れは光沢低下の遅い段階で発生するため、遮光部材を低光沢にすれば安定に検出できる。
【００４０】
図１９及び図２０は、センサ出力変化をスリット幅との関係で表したグラフである。図１９は、遮光部材７７を光沢度９の低光沢部材で構成した場合のグラフであり、図２０は、遮光部材７７を光沢度１００の高光沢部材で構成した場合のグラフである。図１９及び図２０のグラフでは、いずれもスリット幅Ｓが小さくなるに従い、ダイナミックレンジ（センサ出力Ｖｏの変化幅）が狭くなることが示されている。そして、図１９に示すように、遮光部材７７が低光沢の場合、低光沢側が安定している（スリット幅に対して変化が小さい）。また、図２０に示すように、遮光部材７７が高光沢の場合では、高光沢側が安定（スリット幅に対して変化が小さい）。
【００４１】
図２１は、用紙サイズ（長手方向送りのみ表示）と光沢変化部の関係を示す説明図である。図２１に示す例は、Ａ系列及びＢ系列の用紙Ｐのサイズを示しているが、海外では様々なサイズの用紙が使用される。幅方向のサイズに限定してみると、Ａ３長手送りとＡ４短手送りのように、あるサイズの長手送りとその半分のサイズの短手送りで幅が同一となる。画像形成装置にＡ３長手送りとＡ４長手送りの２種類が格納されているとすると、そのサイズは実線の通りである。そして、それぞれの余白位置では、定着ベルト（又はローラ）２６と用紙Ｐが直接接触する状態となるので、定着ベルト（又はローラ）２６の表面には当該位置２６ｃ，２６ｄで光沢の低下（離型性の低下）が早く進行する。一般的には、用紙位置が紙幅方向に変動する量は小さく、非常に狭い幅（スジ状）の光沢低下となる。このため、やがてＡ３用紙の画像領域にＡ４用紙の余白に対応した位置２６ｃに光沢ムラが発生し、その後汚れが発生してしまう。光沢ムラや汚れを発生しにくくするために、本実施形態では、用紙位置を細かく移動させて光沢ムラを発生しにくくしている。具体的には、±１［ｍｍ］の範囲を０．１［ｍｍ］刻みで移動させる搬送制御を行っている。つまり、最終的な局所光沢低下（＝光沢ムラ）の幅は２［ｍｍ］となる。なお当然のことながら、最大サイズ自身の余白に対応した位置２６ｄは画像に何ら影響を及ぼすことはない。
【００４２】
次に、用紙を搬送方向と直交する幅方向の位置を移動させて搬送させるための記録媒体搬送位置変更手段としての用紙移動機構について説明する。
【００４３】
図２２は、用紙をレジストローラ４９前の搬送部で幅方向に移動させる用紙移動機構の一例を示す概略構成斜視図である。図２２に示す用紙搬送機構は、図示しない用紙エッジセンサによって用紙幅方向の端部位置を検出している。この端部位置の検出結果に基づいて、レジストローラ４９前の搬送部を構成する搬送手段としての搬送ローラ対４７を軸線方向（用紙幅方向）に移動させて、通紙動作毎に用紙Ｐの搬送位置を所定の位置になるように変更する。同時に画像形成位置も変更する。この用紙搬送機構によれば、１枚毎に用紙Ｐの搬送位置を変更可能であり、変更後の位置精度が高く、画像位置調整も高精度に行えるという利点がある。
【００４４】
図２３は、定着ベルト表面の画像をＣＣＤカメラで撮影し、その画像情報としての輝度を局所光沢低下（スジ）と直交する方向（ベルトの軸線方向）のプロファイルとして表したグラフである。縦軸は、階調の最大値である２５６（＝８［ｂｉｔ］）を１００［％］とする比率で表した輝度値［％］である。図２３によれば、局所光沢低下品の定着ベルトは約２［ｍｍ］の幅でＵ字上に輝度低下していることが確認できる。これに対して新品の定着ベルトは輝度値がほぼ一定で、全体的に輝度値が高めである。このプロファイルにより、定着ベルト上の局所光沢低下が光学的な特性変化を伴っていることが理解できる。
【００４５】
また、上述したように、ＪＩＳ  Ｚ  ８７４１で示される光沢度の測定原理から、検出対象は平面であることが想定されているため、定着ベルト２６が平面状態となる位置で光沢度の測定を行った。しかし、定着ベルト２６が平面状態となる位置は、定着ローラ２６ｂと加熱ローラ２６ａとの間で掛け渡される部分に限られ、観測可能な領域に制約がある。また、実際には、定着ベルトが平面状態となる位置といっても、微小な波打ちなどが発生すると正反射光の向きが変化するため、光沢度合を安定して観測することは困難である。また、定着ベルトを用いないローラ定着の場合は、平面となる部分が存在しないので、このままでは光沢度の測定が難しい。このため、測距センサの設置箇所の自由度を上げるため、ローラ巻き付け部などの曲率を有する曲面で光沢度の測定ができることが望ましい。
【００４６】
そこで、本実施形態では、本発明者らによる実験及び検討結果に基づき、曲率を有する曲面で光沢度を測定できるように光学的検出手段を構成した。
【００４７】
まず、測距センサ７０で曲率を有する曲面の光沢度の測定ができるか否かについて評価した本発明者らによる評価実験について説明する。
図２４は、曲率を有する曲面を測距センサで観測した評価実験装置の概略構成の一例を示す説明図である。また、図２５は、図２４の評価実験装置を用いた評価実験による測定結果の一例を示すグラフである。
【００４８】
図２４に示すように、所定の光沢度を有する検出対象１００を巻き付け径２Ｒの円筒１０１に貼付し、距離Ｌだけ離れた位置から測距センサ７０で観測し、その出力を得た。そして、測距センサ７０のｙ方向（図中上下方向）の位置を変化させ、センサ出力Ｖｏの変化を求めた。ここで、測距センサ７０をｙ方向に変化させたとき、測距センサ７０と検出対象１００との距離Ｌは円筒１０１の曲率分だけ変化（増大）するが、ここではその変化は無視し、公称値Ｌで統一表記する。
【００４９】
図２５に示すグラフは、図２４の評価実験装置において、距離Ｌ＝５０[ｍｍ]および巻き付け径２Ｒ＝７４．４[ｍｍ]の条件下で、光沢度が９と４８との２種類の検出対象１００に対する測定結果を表している。また、計算値は、測距センサ７０としての検量線データ（図４参照）から算出した推定値である。低光沢時（光沢度９）の変化が計算値と一致せず右上がりであることの主な理由は、反射面の曲率によって照射光の光軸から離れた方向に照射光が拡がることによって歪み、検出される拡散光の重心がずれてしまうことによる。さらに、ｙ＝０で計算値よりもセンサ出力が小さい理由は、拡散反射の不完全さにより正反射の影響を受けていることによる。
【００５０】
図２５のグラフ中、Ａ点は、ＰＳＤ上の遠隔検出側端部に正反射光が入射している状態を表す。Ｂ点は、拡散光と正反射光とが同一の光路を形成しＰＳＤの同位置に入射している状態を表す。Ｃ点は、ＰＳＤ上の近接検出側端部に正反射光が入射している状態を表す。また、Ａ点とＣ点との間の範囲Ｗは、ＰＳＤ上を正反射光が移動する範囲を表す。
【００５１】
図２５の結果と平面を検出対象としたときの結果との比較から、光沢変化を検出可能なセンサ位置はＡ点であり、Ａ点での光沢度変化に対する測距センサ出力Ｖｏの変化の範囲ΔＶが求めるセンサ出力範囲を表す。すなわち、ｙ＝Ａとなるように測距センサ７０を配置すれば、曲率を持った曲面に対して、光沢度が低い場合（光沢度９）と高い場合（光沢度４８）とで、最も大きなセンサ感度を得ることができる。
なお、図２４から、Ａ点は半径Ｒの円の中心からセンサ面へ下ろした垂線からのオフセット量で定義される。
また、Ｃ点においても光沢変化に対応するセンサ出力変化が得られており、この位置でも光沢変化検出が可能である。この場合は、高光沢出力＞低光沢出力となっており、Ａ点の場合とは逆で、センサ出力Ｖｏは高光沢であるほど大きくなる。これは、検出素子上の正反射光入射位置が拡散光に対してＡ点とは逆側になっていることによる。
図２５に示すグラフの比較から、高光沢時のセンサ出力が最小となる（Ａ点）ｙの値（位置）は、巻き付け径２Ｒに対しては不変で、距離Ｌに対して変化することが確認できる。
【００５２】
次に、本実施形態に係る画像形成装置の構成例について説明する。
図２６は、定着ベルト２６の曲率を有する巻き付け部に向けて測距センサ７０を配設した場合の定着装置２５の概略構成の一例を示す斜視図である。図示の例では、測距センサ７０は、用紙Ｐの排出側の斜め下方から定着ベルト面を観測するように配設されている。これにより、検出光の光路中を用紙Ｐが通過することになり、図示しない移動手段を用いて測距センサ７０を定着ベルト２６の無端移動方向と交差する幅方向に移動させて用紙Ｐの側端部を検出することが可能となる。よって、検出したい用紙サイズの端部の余白領域に対応した定着ベルト２６の表面を観測できるように、測距センサ７０のセンサ位置を正確に調整することができる。
【００５３】
図２７は、通紙領域の上部に測距センサ７０を配設した場合の定着装置２５の概略構成の一例を示す側面図である。図示の例では、測距センサ７０の検出光は定着ローラ２６ｂに掛け渡された定着ベルト２６を観測するが、上記図２６で示した構成と異なり、その光路中を用紙Ｐは通過しない。このため、測距センサ７０で用紙Ｐの側端部を検出するために、測距センサ７０を９０度回転させて用紙通過領域に向けることができるように、図示しない回転機構などの検出方向切換手段が設けられている。また、定着後の用紙Ｐを搬送するための搬送ガイド部材１０２が設けられている。なお、この構成例では、用紙Ｐの剥離挙動を観測することはできないようになっている。
【００５４】
測距センサ７０を用紙通過領域に向けてセンサ位置の調整を行う場合において、用紙Ｐを停止させた場合、用紙Ｐは搬送ガイド部材１０２上で停止する。測距センサ７０の位置調整を行う際に、搬送ガイド部材１０２の搬送面の光沢度が大きい方が、用紙端部でのセンサ出力差が大きく現れるので位置調整が容易となる。一般的に、搬送ガイド部材は表面が黒色であるが、表面状態が粗く低光沢であることが多い。そこで、本実施形態に係る搬送ガイド部材１０２は、表面加工して光沢度を高くしたり、金属などの鏡面を有する高光沢部材を用いたりすることにより、光沢度を高くしている。このように、測距センサ７０の検出方向を切り換えることにより、測距センサ７０を用紙搬送路である通紙領域の上部に設けた場合であっても、用紙端を検出してセンサ位置調整を行うことができる。
なお、図２７において、定着ベルト２６に当接する光沢回復手段としてのリフレッシュローラ２９は、光沢低下検出時に定着ベルト表面を微量研磨するローラであり、接離可能に構成されている。
【００５５】
図２８は、測距センサの位置を調整するために検出する用紙上の画像パターンの一例を示している。前述の図２６、２７に示した構成では、図１５に示すような端部検出特性によって、白紙であっても位置調整が可能である。
【００５６】
図２７に示した構成の場合は、図２８に示すように、先端ベタの画像パターンＰａを形成し、定着ベルト２６と加圧ローラ２７との間に形成される定着ニップを通過した直後の用紙Ｐの先端部を定着ベルト２６に巻き付かせる。その結果、定着ベルト２６上に余白をもつ用紙Ｐが巻き付いた状態となるので、測距センサ７０のセンサの位置調整は非常に容易となる。
一方、図２６に示した構成の場合は、定着ベルト２６に用紙Ｐを巻き付かせる必要がないので、画像パターンＰａを形成せず白紙の状態でよい。
【００５７】
図２９は、本実施形態に係る測距センサ７０の位置調整の手順の一例を説明するためのフローチャートである。
図２９において、まず、「通紙開始」を行う（ステップＳ１）。このステップＳ１は、センサ位置調整モードを選択し通紙を開始するステップである。センサ位置調整モードは、製造工程やフィールドの保守要員によって実行されるモードであり、画像形成条件や動作が異なる。また、搬送上の不具合を回避するために紙厚を検出し規格外の用紙を遮断する機能を持つ画像形成装置では、定着装置で意図的に用紙の巻き付きジャムを発生させるため、その機能を無効に設定しておく。
【００５８】
次に、「画像形成」を行う（ステップＳ２）。このステップＳ２は、図２８に示す巻き付き発生用の画像を形成し、用紙Ｐに転写するステップである。このとき、巻き付き対象となる部位では、裏面通紙時に巻き付き発生側の条件設定がされる。例えば、画像は先端部にベタ画像を形成する条件設定がされる。また、定着装置では線速を低下させ、定着温度を上昇させる条件設定がされる。なお、このステップＳ２は、図２６に示した構成では、定着ベルト（又はローラ）に用紙を巻き付かせる必要がないので不要なステップである。
【００５９】
次に、「停止」を行う（ステップＳ３）。このステップＳ３は、用紙Ｐを定着装置２５の定着ベルト２６に巻き付いた状態で停止させるステップである。通常の用紙搬送と異なり、巻き付かせることが目的であり、所定量の用紙搬送で停止させる必要がある。具体的には、用紙Ｐが定着ニップを所定量通過して定着ベルト２６に巻き付いた状態で停止させる。
【００６０】
次に、「センサ位置調整」を行う（ステップＳ４）。このステップＳ４は、停止した用紙Ｐ上の画像から用紙エッジを検出して、測距センサ７０の位置を調整するステップである。測距センサ７０の検出光のビームが用紙エッジにかかったところ（センサ出力の変化開始位置）から、ビームスポット径の１／２だけ更に移動させたところが用紙エッジ位置になる。一般的には、所定開口のアパーチャを設置すれば開口の１／２の移動で用紙エッジ位置にセンサ位置を合わせることができる。
【００６１】
最後に、「用紙除去」を行う（ステップＳ５）。このステップＳ５は、測距センサ７０の位置調整後、停止して残っている用紙Ｐを取り除くステップである。
【００６２】
図３０，３１は、定着ベルト表面の観測波形を示すグラフであり、図３０は光沢低下が無い部分の観測波形を表し、図３１は局所光沢低下（＝光沢ムラ）が僅かに発生している部分の観測波形を表している。図３０，３１に示すグラフは、ベルトの巻き付け径２Ｒ＝９０［ｍｍ］、距離Ｌ＝５０［ｍｍ］、ベルトの線速度は４４０［ｍｍ／ｓ］、サンプリング周波数ｆｓ＝１［ｋＨｚ］の条件で観測した波形である。また、ベルトの周期（約１．１８［ｓ］）を明示するため、ベルト面に貼付したマーカをフォトインタラプタで検出した結果を重ねてある。センサがマーカの先端と後端を検知しているため、図中に２本の縦線で表示されている。更に、基波形に加え、５０［Ｈｚ］を遮断周波数とするローパスフィルタ処理後の波形を「フィルタ後」として重ねて表示している。
【００６３】
図３０，３１から、次の１〜５を確認することができる。
１．細かいノイズが常に発生している（センサの発振に伴う１７［ｍｓ］周期のノイズである）。
２．ベルトの周期に依存する変化はほとんど無い。
３．平均的な出力から外れて不連続に変動している部分がある。
４．光沢低下部の出力が正常部の出力よりも大きい。
５．ローパスフィルタによって上記１のノイズが除去されている。
また、取得波形から、ローパスフィルタ後のベルト１周分の平均値をその位置における安定な特徴量として抽出した。この平均値は、統計的に０．０１［Ｖ］を十分に判別することができる。
【００６４】
図３２は、局所光沢低下（光沢ムラ）の程度（ランク）別のベルトサンプルに対するセンサ出力プロファイルを示すグラフである。センサ出力は前記ベルト１周分の出力平均値である。また、センサとベルトとの間の距離Ｌは５０［ｍｍ］である。図中のランクは、５（新品）を最大として値が小さいほど状態が悪いことを意味している。ここでは、ランク４．５とランク４とがリフレッシュ動作済み、ランク３とランク２とがリフレッシュ未実施の状態のベルトである。プロファイルは位置Ｘ＝０がセンサ位置と局所光沢低下（スジ）とが一致している状態を表している。
【００６５】
図３２に示すプロファイルから、ベルトのスジ位置の出力は、周辺に対してある幅で上昇しており、感度があることがわかる。また、スジ位置周辺の出力がリフレッシュの有無によって異なることがわかる。さらに、スジ位置の出力は、単独ではランク値と対応せず地肌出力の影響を受けることがわかる。つまり、スジ位置の出力は単独でランクを表すことができず、相対的なものであることを意味する。
なお、アパーチャを設置した場合でも上記の関係に全く変化はなく、スジ発生部分のみを抽出できても、やはり周辺の光沢を反映した値であることに変わりがない。
【００６６】
図３３は、スジ位置の出力とスジ位置の周辺出力（Ｘ＝１０［ｍｍ］）との差をとり、ランク値との関係をプロットしたグラフである。
図３３に示すように、グラフは単調変化しており、かつランク間で０．０１［Ｖ］以上の差があるので、各ランクをセンサ出力差で判別できることを示している。この結果から、大径スポットのセンサによって局所光沢低下が検出可能であることが示された。
なお、同一ランクにプロットが複数あるのは、Ｘが−０．４／−０．２／０／＋０．２／＋０．４の各値を表しているためである。これは、センサ位置とスジとのズレが少なくとも±０．４［ｍｍ］を許容できることを表している。
【００６７】
図３４は、センサ出力を指標値に変換する方法を示すグラフである。
前記図８に示すグラフから、光沢度５５以下では、均一な光沢度に対してほぼ直線的に変化するセンサ出力特性となっている。新品ベルトの場合、その光沢度は約５０であるので、以下光沢度が５５以下の領域について考える。
【００６８】
センサ出力特性は、感度や遮光部材（アパーチャ），距離などによって変化する。そこで、低光沢基準と高光沢基準とに対するセンサ出力が得られれば、他の条件と比較できる。即ち、低光沢基準出力をＶＬ，高光沢基準出力をＶＨ，観測値をＶ０とすると、次の指標値算出式（４）によって、低光沢基準時で１、高光沢基準時で０となるような指標値αとして表すことができる。
【数４】
2015068877.tif 000008
【００６９】
図３５，３６は、上記指標値算出式（４）の有効性を確認するため、図３２のプロファイルにおけるランク４のサンプルに対して感度が異なる２種類のセンサのプロファイル比較を示すグラフである。
図３５のプロファイルは、センサ出力そのものの比較である。低感度品の出力が標準品よりも出力が大きいのは、出力特性が負の傾きを持っているため、低光沢時の出力に比べて変化が小さいことを表しているからである。両者の差は０．０１［Ｖ］程度あり、明らかに異なる。
一方、図３６のプロファイルは指標値算出式（４）によって指標値に変換した結果のプロファイルである。センサの感度差が解消されほぼ同じプロファイルが得られていることがわかる。よって、指標値算出式（４）の有効性が示された。
【００７０】
図３７は、二つの測距センサ７０ａ，７０ｂによって定着ベルト２６の局所光沢変化を検出する構成を示す斜視図である。
二つの測距センサ７０ａ，７０ｂのうち、一つは用紙エッジ部の局所光沢変化を検出するための測距センサ７０ａ、もう一つは用紙エッジ近傍のベルト面光沢変化を検出するための測距センサ７０ｂである。それぞれのセンサ出力によって、用紙エッジ部の局所光沢変化を近傍に対する相対値として検出することができる。
【００７１】
図３８は、高光沢面に対して隣接配置した二つの測距センサを動作させたときのそれぞれの観測波形を示すグラフである。
図３８中の＃１で表すセンサは常時動作、＃２で表すセンサは動作と停止を繰り返している。波形から二つが動作している区間では大きなノイズが発生していることがわかる。光源の点滅に伴うノイズが上側に現れているのに対して、この場合は下側に現れているのが特徴である。これは二つの光源の発光タイミングが一致したときに、互いの反射光、特に正反射光が他方に入射して出力を減少させていることが原因である。センサは個別にパルス発生器を内蔵しているので発光周期にわずかなずれがあり、動作中に発光タイミングが一致する場合とずれる場合とが発生し、結果としてノイズが大きく現れるときとノイズがほとんど現れないときとがある。つまり、二つの測距センサを隣接配置すると、互いに干渉が生じてしまう。なお、＃１と＃２との平均的な出力の違いは光沢に対する感度の違いを表している。
【００７２】
図３９は、測距センサ７０の内部ブロック図である。
図３９に示すように、パルス発生器７０１によって発生したパルス信号は、ＬＥＤ駆動回路７０２に送信されてＬＥＤ７０３を点滅させるタイミング信号として使用される。また、パルス発生器７０１によって発生したパルス信号はラッチ７０７にも送信され、ＰＳＤ７０４の受光出力を受光アンプ７０５で変換した信号をラッチするために使用される。
【００７３】
図４０は、二つの測距センサＡ，Ｂを交互に発光させて互いの反射光の干渉の影響を回避するための構成を示すブロック図である。また、図４１（ａ），（ｂ）はそれぞれ、図４０に示す測距センサＡ，Ｂを駆動するパルス波形である。
【００７４】
図４０に示すように、単一のパルス発生器７０１が発生するパルス信号を、分配回路７１１によって二つの測距センサＡ，Ｂに交互に分配するようになっている。パルス発生器７０１は周期Ｔ／２，パルス幅τの信号を発生し、この信号を分配回路７１１によってそれぞれの測距センサＡ，Ｂに交互に分配する。その結果、図４１（ａ），（ｂ）に示すように、それぞれの測距センサＡ，Ｂには周期Ｔ，パルス幅τのパルス信号が入力され、パルス発生タイミングが一致することはないので、センサ出力にノイズが発生することを回避できる。また見かけ上、二つの測距センサＡ，Ｂを同時に動作させたのと同じ状態となるので、センサデータ取得に要する時間は、それぞれを個別に動作させた場合の半分の時間で済む。なお、パルス幅τは２００［μｓ］程度であり、上述したコーデンシ株式会社製の「ＯＲＡ１Ｓ０１」という測距センサの発光周期１７［ｍｓ］に対して非常に小さい。これは発光タイミングの分離が容易に行えることを意味している。
【００７５】
図４２は、光路中にアパーチャを設置した場合と設置しない場合とを比較したセンサ出力プロファイルである。
上記図１８，２０に示すグラフにおいて、アパーチャが高光沢である場合、対象の光沢度が低い領域で感度が小さくなり、対象の光沢度が高い領域で開口に対して安定になることが示されている。しかしこの結果は、対象面上にアパーチャを配置した場合のものであり、実際の運用ではアパーチャを対象面からある程度離す必要があり、アパーチャ面の反射光が距離によって変化する。そこで、上記図３２におけるランク４のサンプルに対してアパーチャ有無の比較を行った。条件は、測距センサとベルトとの間の距離Ｌ＝５０［ｍｍ］、測距センサとアパーチャとの間の距離＝４６［ｍｍ］、アパーチャの光沢度＝１００、開口幅＝２［ｍｍ］とした。
【００７６】
図４２に示すように、測距センサ出力Ｖ０の絶対値は、「アパーチャ無し」に比べて「アパーチャ有り」の方が小さいが、これはアパーチャを含む全体の光沢度が高くなったことによる出力低下である。両者のプロファイルがほぼ同じ位置となるようにオフセット調整を行うと、次のように「アパーチャ有り」の方が感度が大きくなっている。すなわち、位置Ｘ＝−１０［ｍｍ］を基準とするピーク出力の差が、「アパーチャ無し」では０．０３０［Ｖ］、「アパーチャ有り」では０．０３７［Ｖ］であり、「アパーチャ有り」の方が感度が大きくなっている。これは、アパーチャの距離の効果に加え、光沢低下部周辺がより高光沢のアパーチャにマスクされたことによってコントラストが大きく現れたことによると考えることができる。この結果から、局所的な光沢低下を高感度に検出する方法として、高光沢のアパーチャを配置することが有効であると言える。
【００７７】
図４３は、揺動アームを用いて２個の遮光部材を互いに切り換えて使用することができるアパーチャ切換機構７５０を示す斜視図である。このアパーチャ切換機構７５０を用いて、遮光部材を切り換えることによって、一つの測距センサで局所光沢低下情報と周辺光沢情報との二つを取得することができるようになっている。
【００７８】
上記アパーチャ切換機構７５０は、支持板７５１を有しており、この支持板７５１に測距センサ７０が固定されている。また、支持板７５１には、第１の遮光部材７５２と第２の遮光部材７５３とを互いに９０［°］ずらした状態で保持する揺動アーム７５４が揺動可能に支持されている。この揺動アーム７５４は、モータ７５５と一対のギヤ７５６とによって揺動駆動するが、支持板７５１に固設されたストッパ７５７により、その揺動角度が約９０［°］に制限される。
【００７９】
上記第１の遮光部材７５２は、図４２で説明したアパーチャである。ただし、この第１の遮光部材７５２は必須ではなく、設けなくてもよい。また、上記第２の遮光部材７５３は、既知の光沢度を局所光沢低下部と略同じ幅で持つマスクである。上記揺動アーム７５４は、揺動動作時に各遮光部材７５２，７５３の端部が検出対象に接近するため、これらの遮光部材７５２，７５３を対象面近傍に配置することができない。むしろ、測距センサ７０の近傍に配置することによって小型に構成することができる。なお、図４３では、揺動アーム７５４の駆動源をモータ７５５とギヤ７５６とで構成しているが、これに限られるものではなく、ソレノイドとバネとを用いた構成であってもよい（図４６参照）。
【００８０】
上記構成のアパーチャ切換機構７５０によって局所光沢低下情報を取得する場合は、第１の遮光部材７５２を検出対象物に対してセット状態にして、周辺光沢を含む光沢低下部のセンサ出力を得る。なお、局所光沢低下情報を取得する場合には、第１の遮光部材７５２が無い構成も有り得る。一方、周辺光沢情報を取得する場合は、第２の遮光部材７５３を検出対象物に対してセット状態にして、光沢低下部を除いた周辺部のセンサ出力を得る。そして、指標値変換後の両者の差をもって、局所光沢低下情報とする。
【００８１】
図４４（ａ），（ｂ）はそれぞれ、第２の遮光部材７５３の断面形状を示す。
前述の図１５に示したように測距センサの照射光は平行光ではなく拡がりをもっている。このため、遮光部材断面での散乱の影響を回避するため、照射光及び反射光が通過する開口部分は、図４４（ａ）に示すようにシート材７５８の貼付によって肉厚面が影響しないような形状とするか、同図（ｂ）に示すようにテーパ形状とするのがよい。
【００８２】
図４５は、リンクを用いたアパーチャ切換機構８００であって、一部分解した状態を示す斜視図である。
上記アパーチャ切換機構８００は、支持板８０１を有しており、この支持板８０１に測距センサ７０が固定されている。また、支持板８０１には、４本の支軸８０２によって開口部８０３ａが形成された補助板８０３が固定されている。支持板８０１と補助板８０３との間に、第１の遮光部材８０４と第２の遮光部材８０５とがリンク機構８０６によって移動可能に保持されている。リンク機構８０６は、上下２組で遮光部材に連結して１組に構成される。つまり、第１の遮光部材８０４と第２の遮光部材８０５とがそれぞれ別々のリンク８０７，８０８によって保持される。それぞれの遮光部材８０４，８０５を移動させるリンク８０７，８０８は、連結アーム８０９によって連結され、一方の動きに連動する構成となっている。なお、補助板８０３に固設されたストッパ８１０が、第１の遮光部材８０４と第２の遮光部材８０５とに当接し、これら遮光部材８０４，８０５の移動を制限するとともに、所定の位置に位置決めする。
【００８３】
上記第１の遮光部材８０４と第２の遮光部材８０５とは、図４３を用いて説明した遮光部材と略同様である。また、図４５では、リンク機構８０６の駆動源をモータ８１１とギヤ８１２とを用いて構成しているが、これに限られるものではなく、ソレノイドとバネとを用いて構成してもよい（図４６参照）。
【００８４】
上記アパーチャ切換機構８００では、第１の遮光部材８０４及び第２の遮光部材８０５が平行を保ったまま移動するので、対象面近傍に配置することができる。これにより、拡がりを持つ照射光と反射光とを反射位置近傍で遮ることができ、不要な散乱を防ぐことができる。また、対象面近傍に遮光部材があるため、軸線方向の位置合わせが容易になる。また、各遮光部材８０４，８０５を対象面近傍に配置する場合、測距センサ７０から離れるとセット位置の精度が低下するが、支持板８０１と連結した補助板８０３を配置しているので、セット位置の精度の低下を防いでいる。なお、第１の遮光部材８０４及び第２の遮光部材８０５と支持板８０１との距離が、各遮光部材８０４，８０５のセット位置の精度を維持できる範囲内であれば、補助板８０３を設けない構成とすることも可能である。
【００８５】
図４６は、図４５を用いて説明したアパーチャ切換機構８００において、駆動源をソレノイドとバネとを用いて構成した場合の概略構成図である。
図４６に示すアパーチャ切換機構８００は、駆動源としてソレノイド８１３と引張バネ８１４とを組合せて構成している。駆動源の構成以外は、図４５を用いて説明したアパーチャ切換機構８００と同様である。
【００８６】
図４６に示す状態は、第１の遮光部材８０４は引張バネ８１４によって図中右方向に付勢されており、上下の凸形状８０４ａが補助板８０３に固設されたストッパ８１０に突き当たって、第１の遮光部材８０４がセットされた状態である。このとき、ソレノイド８１３はＯＦＦである。この状態でソレノイド８１３をＯＮにすると、プランジャ８１３ａが磁気力によりソレノイド８１３内部に引き込まれて図中左側に移動し、引張バネ８１４の付勢力に抗して、リンク機構８０６を動作させる。すると、第１の遮光部材８０４及び第２の遮光部材８０５が同時に、定着ベルト２６との平行を維持しつつ円弧を描くようにして図中左側に移動する。そして、第２の遮光部材８０５の上下の凸形状８０５ａが補助板８０３に固設されたストッパ８１０に突き当たって、第２の遮光部材８０５がセット状態となる。このようにソレノイド８１３のＯＮ／ＯＦＦによって第１の遮光部材８０４と第２の遮光部材８０５とのセット状態が切り替わる。ソレノイド８１３がＯＮの状態は電力を消費するので、低消費電力となるようにＯＮの状態が短くなるように設計することが好ましい。
【００８７】
図４７は、ディスクによるアパーチャ切換機構９００を示す斜視図である。
図４７に示すように、回転可能なディスク９０１に複数の開口部９０１ａ，ｂ，ｃを形成し、図示しない駆動機構でディスク９０１を回転させて、開口部９０１ａ，ｂ，ｃを切り換えることによって測距センサ７０の出力を取得するように構成してもよい。図示の例では、３種類以上の開口条件を容易に設定することができる。例えば、運用初期を考えると、用紙位置の変化がまだ小さいので発生する光沢の変化幅が狭い状態となる。図１５に示したように、測距センサ７０のスポット径が大きいため光沢変化幅が狭いほど、検出感度が小さくなる。そこで、図４２に基づいて開口幅が更に小さいアパーチャ、例えばディスク９０１の開口部９０１ｂを適用することによって、運用初期での検出感度を大きくすることができる。
【００８８】
図４８は、定着ベルトを新品の状態から運用を開始する場合において、測距センサを２個用いて光沢度検出を行う際の初期設定の手順を示すフローチャートである。
図４８のフローチャートに示すように、新品状態の定着ベルトの運用を開始する場合、まず第１の測距センサの感度調整を行う（ステップＳ１０１）。このステップ１０１は、図２５に示す結果に基づいて、定着ベルト表面の観測値が最小（あるいは最大）となるようにセンサのｙ方向位置を調整するステップである。ここで、第１の測距センサとは、図３７における光沢ムラ検出用の第１の測距センサ７０ａ、又は、図４３，４５における第１の遮光部材７５２，８０４がセットされた光沢ムラ検出状態の測距センサ７０である。また、第１の測距センサとは、図４７におけるディスク９０１の開口部９０１ｂがセットされた光沢ムラ検出状態の測距センサ７０であってもよい。
【００８９】
次に、光沢ムラ検出用の高光沢基準出力ＶＨ１を取得する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２は、光沢ムラ検出用の高光沢基準データを取得し、記憶手段に記憶するステップである。新品状態の定着ベルト面を高光沢基準として利用することができる。また、黒色の光沢フィルムを定着ベルトに巻き付けることによって行ってもよい。
【００９０】
次に、第２の測距センサの感度調整を行う（ステップＳ１０３）。このステップＳ１０３は、図２５に示す結果に基づいて、定着ベルト表面の観測値が最小（あるいは最大）となるようにセンサのｙ方向位置を調整するステップである。ここで、第２の測距センサとは、図３７における周辺光沢検出用の第２の測距センサ７０ｂ、又は、図４３，４５における第２の遮光部材７５３，８０５がセットされた周辺光沢検出状態の測距センサ７０である。また、第２の測距センサとは、図４７におけるディスク９０１の開口部９０１ａがセットされた周辺光沢検出状態の測距センサ７０であってもよい。
【００９１】
次に、周辺光沢検出用の高光沢基準出力ＶＨ２を取得する（ステップＳ１０４）。このステップＳ１０４は、周辺光沢検出用の高光沢基準データを取得し、記憶手段に記憶するステップである。新品状態の定着ベルト面を高光沢基準として利用することができる。また、黒色の光沢フィルムを定着ベルトに巻き付けることによって行ってもよい。
【００９２】
次に、小サイズ用紙の巻き付き状態の設定を行う（ステップＳ１０５）。このステップＳ１０５は、用紙エッジの光沢低下を検出するサイズの用紙をベルトに巻き付かせるステップである。詳しくは、図２９で示すフローチャートによる手順で行う。ただし、このステップＳ１０５は必須のステップではなく、例えば図２６に示した構成の場合には、定着ベルトに用紙を巻き付かせる必要がないので、行わなくてもよい。
【００９３】
次に、第１の測距センサの位置合わせを行う（ステップＳ１０６）。このステップＳ１０６は、第１の測距センサを用紙のエッジ位置に合わせるステップである。
【００９４】
次に、大サイズ用紙の巻き付き状態の設定を行う（ステップＳ１０７）。このステップＳ１０７は、光沢ムラが画像状に現れる大サイズ紙を定着ベルトに巻き付かせるステップである。詳しくは、図２９で示すフローチャートによる手順で行う。ただし、このステップＳ１０７は必須のステップではなく、ステップＳ１０５で上述したように、行わなくてもよい。
【００９５】
次に、光沢ムラ検出用の低光沢基準出力ＶＬ１を取得する（ステップＳ１０８）。このステップＳ１０８は、定着ベルトに巻き付いた用紙のセンサ出力によって、第１の測距センサの低光沢基準データを取得し、記憶手段に記憶するステップである。
【００９６】
次に、周辺光沢検出用の低光沢基準出力ＶＬ２を取得する（ステップＳ１０９）。このステップＳ１０９は、定着ベルトに巻き付いた用紙のセンサ出力によって、第２の測距センサの低光沢基準データを取得し、記憶手段に記憶するステップである。
【００９７】
次に、光沢ムラ検出用の用紙幅Ｗを設定する（ステップＳ１１０）。このステップＳ１１０は、用紙エッジの光沢低下を検出するサイズを設定するステップである。
【００９８】
図４９は、図４８を用いて説明した初期設定後の定着ベルト交換までの運用手順を示すフローチャートである。
図４９に示すフローチャートに示すように、まず、当該ジョブの通紙サイズ情報を取得する（ステップＳ２０１）。
次に、上記ステップＳ２０１で取得した通紙サイズが光沢ムラ検出用紙幅Ｗより大きいか否かを比較する（ステップＳ２０２）。このステップＳ２０２は、当該ジョブの通紙サイズと初期設定フローで設定した光沢ムラ検出用紙幅Ｗとを比較するステップである。当該ジョブの通紙サイズが光沢ムラ検出用紙幅Ｗ以下の場合（ステップＳ２０２でＮ）、通紙しても光沢ムラが現れることがないので、通紙実行に移る（ステップＳ２０３）。一方、当該ジョブの通紙サイズが光沢ムラ検出用紙幅Ｗより大きい場合（ステップＳ２０２でＹ）、光沢ムラが現れる可能性があるので、次の定着ベルト面光沢検出用ステップに移る。
【００９９】
上記ステップＳ２０２でＹの場合、光沢ムラ検出用のセンサ出力Ｖ１を取得する（ステップＳ２０４）。このステップＳ２０４は、第１の測距センサ７０ａ（図３７参照）、あるいは、第１の遮光部材７５２（図４３参照）をセットした状態の測距センサ７０のセンサ出力Ｖ１を取得するステップである。
【０１００】
ステップＳ２０４に続いて、周辺光沢検出用のセンサ出力Ｖ２を取得する（ステップＳ２０５）。このステップＳ２０５は、第２の測距センサ７０ｂ（図３７参照）、あるいは、第２の遮光部材７５３（図４３参照）をセットした状態の測距センサ７０のセンサ出力Ｖ２を取得するステップである。なお、見かけ上、ステップＳ２０４の光沢ムラ検出用のセンサ出力Ｖ１の取得と、ステップＳ２０５の周辺光沢検出用のセンサ出力Ｖ２の取得とは、同時である。
【０１０１】
次に、光沢ムラ検出用の指標値α１と周辺光沢検出用の指標値α２とを算出する（ステップＳ２０６）。このステップＳ２０６は、下記の指標値算出式（５），（６）に基づいて、光沢低下部と周辺部の光沢情報（指標値α１，α２）を算出するステップである。
【数５】
2015068877.tif 000009
【数６】
2015068877.tif 000010
【０１０２】
ステップＳ２０６で光沢ムラ検出用の指標値α１と周辺光沢検出用の指標値α２と算出した後、光沢度の低下を表す指標値の差（α１−α２）を予め設定した閾値βと比較する（ステップＳ２０７）。具体的には、「（α１−α２）≧β」の式で比較する。指標値の差（α１−α２）が閾値βより小さい場合（ステップＳ２０７でＮ）、通紙しても光沢ムラが現れることがないので、通紙実行に移る（ステップＳ２０３）。一方、指標値の差（α１−α２）が閾値β以上の場合（ステップＳ２０７でＹ）、光沢ムラが現れる可能性があるので、次のリフレッシュ実行のステップに移る（ステップＳ２０８）。
【０１０３】
ステップＳ２０８の「リフレッシュ実行」は、定着ベルト表面にリフレッシュローラを当接回転させ、ベルト表面を微量研磨するステップである。これにより、光沢度が低下した定着ベルトの表面部分の光沢度を回復させる。
【０１０４】
上記定着ベルト表面のリフレッシュ実行後、次の３つの処理を行う。すなわち、光沢ムラ検出用のセンサ出力Ｖ１の取得（ステップＳ２０８）と、周辺光沢検出用のセンサ出力Ｖ２の取得（ステップＳ２０９）と、光沢ムラ検出用の指標値α１及び周辺光沢検出用の指標値α２の算出（ステップＳ２１０）とを行う。さらに、「（α１−α２）≧β」の式で比較し、定着ベルト表面の光沢度検出判定を行う（ステップＳ２１２）。そして、指標値の差（α１−α２）が閾値βより小さい場合（ステップＳ２１２でＮ）、通紙しても光沢ムラが現れることがないので、通紙実行に移る（ステップＳ２０３）。一方、指標値の差（α１−α２）が閾値β以上の場合（ステップＳ２１２でＹ）、１度定着ベルト表面のリフレッシュを実行したにもかかわらず光沢度の回復が見られないので、回復が不可能と判断し、次のベルト交換要求ステップに移る（ステップＳ２１３）。
【０１０５】
ステップＳ２１３の「ベルト交換要求」は、前ステップＳ２１２で回復不可能と判断されたことを受けて定着ベルトの交換を促す報知を行うステップである。ただし、必ず定着ベルトの交換をしなければならないというわけではなく、より小サイズであれば通紙可能であるから、通紙上の制限を報知した上で通紙を許可してもよい。なお、ステップ２０３の「通紙実行」は、当該ジョブを実行するステップである。
【０１０６】
図５０は、図４９に示すフローチャートを実行可能な制御系の要部構成の一例を示す機能ブロック図である。図５０に示すように、判定手段としての制御部９０には、測距センサ７０と、光沢回復手段としての回復装置９１と、報知手段としての報知装置９２とが接続されている。制御部９０は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等で構成され、所定のプログラムに基づいて測距センサ７０と回復装置９１と報知装置９２とを制御する。回復装置９１は、例えば、リフレッシュローラ２９と、リフレッシュローラ２９を回転駆動させる駆動装置と、リフレッシュローラ２９を定着ベルト２６に対して接離させる接離機構とから構成される。報知装置９２は、例えば、定着ベルト２６の交換を操作パネルに表示したりスピーカからアラーム音を発したりする出力装置及びその駆動回路から構成される。
【０１０７】
上記測距センサ７０は、制御部９０からの制御信号に基づいて定着ベルト２６表面の光沢度の検出を行い、検出結果として出力Ｖ１，Ｖ２を制御部９０に送信する。測距センサ７０の出力Ｖ１，Ｖ２を取得した制御部９０は、上記ステップＳ２０７の演算処理を行い、定着ベルト２６のリフレッシュが必要であると判定した場合、回復装置９１を動作させてリフレッシュを実行する。リフレッシュ実行後に上記ステップＳ２１２の演算処理を行い、リフレッシュを実行しても定着ベルト２６の回復が見込めないと判定した場合、報知装置９２を動作させて、ユーザやサービスマンに報知して交換を促す。
【０１０８】
図５１は、本発明を適用可能な画像形成装置の一例の概略構成図である。
図５１において、画像形成装置は、画像形成手段としてのプリンタ部１００と、記録媒体としての転写紙をプリンタ部１００に供給する記録媒体供給手段としての給紙装置２００とを備えている。更に、画像形成装置は、プリンタ部１００の上に固定されている画像読取手段としてのスキャナ３００などを備えている。また、スキャナ３００の上には原稿自動給送装置４００が備えられている。
【０１０９】
プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８からなる画像形成ユニット２０を備えている。プリンタ部１００は、プロセスカートリッジ１８の他に、潜像書込手段としての光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、レジストローラ対４９、ベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。
【０１１０】
光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体４０の表面にレーザ光を照射する。
【０１１１】
プロセスカートリッジ１８は、像担持体としてのドラム状の感光体４０と、感光体４０の表面を帯電する帯電手段としての帯電装置と、感光体４０に形成された潜像を現像する現像手段としての現像装置とを有している。更に、プロセスカートリッジ１８は、感光体４０の表面をクリーニングする像担持体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置や、感光体４０の表面を除電する除電手段としての除電器などを有している。
【０１１２】
帯電装置によって、感光体４０の表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体４０の表面には、光書込ユニット（露光装置）２１によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。これにより、照射部（露光部）の感光体４０の表面の電位が減衰する。この表面の電位の減衰により、感光体４０表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像装置によって現像されてトナー像となる。感光体４０上に形成されたトナー像は、後述の中間転写体としての中間転写ベルト１０に一次転写される。一次転写後の感光体４０の表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。また、プロセスカートリッジ１８において、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体４０は、除電器によって除電される。そして、帯電装置によって一様帯電されて初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ１８についても同様に行われる。
【０１１３】
次に、中間転写ユニット１７について説明する。
中間転写ユニット１７は、中間転写体としての中間転写ベルト１０、中間転写ベルト１０の表面をクリーニングする中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置などを有している。また、中間転写ユニット１７は、張架ローラ１４、駆動ローラ１５、二次転写バックアップローラ１６、４つの一次転写バイアスローラ６２なども有している。
【０１１４】
中間転写ベルト１０は、所定の張力を有するように張架ローラ１４を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転により、中間転写ベルト１０は図中時計回りに無端移動する。
【０１１５】
一次転写バイアスローラ６２はそれぞれ、中間転写ベルト１０の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト１０をその内周面側から感光体４０に向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体４０と一次転写バイアスローラ６２との間に一次転写電界が形成される。感光体４０上に形成されたトナー像（例えば、イエロー）は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１０上に一次転写される。このトナー像の上には、他の色用の感光体４０上に形成されたトナー像（例えば、マゼンタ、シアン、ブラック）が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト１０上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、「４色トナー像」という。）が形成される。
【０１１６】
中間転写ベルト１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録媒体としての転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置によってクリーニングされる。
【０１１７】
次に、二次転写装置２２について説明する。
中間転写ユニット１７の図中下方には、２本の張架ローラ２３によって紙搬送ベルト２４を張架している二次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動する。２本の張架ローラ２３のうち一方の張架ローラ２３は、中間転写ベルト１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。すなわち、図中右側に配設された一方の張架ローラ２３すなわち転写紙搬送方向の上流側に配設された上流側の張架ローラ２３は、中間転写ユニット１７の二次転写バックアップローラ１６との間に、中間転写ベルト１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１０と、二次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、上記一方の（上流側の）張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１０上の４色トナー像をベルト側から上記一方の（上流側の）張架ローラ２３側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト１０上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、上記二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写される。なお、上記一方の（上流側の）張架ローラ２３に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
【０１１８】
画像形成装置本体の下部に設けられた給紙装置２００には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット４４は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ４２を押し当てている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙が給紙路４６に向けて送り出される。
【０１１９】
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６，４８は、複数の搬送ローラ対４７と、給紙路４８内の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対４９に向けて搬送する。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１０上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２４上から定着装置２５に送られる。
【０１２０】
定着装置２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架して無端移動させるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、この熱源の発熱によって定着ベルト２６を加熱する。加熱された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着される。
【０１２１】
定着装置２５内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板の外側に設けたスタック部５７上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかの何れかの搬送形態が選択される。
【０１２２】
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ３００のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ３００による原稿読取動作がスタートする。一方、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３４内に設けられたミラーによって反射され、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
【０１２３】
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ１８内の各装置や、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット（露光装置）２１が駆動制御され、各感光体４０上に各色トナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。
【０１２４】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて給紙路４６に進入した後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙する。
【０１２５】
画像形成装置は、２色以上のトナーからなる多色画像を形成する場合には、中間転写ベルト１０をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架し、その上部張架面に全ての感光体４０を接触させる。これに対し、黒トナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面を図中左側から３つの感光体４０（イエロー、マゼンタ、シアン）から離間させる。そして、４つの感光体４０のうち、図中最も右側の黒用の感光体４０だけを図中反時計回りに回転させて、黒トナー像だけを作像する。この際、他の色については、感光体４０だけでなく、現像装置４も駆動を停止させて、感光体４０や現像装置４の各部材及び現像装置４内のトナーと磁性キャリア（以下「キャリア」という。）とを含む二成分現像剤（以下「現像剤」という。）の不要な消耗を防止する。
【０１２６】
画像形成装置は、本体内の各機器の制御を司るＣＰＵ等から構成される図示しない制御手段としての制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、例えば３つのモードの中から１つを選択することができる。この３つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
【０１２７】
図５１の画像形成装置において、用紙の搬送方向両端部の画像が形成されない余白領域に対応する定着ベルト２６（またはローラ）や中間転写ベルト１０の表面状態（光沢）変化が検出可能になるので、光沢ムラや汚れが生じる前に交換を報知することができる。また、用紙の搬送方向と直交する幅方向の位置を移動させて用紙を搬送して、上記余白領域に対応する定着ベルト２６（またはローラ）や中間転写ベルト１０の表面をずらす。これにより、定着ベルト２６（またはローラ）や中間転写ベルト１０の交換時期を遅らせて寿命を延ばすことができる。なお、上記報知手段としては、例えば、図示しない操作パネルに部品交換のメッセージを表示したり、アラーム音を鳴らしたりすることにより、ユーザやサービスマンに報知する。これにより、ユーザが通紙を小サイズ紙に限定したり、サービスマンが構成部材の部品を交換したりするなど、不具合を回避するための行動につなげることができる。
【０１２８】
また、本実施形態の画像形成装置においては、定着部のような高温環境や転写部のような粉塵環境で、離れた場所にセンサを配置できるので、温度や粉塵の影響を回避することもできる。
【０１２９】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
光沢性の表面を有する定着ベルト２６などの構成部材を備えた画像形成装置であって、構成部材の表面に光を照射する光源７２などの光照射手段と、構成部材の光が照射された表面で反射された光を受光して出力値を出力する測距センサ７０などの光検出手段と、光検出手段の出力値に基づいて構成部材の表面の光沢が低下しているか否かを判定する制御部９０などの判定手段と、構成部材の表面の光沢が低下していると判定した場合に表面の光沢を回復する動作を実行するリフレッシュローラ２９などの光沢回復手段と、を備える。
これよれば、上記実施形態について説明したように、構成部材の光が照射された表面で反射された光を受光する光検出手段の出力値に基づいて、構成部材の表面の光沢が低下していると判定した場合に、光沢回復手段で構成部材の表面の光沢を回復する。このように構成部材の表面の光沢を回復することにより、その構成部材の交換作業を行わずに、当該構成部材を継続して使用できる。よって、光沢性の表面を有する構成部材の交換作業の負荷を低減することができる。
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、前記判定手段は、前記光検出手段の出力値を、所定の光沢基準に対する出力値に基づいて規格化した指標値に変換し、その変換後の指標値に基づいて前記構成部材の表面の光沢が低下しているか否かを判定する。
これよれば、上記実施形態について説明したように、光検出手段の出力値そのものでなく、その出力値を所定の光沢基準に対する出力値に基づいて規格化した指標値に変換し、その変換後の指標値に基づいて光沢の低下を検出する。これにより、光検出手段の感度差や遮光条件などの検出条件の違いによる出力値の変化の影響を受けることなく、統一した尺度で光沢の低下を検出することが可能になる。
（態様Ｃ）
上記態様Ｂにおいて、光検出手段は、互いに異なる２種類の検出条件それぞれについて、前記光が照射された表面で反射された正反射光と拡散光とを受光し両者の光量の大小関係に応じた出力値を出力し、判定手段は、２種類の検出条件に対応する２つの出力値それぞれを、所定の光沢基準に対する出力値に基づいて規格化した指標値に変換し、その変換後の２つの指標値の差を算出し、２つの指標値の差と閾値との比較結果に基づいて構成部材の表面の光沢が低下しているか否かを判定する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、光沢の回復動作の有無に伴う光沢変動の影響を回避し、安定に光沢低下を検出できる。
また、光沢を検出する構成部材が、光沢性の無端移動表面に記録媒体が接する回転部材である場合は、次のような作用効果が得られる。上記光学的検出手段は、光検出素子が回転部材の無端移動表面で反射した正反射光と拡散光とを受光し、これら正反射光と拡散光とのそれぞれの受光光量に基づいて無端移動表面の光沢度に応じた出力値を出力する。回転部材が新しい場合には光沢度が高いため、回転部材の無端移動表面における記録媒体の搬送方向両端部の画像が形成されない余白領域に対応した表面部分で反射する検出光は、拡散光に比べて正反射光の光量が大きい。これに対して、回転部材の使用により、無端移動表面における余白領域に対応した表面部分の光沢が徐々に失われていくと、拡散光の光量が増えて正反射光の光量が減少していく。以上により、光検出素子手段は、拡散光と正反射光との受光光量の大小関係に基づいて、記録媒体の搬送方向両端部の画像が形成されない余白領域に対応した回転部材の無端移動する表面の光沢度に応じた出力値を出力することができる。
（態様Ｄ）
上記態様Ｃにおいて、構成部材の表面における互いに異なる２箇所それぞれに対向するように光検出手段を２つ備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、光検出手段を２つ備えるので、光検出手段自体の感度が大きい状態で光検出手段からの出力値を取得することができ、その出力値から変換される指標値の差も感度が大きい状態を維持できる。よって、構成部材の表面における光沢の低下をより確実に検出することができる。また、遮光部材を介在させることなく、光検出手段の感度を大きくすることができる。
（態様Ｅ）
上記態様Ｄにおいて、２つの光検出手段を個別に動作させるパルス発生器７０１やラッチ７０７などのなどの駆動制御部を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、光照射手段の同時発光によるノイズ発生を防止し、光沢低下の誤検出を防止することができる。
（態様Ｆ）
上記態様Ｄにおいて、２つの光検出手段の動作タイミングを交互に行うパルス発生器７０１や分配回路７１１などの駆動制御部を備える。
これよれば、上記実施形態について説明したように、一方の光照射手段が消灯している間に他方の光照射手段が発光しデータ取得を行うことで、干渉によるノイズ発生を回避しつつ、データ取得に要する時間を半分に短縮することができる。
（態様Ｇ）
上記態様Ｃにおいて、光検出手段に対して、光沢度が既知の遮光部材７７などの光沢既知部材で構成部材の表面における光沢が低下している光沢低下部を塞ぐ状態と塞がない状態とを切り換えるアパーチャ切換機構７５０などの切換手段を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、光沢低下部を含む光検出手段の出力と、光沢既知部材で光沢低下部を塞いだ光検出手段の出力とを取得することにより、一つの光検出手段で微小領域における局所的な光沢変化分を抽出することが可能となる。
（態様Ｈ）
上記態様Ｇにおいて、光沢低下部を塞がない状態において光照射手段による照射光を特定の幅に制限するスリットが設けられた遮光部材７７を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、上記特定の幅に制限するスリットが設けられた遮光部材７７を備えることにより、構成部材の表面の検出したい領域以外の影響を除くことができ、高感度の検出が可能になる。また、例えば、遮光部材７７を高光沢部材とすることにより、遮光部材部分での反射が寄与して、見かけ上の感度を大きくすることができる。
（態様Ｉ）
上記態様Ｇ又はＨにおいて、切換手段は揺動アーム７５４である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、揺動アーム７５４で光沢既知部材を揺動させて配置を切換えることができ、切換手段を小型に構成することができる。また、例えば、光沢既知部材を光検出手段寄りに配置することで、位置決め構造などを光検出手段周辺に集約でき、構成が小型になる。さらに、構成部材が高温になる場合には、光沢既知部材を光検出手段寄りに配置して構成部材から離すことができ、温度上昇を小さくできるので、光沢既知部材の材質選択の幅を広げることができる。
（態様Ｊ）
上記態様Ｇ又はＨにおいて、切換手段はリンク機構８０６などのリンクである。
これによれば、上記実施形態について説明したように、リンクにより光沢既知部材が検出対象面に対して平行を維持しながら移動できる。従って、その移動の際に光沢既知部材の端部が検出対象面に干渉することがなく、光沢既知部材を検出対象面近傍に配置することができる。よって、拡がりをもつ光ビームを有効に検出でき、光沢既知部材の設置による効果をより向上させることができる。
（態様Ｋ）
上記態様Ｇ又はＨにおいて、切換手段は光照射手段からの照射光と平行な軸を中心に回動するディスク９０１などの平板状である。
これによれば、上記実施形態について説明したように、３種類以上の複数のスリットなどの開口条件を容易に構成でき、構成部材の光沢低下の初期で発生する更に狭い幅での光沢低下に対し検出感度を上げることができる。
（態様Ｌ）
上記態様Ａ乃至Ｋのいずれかにおいて、光沢回復動作後における光沢の判定結果が光沢低下状態と判定されたときに構成部材の交換を促すメッセージ表示やアラーム音などの報知手段を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、光沢回復動作を行っても光沢が回復せず光沢回復が限界に達したときにユーザやサービスマンに報知することができる。よって、ユーザが通紙を小サイズ紙に限定したり、サービスマンが構成部材の部品を交換したりするなど、不具合を回避するための行動につなげることができる。
【符号の説明】
【０１３０】
１  感光体
１０  中間転写ベルト
２５  定着装置
２６  定着ベルト
２９  リフレッシュローラ
４０  感光体
４４  給紙カセット
４４ａ  サイドガイド
４７  搬送ローラ対
４９  レジストローラ対
７０  測距センサ
７０ａ  第１の測距センサ
７０ｂ  第２の測距センサ
７１  光検出素子
７２  光源
７３、７４  レンズ
７７  遮光部材
７７ａ  スリット
７８  センサユニット
７９  支持部材
９０  制御部
９１  回復装置
９２  報知装置
１００  プリンタ部
１０２  搬送ガイド部材
７０１  パルス発生器
７１０  ＰＳＤ
７５０，８００，８５０，９００  アパーチャ切換機構
７５２，８０４  第１の遮光部材
７５３，８０５  第２の遮光部材
Ｐ  用紙
Ｐａ  用紙先端部に形成されたベタ画像パターン
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３１】
【特許文献１】特開２０１０−０６０９１０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８５４７５号公報
【図１】
2015068877.tif 000011
【図２】
2015068877.tif 000012
【図３】
2015068877.tif 000013
【図４】
2015068877.tif 000014
【図５】
2015068877.tif 000015
【図６】
2015068877.tif 000016
【図７】
2015068877.tif 000017
【図８】
2015068877.tif 000018
【図９】
2015068877.tif 000019
【図１０】
2015068877.tif 000020
【図１１】
2015068877.tif 000021
【図１２】
2015068877.tif 000022
【図１３】
2015068877.tif 000023
【図１４】
2015068877.tif 000024
【図１５】
2015068877.tif 000025
【図１６】
2015068877.tif 000026
【図１７】
2015068877.tif 000027
【図１８】
2015068877.tif 000028
【図１９】
2015068877.tif 000029
【図２０】
2015068877.tif 000030
【図２１】
2015068877.tif 000031
【図２２】
2015068877.tif 000032
【図２４】
2015068877.tif 000033
【図２５】
2015068877.tif 000034
【図２６】
2015068877.tif 000035
【図２７】
2015068877.tif 000036
【図２８】
2015068877.tif 000037
【図２９】
2015068877.tif 000038
【図３２】
2015068877.tif 000039
【図３３】
2015068877.tif 000040
【図３４】
2015068877.tif 000041
【図３５】
2015068877.tif 000042
【図３６】
2015068877.tif 000043
【図３７】
2015068877.tif 000044
【図３９】
2015068877.tif 000045
【図４０】
2015068877.tif 000046
【図４１】
2015068877.tif 000047
【図４２】
2015068877.tif 000048
【図４３】
2015068877.tif 000049
【図４４】
2015068877.tif 000050
【図４５】
2015068877.tif 000051
【図４６】
2015068877.tif 000052
【図４７】
2015068877.tif 000053
【図４８】
2015068877.tif 000054
【図４９】
2015068877.tif 000055
【図５０】
2015068877.tif 000056
【図５１】
2015068877.tif 000057
【図２３】
2015068877.tif 000058
【図３０】
2015068877.tif 000059
【図３１】
2015068877.tif 000060
【図３８】
2015068877.tif 000061