(57)【要約】    【課題】  簡単な構成で照明光の適正なモニタリングを可能として対象物の表面状態の情報の適正な検出を可能とする。    【解決手段】  表面情報検出システムは、アレイＬＥＤ光源２１からの光を被検出面６１ａに照射し、被検出面６１ａからの反射光をＰＤアレイ２２により検出して、被検出面６１ａの表面状態に係る情報を検出する。アレイＬＥＤ光源２１からの放射光を光路偏向部材２７の第１の反射面２７ａと、第２の反射面２７ｂと、第３の反射面２７ｃで順次反射偏向してＰＤアレイ２２に入射させてＬＥＤ光源２１の光量変動をモニタリングする。光路偏向部材２７は、第１の反射面２７ａと第３の反射面２７ｃを形成する第１の反射部材２７−１と、反射面の法線方向を下方に向けて第２の反射面２７ｂを形成する第２の反射部材２７−２とで構成している。【選択図】    図１
2017116505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともアレイ光源とアレイ受光器とレンズとを備え、前記アレイ光源からの放射光を集束させて被検出面に照射し、当該被検出面からの反射光を前記アレイ受光器により検出することにより、前記被検出面の表面状態に係る情報を検出する表面情報検出システムにおいて、
前記アレイ光源の光量変動をモニタリングするため、前記アレイ光源からの放射光を反射偏向する第１の反射面と、この第１の反射面からの反射光を反射偏向する第２の反射面と、前記第１の反射面と同一平面上に配置され、前記第２の反射面からの反射光を反射偏向して前記アレイ受光器に入射させる第３の反射面とを形成する光路偏向部材を設け、
前記光路偏向部材は、
前記第１の反射面と前記第３の反射面を形成する第１の反射部材と、
反射面の法線方向を下方に向けて前記第２の反射面を形成する第２の反射部材とで構成してなることを特徴とする表面情報検出システム。
【請求項２】
前記光路偏向部材は、
前記第１の反射部材の前記第１の反射面と前記第３の反射面を共に平面に形成し、
前記第２の反射部材の前記第２の反射面を、前記第１の反射面と前記第２の反射面との中間に位置し且つ前記アレイ光源の配列方向に平行な軸線を中心軸とし、前記第１の反射面と前記第２の反射面との間の距離と前記第２の反射面と前記第３の反射面との間の距離の平均値にほぼ等しい曲率半径を有する部分円筒面からなる凹面に形成したことを特徴とする請求項１に記載の表面情報検出システム。
【請求項３】
前記光路偏向部材の前記第２の反射部材の前記第２の反射面の近傍周囲を囲んで第１のカバーを配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面情報検出システム。
【請求項４】
前記光路偏向部材の前記第１の反射部材の前記第１および第３の反射面の近傍周囲を囲んで第２のカバーを配設したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の表面情報検出システム。
【請求項５】
前記第１のカバーと前記第２のカバーとが一体に形成されてなるカバーを具備することを特徴とする請求項４に記載の表面情報検出システム。
【請求項６】
画像を形成して記録媒体上に配置し、この記録媒体上に配置された画像を定着部材により定着させる画像形成装置における前記定着部材の表面情報を検出するための表面情報検出システムにおいて、
第１の走査軸方向に移動している記録媒体上の画像を定着させる前記定着部材の表面情報を検出すべく、前記記録媒体の位置に対応して配設してなることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の表面情報検出システム。
【請求項７】
前記第１の走査軸方向に移動している前記記録媒体の前記第１の走査軸方向の端部が通過する前記定着部材の表面上に発生する傷の程度に係る情報を検出すべく、前記記録媒体の前記第１の走査軸方向の端部が通過する位置に対応して配設してなることを特徴とする請求項６に記載の表面情報検出システム。
【請求項８】
前記表面情報検出システムのセンサ本体を、前記第１の走査軸方向に直交する方向に移動させるための移動手段を備えることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の表面情報検出システム。
【請求項９】
前記表面情報検出システムの前記アレイ光源の光量変動をモニタリングするために前記アレイ光源からの放射光を前記アレイ受光器に導く前記光路偏向部材は、前記第１の走査軸方向に直交する方向についての前記定着部材による画像定着領域外に設置されることを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の表面情報検出システム。
【請求項１０】
前記表面情報検出システムの前記アレイ光源の光量変動をモニタリングするために前記アレイ光源からの放射光を前記アレイ受光器に導く前記光路偏向部材は、前記第１の走査軸方向に直交する方向についての前記定着部材の中央近傍に設置されることを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の表面情報検出システム。
【請求項１１】
請求項６〜請求項１０のいずれか１項の前記表面情報検出システムを備えてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記第１の走査軸方向に直交する方向についての前記定着部材の中心に対する両側に請求項６〜請求項１０のいずれか１項の前記表面情報検出システムを備えてなることを特徴とする請求項１１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、被検出面の表面状態を検出し表面状態情報を得る表面情報検出システムに係り、特に画像形成装置において形成画像を定着させるための定着装置の定着部材の表面状態の検出に適用し得る表面情報検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一部のプリンタ等の画像形成装置において、プリント中に定着ベルトに通紙された用紙のエッジが定着ベルトにあたることによって磨耗傷が発生し、これが原因となってプリントした紙に光沢スジが残ることがある。
従来より、このような摩耗傷等の定着ベルトの表面状態の不具合に対処するため、アレイ光源を用いて表面状態の情報を得る表面情報検出センサが提案されてきた。この種のセンサでは、アレイ光源の各光源の光強度が経時的に変動してばらつくと、センシングによる検出情報を含む受光信号に誤差が生じることになる。このため、基準反射板を用いて照明光の光量をモニタして補正データを作り、経時変化をキャンセルすることが行われてきた。上記基準反射板は、センサから被計測対象である定着ベルトまでの距離とほぼ同じ距離に配置することが望ましい。そこで定着ベルトの表面状態をセンシングする場合には、定着ベルトにおける主走査方向の延長線上に基準反射板を配置するようにしていた。
【０００３】
例えば、特許文献１（特許第５３２１９０３号）には、画像形成装置としてのレーザプリンタにおいて、光源からの照明光の一部の光量を平面ミラー２枚により取り出して受光素子へ導き光源の光強度をモニタリングする技術が開示されている。
しかしながら、定着ベルト（「転写ベルト」と称されることもある）を張架して該定着ベルトを駆動する定着ローラの主走査方向の延長線上にはモータ部分など他のパーツが配置されており、基準反射板の設置が困難となることがあった。
また、定着ベルトにおける主走査方向の延長線上に基準反射板を配置した場合には、基準反射板が定着ベルトに近接するため、紙粉等のごみが基準反射板の反射体表面上に付着し易く、光量補正精度を劣化させるおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、摩耗傷等の定着ベルトの表面状態の不具合に対処するため、アレイ光源を用いて表面状態の情報を得るための表面情報検出センサでは、基準反射板を用いてアレイ光源の各光源による照明光の光強度、つまり光量をモニタして補正データを作り、経時変化をキャンセルすることが行われる。定着ベルトの表面状態をセンシングする場合には、基準反射板は、センサから被計測対象である定着ベルトまでの距離とほぼ同じ距離に配置するため、定着ベルトにおける主走査方向の延長線上に基準反射板を配置する。
また、例えば、特許文献１（特許第５３２１９０３号）に示されるように、画像形成装置としてのレーザプリンタにおいては、光源からの照明光の一部の光量を平面ミラー２枚により取り出して受光素子へ導き光源の光強度をモニタリングする。
しかしながら、定着ローラの主走査方向の延長線上にはモータ部分など他のパーツが配置されており、しばしば基準反射板の設置が困難となる。また、定着ベルトにおける主走査方向の延長線上に基準反射板を配置した場合には、基準反射板が定着ベルトに近接するため、紙粉等のごみが基準反射板の反射体表面上に付着し易く、光量補正精度を劣化させるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、被照射部である定着ベルトから離間した位置に光路偏向部材を配置することを可能とし、光路偏向部材の機械的なレイアウトを容易にして、光量補正のための光路偏向部材に付着するごみの影響を小さくすることを可能として、簡単な構成で照明光の適正なモニタリングによる対象物の表面状態の情報の適正な検出を可能とする表面情報検出システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る表面情報検出システムは、上述した目的を達成するために、
少なくともアレイ光源とアレイ受光器とレンズとを備え、前記アレイ光源からの放射光を集束させて被検出面に照射し、当該被検出面からの反射光を前記アレイ受光器により検出することにより、前記被検出面の表面状態に係る情報を検出する表面情報検出システムにおいて、
前記アレイ光源の光量変動をモニタリングするため、前記アレイ光源からの放射光を反射偏向する第１の反射面と、この第１の反射面からの反射光を反射偏向する第２の反射面と、前記第１の反射面と同一平面上に配置され、前記第２の反射面からの反射光を反射偏向して前記アレイ受光器に入射させる第３の反射面とを形成する光路偏向部材を設け、
前記光路偏向部材は、
前記第１の反射面と前記第３の反射面を形成する第１の反射部材と、
反射面の法線方向を下方に向けて前記第２の反射面を形成する第２の反射部材とで構成することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡単な構成で照明光の適正なモニタリングを可能として対象物の表面状態の情報の適正な検出を可能とする表面情報検出システムを提供することができる。
【０００８】
すなわち本発明に係る表面情報検出システムによれば、
少なくともアレイ光源とアレイ受光器とレンズとを備え、前記アレイ光源からの放射光を集束させて被検出面に照射し、当該被検出面からの反射光を前記アレイ受光器により検出することにより、前記被検出面の表面状態に係る情報を検出する表面情報検出システムにおいて、
前記アレイ光源の光量変動をモニタリングするため、前記アレイ光源からの放射光を反射偏向する第１の反射面と、この第１の反射面からの反射光を反射偏向する第２の反射面と、前記第１の反射面と同一平面上に配置され、前記第２の反射面からの反射光を反射偏向して前記アレイ受光器に入射させる第３の反射面とを形成する光路偏向部材を設け、
前記光路偏向部材は、
前記第１の反射面と前記第３の反射面を形成する第１の反射部材と、
反射面の法線方向を下方に向けて前記第２の反射面を形成する第２の反射部材とで構成することにより、
被検出面から離間した位置に光路偏向部材を配置することを可能とし、光路偏向部材の機械的なレイアウトを容易にして、光量補正のための光路偏向部材に付着するごみの影響を小さくすることを可能として、簡単な構成で照明光の適正なモニタリングにより対象物の表面状態の情報を適正に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る表面情報検出システムの要部の構成を説明するための図であり、（ａ）は一部を断面として模式的に示す側面図、そして（ｂ）は一部を断面として模式的に示す平面図である。
【図２】図１の表面情報検出システムが適用される画像形成装置としてのカラープリンタの構成を説明するための図であり、（ａ）は一部を断面として模式的に示す側面図、（ｂ）は（ａ）における１つ（この場合イエロー）の作像ユニットの要部のより具体的な構成を一部を断面として模式的に示す側面図、そして（ｃ）は（ａ）における定着装置のより具体的な構成を模式的に示す側面図である。
【図３】図２（ｃ）に示した定着装置における図１の表面情報検出システムのセンサ本体が所定のセンシング位置にあるときのセンサ本体、反射部材の反射面、定着ベルトおよび主走査方向の位置関係を模式的に示す斜視図である。
【図４】図２（ｃ）に示した定着装置における図１の表面情報検出システムのセンサ本体がセンシング領域外、つまり定着領域外にあるときのセンサ本体、反射部材の反射面、定着ベルトおよび主走査方向の位置関係を模式的に示す斜視図である。
【図５】図１の表面情報検出システムにおける反射部材の設置角度の誤差の影響を説明するための表面情報検出システムの要部の構成を説明するため、一部を断面として模式的に示す側面図である。
【図６】図５に関連して述べたような問題に対処する本発明の第２の実施の形態に係る表面情報検出システムの要部の構成を説明するため、一部を断面として模式的に示す側面図である。
【図７】図６の表面情報検出システムの他の状態における要部の構成を説明するため、一部を断面として模式的に示す側面図である。
【図８】図６の表面情報検出システムのその他の状態における要部の構成を説明するため、一部を断面として模式的に示す側面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る表面情報検出システムの要部の構成を説明するため、一部を断面として模式的に示す側面図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る表面情報検出システムの要部の構成を説明するため、一部を断面として模式的に示す側面図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る表面情報検出システムの要部の構成を説明するため、一部を断面として模式的に示す側面図である。
【図１２】図２（ｃ）に示した定着装置における本発明の第６の実施の形態に係る表面情報検出システムのセンサ本体が主走査方向の定着領域の中央位置にあるときのセンサ本体、光路偏向部材の反射部材の反射面、定着ベルトおよび主走査方向の位置関係を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１２の表面情報検出システムのセンサ本体が光路偏向部材の反射部材の反射面位置に移動したときのセンサ本体、反射部材の反射面、定着ベルトおよび主走査方向の位置関係を模式的に示す斜視図である。
【図１４】図２（ｃ）に示した定着装置における本発明の第７の実施の形態に係る表面情報検出システムのセンサ本体が主走査方向の定着ベルトの両側（２個所）に設置されたときのセンサ本体、光路偏向部材の反射部材の反射面、定着ベルトおよび主走査方向の位置関係を模式的に示す斜視図である。
【図１５】図１４に示した第７の実施形態に係る定着装置における表面情報検出システムの光路偏向部材が主走査方向の定着領域の中央付近の２箇所に設置されたときのセンサ本体、光路偏向部材の反射部材の反射面、定着ベルトおよび主走査方向の位置関係を模式的に示す斜視図である。
【図１６】従来の表面情報検出システムの要部の構成を説明するための図であり、（ａ）は一部を断面として模式的に示す側面図、そして（ｂ）は一部を断面として模式的に示す平面図である。
【図１７】従来の定着装置における表面情報検出システムのセンサ本体が主走査方向の定着領域の中央位置にあるときのセンサ本体、光路偏向部材の反射部材の反射面、定着ベルトおよび主走査方向の位置関係を模式的に示す斜視図である。
【図１８】従来の定着装置における表面情報検出システムのセンサ本体が主走査方向の定着領域の中央位置にあるときのセンサ本体、光路偏向部材の反射部材の反射面、定着ベルトおよび主走査方向の位置関係を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明に係る実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の表面情報検出システムを詳細に説明する。
【００１１】
〔カラープリンタの説明〕
まず、本発明に係る表面情報検出システムの第１の実施の形態について詳細に説明する前に、本発明の実施の形態に係る表面情報検出システムが適用される画像形成装置としてのカラープリンタについて説明する。
図２は、画像形成装置の１種であるカラープリンタの構成を説明するための図であり、図２（ａ）は一部を断面として模式的に示す側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）における１つ（この場合イエロー）の作像ユニットの要部のより具体的な構成を一部を断面として模式的に示す側面図、そして図２（ｃ）は図２（ａ）における定着装置のより具体的な構成を模式的に示す側面図である。
図２（ａ）は、カラープリンタ１００の要部のみを示している。図２（ａ）に示すカラープリンタ１００は、いわゆるタンデム型のカラープリンタを構成しており、転写ベルト１１、光走査装置１３、カセット１５、２次転写ローラ１７、定着装置１９、イエロー（黄色）の作像ユニットＵＹ、マゼンタの作像ユニットＵＭ、シアンの作像ユニットＵＣ、ブラック（黒色）の作像ユニットＵＢおよび排紙トレイＴＲを備えている、
転写ベルト１１は、ループ状の無端ベルトであって、複数のローラ（図２においては３本）に掛け渡されて配設され、これら複数のローラに含まれる少なくとも１つの駆動ローラによって駆動されて、図示反時計回りに回転駆動される。
【００１２】
転写ベルト１１の図示下側の部分は、ほぼ水平に平坦に張架され、この部分に作像ユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣおよびＵＢが配設される。ここで、作像ユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣおよびＵＢの参照符号におけるＹ、Ｍ、ＣおよびＢは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色を示している。すなわち、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、そして作像ユニットＵＢは、ブラック画像を作像するユニットである。
これら作像ユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣおよびＵＢの下方には、画像書き込み装置としての光走査装置１３が配設され、さらにその下方には画像プリント用の用紙である転写紙Ｐを収納するための用紙カセット１５が配置されている。
上述した作像ユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣおよびＵＢは、カラーの相違を除いていずれも構造的には同一のものであるので、ここではイエローの作像ユニットＵＹを例に取って、図２（ｂ）を参照して簡単に説明する。
【００１３】
〔作像ユニット〕
図２（ｂ）に示すイエローの作像ユニットＵＹは、光導電性の感光体ドラム２０Ｙの周囲に、帯電器３０Ｙ、現像ユニット４０Ｙ、転写ローラ５０Ｙ、そしてクリーニングユニット６０Ｙを、図示時計回りに順次配置して構成している。
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との間において、イエローの走査光ＬＹによる画像書き込みを行うように設定されている。転写ローラ５０Ｙは、転写ベルト１１を挟んで感光体ドラム２０Ｙの外周面と対峙して配置され、転写ベルト１１の裏面（背面）に接触し、押圧している。
作像ユニットＵＭ、ＵＣおよびＵＢも、詳細には図示していないが、各々作像ユニットＵＹとおおむね同様の構成であり、それぞれ感光体ドラム２０Ｍ、２０Ｃおよび２０Ｂ、帯電器３０Ｍ、３０Ｃおよび３０Ｂ、現像ユニット４０Ｍ、４０Ｃおよび４０Ｂ、転写ローラ５０Ｍ、５０Ｃおよび５０Ｂ、並びにクリーニングユニット６０Ｍ、６０Ｃおよび６０Ｂを具備している。
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おり、ここで簡単に説明する。なお、図２（ｂ）に破線で示す長方形は、作像ユニットＵＹのユニット部分を一まとめに示すものであり、かならずしもケーシング等の実体を示すものではない。
【００１４】
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の回転は、図示時計回り、転写ベルト１１の回転は、図示反時計回りである。
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、各感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｂに対して、それぞれ走査光ＬＹ〜ＬＢによる光走査により画像書き込みを行なう。
なお、このような画像書き込みを行なう光走査装置１３としては、従来から種々の構成が知られており、光走査装置１３としては、これら周知の構成のものが適宜利用される。
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。
【００１５】
同様にして、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。
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。
そして、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。
【００１６】
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。
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および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、マゼンタおよび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、シアンおよびブラックの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。
なお、各感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｂは、トナー画像が転写された後に、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が除去される。
【００１７】
上述のようにして転写ベルト１１上に形成されたカラートナー画像は、２次転写ローラ１７により転写ベルト１１上からシート状記録媒体である転写紙Ｐ上に静電的に２次転写され、定着装置１９により転写紙Ｐ上に定着されてプリンタ外に排出される。
転写紙Ｐは、カセット１５内に積み重ねられて収容され、図示されていない周知の給紙機構により１枚ずつ給紙され、やはり図示されていないタイミングローラ（レジストローラとも称される）により尖端部が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次転写部とは、転写ベルト１１と、これに圧接されて連動回転する２次転写ローラ１７との当接部であり、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Ｐがタイミングローラにより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Ｐが重ね合わせられ、カラートナー画像は、転写紙Ｐ上に静電転写される。
２次転写部によりカラートナー画像が転写された転写紙Ｐは、それに続いて、定着装置１９を通過する際にカラートナー画像が定着され、その後、カラープリンタ１００の上部の排出トレイＴＲ上に排出される。
以上が、カラープリンタ１００によるカラー画像のプリントのプロセスの概略である。
【００１８】
〔定着装置の説明〕
定着装置１９は、図２（ｃ）に示すように、いわゆる「ベルト定着方式」であり、定着部材としての定着ベルト６１に加えて、加熱ローラ６２、定着用ローラ６４、加圧ローラ６３、テンションローラ６５および剥離爪６６を備えて構成している。
定着ベルト６１は、ニッケル、ポリイミドなどの基材に、ＰＦＡ（フッ素樹脂の一種）やＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene〜フッ素樹脂の一種）などによる離型層を有するもの、さらには、これらの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を有している。したがって、定着ベルト６１の表面は、離型層をなすＰＦＡやＰＴＦＥなどの樹脂で形成されており、その表面状態の情報が検出の対象である。定着ベルト６１は、ループ状の無端ベルトで、加熱ローラ６２と転写用ローラ６４に掛け渡され、テンションローラ６５によって、必要な張り、すなわちテンションが与えられている。
加熱ローラ６２は、アルミニウムや鉄等からなる中空ローラとして形成され、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を加熱する構成としている。なお、図示されてはいないが、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の温度センサが、定着ベルト６１の表面近傍に非接触で設けられている。
【００１９】
定着用ローラ６４は、金属からなる芯金をシリコーンゴム等で被覆囲繞し、外面に弾性を持たせたものである。定着用ローラ６４は、定着ベルト６１を反時計回りに回転駆動する。
加圧ローラ６３は、アルミニウムまたは鉄等の芯金の表面にシリコーンゴム等の弾性層を設け、表層をＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層により構成したものである。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に圧接している。この圧接は、定着用ローラ６４の表面を弾性変形させ、いわゆる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、金属からなる芯金にシリコーンゴムを被着したものである。
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（図２（ｃ）の紙面に垂直な方向）に複数個配設されている。
【００２０】
定着が行なわれるときは、加熱ローラ６２のヒータＨにより加熱されつつ定着ベルト６１が反時計回り、加圧ローラ６３が時計回りにそれぞれ回転し、定着ベルト６１の表面温度が定着可能な温度になると、トナー画像が転写された転写紙Ｐが、図示矢印方向へ搬送されて定着部に進入する。そして、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Ｐに定着される。
表面情報センサ２００および表面情報検出装置３００からなる表面情報検出システムは、定着部材である定着ベルト６１の表面における搬送方向と交わる方向に、一つ以上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、その一つ以上の検知結果に基づいて定着ベルト６１（定着部材）の表面の表面情報を検出するものである。
【００２１】
〔従来の形態〕
従来の形態においては、図１８に示すように、表面情報検出システムのセンサ本体１１０は、定着ベルト１６１の加熱ローラ１６２に巻き掛けられた部分に対向して配置され、定着ベルト１６１の表面に向かって定着ベルト１６１の表面における搬送方向と交わる方向に少なくとも一つ以上の光スポットを照射し、その定着ベルト１６１からの反射光をセンサ本体１１０で受光するようにしていた。
上述した定着ベルト１６１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、以下においては簡単に「主走査方向」と称することにする。
定着部材である定着ベルト１６１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、先に述べた剥離爪６６等との接触による傷や、シート状記録部材である転写紙Ｐによるすじ状の傷が発生する。
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その程度、傷の状態や位置が表面状態であり、その情報が表面情報である。
【００２２】
定着されるトナー画像を有する転写紙Ｐと定着ベルト１６１との接触が繰り返されると転写紙Ｐのエッジ部分によって定着ベルト１６１が磨耗する。同じサイズの転写紙Ｐを定着し続けているうちはほとんど問題はないが、磨耗後に大きいサイズの転写紙を定着すると磨耗傷によって定着後に光沢スジと呼ばれる画像不良が発生する。
図１６は、従来の形態を説明するための図である。
図１６（ａ）に側面図および図１６（ｂ）に平面図を示すように、センサ本体１１０は、ＬＥＤ光源１２１、遮光部材１２３、一体型レンズ１２４およびＰＤアレイ１２２を備えて構成されている。ＬＥＤ光源１２１は、主走査方向（紙面に垂直な方向）に複数のＬＥＤ（発光ダイオード）チップが並んでいる。ＰＤ（フォトダイオード）アレイ１２２も主走査方向に平行に配列される。
一体型レンズ１２４は、照明側レンズ１２４ａと受光側レンズ１２４ｂからなる。照明側レンズ１２４ａは、主走査方向に配列されたレンズアレイ形状で、受光側レンズ１２４ｂはシリンドリカルレンズで副走査方向にレンズパワーを有する。
【００２３】
遮光部材１２３は、ＬＥＤ光源１２１からの発散光のうち照明側レンズ１２４ａ以外に向かう光を遮光するために設けられている。なお、図１６（ｂ）の平面図には、主走査方向Ｓを示している。
定着ベルト１６１の表面状態をセンサ本体１１０で検出する場合、センサ本体１１０は、図１７に示すように主走査方向Ｓの定着ベルト１６１の表面の検出位置に移動し、定着ベルト１６１の表面状態の検出を行う。
センサ本体１１０の複数のＬＥＤ光源１２１の光量モニタをする際には、図１８に示すように、センサ本体１１０が定着ベルト１６１の外側に移動する。この移動先近傍で、且つ定着ベルト１６１と同様な検知距離となる位置に基準反射板１２５を配置している。図１６（ｂ）に示すように、複数のＬＥＤ光源１２１は、時分割的に点灯し、反射光をＰＤアレイ１２２で検出する。この時、センサ本体１１０の温度を温度センサ（図示していない）により検出するようにしており、光量モニタの結果とセンサ温度の検出結果とを用いて、ＬＥＤ光源１２１の各ＬＥＤの経時劣化の補正係数が決定される。
【００２４】
しかしながら、定着用ローラや加熱ローラ１６２の主走査方向Ｓの延長線上には、モータなど他のパーツが配置されており、基準反射板１２５の設置が困難となることがあった。また、基準反射板１２５は、定着ベルト１６１の近傍に設置されるため、紙粉等のごみが基準反射板１２５上に付着しやすい。ＬＥＤ光源１２１から放射された光は、照射レンズ１２４ａによって、定着ベルト１６１上に集束するように照射されるため、基準反射板１２５上でも照射光が集光され、基準反射板１２５に付着したごみの影響を大きく受け、光量モニタ精度を劣化させる要因となっていた。
【００２５】
〔第１の実施の形態の説明〕
図１、図３および図４は、本発明の第１の実施の形態に係る表面情報検出システムの要部の構成を説明するためのものであり、図２に示した画像形成装置としてのカラープリンタにおける表面情報センサ２００（図２（ｃ）参照）として適用するものとして説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表面情報検出システムの要部の構成を示しており、図１（ａ）は一部を断面として模式的に示す側面図、そして図１（ｂ）は一部を断面として模式的に示す平面図である。図１にはＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向からなる直交座標系を示しており、加熱ローラ６２［図２（ｃ）参照］の軸線に平行な主走査方向Ｓの一端から他端に向かう方向をＸ方向、副走査方向に対応する上方に向かう鉛直方向をＹ方向、そして表面情報検出システムの表面情報センサ２００からモニタリング対象の部位に向かう水平方向をＺ方向として定義する。
【００２６】
また、図３は、図２（ｃ）に示したような定着装置１９において、図１の表面情報検出システムのセンサ本体１０が所定のセンシング位置にあるときのセンサ本体１０、第１の反射部材２７−１、第２の反射部材２７−２の第１の反射面２７ａ、第２の反射面２７ｂ、第３の反射面２７ｃ、定着ベルト６１および主走査方向Ｓの位置関係を模式的に示す斜視図であり、図４は、図２（ｃ）に示したような定着装置１９において図１の表面情報検出システムのセンサ本体１０がセンシング領域外、つまり画像定着領域外にあるときのセンサ本体１０、反射部材２７−１、２７−２の反射面２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、定着ベルト６１および主走査方向Ｓの位置関係を模式的に示す斜視図である。
図１（ａ）および図１（ｂ）に示す表面情報検出システムのセンサ本体１０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）光源２１、遮光部材２３、一体型レンズ２４およびアレイ受光器としてのＰＤ（フォトダイオード）アレイ２２を備えて構成されている。さらに光路偏向部材２７として、第２の反射面２７ｂを形成する第２の反射部材２７−２と、第１の反射面２７ａおよび第３の反射面２７ｃを形成する第１の反射部材２７−１とを備えている。
【００２７】
定着ベルト６１の表面状態をセンサ本体１０で検出する場合、センサ本体１０の加熱ローラ６２の軸線に平行な主走査方向Ｓに平行にアレイ状に配列された複数のＬＥＤからなるＬＥＤ光源２１の光量変動をモニタするには、図４に示したように、センサ本体１０がＸ軸に沿う−Ｘ方向の定着領域外に移動する。この移動先近傍に光路偏向部材２７を配置する。
光路偏向部材２７は、図１（ａ）に示すようにアレイ光源からの放射光を反射偏光する第１の反射面２７ａ、第２の反射面２７ｂおよび第３の反射面２７ｃを形成する。第１の反射面２７ａと第３の反射面２７ｃは、第１の反射部材２７−１の同一平面上に配置される。定着ベルト６１とセンサ１０と光路偏向部材２７の位置関係を図１、図２（ｃ）、図３および図４に示している。表面情報検出システムのセンサ本体１０がセンシングする際には、図２（ｃ）の加熱ローラ６２の主走査方向に沿って所定のセンシング位置にセンサが移動し（図３参照）、複数のスポットを時分割的に走査し、反射光を検出することにより定着ベルト６１の表面状態の計測を行う。複数のＬＥＤの光量をモニタをするときには、図４のように、センシング領域外である画像定着領域外にセンサを移動させる。このセンシング領域外に光路偏向部材２７が配置されている。
【００２８】
この場合、光路偏向部材２７は、二枚の反射部材、すなわち第１の反射部材２７−１と、第２の反射部材２７−２とで構成されており、光量モニタ時には、ＬＥＤ光源２１からの放射光が、反射部材２７の第１の反射面２７ａと、第２の反射面２７ｂと、第３の反射面２７ｃとで順次それぞれ反射してＰＤアレイ２２側に入射させる。二枚の反射部材、すなわち第１の反射部材２７−１と第２の反射部材２７−２の設置位置と傾斜は、遮光部材２３を通過したＬＥＤ光源２１の中央の光線が被検出面６１ａに向かう軌跡および被検出面６１ａからＰＤアレイ２２に到達する反射光のうち中央の軌跡に似た光路となるように設計する。
図１の第１の反射部材２７−１の傾斜角度は、副走査方向（Ｙ方向）に対して４５°の角度であり、第２の反射部材２７−２は、副走査方向（Ｙ方向）に対して９０°の角度である。また、第１の反射面２７ａから定着ベルト６１の定着ベルト面、即ち被検出面６１ａまでの距離と、第１の反射面２７ａから第２の反射面２７ｂまでの距離は等しく、第３の反射面２７ｃから定着ベルト６１の被検出面６１ａまでの距離と、第３の反射面２７ｃから第２の反射面２７ｂまでの距離は等しい（請求項１に対応する）。
【００２９】
このような構成によって、被検出面６１ａの近傍に基準反射体（図１７における１２５）等を配置しなくてもセンシング領域外である定着領域外で、定着ベルト６１から離れた位置に配置された光路偏向部材２７によって光量モニタを実現することができる。被検出面６１ａから離れた位置に光路偏向部材２７を設置するため、画像形成装置本体との機械的な干渉を避けることができる。また、光路偏向部材２７を定着ベルト６１から離して設置することができるため、光路偏向部材２７の各反射面２７ａ〜２７ｃ上にごみが付着しにくい。
また、たとえ第１の反射部材２７−１の第１の反射面２７ａおよび第３の反射面２７ｃにごみが付着したとしても、光が集束されていないため、ごみ付着による光量モニタ精度の劣化は小さい。また、第２の反射部材２７−２の第２の反射面２７ｂ上では光が集束されているが、定着ベルト６１から離れていることと、第２の反射面２７ｂの法線方向が下方に向いていることから、ごみが付着しにくく、そのためごみ付着により光量モニタの精度が劣化する危険性が低くなる。
すなわち、このような構成とすることによって、光路偏向部材２７のレイアウトを容易にし、ごみ付着等による光量モニタリングの精度の劣化を抑制することが可能となる。
【００３０】
〔第２の実施の形態〕
上述した第１の実施の形態に準じた構成では、光路偏向部材２７を用いて光量モニタを行う場合に、第１の反射部材２７−１の設置角度にある程度以上の誤差が生ずると、図５に示すように、第１の反射部材２７−１の第３の反射面２７ｃから反射した光は、ＰＤアレイ２２上に照射されなくなるため、光量モニタを行うことができなくなってしまう。
そこで、本発明の第２の実施の形態に係る表面情報検出システムは、そのような問題に対処するものである。
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る表面情報検出システムの要部の構成を説明するため、側面図を一部を断面として模式的に示しており、図７は、表面情報検出システムの他の状態を示しており、そして図８は、さらに、その他の状態を示している。
図６に示すように、第１の反射部材２７−１の設置精度を緩和するため、第２の反射部材２７−２の第２の反射面２７ｂを、第１の反射面２７ａと第２の反射面２７ｃの中間のほぼ中央に位置し且つアレイ光源であるＬＥＤアレイ２１の配列方向に平行な軸線２７−０を中心軸として、第１の反射面２７ａと第２の反射面２７ｂとの間の距離と第２の反射面２７ｂと第３の反射面２７ｃとの間の距離の平均値にほぼ等しい曲率半径を有する部分円筒面からなる凹面形状とする（請求項２に対応する）。
【００３１】
このような構成とすることによって、図６、図７および図８に示したように、第１の反射部材２７−１が、第１の反射面２７ａと第３の反射面２７ｃとの中間のほぼ中央に位置する軸線２７−０を中心軸として回転した場合でも、ＰＤアレイ２２上に照射される位置に変化は生じない。すなわち、このような構成とすることによって、光路偏向部材２７の組み付け公差を緩和することができる。
【００３２】
〔第３の実施の形態〕
図９に本発明の第３の実施の形態に係る表面情報検出システムの要部の構成を模式的に示している。
図９に示す表面情報検出システムにおいては、光路偏向部材２７における第２の反射部材２７−２の第２の反射面２７ｂの近傍周囲を取り囲むように第１のカバー２８−１を設ける（請求項３に対応する）。
このように構成することにより、第２の反射面２７ｂに一層ごみが付着しにくくなり、ごみの付着等により光量のモニタリングの精度の劣化を抑制することが可能となる。
【００３３】
〔第４の実施の形態〕
図１０に本発明の第４の実施の形態に係る表面情報検出システムの要部の構成を模式的に示している。
図１０に示す表面情報検出システムにおいては、光路偏向部材２７における第１の反射部材２７−１の第１の反射面２７ａおよび第３の反射面２７ｃの近傍を取り囲むように、第２のカバー２８−２を設ける（請求項４に対応する）。
このように構成することにより、第１の反射面２７ａおよび第３の反射面２７ｃにごみが付着しにくくなり、ごみの付着等による光量のモニタリングの精度の劣化を抑制することが可能となる。なお、図１０の構成においては、第３の実施の形態に係る第２の反射部材２７−２の第２の反射面２７ｂの近傍を取り囲む第１のカバー２８−１も併用して一層効果的にごみの付着等を抑制するようにしている。
【００３４】
〔第５の実施の形態〕
図１１に本発明の第５の実施の形態に係る表面情報検出システムの要部の構成を模式的に示している。
図１１に示す表面情報検出システムにおいては、図９および図１０に示した光路偏向部材２７における第２の反射部材２７−２の第２の反射面２７ｂのための第１のカバー２８−１と、図１０に示した光路偏向部材２７における第１の反射部材２７−１の第１の反射面２７ａおよび第３の反射面２７ｃのための第２のカバー２８−２とを一体化したカバー２８を設ける（請求項５に対応する）。
このように構成することにより、第１の反射面２７ａ、第２の反射面２７ｂおよび第３の反射面２７ｃに到達するごみ等の侵入経路が一層狭くなるため、第１の反射面２７ａ、第２の反射面２７ｂおよび第３の反射面２７ｃの各反射面に一層ごみ等が付着しにくくなり、第１の反射面２７ａ、第２の反射面２７ｂおよび第３の反射面２７ｃに対するごみの付着等による光量のモニタリングの精度の劣化を、より効果的に抑制することが可能となる。
【００３５】
〔第６の実施の形態〕
図１２および図１３に本発明の第６の実施の形態に係る表面情報検出システムのセンサ本体１０が走査軸方向である主走査方向Ｓの定着領域の中央位置にあるときおよび光路偏向部材２７の反射部材の反射面位置に移動したときのセンサ本体１０、反射部材の反射面、定着ベルト６１および主走査方向Ｓの位置関係を模式的に示している。
転写紙と定着ベルト６１との接触が繰り返されると転写紙の縁部によって定着ベルト６１上に磨耗筋が生じる。同一のサイズの転写紙を定着し続けている間はほとんど問題はないが、磨耗後に大きいサイズの転写紙を定着すると磨耗筋によって定着後に光沢スジ等と称される画像不良が発生する。
この定着ベルト６１上に発生する磨耗筋の表面状態を検出する場合には、表面情報検出システムによる検出範囲は、定着ベルト６１の定着領域の中央付近以外となる。そのため、図１２に示すように、主走査方向Ｓの定着領域の中央近傍に光路偏向部材２７を設置しておき、光量モニタ時に、図１３に示すように、表面情報検出システムのセンサ本体１０が光路偏向部材２７に対峙する位置に移動して、光量のモニタリングを行うことができる（請求項６〜請求項９に対応する）。
このように、光路偏向部材２７を用いることにより、光量モニタリングの位置のバリエーションが増え、機械的なレイアウトを行い易くなる。
【００３６】
〔第７の実施の形態〕
図１４および図１５は、図２（ｃ）に示した定着装置１９における本発明の第７の実施の形態に係る表面情報検出システムのセンサ本体１０が主走査方向Ｓの定着ベルト６１の両側（２個所）にそれぞれ設置されたときの例を示す。そして図１４は表面情報検出システムの光路偏向部材２７が主走査方向Ｓの定着領域の中央付近の１ヵ所、図１５は、定着領域の中央付近の２箇所に設置されたときのセンサ本体１０、光路偏向部材２７の反射部材の反射面、定着ベルト６１および主走査方向Ｓの位置関係を模式的に示している。
転写紙の縁部によって形成された定着ベルト６１上の磨耗筋は、定着ベルト６１の主走査方向Ｓの両側部に形成されるので、定着ベルト６１の主走査方向Ｓの両側部に表面情報検出システムのセンサ本体１０を設置する。
このように構成することによって、両側部の磨耗筋を敏速に検出することが可能となる。
この場合、図１４に示すように、単一の光路偏向部材２７を主走査方向Ｓの定着領域の中央付近に設置すれば、両側の（２つの）表面情報検出システムの光量補正を、単一の光路偏向部材で行うことが可能となる。もちろん、図１５に示すように、主走査方向Ｓの定着領域の中央付近に２つの光路偏向部材２７を設置するようにしてもよい（請求項１０に対応する）。
なお、本発明に係る表面情報検出システムのその他の実施の形態としては、上述したような光路偏向部材２７を用いた光量のモニタリングが可能な表面情報検出システムで定着ベルト６１の表面状態を検出して、ベルト表面の磨耗筋を検知したときに、自動的に定着ベルト６１の表面を削り取る手段を設けて画像形成装置を構築することもできる。
このようにすると、いわゆる光沢スジ等の不良画像の発生を自動的に防止することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  センサ本体
１９  定着装置
２１  ＬＥＤ（発光ダイオード）光源
２２  ＰＤ（フォトダイオード）アレイ
２３  遮光部材
２４  一体型レンズ
２７  光路偏向部材
２７ａ  第１の反射面
２７ｂ  第２の反射面
２７ｃ  第３の反射面
２７−１  第１の反射部材
２７−２  第２の反射部材
２８−１  第１のカバー
２８−２  第２のカバー
６１  定着ベルト
６１ａ  被検出面
６２  加熱ローラ
２００  表面情報センサ
３００  表面情報検出装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】特許第５３２１９０３号公報
【図１】
2017116505.tif 000003
【図２】
2017116505.tif 000004
【図３】
2017116505.tif 000005
【図４】
2017116505.tif 000006
【図５】
2017116505.tif 000007
【図６】
2017116505.tif 000008
【図７】
2017116505.tif 000009
【図８】
2017116505.tif 000010
【図９】
2017116505.tif 000011
【図１０】
2017116505.tif 000012
【図１１】
2017116505.tif 000013
【図１２】
2017116505.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2017116505.tif 000016
【図１５】
2017116505.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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