(57)【要約】  【課題】  感光体の摩耗原因を特定しやすくすること。  【解決手段】  本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１は、表面に現像領域Ｒ３および非現像領域Ｒ１，Ｒ２を有している円筒状の感光体２と、感光体２に対向しており、表面に光を照射する複数の発光素子２３および表面の反射光を受光する複数の受光素子２４を有している複数の受発光素子モジュール２１と、を備えており、感光体２の非現像領域Ｒ１，Ｒ２は、周辺部材によって摩耗する第１領域Ｒ１および摩耗しない第２領域Ｒ２を有しており、複数の受発光素子モジュール２１は、第１領域Ｒ１に光を照射して反射光を受光する第１受発光素子モジュール２１ａと、第２領域Ｒ２に光を照射して反射光を受光する第２受発光素子モジュール２１ｂとを有している、画像形成装置。その結果、感光体２の摩耗原因を特定しやすくすることができる。【選択図】  図１
2017044963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に現像領域および非現像領域を有している円筒状の感光体と、
前記感光体に対向しており、前記表面に光を照射する複数の発光素子および前記表面の反射光を受光する複数の受光素子を有している複数の受発光素子モジュールと、を備えており、
前記感光体の前記非現像領域は、周辺部材によって摩耗する第１領域および摩耗しない第２領域を有しており、
前記複数の受発光素子モジュールは、前記第１領域に光を照射して反射光を受光する第１受発光素子モジュールと、前記第２領域に光を照射して反射光を受光する第２受発光素子モジュールとを有している、画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の受発光素子モジュールは、前記感光体の軸方向に沿って並んでいる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記発光素子および前記受光素子は、前記感光体の軸方向に沿って並んでいる、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記発光素子および前記受光素子は、前記感光体の軸方向に直交する方向に沿って並んでいる、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の受発光素子モジュールのそれぞれは、２つの発光素子および２つの受光素子を有しており、
前記２つの発光素子および前記２つの受光素子は、前記２つの発光素子のそれぞれが前記２つの受光素子の双方と隣り合い、且つ前記発光素子同士および前記受光素子同士が対角線上に位置するように、配されている、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記複数の受発光素子モジュールは、前記現像領域に向かって光を照射し反射光を受光する、少なくとも１つの第３受発光素子モジュールをさらに備えている、請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの第３受発光素子モジュールは、前記感光体の軸方向に配列された複数の第３受発光素子モジュールを有している、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
帯電器と、クリーニング器をさらに備えており、
前記感光体は、前記感光体の軸を中心として回転可能に配されており、
前記複数の受発光素子モジュールは、前記感光体の回転方向に沿って、前記帯電器と前記クリーニング器との間に配されている、請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
一列に配列された複数の発光部を有する除電器をさらに備えており、
前記複数の受発光素子モジュールは、前記除電器の前記複数の発光部間に配されている、請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記複数の受発光素子モジュールは、一導電型の基板をさらに有しており、
前記複数の発光素子のそれぞれは、前記基板上に積層された複数の半導体層を有しており、
前記複数の受光素子は、前記基板の表層に位置した他導電型の半導体領域を有している、請求項１〜９のいずれか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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置は、感光体を備える。感光体は、例えば特許文献１に記載されているように円筒状などの基体の表面に、光導電層および表面層などを形成した構成を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−１２９３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような感光体は、画像形成装置において多数回、繰り返して使用される。そのため、感光体の表面は、クリーニングブレードおよび帯電ローラなどの周辺部材との摩擦、印刷紙との摩擦ならびにトナーなどとの摩擦によって磨耗する。
【０００５】
このとき、感光体の摩耗要因が多数あることから、感光体が異常に摩耗している場合、その原因を特定することが困難であった。したがって、正常に機能している部分があるとしても、摩耗要因の全てを交換する必要がある場合が生じていた。
【０００６】
そこで、感光体の摩耗の原因を特定しやすくすることが求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態にかかる画像形成装置は、表面に現像領域および非現像領域を有している円筒状の感光体と、前記感光体に対向しており、前記表面に光を照射する複数の発光素子および前記表面の反射光を受光する複数の受光素子を有している複数の受発光素子モジュールと、を備えており、前記感光体の前記非現像領域は、周辺部材によって摩耗する第１領域および摩耗しない第２領域を有しており、前記複数の受発光素子モジュールは、前記第１領域に光を照射して反射光を受光する第１受発光素子モジュールと、前記第２領域に光を照射して反射光を受光する第２受発光素子モジュールとを有している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施形態にかかる画像形成装置によれば、感光体の摩耗の原因を特定しやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の断面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置における図１と異なる断面図である。
【図３】図１に示した画像形成装置の感光体の表面を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の感光体と受発光素子モジュールとの位置関係を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の受発光素子モジュールの発光素子と受光素子の位置関係を示す図である。
【図６】図５と異なる本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の受発光素子モジュールの発光素子と受光素子の位置関係を示す図である。
【図７】図５、図６と異なる本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の受発光素子モジュールの発光素子と受光素子の位置関係を示す図である。
【図８】図５〜図７と異なる本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の受発光素子モジュールの発光素子と受光素子の位置関係を示す図である。
【図９】図１に示した断面の一部の拡大図である。
【図１０】図９に示した断面の一部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる画像形成装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
＜画像形成装置＞
画像形成装置１は、画像形成方式としてカールソン法を採用したものである。画像形成装置１は、図１に示すように、感光体２、帯電器３、露光器４、現像器５、転写器６、定着器７、クリーニング器８および除電器９を備えている。
【００１２】
なお、図１は、画像形成装置１を、感光体２の軸方向に直交する方向に沿って切断した時の断面を模式的に示している。また、図１中の矢印Ａは、感光体２の回転方向を示している。
【００１３】
感光体２は、図２に示すように、円筒状の基体１０の外周面に、耐圧層１１、電荷注入阻止層１２および感光層１３を順次形成しており、感光層１３上には表面層１４が被着されている。感光体２は、円筒状に形成されている。また、感光体２は、円筒形状の中心軸を回転軸として自転するものである。
【００１４】
なお、図２は、画像形成装置１を、感光体２の軸方向（長尺方向）に沿って切断した時の断面を模式的に示している。
【００１５】
基体１０は、感光層１１の支持体となるものであり、少なくとも表面は導電性を有する。基体１０は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）および銀（Ａｇ）などの金属材料によって形成される。また、基体１０は、樹脂またはセラミックスなどの絶縁体の表面に、例示した金属材料などを膜状に被着したものであってもよい。
【００１６】
電荷注入阻止層１２は、基体１０からのキャリア（電子）の注入を阻止する役割を有する。電荷注入阻止層１２は、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料で形成される。また、電荷注入阻止層１２は、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）にドーパントとしてホウ素（Ｂ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）を含有させる。電荷注入阻止層１２の厚みは、例えば２μｍ以上１０μｍ以下とされている。
【００１７】
感光層１３は、レーザ光などの光照射によってキャリアを発生させる役割を有する。感光層１３は、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料およびアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）系材料で形成されている。本例の感光層１３は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）ならびにアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）に炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）などを加えたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料で形成されており、ドーパントとしてホウ素（Ｂ）を含有している。
【００１８】
感光層１３の厚みは、使用する光導電性材料および所望の電子写真特性に応じて適宜設定される。例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いて感光層１３を形成する場合には、感光層１３の厚みは、例えば５μｍ以上１００μｍ以下に設定される。
【００１９】
表面層１４は、感光層１３の表面を保護する役割を有するものである。表面層１４は、
画像形成装置１内での摩擦による摩耗に対して耐性の高い非晶質炭素、つまりアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）で形成されている。表面層１４の厚みは、例えば０．５μｍ以上２．０μｍ以下に設定される。
【００２０】
以上のような、感光体２における耐圧層１１、電荷注入阻止層１２、感光層１３および表面層１４は、例えばプラズマＣＶＤ装置を用いて形成される。
【００２１】
帯電器３は、感光体２の表面を帯電する役割を有する。帯電器３は、例えば芯金を導電性ゴムあるいはＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）によって被覆して構成される接触型帯電器が使用される。また、帯電器３は、放電ワイヤを備える非接触型帯電器（例えばコロナ帯電器）を採用してもよい。
【００２２】
露光器４は、感光体２に静電潜像を形成する役割を有する。具体的には、露光器４は、画像信号に応じて特定波長（例えば６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）の露光光（例えばレーザ光）を感光体２に照射することによって、帯電状態にある感光体２の露光光の照射部分の電位を減衰させて静電潜像を形成する。露光器４としては、例えば複数のＬＥＤ素子（波長は例えば６００ｎｍ以上７８０ｎｍに設定される。）を配列させてなるＬＥＤヘッドを採用することができる。
【００２３】
現像器５は、感光体２の静電潜像を現像してトナー像を形成する役割を有するものである。本例における現像器５は、現像剤（トナー）Ｔを磁気的に保持する磁気ローラ１５を備えている。
【００２４】
現像剤Ｔは、感光体２の表面上に形成されるトナー像を構成するものであり、現像器５において摩擦帯電する。現像剤Ｔとしては、例えば、磁性キャリアおよび絶縁性トナーを含んでなる２成分系現像剤と、磁性トナーを含んでなる１成分系現像剤とが挙げられる。
【００２５】
磁気ローラ１５は、感光体２の表面（現像領域）に現像剤を搬送する役割を有するものである。磁気ローラ１５は、現像器５において摩擦帯電した現像剤Ｔを一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で搬送する。この搬送された現像剤Ｔは、感光体２の現像領域において、静電潜像との静電引力によって感光体２の表面に付着してトナー像を形成する（静電潜像を可視化する）。トナー像の帯電極性は、正規現像によって画像形成が行なわれる場合には感光体２の表面の帯電極性と逆極性とされ、反転現像によって画像形成が行なわれる場合には感光体２の表面の帯電極性と同極性とされる。
【００２６】
なお、現像器５は、本例においては乾式現像方式を採用しているが、液体現像剤を用いた湿式現像方式を採用してもよい。
【００２７】
転写器６は、感光体２と転写器６との間の転写領域に供給された記録媒体Ｐに、感光体２のトナー像を転写する役割を有するものである。本例における転写器６は、転写用チャージャ１６および分離用チャージャ１７を備えている。転写器６では、転写用チャージャ１６において記録媒体Ｐの背面（非記録面）がトナー像とは逆極性に帯電され、この帯電電荷とトナー像との静電引力によって、記録媒体Ｐ上にトナー像が転写される。また、転写器６では、トナー像の転写と同時的に、分離用チャージャ１７において記録媒体Ｐの背面が交流帯電され、記録媒体Ｐが感光体２の表面から速やかに分離させられる。
【００２８】
定着器７は、記録媒体Ｐに転写されたトナー像を記録媒体Ｐに定着させる役割を有するものであり、一対の定着ローラ１９を備えている。定着ローラ１９は、例えば金属ローラ上に四フッ化エチレンなどで表面被覆したものである。定着器７では、一対の定着ローラ１９の間を通過させる記録媒体Ｐに対して熱および圧力などを作用させることによって、
記録媒体Ｐにトナー像を定着させることができる。
【００２９】
クリーニング器８は、感光体２の表面に残存するトナーを除去する役割を有するものであり、クリーニングブレード２０を備えている。クリーニングブレード２０は、感光体２の表面から残留トナーを掻きとる役割を有するものである。クリーニングブレード２０は、例えばポリウレタン樹脂を主成分としたゴム材料で形成される。
【００３０】
除電器９は、感光体２の表面電荷を除去する役割を有するものであり、特定波長（例えば６３０ｎｍ以上８００ｎｍ以下）の光を出射可能とされている。除電器９は、例えばＬＥＤなどの一列に配列された複数の発光部を有しており、複数の発光部によって感光体２の表面の軸方向全体を光照射することにより、感光体２の表面電荷（残余の静電潜像）を除去するように構成されている。
【００３１】
上記の帯電器３、露光器４、現像器５、転写器６、クリーニング器８および除電器９は感光体２の周辺部材である。感光体２の近傍周辺には、図１に示すように、感光体２の回転方向に沿って、帯電器３、露光器４、現像器５、転写器６、クリーニング器７および除電器８が、順次配置されている。
【００３２】
また、感光体２の表面は、図３に示すように、現像器５によって印画される現像領域Ｒ３と、印画されない非現像領域Ｒ１，Ｒ２とを有している。そして、非現像領域Ｒ１，Ｒ２には、帯電器３による放電およびクリーニング器８の摩擦などの周辺部材に起因して摩耗する第１領域Ｒ１（摩耗領域）および周辺部材に接触などせず摩耗しない第２領域Ｒ２（非摩耗領域）を有している。
【００３３】
なお、図３は、感光体２と感光体２の周辺部材との摩耗範囲を模式的に示している。
【００３４】
本発明にかかる画像形成装置１は、図１に示すように、受発光素子モジュール２１をさらに備えている。受発光素子モジュール２１は、感光体２に光を照射して、感光体２での反射光を受光することによって、感光体２の摩耗量を測定するものである。
【００３５】
具体的には、受発光素子モジュール２１の光は、感光体２の表面層１４、感光層１３、電荷注入阻止層１２、耐圧層１１を通過して基体１０の表面を反射し、再び表面層１４などを通過して受発光素子モジュール２１で受光される。このとき、感光体２の摩耗によって表面層１４の膜厚が薄くなってくると、光の減衰が小さくなり反射光の強度が徐々に大きくなる。そこで、表面層１４の膜厚と光の強度との関係を予め測定しておき、実機に搭載された受発光素子モジュール２１での測定値と比較することによって、感光体２の感光層１１の膜厚を測定することができる。したがって、感光体２の第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２における表面層１４の膜厚を測定して、その差を求めることによって、感光体２の摩耗量を測定することができる。
【００３６】
なお、本例の感光体２では無機感光体の例を説明しているが、感光体２は有機感光体の例でもよく、例えば負帯電型のオーバーコート層を有する感光体においては、オーバーコート層の磨耗量を測定すればよいし、正帯電型の単層感光体の場合、感光層の磨耗を測定すればよい。
【００３７】
受発光素子モジュール２１は、図９に示すように、配線基板２２と、配線基板２２上に配された発光素子２３および受光素子２４とを有している。受発光素子モジュール２１は、発光素子２３から感光体２に光を照射し、感光体２での反射光を受光素子２４で受光することによって、反射光の光強度の変化から感光体２の摩耗量を測定することができる。
【００３８】
なお、図９は、図１で示した画像形成装置１の断面のうち受発光素子モジュール２１の部分を拡大して示している。なお、説明の便宜上、図９において直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を定義し、Ｚ軸方向の正側を上方とする。また、図１に示した受発光素子モジュール２１の向きと、図９に示した受発光素子モジュール２１の向きとは、一致するものではない。
【００３９】
配線基板２２は、発光素子２３および受光素子２４が実装されるものである。そして、配線基板２２は、外部装置に電気的に接続されて、例えば発光素子２３および受光素子２４に電圧を印加する。配線基板２２は、例えば樹脂基板またはセラミック基板を使用することができる。配線基板２２は、従来周知の方法によって形成することができる。
【００４０】
発光素子２３および受光素子２４は、図２に示すように、同一の基板２５上に形成されている。基板２５は、一導電型の半導体材料からなる。本実施形態にかかる基板２５は、例えばｎ型のシリコン（Ｓｉ）基板を使用している。すなわち、基板２５は、シリコン（Ｓｉ）基板にｎ型の不純物をドーピングしている。シリコン（Ｓｉ）基板に対するｎ型の不純物は、例えばリン（Ｐ）および窒素（Ｎ）などが挙げられる。基板２５は、例えば、シリコン（Ｓｉ）のインゴットをウェハ状にスライスして、ウェハに不純物をドーピングすることによって形成することができる。
【００４１】
なお、本実施形態にかかる受発光素子モジュール２１において、一導電型をｎ型とする。しかしながら、本発明において、一導電型はｎ型に限られず、一導電型をｐ型としても構わない。また、一導電型をｎ型としたとき他導電型はｐ型であり、一導電型をｐ型としたとき他導電型はｎ型である。したがって、本実施形態にかかる受発光素子モジュール２１において、他導電型はｐ型である。
【００４２】
発光素子２３は、図１０に示すように、基板２５の上面に配された複数の半導体層２６と、複数の電極２７とを有している。その結果、複数の電極２７を介して複数の半導体層２６に電圧を印加することによって、発光素子２３を発光させることができる。
【００４３】
なお、図１０は、図２に示した受発光素子モジュール２１の発光素子２３の断面を拡大して示している。
【００４４】
複数の半導体層２６は、バッファ層２８、一導電型のコンタクト層２９、一導電型のクラッド層３０、活性層３１、他導電型のクラッド層３２および他導電型のコンタクト層３３を有している。
【００４５】
また、複数の電極２７は、第１電極３４と第２電極３５を有している。そして、第１電極３４は一導電型のコンタクト層２９に接続しており、第２電極３５は他導電型のコンタクト層３３に接続している。なお、図９に示すように、複数の半導体層２６の表面には、複数の電極２７との接続箇所を除いて、絶縁層３６が配されている。
【００４６】
バッファ層２８は、基板２５の上面に積層されている。バッファ層２８は、基板２５と発光素子２３との界面において、両者の格子定数の差を緩衝するものである。その結果、複数の半導体層２６全体の格子欠陥または結晶欠陥を少なくすることができる。バッファ層２８は、例えば、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）で形成される。
【００４７】
一導電型のコンタクト層２９は、バッファ層２８の上面に積層されている。一導電型のコンタクト層２９は、上面に形成される第１電極３４との接触抵抗を低減するものである。一導電型のコンタクト層２９は、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）にｎ型の不純物をドーピングして形成される。ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）に対するｎ型の不純物としては、シリコン（Ｓｉ）またはセレン（Ｓｅ）などが挙げられる。
【００４８】
一導電型のクラッド層３０は、一導電型のコンタクト層２９の上面に積層されている。一導電型のクラッド層３０は、活性層３１に正孔を閉じ込める機能を有している。一導電型のクラッド層３０は、例えばアルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）にｎ型の不純物をドーピングして形成される。アルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）に対するｎ型の不純物は、例えばシリコン（Ｓｉ）またはセレン（Ｓｅ）などが挙げられる。
【００４９】
活性層３１は、一導電型のクラッド層３０に積層されている。活性層３１は、電子や正孔が集中して、両者が再結合することによって、発光するものである。活性層３１は、例えば、アルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）で形成される。
【００５０】
他導電型のクラッド層３２は、活性層３１の上面に積層されている。他導電型のクラッド層３２は、活性層３１に電子を閉じ込める機能を有している。他導電型のクラッド層３２は、例えばアルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）にｐ型の不純物をドーピングして形成される。アルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）に対するｐ型の不純物は、例えば亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などが挙げられる。
【００５１】
他導電型のコンタクト層３３は、他導電型のクラッド層３２の上面に積層されている。他導電型のコンタクト層３３は、上面に形成される第２電極３５との接触抵抗を低減するものである。他導電型のコンタクト層３３は、例えばアルミニウムガリウムヒ素（ＡｌＧａＡｓ）にｐ型の不純物をドーピングして形成される。なお、ｐ型コンタクト層３３は、電極との接触抵抗を低減するために、ｐ型クラッド層３２よりもキャリア密度が高く設定されている。
【００５２】
複数の電極２７は、例えば金（Ａｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）などの材料で形成される。絶縁層３６は、例えば窒化ケイ素（ＳｉＮ）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの材料で形成される。
【００５３】
発光素子２３は、以下の方法によって形成することができる。まず、複数の半導体層２６を、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法を利用して、基板２５の上面に順次エピタキシャル成長させることによって形成する。次いで、絶縁層３６を、例えばＰ−ＣＶＤ（Plasma Chemical Vapor Deposition）法を利用して、複数の半導体層２６の表面に形成する。次いで、複数の電極２７を、例えば蒸着法、スパッタ法またはめっき法などを利用して、複数の半導体層２６の一部の半導体層上に形成する。以上の方法によって、発光素子２３を形成することができる。
【００５４】
受光素子２４は、図９に示すように、基板２５の上面のうち発光素子２３から離れた領域において、他導電型の半導体領域３７を設けることによって形成されている。すなわち、一導電型の基板２５に対して他導電型の半導体領域３７を形成することによってｐｎ接合を形成し、受光素子２４を構成している。
【００５５】
他導電型の半導体領域３７は、基板２５にｐ型の不純物をドーピングすることによって形成することができる。本実施形態にかかる基板２５はＳｉ基板であることから、ｐ型の不純物としては、例えばホウ素（Ｂ）、亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）などが挙げられる。
【００５６】
受発光素子モジュール２１は、図９に示すように、遮光体３８と、レンズ部材３９をさらに有している。遮光体３８は、例えば、受光素子２４が外部からの迷光を受光しないように、迷光を遮断する機能を有している。レンズ部材３９は、発光素子２３からの光を感
光体２に誘導したり、感光体２での反射光を受光素子２４に誘導したりする機能を有している。
【００５７】
具体的には、遮光体３８は、発光素子２３および受光素子２４を取り囲んだ枠状の壁部４０と、壁部４０の内面に設けられて壁部４０で囲んだ領域を覆うように配された蓋部４１とを有している。すなわち、壁部４０の内面と蓋部４１の下面とに囲まれる領域に、発光素子２３および受光素子２４が収容されている。また、発光素子２３の光が通過する複数の光通過部４２を有している。なお、本実施形態にかかる光通過部４２は、複数の穴によって形成されている。
【００５８】
遮光体３８は、例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン樹脂（ＡＢＳ）などの汎用プラスチック、ポリアミド樹脂（ＰＡ）ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）などのエンジニアリングプラスチック、液晶ポリマーなどのスーパーエンジニアリングプラスチック、およびアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などの金属材料で形成される。遮光体３８は、例えば射出形成などにより形成される。
【００５９】
また、レンズ部材３９は、光が通過するレンズ部４３と、レンズ部４３を支持する支持部４４とを有している。そして、レンズ部材３９は、支持部４４を介して、遮光体３８の壁部４０の内面と蓋部４１の上面とに囲まれる領域にはめ込まれている。
【００６０】
レンズ部材３９は、透光性の材料で形成される。レンズ部材３９は、例えばシリコーン樹脂、ウレタン樹脂ならびにエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはポリカーボネイト樹脂ならびにアクリル樹脂などの熱可塑性樹脂などのプラスチック、あるいはサファイアおよび無機ガラスなどで形成される。レンズ部材３９は、例えば射出形成などにより形成される。
【００６１】
レンズ部４３は、発光素子２３の出射光および被対象物での反射光を集光し誘導する機能を有する。レンズ部４３は、発光素子２３の出射光を集光する第１レンズ４５と、被対象物からの反射光を集光する第２レンズ４６とを有している。本実施形態にかかる第１レンズ４５および第２レンズ４６のそれぞれは、例えば凸レンズ、球面レンズまたは非球面レンズなどである。
【００６２】
支持部４４は、レンズ部４３を保持する機能を有する。支持部４４は、例えば板状に形成される。支持部４４は、レンズ部４３と一体的に形成されることによってレンズ部４３を保持してもよいし、支持部４４にレンズ部４３の第１レンズ４５および第２レンズ４６がはめ込まれることによってレンズ部４３を保持してもよい。
【００６３】
ここで、画像形成装置１の感光体２は、例えば、帯電器３、現像器５、クリーニング器８、現像剤Ｔおよび記録媒体Ｐなどの様々な要因によって摩耗する。このとき、従来の画像形成装置では、感光体の摩耗要因が多数あることから、感光体の摩耗に異常があった場合、その原因を特定することが困難であった。
【００６４】
これに対して、本実施形態にかかる画像形成装置１では、複数の受発光素子モジュール２１を有している。そして、複数の受発光素子モジュール２１は、感光体２の第１領域Ｒ１の表面層１４の膜厚を測定する第１受発光素子モジュール２１ａと、感光体２の第２領域Ｒ２の表面層１４の膜厚を測定する第２受発光素子モジュール２１ｂとを有している。
【００６５】
その結果、上述した通り、非摩耗領域の第２領域Ｒ２の表面層１４の膜厚と摩耗領域の
第１領域Ｒ１の表面層１４の膜厚との差を算出することによって、表面層１４の第１領域Ｒ１での摩耗量を推定することができる。したがって、例えば現像領域Ｒ３の摩耗量を測定する場合と比較して現像領域Ｒ１の摩耗要因は少ないため、感光体２の摩耗に異常があった場合には、その原因を推定しやすくすることができる。
【００６６】
複数の受発光素子モジュール２１は、図４に示すように、感光体２の軸方向に沿って並んでいる。その結果、感光体２の回転方向に沿った表面層１４の膜厚のばらつきを考慮する必要がなく、表面層１４の摩耗量を測定しやすくなる。なお、図４は、発光素子２３および受光素子２４の位置関係を説明するために、感光体２と受発光素子モジュール２１の一部の構成のみを模式的に示している。なお、図５〜図８も同様である。
【００６７】
なお、表面層１４の摩耗量を測定するときは、感光体２の回転を停止して行なうことが望ましい。その結果、感光体２の回転方向の特定の個所への受発光素子モジュール２１の光の位置決めが容易になり、特定の個所における表面層１４の膜厚の経時変化をモニタリングすることができる。したがって、例えば感光体２の交換時期の予測が行いやすくなる。
【００６８】
複数の受発光素子モジュール２１は、図４に示すように、感光体２の現像領域Ｒ３に向かって光を照射し反射光を受光する、少なくとも１つの第３受発光素子モジュール２１ｃをさらに備えていてもよい。すなわち、複数の受発光素子モジュール２１は、現像領域Ｒ３の表面層１４の膜厚を測定する第３受発光素子モジュール２１ｃを有していてもよい。その結果、第１領域Ｒ１の測定結果と現像領域Ｒ３の測定結果を比較することができる。そのため、例えば、製品開発時等に予め求める表面層１４の印字枚数に対する摩耗量と、現像領域Ｒ３の測定結果および第１領域Ｒ１の測定結果の差を比較することによって、第１領域Ｒ１の摩耗量が異常か否か判断することができる。すなわち、帯電器３などによる摩耗が異常か否かを判断することができる。
【００６９】
少なくとも１つの第３受発光素子モジュール２１ｃは、図４に示すように、感光体２の軸方向に配列された複数の第３受発光素子モジュール２１ｃを有している。その結果、記録媒体Ｐの縁などによる異常な摩耗を検知しやすくなる。特に、記録媒体Ｐのサイズが任意に変更される際には有効である。
【００７０】
発光素子２３および受光素子２４は、図５に示すように、感光体２の軸方向に沿って並んでいてもよい。その結果、感光体２は円筒状であることから、感光体２の軸方向は、感光体２の回転方向に比較して平坦である。したがって、発光素子２３からの光を受光素子２４で受光しやすくすることができる。
【００７１】
一方で、発光素子２３および受光素子２４は、図６に示すように、感光体２の軸方向に直交する方向に沿って並んでいてもよい。その結果、感光体２の軸方向に沿った複数の受発光素子モジュール２１の設置スペースを小さくすることができ、感光体２の軸方向に沿って多くの受発光素子モジュール２１を設置することが可能になる。
【００７２】
複数の受発光素子モジュール２１のそれぞれは、図７に示すように、２つの発光素子２３および２つの受光素子２４を有していてもよい。そして、２つの発光素子２３のそれぞれが２つの受光素子２４の双方と隣り合い、且つ発光素子２３同士および受光素子２４同士が対角線上に位置するように、２つの発光素子２３および２つの受光素子２４は配置されていてもよい。ここで、例えば、基体１０は、旋盤で切削加工された場合、基体１０の表面には切削痕ができ、複数の受発光素子モジュール２１のそれぞれでの測定の際に、基体１０の表面の影響がでて、正しい測定ができなくなる場合がある。そこで、複数の受発光素子モジュール２１のそれぞれの光を、二方向から入射させて、それぞれの測定値を比較することによって、基体１０の表面の異常を検知することも可能となる。その結果、他の個所で測定する等の判断をすることが可能となる。
【００７３】
複数の受発光素子モジュール２１は、図８に示すように、１つの受光素子２４と、１つの受光素子２４の周囲に配置された複数の発光素子２３を有していてもよい。その結果、複数の受発光素子モジュール２１のそれぞれは、基体１０に対して複数方向から光を入射させることができ、基体１０の表面の影響を低減することが可能となる。
【００７４】
複数の受発光素子モジュール２１は、図１に示すように、感光体２の回転方向に沿って、帯電器３とクリーニング器８との間に配置されていてもよい。その結果、感光体２のクリーニング後、帯電前に感光体２の表面を測定することができ、表面層１４の測定精度を向上させることができる。
【００７５】
また、複数の受発光素子モジュール２１は、省スペース化の為、除電器９の複数の発光部間に配されてよい。この場合、除電器９の光が複数の受発光素子モジュール２１で受光されないよう、除電器９が消灯されるタイミングで測定するのが望ましい。
【００７６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１    ・・・画像形成装置
２    ・・・感光体
３    ・・・帯電器
４    ・・・露光器
５    ・・・現像器
６    ・・・転写器
７    ・・・定着器
８    ・・・クリーニング器
９    ・・・除電器
１０  ・・・基体
１１  ・・・耐圧層
１２  ・・・電荷注入阻止層
１３  ・・・感光層
１４  ・・・表面層
１５  ・・・磁気ローラ
１６  ・・・転写用チャージャ
１７  ・・・分離用チャージャ
１８  ・・・記録媒体
１９  ・・・定着ローラ
２０  ・・・クリーニングブレード
２１  ・・・受発光素子モジュール
２２  ・・・配線基板
２３  ・・・発光素子
２４  ・・・受光素子
２５  ・・・基板
２６  ・・・複数の半導体層
２７  ・・・複数の電極
２８  ・・・バッファ層
２９  ・・・一導電型のコンタクト層
３０  ・・・一導電型のクラッド層
３１  ・・・活性層
３２  ・・・他導電型のクラッド層
３３  ・・・他導電型のコンタクト層
３４  ・・・第１電極
３５  ・・・第２電極
３６  ・・・絶縁層
３７  ・・・他導電型の半導体領域
３８  ・・・遮光体
３９  ・・・レンズ部材
４０  ・・・壁部
４１  ・・・蓋部
４２  ・・・光通過部
４３  ・・・レンズ部
４４  ・・・支持部
４５  ・・・第１レンズ
４６  ・・・第２レンズ
Ｔ    ・・・現像剤
Ｐ    ・・・記録媒体
Ｒ１  ・・・第１領域
Ｒ２  ・・・第２領域
Ｒ３  ・・・現像領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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