JP2014178298A - Reflective optical sensor and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflective optical sensor which effectively prevents the reduction of a detection area due to fluttering of a surface of an object.SOLUTION: A reflective optical sensor 200a includes: an irradiation optical system formed by arranging at least two unit irradiation optical systems including two or more irradiation system LEDs and irradiation lenses; and a light-receiving optical system including at least two light-receiving unit PDs 212a and light-receiving lenses. The light emitted from a light-emitting unit is guided to a surface of an object, to form an irradiation light spot shifted in one direction. A light-receiving system includes the light-receiving unit, and is configured to receive the light irradiated on the surface by the unit irradiation optical systems and reflected via the light-receiving lens 220aC. A positional relation between the light-emitting unit and the irradiation lens is adjusted so that the spots emitted from each of all the light-emitting units and irradiated on the surface are continuously arranged in one direction and some spots are irradiated at different incident angles from adjacent unit irradiation optical systems.

Description

この発明は、反射型光学センサと画像形成装置に関する。   The present invention relates to a reflective optical sensor and an image forming apparatus.

画像形成装置は、アナログやデジタルの電子複写機、光プリンタ、ファクシミリ装置、光プロッタとして実施できる。   The image forming apparatus can be implemented as an analog or digital electronic copying machine, an optical printer, a facsimile machine, or an optical plotter.

あるいはまた、これらの装置のもつ機能を複合的に組み合せたMFP(マルチ・ファンクション・プリンタ)等として実施できる。   Alternatively, it can be implemented as an MFP (multi-function printer) that combines the functions of these devices.

物体表面の状態に関する表面情報を検出することは種々の技術で重要な意義を持つ。   Detecting surface information about the state of an object surface has important significance in various technologies.

例えば、デジタル複写装置のように「電子写真プロセスによりトナー画像を形成し、トナー画像をシート状記録媒体に定着装置により定着する画像形成装置」が知られている。   For example, as in a digital copying apparatus, an “image forming apparatus that forms a toner image by an electrophotographic process and fixes the toner image on a sheet-like recording medium by a fixing device” is known.

このような場合、定着装置に含まれる定着ベルトや定着ローラの表面に「傷」等の異常があると、トナー像の定着に支障を来たし、形成された画像の像質を劣化させる。   In such a case, if there is an abnormality such as a “scratch” on the surface of the fixing belt or fixing roller included in the fixing device, the fixing of the toner image is hindered and the image quality of the formed image is deteriorated.

このため、定着ベルト等の表面における「傷の有無」等を表面情報として検出することが重要になる。   For this reason, it is important to detect “scratches” on the surface of the fixing belt or the like as surface information.

表面情報の検出方法として、表面に対して光を照射し、表面による反射光を受光し、受光量から「傷の有無」や「表面劣化」等を検出する方法が知られている(特許文献1)。   As a method for detecting surface information, there is known a method of irradiating light on a surface, receiving reflected light from the surface, and detecting “the presence / absence of scratches”, “surface degradation”, etc. from the amount of received light (Patent Document) 1).

複数の発光部を配列した照明部と、複数の受光部を配列した受光系を組み合せて有する反射型光学センサが提案されている(特許文献2)。   There has been proposed a reflection type optical sensor having a combination of an illumination unit in which a plurality of light emitting units are arranged and a light receiving system in which a plurality of light receiving units are arranged (Patent Document 2).

特許文献2に記載された反射型光学センサは、転写ベルト上に形成されたトナーパターンのトナー濃度や位置の検出に用いられる場合が記載されている。   The reflection type optical sensor described in Patent Document 2 describes a case where it is used for detection of toner density and position of a toner pattern formed on a transfer belt.

しかし、複数の発光部を配列した照明部と、複数の受光部を配列した受光系を組み合せて有する反射型光学センサは、定着ベルト等の表面情報の検出にも用いることができる。   However, a reflective optical sensor having a combination of an illuminating unit in which a plurality of light emitting units are arranged and a light receiving system in which a plurality of light receiving units are arranged can also be used for detecting surface information on a fixing belt or the like.

このような反射型光学センサにより、定着ベルトのような被検物の表面情報を検出する場合、検出精度に影響する要因として、以下の如きものが考えられる。   When detecting surface information of an object such as a fixing belt using such a reflective optical sensor, the following factors can be considered as factors affecting detection accuracy.

第1に、定着ベルトの表面情報を検出することは、一般に、定着ベルトの稼働中に行われ、検出時に定着ベルトは静止していない。   First, detecting the surface information of the fixing belt is generally performed while the fixing belt is in operation, and the fixing belt is not stationary at the time of detection.

このため、表面情報を検出するべき定着ベルト表面が、発光部や受光部の配列方向に対して揺動的に傾く現象がある。   For this reason, there is a phenomenon in which the surface of the fixing belt from which surface information is to be detected tilts in a swinging manner with respect to the arrangement direction of the light emitting units and the light receiving units.

この現象を以下「ベルト面のバタツキ」もしくは「バタツキ」と呼ぶ。   This phenomenon is hereinafter referred to as “belt surface flapping” or “flapping”.

第2に、定着ベルト表面に対する反射型光学センサの位置関係が、取り付け誤差や経時変化により適正な関係からずれることが考えられる。   Second, it is conceivable that the positional relationship of the reflective optical sensor with respect to the surface of the fixing belt deviates from an appropriate relationship due to attachment errors and changes with time.

上記「バタツキ」や「位置関係のずれ」があると、反射型光学センサの発光部・受光部の配列方向との平行度に狂いが生じる。   If there is the above “flapping” or “positional deviation”, the parallelism with the arrangement direction of the light emitting unit and the light receiving unit of the reflection type optical sensor is distorted.

このような平行度の狂いがあると、1方向に配列した受光部のうちで、配列方向の端部に近い受光部が、ベルト表面からの反射光を適正に受光できない場合が生じる。   If there is such a deviation in parallelism, among the light receiving units arranged in one direction, the light receiving unit near the end in the arrangement direction may not be able to properly receive the reflected light from the belt surface.

このように、ベルト表面からの反射光を適正に受光できない受光部があると、表面情報の検出に必要なデータが欠損する。   Thus, if there is a light receiving portion that cannot properly receive the reflected light from the belt surface, data necessary for detecting the surface information is lost.

このデータ欠損は、表面情報を検出できる検知領域を狭める原因となり、表面情報の適正な検出が困難になる。   This data loss causes a narrow detection area in which surface information can be detected, making it difficult to detect surface information properly.

この発明は、上述した事情に鑑み、上記バタツキや位置関係のずれに起因する検知領域の狭まりを有効に軽減させることができる反射型光学センサの実現を課題とする。   This invention makes it a subject to implement | achieve the reflection type optical sensor which can reduce effectively the narrowing of the detection area resulting from the said flutter and the shift | offset | difference of positional relationship in view of the situation mentioned above.

この発明の反射型光学センサは、被検物の表面を光照射し、前記表面による反射光を受光して前記表面の表面情報を検出するための反射型光学センサにおいて、照射系と照射用レンズとからなる単位照射光学系を2以上配列してなる照射光学系と、受光系と受光用レンズを含む受光光学系と、を有し、前記単位照射光学系の前記照射系は2以上の発光部を有し、前記単位照射光学系の前記照射用レンズは前記2以上の発光部に共用されて、前記2以上の発光部から放射される光を被検物の表面に導光して照射光のスポットを1方向にずらして形成するものであり、前記受光光学系の受光系は、2以上の受光部を有し、前記受光用レンズは、前記2以上の受光部に共用され、前記照射光学系の各単位照射光学系により前記被検物の表面に照射され、前記表面により反射された反射光を、前記受光光学系の受光用レンズを介して前記受光系により受光するように構成され、且つ、全ての発光部の個々から放射されて前記表面に照射されたスポットが、1方向に連続的に配列し、これらのスポットのうちに、隣接する単位照射光学系から、異なる入射角で照射されるものが存在するように、照射光学系における前記発光部、前記照射用レンズの位置関係が調整されたことを特徴とする。   The reflection type optical sensor of the present invention is a reflection type optical sensor for irradiating the surface of an object to be detected, receiving light reflected by the surface and detecting surface information of the surface. And a light receiving optical system including a light receiving system and a light receiving lens, and the irradiation system of the unit irradiation optical system emits two or more lights. And the irradiation lens of the unit irradiation optical system is shared by the two or more light emitting units, and guides and emits light emitted from the two or more light emitting units to the surface of the test object. The light spot is formed by shifting in one direction, the light receiving system of the light receiving optical system has two or more light receiving parts, and the light receiving lens is shared by the two or more light receiving parts, The surface of the specimen is irradiated by each unit irradiation optical system of the irradiation optical system. The reflected light reflected by the surface is configured to be received by the light receiving system via the light receiving lens of the light receiving optical system, and is emitted from each of the light emitting units and applied to the surface. The light emitting section in the irradiation optical system, such that there are spots that are continuously arranged in one direction, and among these spots, there are those irradiated from different unit irradiation optical systems at different incident angles, The positional relationship of the irradiation lens is adjusted.

この発明によれば、被検物のバタツキや、被検物との位置関係のずれに起因する検知領域の狭まりを有効に軽減させることができる反射型光学センサを実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a reflective optical sensor that can effectively reduce the narrowing of the detection region caused by the flickering of the test object and the positional relationship with the test object.

カラープリンタを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a color printer. 定着ベルトの表面情報の検出を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining detection of surface information of a fixing belt. 反射型光学センサを概念的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating a reflection type optical sensor notionally. 発光部と受光部の配列関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement | sequence relationship of a light emission part and a light-receiving part. 図3の反射型光学センサの構造をy方向から見た状態を示す図である。It is a figure which shows the state which looked at the structure of the reflective optical sensor of FIG. 3 from the y direction. 図3の反射型光学センサによる表面情報の検出を表すフロー図である。It is a flowchart showing the detection of the surface information by the reflective optical sensor of FIG. 反射型光学センサの出力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the output of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの発光部・受光部と開口部の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the light emission part, light-receiving part, and opening part of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの開口部を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the opening part of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの実施形態1を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Embodiment 1 of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの実施形態1を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Embodiment 1 of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの実施形態1を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Embodiment 1 of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの実施形態1の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of Embodiment 1 of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの実施形態2を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Embodiment 2 of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの実施形態4を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Embodiment 4 of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの実施形態4の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of Embodiment 4 of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの実施形態5を説明するための図である。It is a figure for demonstrating Embodiment 5 of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの他の実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating other embodiment of a reflective optical sensor. 反射型光学センサの更に他の実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating other embodiment of a reflection type optical sensor. 反射型光学センサの更に他の実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating other embodiment of a reflection type optical sensor.

発明の実施の形態の説明に先立って、反射型光学センサの概念や用語の説明を行う。   Prior to the description of the embodiments of the invention, the concept and terms of the reflective optical sensor will be described.

図1は、画像形成装置の1種である「カラープリンタ」を説明するための図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining a “color printer” which is one type of image forming apparatus.

カラープリンタは、電子写真プロセスによりトナー画像を形成し、該トナー画像をシート状記録媒体の表面に、定着装置により定着して画像形成を行う画像形成装置である。   A color printer is an image forming apparatus that forms a toner image by an electrophotographic process and fixes the toner image on the surface of a sheet-like recording medium by a fixing device to form an image.

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、所謂「タンデム型のプリンタ」である。   FIG. 1A illustrates only a main part of the color printer 100 in an explanatory manner. The color printer 100 is a so-called “tandem printer”.

符号11で示す「転写ベルト」は無端ベルトで、駆動ローラを含む複数のローラ(図では3本)に掛け回されて設けられ、駆動ローラに駆動されて反時計回りに回転する。   A “transfer belt” denoted by reference numeral 11 is an endless belt, is provided around a plurality of rollers (three in the drawing) including a driving roller, and is driven by the driving roller to rotate counterclockwise.

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。
符号中の「Y、M、C、B」は、夫々「イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック」の各色を表す。
The lower portion of the transfer belt 11 in the drawing is stretched in a “planar” manner, and image forming units UY, UM, UC, UB are disposed in this portion.
“Y, M, C, B” in the code represents each color of “yellow, magenta, cyan, black”.

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である。   The image forming unit UY is a unit that forms a yellow image, and the image forming unit UM is a unit that forms a magenta image.

また、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。   The image forming unit UC is a unit that forms a cyan image, and the image forming unit UB is a unit that forms a black image.

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が配備され、更にその下方にカセット15が配置されている。   Below the image forming units UY to UB, an optical scanning device 13 which is an “image writing device” is provided, and a cassette 15 is further provided below the optical scanning device 13.

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を例に取り、図1(b)を参照して簡単に説明する。
作像ユニットUYは、光導電性の感光体ドラム20Yの周囲に、帯電器30Y、現像装置40Y、転写部材50Y、クリーニング装置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。
Since the image forming units UY to UB are structurally the same, the image forming unit UY is taken as an example and will be briefly described with reference to FIG.
The image forming unit UY has a structure in which a charger 30Y, a developing device 40Y, a transfer member 50Y, and a cleaning device 60Y are arranged around the photoconductive photosensitive drum 20Y.
The charger 30Y is a “contact type charging roller”.

帯電器30Yと現像装置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。
転写部材50Yはローラ状であって、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。
A space between the charger 30Y and the developing device 40Y is set as an “image writing unit using the scanning light LY”.
The transfer member 50 </ b> Y has a roller shape and is disposed on the opposite side of the photosensitive drum 20 </ b> Y via the transfer belt 11 and is in contact with the back surface of the transfer belt 11.

作像ユニットUM〜UBも、作像ユニットUYと同様の構成である。
以下、感光体ドラム20M〜20B、帯電器30M〜30B、現像装置40M〜40B、転写部材50M〜50B、クリーニング装置60M〜60Bとする。
The image forming units UM to UB have the same configuration as the image forming unit UY.
Hereinafter, the photosensitive drums 20M to 20B, the chargers 30M to 30B, the developing devices 40M to 40B, the transfer members 50M to 50B, and the cleaning devices 60M to 60B are used.

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)の「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。
Such a “color image printing process” by the color printer 100 is well known, but will be briefly described below.
Note that the “rectangular shape indicated by a broken line” in FIG. 1B indicates the unit of the image forming unit UY as “collectively”, and does not necessarily indicate an entity such as a casing.

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の回転は時計回り、転写ベルト11の回転は反時計回りである。
When the color image forming process starts, the photosensitive drums 20Y to 20B and the transfer belt 11 start to rotate.
The rotation of the photosensitive drums 20Y to 20B is clockwise, and the rotation of the transfer belt 11 is counterclockwise.

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帯電される。   The photosensitive surfaces of the photosensitive drums 20Y to 20B are uniformly charged by the chargers 30Y to 30B, respectively.

光走査装置13は、各感光体ドラム20Y〜20Bに対して、走査光LY〜LBによる光走査で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。
The optical scanning device 13 writes an image on each of the photosensitive drums 20Y to 20B by optical scanning with the scanning lights LY to LB.
Various types of optical scanning devices 13 that perform such image writing have been well known in the past. As the optical scanning device 13, these known devices are appropriately used.

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る。   The photosensitive drum 20Y is optically scanned using a laser beam whose intensity is modulated according to the yellow image as the scanning light LY, and a yellow image is written.

この光走査により「イエロー画像に対応する静電潜像」が形成される。   By this optical scanning, an “electrostatic latent image corresponding to a yellow image” is formed.

形成された静電潜像は所謂ネガ潜像であり、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。   The formed electrostatic latent image is a so-called negative latent image, and is visualized as a “yellow toner image” by reversal development using yellow toner by the developing unit 40Y.

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。   The visualized yellow toner image is electrostatically primarily transferred onto the surface side of the transfer belt 11 by the transfer roller 50Y.

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る。   The photoconductor drum 20M is optically scanned using a laser beam whose intensity is modulated in accordance with the magenta image as the scanning light LM, and a magenta image is written.

この光走査により、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。
By this optical scanning, an electrostatic latent image (negative latent image) corresponding to the magenta image is formed.
The formed electrostatic latent image is visualized as a “magenta toner image” by reversal development using magenta toner by the developing unit 40M.

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る。   The photosensitive drum 20C is optically scanned using a laser beam whose intensity is modulated according to the cyan image as the scanning light LC, and a cyan image is written.

この光走査により、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。
By this optical scanning, an electrostatic latent image (negative latent image) corresponding to the cyan image is formed.
The formed electrostatic latent image is visualized as a “cyan toner image” by reversal development using cyan toner by the developing unit 40C.

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る。   The photosensitive drum 20B is optically scanned using a laser beam whose intensity is modulated according to the black image as the scanning light LB, and a black image is written.

この光走査により、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。
By this optical scanning, an electrostatic latent image (negative latent image) corresponding to the black image is formed.
The formed electrostatic latent image is visualized as a “black toner image” by reversal development using black toner by the developing unit 40B.

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。   The magenta toner image is primary-transferred electrostatically to the transfer belt 11 side by the transfer roller 50M.

このとき、マゼンタトナー画像は、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1次転写される。
At this time, the magenta toner image is superimposed on the “yellow toner image previously transferred” on the transfer belt 11.
Similarly, the cyan toner image is primarily transferred onto the transfer belt 11 by the transfer roller 50C.

その際、シアントナー画像は「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」に重ね合わせられる。   At that time, the cyan toner image is overlaid on the “yellow toner image and magenta toner image transferred on top of each other”.

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。   The black toner image is primarily transferred to the yellow, magenta, and cyan color toner images on the transfer belt 11 by the transfer roller 50B.

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。   In this way, four color toner images of yellow, magenta, cyan, and black are superimposed on the transfer belt 11 to form a “color toner image”.

各感光体ドラム20Y〜20Bは、トナー画像転写後にそれぞれ、クリーニング装置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。   Each of the photosensitive drums 20Y to 20B is cleaned by the cleaning devices 60Y to 60B after the toner image is transferred to remove residual toner, paper dust, and the like.

転写紙Sは、カセット15内に積載されて収容され、図示されない周知の給紙機構により給紙される。   The transfer paper S is stacked and accommodated in the cassette 15, and is fed by a well-known paper feeding mechanism (not shown).

給紙された転写紙Sは、図示されないタイミングローラ(レジストローラとも言う。)により尖端部を保持された状態で待機する。   The supplied transfer sheet S stands by with its tip end held by a timing roller (also referred to as a registration roller) (not shown).

そして、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。   Then, the color toner image on the transfer belt 11 is sent to the “secondary transfer portion” at the same timing.

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。   The secondary transfer portion is a contact portion between the transfer belt 11 and the secondary transfer roller 17 that rotates in contact with the transfer belt 11.

転写紙Sは、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、タイミングローラにより2次転写部に送り込まれる。   The transfer paper S is fed to the secondary transfer portion by a timing roller in time with the color toner image on the transfer belt 11 reaching the secondary transfer portion.

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2次転写(静電転写)される。   Thus, the color toner image and the transfer paper S are superimposed, and the color toner image is secondarily transferred (electrostatic transfer) onto the transfer paper S.

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、定着装置19においてカラートナー画像を定着され、カラープリンタ100の上部のトレイTR上に排出される。   The transfer sheet S on which the color toner image is transferred by the secondary transfer is fixed on the color toner image in the fixing device 19 and is discharged onto the tray TR on the upper side of the color printer 100.

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」の概略の説明である。   The outline of the “color image printing process” by the color printer 100 has been described above.

次に、図1(a)のカラープリンタにおける定着装置19を、図1(c)を参照して説明する。   Next, the fixing device 19 in the color printer of FIG. 1A will be described with reference to FIG.

定着装置19は、図1(c)に示すように所謂「ベルト定着方式」である。   The fixing device 19 is a so-called “belt fixing method” as shown in FIG.

定着を行なう部分は、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。   The fixing portion includes a fixing roller 61, a heating roller 62, a fixing unit roller 64, a pressure roller 63, a tension roller 65, a peeling claw 66, and the like.

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」を有する構成である。   The fixing belt 61 is configured to have a “release layer made of PFA or PTFE” on a base material such as nickel or polyimide.

上記基材と離型層との間に「シリコーンゴムなどの弾性層」を設けた構成もある。   There is also a configuration in which an “elastic layer such as silicone rubber” is provided between the substrate and the release layer.

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「表面情報」である。   Accordingly, the surface of the fixing belt 61 is “resin such as PFA or PTFE forming a release layer”, and the information on the surface is “surface information” to be detected.

定着ベルト61は無端ベルトで、加熱ローラ62と転写用ローラ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。   The fixing belt 61 is an endless belt and is wound around a heating roller 62 and a transfer roller 64 and is given a “necessary tension” by a tension roller 65.

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。   The heating roller 62 is a hollow roller made of aluminum or iron and includes a heat source H such as a halogen heater. The heat source H heats the fixing belt 61 via the heating roller 62.

図示されていないが、定着ベルト61の表面温度を検出するための温度センサ(サーモパイル等)が、定着ベルト61の表面に「非接触」で設けられている。   Although not shown, a temperature sensor (such as a thermopile) for detecting the surface temperature of the fixing belt 61 is provided on the surface of the fixing belt 61 in a “non-contact” manner.

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。
The fixing roller 64 has a metal core metal surrounded by silicone rubber to give elasticity. The fixing roller 64 rotationally drives the fixing belt 61 counterclockwise.
The pressure roller 63 is provided with an elastic layer such as silicone rubber on a metal core such as aluminum or iron, and the surface layer is constituted by a release layer such as PFA or PTFE.

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。   The pressure roller 63 is in pressure contact with the fixing belt 61 at a position corresponding to the fixing roller 64.

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。   This pressure contact deforms the fixing roller 64 to form a “nip portion”. This nip portion becomes a fixing portion.

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。   The tension roller 65 is a metal core provided with silicone rubber.

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。   A plurality of peeling claws 66 are arranged in the axial direction (direction perpendicular to the paper surface) of the fixing roller 64 so that the pointed portion thereof is in contact with the surface of the fixing belt 61.

前述した、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(図示されず)に代えて、接触型の温度センサ(サーミスタ)を用いることも可能である。   Instead of the non-contact temperature sensor (not shown) for detecting the surface temperature of the fixing belt 61 described above, a contact-type temperature sensor (thermistor) may be used.

定着が行なわれるときは、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する。   When fixing is performed, the fixing belt 61 rotates counterclockwise and the pressure roller 63 rotates clockwise while being heated by the heater H.

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。   When the surface temperature of the fixing belt 61 reaches a fixable temperature, the transfer sheet S on which the color toner image is transferred is conveyed in the direction of the arrow and enters the fixing unit.

そして、カラートナー画像は、転写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。   The color toner image receives heat from the fixing belt 61 side at the transfer portion, is pressed against the fixing belt 61 by the pressure roller 63, receives pressure, and is fixed on the transfer paper S.

補足すると、カラープリンタ100は、転写ベルト11をクリーニングするためのクリーナ(図示されず)を有している。   Supplementally, the color printer 100 has a cleaner (not shown) for cleaning the transfer belt 11.

この「クリーナ」は、図1(a)において作像ユニットUYの左方において、転写ベルト61がローラに撒き掛けられた部分に対向して配置される。   The “cleaner” is disposed on the left side of the image forming unit UY in FIG. 1A so as to face the portion where the transfer belt 61 is strung over the roller.

クリーナは、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する。   The cleaner has a cleaning brush and a cleaning blade disposed so as to contact the transfer belt 11.

そして、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、除去するようになっている。
クリーナはまた、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(図示されず)も有している。
Then, “foreign matter such as residual toner and paper dust” on the transfer belt 11 is scraped and removed by the cleaning brush and the cleaning blade.
The cleaner also has discharge means (not shown) for carrying out and discarding the residual toner removed from the transfer belt 11.

図1に示した画像形成装置(カラープリンタ)例では、転写方式は、上記の如く、1次転写と2次転写を行なうものであるが、転写方式はこれに限らない。   In the example of the image forming apparatus (color printer) shown in FIG. 1, the transfer system performs primary transfer and secondary transfer as described above, but the transfer system is not limited to this.

例えば、転写ベルト11上に転写紙Sを担持して搬送しつつ各感光体ドラムに対向接触させ、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も可能である。   For example, a system in which the transfer paper S is carried on the transfer belt 11 while being conveyed and brought into contact with each photosensitive drum, and a toner image of each color is directly superimposed on the transfer paper S and transferred is also possible.

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。   Also in this case, the fixing of the color toner image may be the same as described above.

さて、図1に示す画像形成装置(カラープリンタ100)は、定着装置19が、定着ベルト61の表面情報を検出する「表面情報検出装置」を有する。   In the image forming apparatus (color printer 100) shown in FIG. 1, the fixing device 19 includes a “surface information detecting device” that detects surface information of the fixing belt 61.

表面情報検出装置は、反射型光学センサ200と情報検出装置300とにより構成されている。   The surface information detection device includes a reflective optical sensor 200 and an information detection device 300.

また、反射型光学センサ200と定着ベルト61の間に可動可能な遮光部材400を有する。ただし、可動機構は図示していない。   Further, a movable light shielding member 400 is provided between the reflective optical sensor 200 and the fixing belt 61. However, the movable mechanism is not shown.

遮光部材400は反射型光学センサ200と定着ベルト61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が可動し、光路が開閉する。   The light blocking member 400 is for blocking the optical path between the reflective optical sensor 200 and the fixing belt 61, and the light blocking member 400 is moved as necessary to open and close the optical path.

反射型光学センサ200は、図1(c)に示すように、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。   As shown in FIG. 1C, the reflective optical sensor 200 is disposed so as to face the “portion wound around the heating roller 62” of the fixing belt 61.

反射型光学センサ200は、照射光学系と受光光学系を有する。   The reflective optical sensor 200 has an irradiation optical system and a light receiving optical system.

照射光学系は、定着ベルト61の表面に向かって「定着ベルト61の表面の進行方向と交わる方向」に複数の光スポットを照射する。   The irradiation optical system irradiates a plurality of light spots toward the surface of the fixing belt 61 in the “direction intersecting the traveling direction of the surface of the fixing belt 61”.

受光光学系は、定着ベルト61からの反射光を受光する。   The light receiving optical system receives the reflected light from the fixing belt 61.

上記「定着ベルト61の表面における進行方法と交わる方向」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。   The above-mentioned “direction intersecting with the advancing method on the surface of the fixing belt 61” corresponds to the “main scanning direction” at the time of image writing by optical scanning, and will be simply referred to as “main scanning direction” below.

情報検出装置300はマイクロコンピュータやCPUとして構成され、反射型光学センサ200に接続され、カラープリンタ100内に配置される。   The information detection apparatus 300 is configured as a microcomputer or a CPU, is connected to the reflective optical sensor 200, and is disposed in the color printer 100.

そして、反射型光学センサ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。   In response to the detection signal from the reflective optical sensor 200, the surface state of the fixing belt 61 is detected as surface information.

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、オフセットや、傷が発生する。   The surface of the fixing belt 61 is initially intact, but as the fixing operation is repeated, offset and scratches are generated.

「オフセット」は、トナー画像の定着の際に、トナーの一部が転写ベルトに付着し、経時的にフィルム上に固着した状態である。   “Offset” is a state in which a part of the toner adheres to the transfer belt and is fixed on the film over time when the toner image is fixed.

また、定着ベルト表面に発生する傷としては、剥離爪66等との接触による傷や、シート状記録部材による「筋状の傷」がある。   Further, as the scratches generated on the surface of the fixing belt, there are a scratch due to contact with the peeling claw 66 and the like and a “striated scratch” due to the sheet-like recording member.

このような「傷やオフセットの生じた表面の状態」、即ち、「オフセットの有無や程度、傷の状態や位置」が「表面情報」であり反射型光学センサによる検出の対象である。   Such “the state of the surface where the scratch or offset occurs”, that is, “the presence / absence or degree of offset, the state or position of the scratch” is “surface information” and is a target to be detected by the reflective optical sensor.

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。
In the following, detection of surface information for “striated wounds” will be mainly described.
FIG. 2 is a diagram illustratively showing fixing by the fixing device 19.

図2における上下方向は「定着ベルト61表面で進行方向TRDと交わる方向(前述の主走査方向)」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(シート状記録媒体)を示している。
この説明例では、転写紙Sは「A4サイズ」で、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。
The vertical direction in FIG. 2 corresponds to the “direction intersecting the traveling direction TRD on the surface of the fixing belt 61 (the aforementioned main scanning direction)”.
Reference numeral S indicates a transfer paper (sheet-like recording medium) having a color toner image to be fixed.
In this example, the transfer sheet S is “A4 size”, and can be conveyed in the longitudinal direction and the width direction.

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す。
紙幅A4Lは、定着ベルト61の幅(図の上下方向の長さ)に略等しい。
Symbol A4T indicates the paper width when the A4-size transfer paper S is conveyed in the longitudinal direction, and symbol A4L indicates the paper width when the A4-size transfer paper S is conveyed in the width direction (short direction).
The paper width A4L is substantially equal to the width of the fixing belt 61 (the length in the vertical direction in the figure).

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。   Accordingly, when the A4-size transfer sheet S is conveyed in the width direction (short direction), the streak-like scratches generated at the end in the longitudinal direction are practically not a problem.

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「定着不全の問題」を生じさせ得る。   On the other hand, the paper width A4T is shorter than the width of the fixing belt 61, and a line-shaped scratch may occur inside the paper width A4L and cause a “fixing failure problem”.

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。   Reference numerals W1 and W2 in FIG. 2 indicate margins of movement of the transfer paper width end portion in the main scanning direction when the A4-size transfer paper S is conveyed in the longitudinal direction.

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」ことはできない。   Even if the A4-sized transfer sheet S is transported in the longitudinal direction, it is not possible to “completely match the transport position in the main scanning direction with respect to each transfer sheet”.

従って、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。   Accordingly, the passing positions of both end portions of the transfer sheet S slightly vary in the main scanning direction.

あるいはまた、定着ベルト61自体にも、所謂「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。   Alternatively, when a so-called “belt shift” occurs in the fixing belt 61 itself, the surface of the fixing belt fluctuates with respect to both end portions of the transfer sheet S in the main scanning direction.

余裕幅W1、W2は、このような変動を考慮したものである。   The margin widths W1 and W2 take into account such fluctuations.

また、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。   Further, when the fluctuation range of the position where the transfer sheet S and the fixing belt 61 contact is “narrow”, streak-like scratches are concentrated in a narrow range.

これを避けるために、転写紙搬送の際に、「主走査方向での搬送位置」を転写紙ごとに意図的にずらす場合もある。
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。
In order to avoid this, the “transport position in the main scanning direction” may be intentionally shifted for each transfer sheet during transfer sheet transfer.
The margin widths W1 and W2 are also considered in such a case. However, the margin width is about “10 mm” at most.

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」を表面情報として検出するのであれば、検知領域Aは、余裕幅W1、W2より大きく設定する必要がある。   When the A4 size transfer sheet S is fed in the longitudinal direction, if “existence of streak” is detected as surface information, the detection area A needs to be set larger than the margin widths W1 and W2.

図2の例では、検知領域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。   In the example of FIG. 2, the detection area A is set so as to “include the margin width W2” among the margin widths W1 and W2, and is not provided on the side where the margin width W1 is present.

筋状の傷は、余裕幅W1の領域と余裕幅W2の領域とで略同様に発生すると考えられ、一方の余裕幅内での検出で実用上は十分と考えられるからである。   This is because streak-like scratches are considered to occur in substantially the same manner in the area of the margin width W1 and the area of the margin width W2, and detection within one margin width is considered to be practically sufficient.

勿論、余裕幅W1、W2の各領域に対して検知領域を設定してもよく、さらには、検知領域の大きさを「定着ベルト61の幅全体」に亘るように設定しても良い。   Of course, a detection area may be set for each of the marginal widths W1 and W2, and further, the size of the detection area may be set so as to extend over the entire width of the fixing belt 61.

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知領域Aをなす。   The reflective optical sensor 200 irradiates a plurality of light spots in the main scanning direction. A region irradiated with the plurality of light spots forms a detection region A.

反射型光学センサ200は、長い検知領域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。   Since the reflective optical sensor 200 can form a long detection region A, the “relative positional relationship in the main scanning direction” between the reflective optical sensor 200 and the end in the width direction of the transfer paper may be relatively rough.

情報検出装置300は、反射型光学センサ200からの検出信号を受け、検知領域Aにおける「定着ベルトの表面状態」を表面情報として検出する。
そして、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を定着ベルト61の表面情報として定量化する。
The information detection device 300 receives the detection signal from the reflective optical sensor 200 and detects “surface state of the fixing belt” in the detection area A as surface information.
When the width direction end portion of the transfer paper is included in the detection area A, the information on the streak formed by the width direction end portion of the transfer paper is quantified as the surface information of the fixing belt 61.

筋状の傷の情報は「傷レベル」と「傷の位置(主走査方向の位置)」のうちの少なくとも一方である。   The information on the line-shaped wound is at least one of “scratch level” and “scratch position (position in the main scanning direction)”.

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。   The scratch level refers to “scratch level”, that is, “scratch depth (roughness) and scratch width (size)”.

「傷の深さ」について補足する。
定着部材の表面に「傷(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、傷の部分で「記録紙とトナー画像の接触圧」が弱くなる。
このため、傷に応じて「定着不全」が生じ、定着された画像では「白抜け(画像濃度の低下する現象)」と呼ばれる「画像異常」が発生する。
It supplements about "the depth of a wound".
When “scratches (scratches caused by contact with the thermistor or peeling nails or streak-like scratches)” occur on the surface of the fixing member, “contact pressure between the recording paper and the toner image” becomes weak at the scratched portions.
For this reason, “fixing failure” occurs according to the scratch, and “fixed image” causes “image abnormality” called “white spot (a phenomenon in which image density decreases)”.

この明細書に言う「傷の深さ」は、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。   The “scratch depth” referred to in this specification is a parameter that represents the degree of image abnormality by quantitatively grasping such “correlation between the scratch and image abnormality caused by the wound”. .

次に、反射型光学センサ200の構造を、図3以下を参照して説明する。   Next, the structure of the reflective optical sensor 200 will be described with reference to FIG.

上述の転写ベルトを被検物とし、その表面の表面情報を検出する場合を想定する。   Assume that the above-described transfer belt is used as a test object and surface information of the surface is detected.

図3(a)、(b)に示す如くに、互いに直交するx、y、z方向を定める。
x方向は、上の説明における「進行方向に交わる方向」で、説明中の例では「主走査方向」である。
y方向は「進行方向」に対応する。z方向は「x、y両方向に直交する方向」である。
As shown in FIGS. 3A and 3B, x, y, and z directions orthogonal to each other are determined.
The x direction is the “direction intersecting the traveling direction” in the above description, and is the “main scanning direction” in the example being described.
The y direction corresponds to the “traveling direction”. The z direction is “a direction orthogonal to both the x and y directions”.

符号61Sは、定着ベルト61の「検知領域(検知領域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。   Reference numeral 61S denotes a “surface portion including the detection region (detection region A)” of the fixing belt 61. Therefore, the z direction is a direction from the reflective optical sensor 200 toward the “surface portion 61S”.

図3において、符号210は基板、符号240は側板を示し、符号220はレンズ素子を示す。   In FIG. 3, reference numeral 210 denotes a substrate, reference numeral 240 denotes a side plate, and reference numeral 220 denotes a lens element.

図4は、基板210上における発光部と受光部の配列を説明するための図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining the arrangement of the light emitting units and the light receiving units on the substrate 210.

「発光部」はLED発光ダイオード、「受光部」はフォトダイオード(以下「PD」と表記する。)である。   The “light emitting part” is an LED light emitting diode, and the “light receiving part” is a photodiode (hereinafter referred to as “PD”).

図4において、符号211−1−1〜211−P−4は個々のLED、符号212−1〜212−Nは個々のPDを示す。   In FIG. 4, reference numerals 211-1-1 to 211-P-4 denote individual LEDs, and reference numerals 212-1 to 212-N denote individual PDs.

LEDは「4個を1組としてP組」がx方向に配置されている。各組を構成する4個のLEDの配列方向もx方向である。
即ち、図4の左側から数えて、第i組(i=1〜P)には、4個のLED211−i−1〜211−i−4が配置される。
The LEDs are arranged in the x direction as “P set with four as one set”. The arrangement direction of the four LEDs constituting each group is also the x direction.
That is, counting from the left side of FIG. 4, four LEDs 211-i-1 to 211-i-4 are arranged in the i-th group (i = 1 to P).

なお、配置されるLEDの総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。また、LEDの1組を構成するLEDの数も4個に限らない。   The total number of LEDs to be arranged is determined by design conditions, and can generally be set to several tens to several hundreds. Further, the number of LEDs constituting one set of LEDs is not limited to four.

図4においては、LEDのP組は等間隔に配置されている。   In FIG. 4, P sets of LEDs are arranged at equal intervals.

LEDの1組は「照射系」を構成する。即ち、説明中の例では4個の発光部(LED)が照射系を構成し、P組の照射系が等間隔に配置されている。   One set of LEDs constitutes an “irradiation system”. That is, in the example being described, four light emitting units (LEDs) constitute an irradiation system, and P sets of irradiation systems are arranged at equal intervals.

図4の左側から数えてp番目の照射系を、照射系211−p(p=1〜P)とする。   The p-th irradiation system counted from the left side of FIG. 4 is an irradiation system 211-p (p = 1 to P).

上記N個のPD212−1〜212−Nもx方向に等間隔に配置されている。これらN個のPDは「受光部による受光系」を構成する。   The N PDs 212-1 to 212 -N are also arranged at equal intervals in the x direction. These N PDs constitute a “light receiving system by the light receiving unit”.

なお、説明中の例において、発光部数:4Pと受光部数:Nは同一である。   In the example being described, the number of light emitting parts: 4P and the number of light receiving parts: N are the same.

即ち、互いに同数の発光部と受光部が、基板210の上に互いに平行に配列して配備されている。   That is, the same number of light emitting units and light receiving units are arranged on the substrate 210 in parallel with each other.

次に、図3、図5を参照して、照射用レンズと受光用レンズを説明する。   Next, the irradiation lens and the light receiving lens will be described with reference to FIGS.

図3(b)、図5に符号220で示す部分は、受光用レンズとP個の照射用レンズを一体に形成したレンズ素子を示している。   3B and 5 indicates a lens element in which a light receiving lens and P irradiation lenses are integrally formed.

図3(a)、(b)に示すように、P個の照射用レンズ220-1〜220−Pは、X方向にアレイ配列されて「照射用レンズアレイ」をなしている。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the P irradiation lenses 220-1 to 220-P are arrayed in the X direction to form an “irradiation lens array”.

受光用レンズ220Cは、図3(a)および図5に示すように、屈折力を持たない方向をx方向に設定した「単一の正のシリンドリカルレンズ」である。   As shown in FIGS. 3A and 5, the light receiving lens 220C is a “single positive cylindrical lens” in which the direction having no refractive power is set in the x direction.

P個の照射用レンズ220−1〜220−Pは、前述の「4個のLED(発光部)」により構成される「照射系」の数:Pと同数である。   The P irradiation lenses 220-1 to 220 -P are the same as the number “P” of “irradiation systems” composed of the “four LEDs (light emitting units)” described above.

そして、照射用レンズアレイの個々の照射用レンズ220−p(p=1〜P)は、夫々「p番目の照射系」と対応する。   Each irradiation lens 220-p (p = 1 to P) of the irradiation lens array corresponds to the “p-th irradiation system”.

即ち、照射用レンズ220−pはp番目の照射系を構成する4個のLED211−p−1〜LED211−p−4に共用される。   That is, the irradiation lens 220-p is shared by the four LEDs 211-p-1 to 211-p-4 constituting the p-th irradiation system.

1個の照射系をなす複数の発光部と、これら複数の発光部に共用される照射用レンズとは「単位照射光学系」を構成する。   A plurality of light emitting units forming one irradiation system and an irradiation lens shared by the plurality of light emitting units constitute a “unit irradiation optical system”.

説明中の例では、p番目の照射系を構成する4個のLED211−p−1〜LED211−p−4とこれらに共用される照射用レンズ220−pが「単位照射光学系」である。   In the example in the description, the four LEDs 211-p-1 to 211-p-4 constituting the p-th irradiation system and the irradiation lens 220-p shared by these are “unit irradiation optical systems”.

図5は、反射型光学センサ200を「y軸の正の方向」から見た図である。   FIG. 5 is a diagram of the reflective optical sensor 200 as viewed from the “positive direction of the y-axis”.

受光用レンズ220Cは、y方向にのみ「正の屈折力」を持つ。   The light receiving lens 220C has “positive refractive power” only in the y direction.

前述の如く、照射用レンズアレイと受光用レンズ220Cとはレンズ素子220として一体的に形成されている。レンズ素子220は樹脂成型で一体成形できる。   As described above, the irradiation lens array and the light receiving lens 220 </ b> C are integrally formed as the lens element 220. The lens element 220 can be integrally molded by resin molding.

図3(b)は、p(1≦p≦P)番目の照射系のq(1≦q≦4)番目のLED(発光部)を発光させた状態を示している。   FIG. 3B shows a state where the q (1 ≦ q ≦ 4) th LED (light emitting unit) of the p (1 ≦ p ≦ P) th irradiation system emits light.

図では、1番目(p=1)の照射系の2番目(q=2)のLED211−1−2が発光した状態を示している。   The figure shows a state where the second (q = 2) LED 211-1-2 of the first (p = 1) irradiation system emits light.

放射された発散性の光束は、p番目の照射系に共用される照射用レンズ220−pにより集光され、定着ベルト表面61S上に照射光のスポットを形成する。   The emitted divergent light beam is collected by the irradiation lens 220-p shared by the p-th irradiation system, and forms a spot of irradiation light on the fixing belt surface 61S.

定着ベルト表面61Sのスポット部分での反射光は、図3(a)に示すように、Y方向には受光用レンズ220Cの正の屈折力により集光されPD212の何れかに入射する。   As shown in FIG. 3A, the reflected light at the spot portion of the fixing belt surface 61S is condensed by the positive refractive power of the light receiving lens 220C in the Y direction and enters one of the PDs 212.

図5は、この状態をy方向から見た状態を示している。   FIG. 5 shows a state in which this state is viewed from the y direction.

定着ベルト表面61Sでの反射は、鏡面反射と言うわけではなく乱反射に近い。また、反射光は受光用レンズ220Cによりx方向には集光されない。   Reflection on the fixing belt surface 61S is not specular reflection but close to irregular reflection. The reflected light is not collected in the x direction by the light receiving lens 220C.

従って、反射光は「複数のPD」により受光される。   Accordingly, the reflected light is received by the “plurality of PDs”.

前述のようにN個のPDは「N個の受光部による受光系」を構成するが、受光用レンズ220Cは、N個の受光部PD210−1〜210−Nに共用される。   As described above, the N PDs constitute a “light receiving system including N light receiving units”, but the light receiving lens 220C is shared by the N light receiving units PD 210-1 to 210-N.

N個のPD210−1〜210−Nと受光用レンズ220Cとは「受光光学系」を構成する。   The N PDs 210-1 to 210-N and the light receiving lens 220C constitute a “light receiving optical system”.

上に説明したところをまとめると以下のように言うことができる。   The above explanation can be summarized as follows.

即ち、図3〜図5に即して説明した反射型光学センサは、被検物(定着ベルト)の表面を光照射し、表面による反射光を受光して表面の表面情報を検出するためのものである。   That is, the reflective optical sensor described with reference to FIGS. 3 to 5 is for irradiating the surface of the object to be tested (fixing belt) with light and receiving the reflected light from the surface to detect surface information on the surface. Is.

照射光学系は、照射系と照射用レンズとからなる単位照射光学系を2以上配列してなり、受光光学系は、受光系と受光用レンズを含む。   The irradiation optical system includes two or more unit irradiation optical systems including an irradiation system and an irradiation lens, and the light receiving optical system includes a light receiving system and a light receiving lens.

単位照射光学系の照射系211−pは、2以上の発光部211−p−1〜211−p−4を有する。   The irradiation system 211-p of the unit irradiation optical system includes two or more light emitting units 211-p-1 to 211-p-4.

照射用レンズ220−pは2以上の発光部に共用され、2以上の発光部から放射される光を被検物の表面に導光して照射光のスポットを1方向(x方向)にずらして形成する。   The irradiation lens 220-p is shared by two or more light emitting units, and guides the light emitted from the two or more light emitting units to the surface of the test object to shift the irradiation light spot in one direction (x direction). Form.

受光光学系の受光系は、2以上の受光部212−1〜212−Nを有し、受光用レンズ220Cは、2以上の受光部に共用されている。   The light receiving system of the light receiving optical system has two or more light receiving portions 212-1 to 212-N, and the light receiving lens 220C is shared by the two or more light receiving portions.

反射型光学センサは、各単位照射光学系により被検物の表面61Sに照射されて反射する光を、受光光学系の受光用レンズ220Cを介して受光系により受光する。   The reflection type optical sensor receives light reflected from the surface 61S of the test object by each unit irradiation optical system and received by the light receiving system via the light receiving lens 220C of the light receiving optical system.

上に説明した反射型光学センサ200による表面情報の検出を説明する。   The detection of surface information by the reflective optical sensor 200 described above will be described.

図6は、この検出動作を表したフロー図である。   FIG. 6 is a flowchart showing this detection operation.

照射光学系における「p番目の照射系を照射系211−p(p=1〜P)」とし、この照射系に含まれる4個のLEDを「LED211−p−q(q=1〜4)」とする。   In the irradiation optical system, “p-th irradiation system is irradiation system 211-p (p = 1 to P)”, and four LEDs included in this irradiation system are “LED 211-pq (q = 1 to 4)”. "

各LEDの発光は、定着ベルト表面61S上に、照射光が、図3(b)の左端のスポットS−1から右端のスポットS−Nに順次に照射されるように「順次点灯」される。   The light emission of each LED is “sequentially lit” on the fixing belt surface 61S so that the irradiation light is sequentially irradiated from the left end spot S-1 to the right end spot S-N in FIG. .

即ち、点灯は、照射系単位では照射系211−1から211−Pまで順次に行われるが、各照射系内では、q=4、3、2、1の順に行われる。   That is, lighting is sequentially performed from irradiation systems 211-1 to 211-P in the irradiation system unit, but is performed in the order of q = 4, 3, 2, 1 in each irradiation system.

これは、単位照射光学系に用いられる照射用レンズが「倒立系」であることによる。   This is because the irradiation lens used in the unit irradiation optical system is an “inverted system”.

「順次点灯」は、上記の順序で各LEDの点灯と消灯を行う。
LED211−p−qの点灯に同期して、定着ベルト表面61Sからの反射光を、受光用レンズ220Cによりy方向にのみ集光させて受光部のPDで受光する。
“Sequential lighting” turns on and off each LED in the above order.
In synchronization with the lighting of the LEDs 211-pq, the reflected light from the fixing belt surface 61S is condensed only in the y direction by the light receiving lens 220C and received by the PD of the light receiving unit.

前述の如く、受光部に到達する反射光は、x方向には集光されないので、複数のPDにより受光されることになる。   As described above, the reflected light reaching the light receiving unit is not collected in the x direction, and is received by a plurality of PDs.

説明の簡単のために、受光するPDの数を「奇数」とし、mを整数として(2m+1)個であるとする。   For simplicity of explanation, it is assumed that the number of light-receiving PDs is “odd number”, and m is an integer and is (2m + 1).

LED211−p−q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」とで受光されるものとする。   It is assumed that the reflected light when the LED 211-pq is turned on is received by the PD 212-n and “m PDs on both sides”.

即ち、上記反射光を、図6に示すように、PD212−(n−m)〜PD212−(n+m)で受光する。   That is, as shown in FIG. 6, the reflected light is received by PD212- (nm) to PD212- (n + m).

仮に、m=2とすれば、反射光を受光するPDは、PD212−n−2、PD212−n−1、PD212−n、PD212−n+1、PD212―n+2の5個である。   If m = 2, there are five PDs that receive reflected light: PD212-n-2, PD212-n-1, PD212-n, PD212-n + 1, and PD212-n + 2.

これらのPDは、受光量を光電変換し、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、情報検出装置300に送られる。   These PDs photoelectrically convert the amount of received light, and the photoelectrically converted signal is amplified to become a “detection signal”. Each detection signal for each PD is sent to the information detection apparatus 300 for each detection.

mの値は2でなくても良く、転写ベルトの表面状態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。
The value of m may not be 2, and a correlation with the surface state of the transfer belt may be experimentally obtained in advance, and a good m may be selected.
However, if m is as small as 0, there is only one PD output value, and since the value is small, detection variation becomes large.

逆に、mが大きく、PDの総数(N)に相当するような場合には、検出したい表面情報(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。   Conversely, when m is large and corresponds to the total number of PDs (N), the contrast of surface information (streak-like scratches) to be detected decreases. “Good m” is about 2 to 6.

「p=1、q=4」のLEDから順次点灯が繰り返され、「p=P、q=1」の最終のLED211−P−1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。   When the LED of “p = 1, q = 4” is sequentially turned on and the last LED 211-P-1 of “p = P, q = 1” is “lighted / turned off”, this is turned on sequentially as one cycle. Ends.

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。   In some cases, in order to increase detection accuracy, sequential lighting may be performed over a plurality of cycles, and an average value processing of detection results in each cycle may be performed.

上の説明の場合、図3(b)のように、照明光により、定着ベルト表面61S上の左端寄りのスポットS−1やS−2が照射される場合を考える。   In the case of the above description, consider the case where the spots S-1 and S-2 near the left end on the surface 61S of the fixing belt are irradiated with illumination light as shown in FIG.

この場合、LED211−1−3やLED211−1−4が点灯するが、照明用レンズ220−1が倒立拡大系であるため、反射光を受光するPDは5個に満たない。
スポットが右端寄りのスポットS−Nである場合も同様である。
In this case, although the LED 211-1-3 and the LED 211-1-4 are turned on, the illumination lens 220-1 is an inverted magnification system, so that the number of PDs that receive the reflected light is less than five.
The same applies when the spot is the spot SN near the right end.

かかる事情を鑑みると、順次点灯するLEDをN個とせずに、定着ベルト表面61S上のスポットが左端寄り及び右端寄りになるLEDを2個ずつ外してもよい。   In view of such circumstances, it is possible to remove two LEDs each having a spot on the fixing belt surface 61S closer to the left end and closer to the right end without using N LEDs that are sequentially lit.

即ち、N−4個のLEDについて順次点灯を行なうようにしても良い。   That is, you may make it light up sequentially about N-4 LED.

即ち、一般的には、点灯・消灯するLEDは、全てのN個を用いる必要はなく、そのうちのN’(≦N)個を用いても良い。   That is, in general, it is not necessary to use all N LEDs to be turned on / off, and N ′ (≦ N) of them may be used.

上に説明した反射型光学センサを、図6の手順に従って動作させたときの実験結果を、図7に示す。
図7(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)の結果を示す。
FIG. 7 shows the experimental results when the reflective optical sensor described above is operated according to the procedure of FIG.
FIG. 7A shows the result in a state where there is no fixing belt 61 (that is, a state where there is no object reflecting the light beam emitted from the reflective optical sensor).

即ち、定着ベルト61が無い状態で、各LED211−p−q(q=1〜4)を点灯させたときのPDn(n=1〜28)の出力値を示している。
なお、図7においてはLED211−p−q(q=1〜4)を単に「LED−p−q」と記載している。図7に関する以下の説明でも、この表記に従う。
That is, the output values of PDn (n = 1 to 28) when the LEDs 211-pq (q = 1 to 4) are turned on without the fixing belt 61 are shown.
In FIG. 7, LED 211 -pq (q = 1 to 4) is simply referred to as “LED-pq”. This notation is also used in the following description regarding FIG.

定着ベルトが存在しない場合、本来であれば各PDの出力はゼロであるはずであるが、実験結果によればPD14とPD15を中心として「山状の出力分布」が得られている。   When there is no fixing belt, the output of each PD should be zero if it is originally, but according to the experimental results, a “mountain output distribution” is obtained centering on PD14 and PD15.

この現象は、以下の如くして生じる。
即ち、説明中の反射型光学センサは、図3(a)、(b)に示すように、開口部材230−p(p=1〜P)、231を有している。
This phenomenon occurs as follows.
That is, the reflective optical sensor in the description has opening members 230-p (p = 1 to P) and 231 as shown in FIGS.

開口部材230−pは「LED211−p−q(q=1〜4)と照射用レンズ220−pとによる単位照射光学系の隣接部での「フレア光」を防止する。   The opening member 230-p prevents “flare light” at the adjacent portion of the unit irradiation optical system by the “LED 211-pq (q = 1 to 4) and the irradiation lens 220-p.

開口部材231は「LED211−p−q(q=1〜4)の配列と、PD212−pの配列の間でのフレア光」を主に防止する。   The opening member 231 mainly prevents “flare light between the arrangement of the LEDs 211-pq (q = 1 to 4) and the arrangement of the PD 212-p”.

図9に、P=7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。   FIG. 9 shows a state in which the opening members 230 and 231 are integrated when P = 7.

4個のLED211−p−q(q=1〜4)による照射系と照射用レンズ220−pとの組による「単位照射光学系」の各々に対応して開口が設けられている。   An opening is provided corresponding to each of the “unit irradiation optical system” including a set of an irradiation system including four LEDs 211-pq (q = 1 to 4) and an irradiation lens 220-p.

開口を設けると「点灯中のLEDに対応しない照射用レンズ」を透過して定着ベルトで反射され、またはレンズ面で反射されてPDに入射するフレア光の影響を防止できる。   By providing an opening, it is possible to prevent the influence of flare light that passes through the “irradiating lens not corresponding to the LED being lit” and reflected by the fixing belt, or reflected by the lens surface and incident on the PD.

図8に示すように、LED211−p−qを点灯すると、放射される発散性の光束の一部は、開口部材230−pおよび231の端部面で反射散乱される。   As shown in FIG. 8, when the LED 211-pq is turned on, a part of the emitted divergent light beam is reflected and scattered by the end surfaces of the opening members 230-p and 231.

「端部面」は、図8に示すように開口部材のLEDに向いた側の「厚みによる端面」である。   The “end face” is the “end face by thickness” on the side facing the LED of the opening member as shown in FIG.

端部面により反射された光は、複数のPDにより受光されてしまう。   The light reflected by the end face is received by a plurality of PDs.

図1(c)に示した遮光部材400は、定着ベルト61が無い状態を画像形成装置内で意図的に作るためのものである。   The light shielding member 400 shown in FIG. 1C is for intentionally creating a state without the fixing belt 61 in the image forming apparatus.

定着ベルト61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、開口部材の端部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、両者の差分を取る。
When the fixing belt 61 exists, the PD output including the reflected light from the end surface of the opening member in addition to the reflected light from the fixing belt to be originally detected is detected.
Therefore, the PD output is detected with the light shielding member 400 closed, and then the PD output is detected with the light shielding member opened, and the difference between the two is calculated.

こうにすることにより「定着ベルト表面からの反射光のみの出力」が得られる。
図7(b)は、定着ベルト61が有る状態で取得したPD出力から、遮光部材400を閉ざした状態で取得したPD出力を差し引いたときのPD出力を示している。
すなわち、図7(b)のPD出力は、定着ベルト61からの反射光のみの信号となる。 図7(b)で山状のピークは、LED−p−4、LED−p−3、LED−p−2、LED−p−1の順序で点滅すると、PD番号は1から4に向かってへシフトしている。
By doing so, “output of only reflected light from the surface of the fixing belt” can be obtained.
FIG. 7B shows the PD output when the PD output acquired with the light shielding member 400 closed is subtracted from the PD output acquired with the fixing belt 61.
That is, the PD output in FIG. 7B is a signal only of the reflected light from the fixing belt 61. In FIG. 7 (b), when the peak peaks blink in the order of LED-p-4, LED-p-3, LED-p-2, LED-p-1, the PD number increases from 1 to 4. Has shifted to.

これは、LED−p−4、LED−p−3、LED−p−2、LED−p−1の順で点滅すると、定着ベルト表面61S上のスポットが、左から右へ移動することによる。
図7(a)は、LEDからの光が開口部材で直接反射してPDに受光されている状態を示している。
This is because when the LED-p-4, LED-p-3, LED-p-2, and LED-p-1 blink in this order, the spot on the fixing belt surface 61S moves from left to right.
FIG. 7A shows a state where light from the LED is directly reflected by the aperture member and received by the PD.

各LEDから見て「開口部材の端部面」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「LED211−p−1〜LED211−p−4の間隔」に比べて十分に大きく、どのLEDから見ても、ほぼ同形状と見なせる。
If the shape of the “end face of the opening member” is the same when viewed from each LED, it is considered that the PD received light amount proportional to the LED light emission amount can be detected.
The pitch of the opening members is sufficiently larger than “the interval between the LEDs 211-p-1 to 211-p-4”, and can be regarded as substantially the same shape from any LED.

このため、図7(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。   For this reason, the distribution in FIG. 7A is also similar for each LED, and is considered to represent the variation in the amount of emitted LED light at the time of detection.

図3(a)における符号241は、幅方向(y方向)の側板を示す。側板240、241は一体化してケースをなしている。   The code | symbol 241 in Fig.3 (a) shows the side plate of the width direction (y direction). The side plates 240 and 241 are integrated to form a case.

開口部材230、231は「ケース」と樹脂成形により一体化できる。   The opening members 230 and 231 can be integrated with the “case” by resin molding.

以上が、反射型光学センサについての基本的な概念の説明である。   The above is the description of the basic concept of the reflective optical sensor.

以上の説明を踏まえて、以下に発明の実施の形態を説明する。   Based on the above description, embodiments of the invention will be described below.

図10は、この発明の反射型光学センサの実施の1形態(以下、実施形態1と言う。)を説明するための図である。   FIG. 10 is a diagram for explaining one embodiment (hereinafter, referred to as Embodiment 1) of the reflective optical sensor of the present invention.

図10において、x方向は主走査方向、y方向は副走査方向、z方向はxy平面に直交する方向で「反射型光学センサ200aが定着ベルト61aに対向する方向」である。   In FIG. 10, the x direction is the main scanning direction, the y direction is the sub-scanning direction, and the z direction is a direction orthogonal to the xy plane, which is the “direction in which the reflective optical sensor 200a faces the fixing belt 61a”.

「被検物」としては、定着ベルトを想定している。   As the “test object”, a fixing belt is assumed.

受光系を構成する個々の受光部の大きさや配置は、図3に即して説明した反射型光学センサ200と同一である。
照射系の詳細は後述するように、照射系を構成する個々の発光部の大きさや配列状態は同じである。
The size and arrangement of the individual light receiving parts constituting the light receiving system are the same as those of the reflective optical sensor 200 described with reference to FIG.
As will be described later in detail, the size and arrangement state of the individual light emitting units constituting the irradiation system are the same.

しかし、照射系の配置は、単位照射光学系ごとに必ずしも同一ではない。   However, the arrangement of the irradiation system is not necessarily the same for each unit irradiation optical system.

図10に示すよう反射型光学センサ200aは、照射光学系と受光光学系とを有する。   As shown in FIG. 10, the reflective optical sensor 200a has an irradiation optical system and a light receiving optical system.

照射光学系は、照射系と照射用レンズによる単位照射光学系の配列により構成される。   The irradiation optical system is configured by an array of unit irradiation optical systems including an irradiation system and an irradiation lens.

受光光学系は、複数の受光部と受光用レンズとにより構成される。   The light receiving optical system includes a plurality of light receiving portions and a light receiving lens.

図10において、x方向は主走査方向、y方向は副走査方向に対応する。z方向は照射用レンズの光軸方向でもある。   In FIG. 10, the x direction corresponds to the main scanning direction, and the y direction corresponds to the sub scanning direction. The z direction is also the optical axis direction of the irradiation lens.

図10(a)は、反射型光学センサをx方向から見た状態を示し、符号211a−p−qは発光部、符号220a−p(p=1〜7)は照射用レンズを示している。   FIG. 10A shows a state in which the reflective optical sensor is viewed from the x direction, where reference numerals 211a-pq denote light emitting units, and reference numerals 220a-p (p = 1 to 7) denote irradiation lenses. .

発光部211a−p−qはLEDで、近赤外光を放射する。
図10(b)は、反射型光学センサを「−y方向」から見た状態を示している。
The light emitting units 211a-pq are LEDs and emit near-infrared light.
FIG. 10B shows a state in which the reflective optical sensor is viewed from the “−y direction”.

図10(b)に示すように、LED220a−1−1〜220a−1−4の4個のLEDはx方向に近接して等間隔に配列されて照射系1をなしている。   As shown in FIG. 10B, the four LEDs 220a-1-1-1 to 220a-1-4 are arranged at equal intervals close to each other in the x direction to form the irradiation system 1.

照射系1と同様の構成の7つの照射系1〜照射系7が「x方向に配列」されている。
図10(b)で最も右側の照射系7はLED211a−7−1〜211a−7−4により構成されている。
Seven irradiation systems 1 to 7 having the same configuration as the irradiation system 1 are “arranged in the x direction”.
The rightmost irradiation system 7 in FIG. 10B includes LEDs 211a-7-1 to 211a-7-4.

照射系1〜7の個々に1対1で対応して照射用レンズが設けられている。
照射レンズ220a−1〜220a−7が、それぞれ照射系1〜照射系7に対応する。
Irradiation lenses are provided for each of the irradiation systems 1 to 7 in a one-to-one correspondence.
The irradiation lenses 220a-1 to 220a-7 correspond to the irradiation systems 1 to 7, respectively.

図10(a)、(b)に示すように、照射用レンズ221a−1等と受光用レンズ222acは、x方向とy方向とで曲率の異なるアナモフィックレンズである。   As shown in FIGS. 10A and 10B, the irradiation lens 221a-1 and the like and the light receiving lens 222ac are anamorphic lenses having different curvatures in the x direction and the y direction.

照射用レンズ221a−1等と受光用レンズ222acは、一体化されてレンズアレイ220aをなしている。   The irradiation lens 221a-1 and the like and the light receiving lens 222ac are integrated to form a lens array 220a.

図11は、反射型光学センサをy方向から見た状態である。   FIG. 11 shows a state in which the reflective optical sensor is viewed from the y direction.

受光光学系は、図11に示すように、基板210a上に配列形成された受光部としてのPD212a−1、212a−2、・・、212a−28により構成されている。   As shown in FIG. 11, the light receiving optical system includes PDs 212 a-1, 212 a-2,..., 212 a-28 as light receiving units arranged on a substrate 210 a.

図12は、図10(b)に示した状態の、説明に必要な部分を簡略化して示している。   FIG. 12 shows a simplified portion necessary for explanation in the state shown in FIG.

即ち、図12には、反射型光学センサの、照射系と照射用レンズとを、x方向の一方の端部(左端部)側から5つずつ示している。   That is, FIG. 12 shows five irradiation systems and irradiation lenses of the reflective optical sensor from the one end (left end) side in the x direction.

即ち、照射系1〜照射系5と、これ等に1対1で対応する照射用レンズ220a−1〜220a−5が示されている。   That is, the irradiation systems 1 to 5 and the irradiation lenses 220a-1 to 220a-5 corresponding one-to-one to these are shown.

照射系1〜照射系5は何れも、発光部であるLEDを4つ、x方向に近接して配置して構成されている。   Each of the irradiation system 1 to the irradiation system 5 is configured by arranging four LEDs, which are light emitting units, close to each other in the x direction.

即ち、p(=1〜5)、q(=1〜4)として、照明系pは4つの発光部「LED211a−p−1〜211a−p−4」で構成されている。   That is, as p (= 1 to 5) and q (= 1 to 4), the illumination system p includes four light emitting units “LEDs 211a-p-1 to 211a-p-4”.

図11に示すように、照射系2〜5には、照射用レンズ220a−2〜220a−5が対応する。   As shown in FIG. 11, irradiation lenses 220a-2 to 220a-5 correspond to the irradiation systems 2 to 5, respectively.

これら照射系2〜5における発光部は、p(=2〜4)として、LED211a−p−1〜211a−p−4である。   The light emitting portions in these irradiation systems 2 to 5 are LEDs 211a-p-1 to 211a-p-4 as p (= 2 to 4).

各照射系p(p=2〜5)のLED211a−p−1〜211a−p−4は、図12に示すように配置されている。   The LEDs 211a-p-1 to 211a-p-4 of each irradiation system p (p = 2 to 5) are arranged as shown in FIG.

即ち、LED211a−p−1〜211a−p−4は、照射用レンズ220a−pの光軸を含みy方向に平行な平面に対してx方向に対称的に配置されている。   That is, the LEDs 211a-p-1 to 211a-p-4 are arranged symmetrically in the x direction with respect to a plane including the optical axis of the irradiation lens 220a-p and parallel to the y direction.

上記平面を仮に平面pとすると、LED211a−p−1と211a−p−2は平面pの図で左方に、LED211a−p−3と211a−p−4は平面pの右方に位置する。   Assuming that the plane is a plane p, the LEDs 211a-p-1 and 211a-p-2 are located on the left side of the plane p, and the LEDs 211a-p-3 and 211a-p-4 are located on the right side of the plane p. .

一方、p=1とした遮光系1においては、LED211a−1〜211a−1−4は全て、照射用レンズ220a−1の光軸を含みy方向に平行な平面1の左方に位置する。   On the other hand, in the light shielding system 1 in which p = 1, all of the LEDs 211a-1 to 211a-1-4 are located on the left side of the plane 1 including the optical axis of the irradiation lens 220a-1 and parallel to the y direction.

照射系pを構成する4個のLED211a−p−qの配列形態は同一で、その配列ピッチも同一である。   The arrangement form of the four LEDs 211a-pq constituting the irradiation system p is the same, and the arrangement pitch is also the same.

照射系p(=2〜5)においては、LED211a−p〜211a−p−4は、何れも前記平面p(=2〜5)に対してx方向に対称に配置されている。   In the irradiation system p (= 2 to 5), the LEDs 211a-p to 211a-p-4 are all arranged symmetrically in the x direction with respect to the plane p (= 2 to 5).

照明系1では、LED211a−1−1〜211a−1−4は、前記平面1に対して対称な位置から、平面1に対して左方へ2ピッチ分シフトした配列となっている。   In the illumination system 1, the LEDs 211 a-1-1 to 211 a-1-4 are arranged by shifting two pitches to the left with respect to the plane 1 from positions symmetrical to the plane 1.

後の説明のため、LEDがシフトした配列を「シフト配列」と呼び、シフトしない配列を「元配列」と呼ぶ。   For later explanation, an array in which the LEDs are shifted is called a “shift array”, and an array that is not shifted is called an “original array”.

照射系1における発光部を「シフト配列」にすると、LED211a−1−1から放射された光は、定着ベルト表面61SaのスポットSa−4の位置を照射する。   When the light emitting section in the irradiation system 1 is set to the “shift arrangement”, the light emitted from the LED 211a-1-1 irradiates the position of the spot Sa-4 on the fixing belt surface 61Sa.

LED211a−1−2から放射された光は、定着ベルト表面61SaのスポットSa−3の位置を照射する。   The light emitted from the LED 211a-1-2 irradiates the position of the spot Sa-3 on the fixing belt surface 61Sa.

LED211a−1−3から放射された光は、定着ベルト表面61SaのスポットSa−2の位置を照射する。   The light emitted from the LED 211a-1-3 irradiates the position of the spot Sa-2 on the fixing belt surface 61Sa.

LED211a−1−4から放射された光は、定着ベルト表面61SaのスポットSa−1の位置を照射する。   The light emitted from the LED 211a-1-4 irradiates the position of the spot Sa-1 on the fixing belt surface 61Sa.

スポットSa−4の位置は、照射系2のLED221a−2−3からの光が照射用レンズ220a−2により集光されて形成するスポットの位置でもある。   The position of the spot Sa-4 is also the position of a spot formed by the light from the LED 221a-2-3 of the irradiation system 2 being condensed by the irradiation lens 220a-2.

スポットSa−3の位置は、照射系2のLED221a−2−4からの光が照射用レンズ220a−2により集光されて形成するスポットの位置でもある。   The position of the spot Sa-3 is also the position of the spot formed by condensing the light from the LED 221a-2-4 of the irradiation system 2 by the irradiation lens 220a-2.

図12の符号(Sa−1)、(Sa−2)、(Sa−3)・・は、照射系1のLEDの配列を「元配列」にしたときの、各発光部からの光が照射するスポットである。   The symbols (Sa-1), (Sa-2), (Sa-3),... In FIG. 12 are irradiated with light from each light emitting unit when the LED array of the irradiation system 1 is set to the “original array”. It is a spot to do.

スポットSa−1の位置は、「元配置」でのLED211a−1−2からの光が照射用レンズ220a−1により集光されて形成するスポット(Sa−3)と同位置である。   The position of the spot Sa-1 is the same position as the spot (Sa-3) formed by collecting the light from the LED 211a-1-2 in the “original arrangement” by the irradiation lens 220a-1.

スポットSa−2の位置は、「元配置」でのLED211a−1−1からの光が照射用レンズ220a−1により集光されて形成するスポット(Sa−4)と同位置である。   The position of the spot Sa-2 is the same position as the spot (Sa-4) formed by condensing the light from the LED 211a-1-1 in the “original arrangement” by the irradiation lens 220a-1.

スポットSa−4の位置は、照射系2のLED221a−2−3からの光が照射用レンズ220a−2により集光されて形成するスポットの位置でもある。   The position of the spot Sa-4 is also the position of a spot formed by the light from the LED 221a-2-3 of the irradiation system 2 being condensed by the irradiation lens 220a-2.

勿論、スポットSa−4を照射する2つの光束の入射角は、LED211a−1−1とLED211a−2−3とで異なる。   Of course, the incident angles of the two light beams that irradiate the spot Sa-4 are different between the LED 211a-1-1 and the LED 211a-2-3.

「入射角」は、照射光が形成するスポットの重心位置と、上記照射光を集光している照射用レンズの射出側レンズ面頂点を結ぶ直線と、該照射用レンズの光軸がなす角である。   The “incident angle” is an angle formed by the straight line connecting the center of gravity of the spot formed by the irradiation light and the exit lens surface vertex of the irradiation lens collecting the irradiation light, and the optical axis of the irradiation lens. It is.

同様に、スポットSa−3の位置は、照射系2のLED221a−2−4からの光が照射用レンズ220a−2により集光されて形成するスポットの位置でもある。   Similarly, the position of the spot Sa-3 is also the position of a spot formed by the light from the LED 221a-2-4 of the irradiation system 2 being condensed by the irradiation lens 220a-2.

この場合も、略同一位置を照射する2光束の入射角は異なる。   Also in this case, the incident angles of the two light beams that irradiate substantially the same position are different.

照射系1の4個のLEDの配列が「元配列」であって、照射系2等の配列と同一であるならば、照射されるスポットはスポット(Sa−1)、(Sa−2)・・である。   If the array of the four LEDs of the irradiation system 1 is the “original array” and is the same as the array of the irradiation system 2 or the like, the irradiated spots are spots (Sa-1), (Sa-2).・ It is.

説明中の実施の形態では、照射系1のLEDの配列を「シフト配列」としたので、照射されるスポットはスポットSa−1、Sa−2、・・である。   In the embodiment being described, since the array of LEDs of the irradiation system 1 is a “shift array”, the irradiated spots are spots Sa-1, Sa-2,.

照射系1のLEDの配列はシフト配列であり、「元配列」とした場合のスポット(Sa−1)と(Sa−2)の位置は照射されない。   The arrangement of the LEDs of the irradiation system 1 is a shift arrangement, and the positions of the spots (Sa-1) and (Sa-2) in the case of “original arrangement” are not irradiated.

代わりに、スポットSa−3、Sa−4は、照射系1に隣接する照射系2のLED221a−2−4、221a−2−3からの各光束によっても照射される。   Instead, the spots Sa-3 and Sa-4 are also irradiated by the light beams from the LEDs 221a-2-4 and 221a-2-3 of the irradiation system 2 adjacent to the irradiation system 1.

即ち、スポットSa−3、Sa−4は何れも、隣接する2つの単位照射光学系からの入射角の異なる光束で照射される。   That is, both the spots Sa-3 and Sa-4 are irradiated with light beams having different incident angles from two adjacent unit irradiation optical systems.

隣接する2つの単位照射光学系は、照射系1と照射用レンズ220a−1によるものと、照射系2と照射用レンズ220a−2によるものである。   Two adjacent unit irradiation optical systems are based on the irradiation system 1 and the irradiation lens 220a-1 and on the irradiation system 2 and the irradiation lens 220a-2.

図10(b)に戻ると、反射型光学センサ200aのx方向の右端にある照射系7においても、4個のLEDの配列が「シフト配列」となっている。   Returning to FIG. 10B, in the irradiation system 7 at the right end in the x direction of the reflective optical sensor 200a, the arrangement of the four LEDs is a “shift arrangement”.

即ち、照射系7を構成する4個のLED221a−7−1〜221a−7−4は、照射用レンズ220a−7の光軸を含みy方向に平行な平面7に対し非対称である。   That is, the four LEDs 221a-7-1 to 221a-7-4 constituting the irradiation system 7 are asymmetric with respect to the plane 7 including the optical axis of the irradiation lens 220a-7 and parallel to the y direction.

即ち、平面7に対して右方へ2ピッチ分シフトしている。   That is, it is shifted to the right by 2 pitches with respect to the plane 7.

このため、元配列の場合には照射されるスポット(Sa−27)、(Sa−28)は、シフト配列では照射されない。   For this reason, the irradiated spots (Sa-27) and (Sa-28) are not irradiated in the shift arrangement in the case of the original arrangement.

代わりに、スポットSa−27、Sa−28は隣接する2つの単位照射光学系からの入射角の異なる光束で照射される。   Instead, the spots Sa-27 and Sa-28 are irradiated with light beams having different incident angles from two adjacent unit irradiation optical systems.

従って、図10〜12に即して説明した実施の形態の反射型光学センサは、照射光学系と受光光学系を有する。   Accordingly, the reflective optical sensor according to the embodiment described with reference to FIGS. 10 to 12 includes the irradiation optical system and the light receiving optical system.

照射光学系は、照射系1〜照射系7と照射用レンズ200a−1〜220a−7とからなる単位照射光学系を配列してなる。   The irradiation optical system is formed by arranging unit irradiation optical systems including irradiation systems 1 to 7 and irradiation lenses 200a-1 to 220a-7.

受光光学系は、受光系であるPD212a−1〜212a−28と受光用レンズ220acを含む。   The light receiving optical system includes PDs 212a-1 to 212a-28, which are light receiving systems, and a light receiving lens 220ac.

単位照射光学系の照射系p(p=1〜7)は、複数の発光部であるLED211a−p−q(q=1〜4)を有する。   The irradiation system p (p = 1 to 7) of the unit irradiation optical system includes LEDs 211a-pq (q = 1 to 4) which are a plurality of light emitting units.

単位照射光学系の照射用レンズ220a−p(p=1〜7)は、4個の発光部に共用されて、各発光部から放射される光を被検物の表面61Saに導光する。   The irradiation lenses 220a-p (p = 1 to 7) of the unit irradiation optical system are shared by the four light emitting units, and guide light emitted from each light emitting unit to the surface 61Sa of the test object.

導光された光は表面61Saを照射して照射光のスポットSa−1、Sa−2・・をx方向にずらして形成する。   The guided light is formed by irradiating the surface 61Sa and shifting the irradiated light spots Sa-1, Sa-2,... In the x direction.

受光光学系の受光系は、2以上の受光部PD212a−1〜212a−28を有し、受光用レンズ220acは、2以上の受光部に共用される。   The light receiving system of the light receiving optical system has two or more light receiving parts PD212a-1 to 212a-28, and the light receiving lens 220ac is shared by two or more light receiving parts.

照射光学系の各単位照射光学系により被検物の表面61Saに照射され、表面により反射された反射光は、受光用レンズ220acを介して受光系により受光される。   The reflected light that is irradiated onto the surface 61Sa of the test object by each unit irradiation optical system of the irradiation optical system and reflected by the surface is received by the light receiving system via the light receiving lens 220ac.

全ての発光部の個々から放射されて表面61Saに照射されたスポットSa−1、Sa−2・・は、x方向に連続的に配列する。   The spots Sa-1, Sa-2,... Radiated from the individual light emitting units and applied to the surface 61Sa are continuously arranged in the x direction.

これらのスポットのうちに、隣接する単位照射光学系から、異なる入射角で照射されるもの(スポットSa−1、Sa−2、Sa−27、Sa−28)が存在する。   Among these spots, there are those (spots Sa-1, Sa-2, Sa-27, Sa-28) irradiated from different unit irradiation optical systems at different incident angles.

このような条件が満足されるように、照射光学系における前記発光部、前記照射用レンズの位置関係が調整されている。   The positional relationship between the light emitting unit and the irradiation lens in the irradiation optical system is adjusted so that such a condition is satisfied.

図13は、上に図10〜図12に即して説明した反射型光学センサの特性を説明するための図である。   FIG. 13 is a diagram for explaining the characteristics of the reflective optical sensor described above with reference to FIGS.

図の横軸は、上に説明したx方向(反射型光学センサ200aの長手方向で、主走査方向に対応する。)と定着ベルト表面61Saとが成す角:β(度)を表す。   The horizontal axis of the figure represents the angle β (degrees) formed by the x direction described above (the longitudinal direction of the reflective optical sensor 200a and corresponding to the main scanning direction) and the fixing belt surface 61Sa.

この角:βを以下において「スキュー角:β」と称する。スキュー角:βは、定着ベルト表面61Saがx軸に対して左回りに傾くときを正とする。   This angle: β is hereinafter referred to as “skew angle: β”. The skew angle β is positive when the fixing belt surface 61Sa is tilted counterclockwise with respect to the x-axis.

スキュー角:βは、0度であることが理想であり、このとき、反射型光学センサ200aと定着ベルト表面61Saの光照射される部分は平行である。   The skew angle β is ideally 0 degree, and at this time, the light-irradiated portions of the reflective optical sensor 200a and the fixing belt surface 61Sa are parallel.

しかし、反射型光学センサ200aの組み付け誤差により定着ベルトに対する位置関係がずれると、スキュー角は0でなくなる。   However, if the positional relationship with respect to the fixing belt is shifted due to an assembly error of the reflective optical sensor 200a, the skew angle is not zero.

また、定着ベルト表面61Saが、発光部や受光部の配列方向に対して揺動的に傾く現象(前述の「バタツキ」)がある場合には、スキュー角:βも変動する。   Further, when there is a phenomenon in which the fixing belt surface 61Sa tilts in a swinging manner with respect to the arrangement direction of the light emitting units and the light receiving units (the above-described “fluttering”), the skew angle: β also varies.

図13の結果を得るために、照射用レンズ200a−1〜200a−7に属する照射系(照射系1〜照射系7)のそれぞれにおいて、4つのLEDを独立して点滅させた。   In order to obtain the result of FIG. 13, four LEDs were blinked independently in each of the irradiation systems (irradiation system 1 to irradiation system 7) belonging to the irradiation lenses 200a-1 to 200a-7.

各LEDを発光させるごとに、出力が最大値をとるPDの出力と、このPDを含む計9個のPDの出力の和をセンサ受光部出力とした。   Each time each LED is caused to emit light, the sum of the output of the PD having the maximum output and the output of a total of nine PDs including this PD was defined as the sensor light receiving unit output.

このセンサ受光部出力を、スキュー角:βが0である場合を中央値(グラフ中のβ=0[deg])で規格化した結果が縦軸の「相対値」である。   A result of normalizing the sensor light receiving unit output with a median value (β = 0 [deg] in the graph) when the skew angle: β is 0 is a “relative value” on the vertical axis.

スキュー角:βの範囲は±3度とした。   The range of the skew angle: β was ± 3 degrees.

仮に「受光部出力の変動が中央値:±10%の範囲内のときに、定着ベルトの傷検知が可能」であるとする。   Suppose that the flaw of the fixing belt can be detected when the fluctuation of the light receiving unit output is within the range of the median value: ± 10%.

このとき、「定着ベルトのバタツキ」や「組み付け誤差によるずれ」によるスキュー角:βの変動範囲が±1度であるとする。   At this time, it is assumed that the fluctuation range of the skew angle: β due to “flapping of the fixing belt” and “deviation due to assembly error” is ± 1 degree.

この場合、LED211a−1−1、211a−1−2、211a−2−1、211a−2−2の4個のLEDによる受光部出力が安定している。   In this case, the light receiving unit outputs by the four LEDs 211a-1-1, 211a-1-2, 211a-2-1 and 211a-2-2 are stable.

また、p=3〜5、q−1〜4として、LED211a−p―qの12個のLEDによる出力も安定している。   Moreover, as p = 3-5 and q-1-4, the output by 12 LEDs 211a-pq is also stable.

さらに、LED211a−6−3、211a−6−4、211a−7−3、211a−7−4の4個のLEDによる受光部出力も安定している。   Furthermore, the light receiving unit output by the four LEDs 211a-6-3, 211a-6-4, 211a-7-3, and 211a-7-4 is also stable.

従って、スキュー角:βが±1度の範囲でバタツキや位置ずれがあっても、上記20個のLEDを「発光部を定着ベルトの傷(表面情報)の検知」に用い得る。   Therefore, even when there is a flutter or a positional deviation within a skew angle: β of ± 1 degree, the 20 LEDs can be used for “detecting a flaw (surface information) on the fixing belt using the light emitting portion”.

したがって、照射用レンズ220a−2〜220a−6に対向する「検知領域A’」の範囲で、定着ベルトの傷検知が可能となる。   Therefore, it is possible to detect flaws on the fixing belt in the “detection area A ′” facing the irradiation lenses 220 a-2 to 220 a-6.

若干付言すると、スキュー角:βが負になると、LED211a−1−3、211a−1−4、211a−2−3、211a−2−4の受光部出力は大きく減少する。   In other words, when the skew angle β is negative, the light receiving unit outputs of the LEDs 211a-1-3, 211a-1-4, 211a-2-3, and 211a-2-4 are greatly reduced.

これは、これ等のLEDからの光が定着ベルト表面61Saを照射するときの入射方向が、図12で図の左方へ向かう側に向くことによる。   This is because the incident direction when the light from these LEDs irradiates the fixing belt surface 61Sa is directed to the left side in FIG.

即ち、このような入射方向だと、定着ベルト表面61Saによる反射光の向きも、図12で図の左方に向く。   That is, in such an incident direction, the direction of the reflected light from the fixing belt surface 61Sa is also directed to the left in FIG.

このため、負のスキュー角では、反射光の向きが、さらに図の左方へ振れてしまい、これらの反射光を受光するPDへの入射光量が減少し、受光部出力が減少するのである。   For this reason, at a negative skew angle, the direction of the reflected light is further swung to the left in the figure, the amount of incident light on the PD that receives the reflected light is reduced, and the light receiving unit output is reduced.

照射系1をなすLED211a−1−1〜211a−1−4の配列が「元配列」であると、スキュー角:βが±1度の範囲で検知可能な領域は図12の検知領域A’’になる。   When the array of the LEDs 211a-1-1 to 211a-1-4 constituting the irradiation system 1 is the “original array”, the region that can be detected within the range of the skew angle: β of ± 1 degree is the detection region A ′ of FIG. 'become.

即ち、シフト配列でのLED211a−1−3、211−a−1−4は、「元配列」ではLED211a−1−1、LED211a−1−2に対応する。   That is, the LEDs 211a-1-3 and 211-a-1-4 in the shift array correspond to the LEDs 211a-1-1 and LEDs 211a-1-2 in the “original array”.

また、シフト配列でのLED211a−2−3、211−a−2−4は、「元配列」でもLED211a−2−3、LED211a−2−4に対応する。   Also, the LEDs 211a-2-3 and 211-a-2-4 in the shift array correspond to the LEDs 211a-2-3 and LED 211a-2-4 in the “original array”.

照射系7のLEDについては、シフト系でのLED211a−7−1、LED211a−7−2は、「元配列」でのLEDa−7−3、LED211a−7−4に対応する。   Regarding the LEDs of the irradiation system 7, the LEDs 211a-7-1 and 211a-7-2 in the shift system correspond to the LEDs a-7-3 and LEDs 211a-7-4 in the “original arrangement”.

照射系6のLEDについては、シフト系でのLED211a−6−1、LED211a−6−2は、「元配列」でもLEDa−6―1、LED211a−6−2に対応する。   Regarding the LED of the irradiation system 6, the LED 211a-6-1 and the LED 211a-6-2 in the shift system correspond to the LEDa-6-1 and the LED 211a-6-2 even in the “original arrangement”.

これらの対応関係に基づき、図13を見ると、スキュー角:βが±1度の範囲で受光部出力の変動が「中央値±10%」をこえるLEDは以下のようになる。   Based on these correspondences, when FIG. 13 is viewed, the LED whose fluctuation of the light receiving unit output exceeds the “median value ± 10%” in the range where the skew angle: β is ± 1 degree is as follows.

即ち、照射系1、2につき「元配列」においてはLED211a−1−3、LED211a−1−4、LED211a−2−3、LED211a−2−4である。   That is, in the “original arrangement” with respect to the irradiation systems 1 and 2, they are the LED 211a-1-3, the LED 211a-1-4, the LED 211a-2-3, and the LED 211a-2-4.

また、照射系6、7については、「元配列」におけるLEDa−6−1、LEDa−6−2、LED211a−7−3、LED211a−7−4である。   The irradiation systems 6 and 7 are the LEDa-6-1, LEDa-6-2, LED 211a-7-3, and LED 211a-7-4 in the “original arrangement”.

「元配列」において、これら8個のLEDからの光で照射されるスポットは、スポット(Sa−1)、(Sa−2)、(Sa−5)、(Sa−6)と、スポット(Sa−23)、(Sa−24)、(Sa−27)、(Sa−28)である。   In the “original array”, the spots irradiated with light from these eight LEDs are the spots (Sa-1), (Sa-2), (Sa-5), (Sa-6), and the spots (Sa -23), (Sa-24), (Sa-27), and (Sa-28).

従って、スキュー角:βが±1度の範囲でも受光部出力の変動が「中央値±10%の範囲」を超えないスポットは、「元配列」においては、(Sa−3)、(Sa−4)、(Sa−7)、(Sa−8)・・・(Sa−21)、(Sa−22)、(Sa−25)、(Sa−26)である。
(Sa−5)、(Sa−6)、(Sa−23)、(Sa−24)については「中央値±10%の範囲」を超えるため、結果として、スキュー角:βが±1度の範囲で検知可能な領域は、「元配列」における(Sa−7)、(Sa−8)・・・(Sa−21)、(Sa−22)までの検知領域A’’となる。
Therefore, even if the skew angle: β is in the range of ± 1 degree, spots whose fluctuation of the light receiving unit output does not exceed the “median range of ± 10%” are (Sa-3) and (Sa− 4), (Sa-7), (Sa-8)... (Sa-21), (Sa-22), (Sa-25), (Sa-26).
Since (Sa-5), (Sa-6), (Sa-23), and (Sa-24) exceed the “median range of ± 10%”, as a result, the skew angle: β is ± 1 degree. The area detectable in the range is the detection area A ″ up to (Sa-7), (Sa-8)... (Sa-21), (Sa-22) in the “original array”.

以下、照射用レンズおよび受光用レンズのレンズパラメータを具体的に挙げる。   Hereinafter, the lens parameters of the irradiation lens and the light receiving lens will be specifically described.

照射用レンズ220a−p(p=1〜7)は、図10に示したように、照射系側がアナモフィックな非球面、定着ベルト表面側が平面である。   As shown in FIG. 10, the irradiation lenses 220a-p (p = 1 to 7) have an anamorphic aspherical surface on the irradiation system side and a flat surface on the fixing belt surface side.

上記アナモフィックな非球面の主走査方向(x方向)の曲率半径:4.6mm、円錐定数:0、副走査方向(y方向)の曲率半径:4.3mm、円錐定数:−2.0である。   The curvature radius in the main scanning direction (x direction) of the anamorphic aspheric surface is 4.6 mm, the cone constant is 0, the radius of curvature in the sub scanning direction (y direction) is 4.3 mm, and the cone constant is −2.0. .

また、上記アナモフィックな非球面のレンズ径は、x方向に2.4mm、y方向に9.2mmであり、レンズ厚:6.6mmである。   The lens diameter of the anamorphic aspherical surface is 2.4 mm in the x direction, 9.2 mm in the y direction, and the lens thickness is 6.6 mm.

受光用レンズ220acは、図10、図11に示したように、照射系側がアナモフィックな非球面、定着ベルト表面側が平面である。   As shown in FIGS. 10 and 11, the light receiving lens 220ac has an anamorphic aspherical surface on the irradiation system side and a flat surface on the fixing belt surface side.

受光用レンズ220acのアナモフィックな非球面のx方向の曲率半径:30mm、円錐定数:−1.5、y方向の曲率半径:4.8mm、円錐定数:−1.6である。   The radius of curvature of the anamorphic aspheric surface of the light receiving lens 220ac in the x direction is 30 mm, the conic constant is −1.5, the radius of curvature in the y direction is 4.8 mm, and the conic constant is −1.6.

また、受光用レンズ220acのレンズ径は、x方向:17mm、y方向:11.2mm、レンズ厚:6.6mmである。   The lens diameter of the light receiving lens 220ac is x direction: 17 mm, y direction: 11.2 mm, and lens thickness: 6.6 mm.

y方向における照射用レンズ212a−pと受光用レンズ220acとの距離:2.53mm、z方向における照射系と照射用レンズの間の距離は10.37mmである。   The distance between the irradiation lens 212a-p and the light receiving lens 220ac in the y direction is 2.53 mm, and the distance between the irradiation system and the irradiation lens in the z direction is 10.37 mm.

また、z方向における受光系(PD)と受光用レンズの間の距離は10.37mmである。   The distance between the light receiving system (PD) and the light receiving lens in the z direction is 10.37 mm.

実施形態1の反射型光学センサでは、反射型光学センサのx方向の端部側の照射系の発光部から射出された光が、バラツキ等に拘わらず受光系に到達する。   In the reflective optical sensor of Embodiment 1, the light emitted from the light emitting part of the irradiation system on the end side in the x direction of the reflective optical sensor reaches the light receiving system regardless of variations and the like.

このため、転写ベルト表面に「y方向の回りのバタツキ」や、反射型光学センサの組み付け位置のずれがあっても、精度の良い検出が可能である。   For this reason, even if there is a “flutter around the y direction” on the surface of the transfer belt or a deviation in the assembly position of the reflective optical sensor, accurate detection is possible.

図14以下を参照して、反射型光学センサの実施の別形態(以下、実施形態2と言う。)を説明する。   With reference to FIG. 14 and subsequent figures, another embodiment of the reflective optical sensor (hereinafter referred to as Embodiment 2) will be described.

繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては、図10〜図12における符号と同符号を用いる。   In order to avoid confusion, the same reference numerals as those in FIGS. 10 to 12 are used for those that are not likely to be confused.

上に説明した実施形態1の反射型光学センサ200aでは、図10に示されたように、発光部であるLEDからの光が照射される転写ベルト表面61Saは平面状である。   In the reflective optical sensor 200a of the first embodiment described above, as shown in FIG. 10, the transfer belt surface 61Sa irradiated with light from the LED that is the light emitting portion is planar.

定着ベルトは、無端ベルト状であり、複数のローラに巻き掛けられて用いられる。   The fixing belt has an endless belt shape and is wound around a plurality of rollers.

そして、反射型光学センサ200aは、図1(c)に示したように、ローラに巻き掛けられた部分で、定着ベルト表面に対向して配置させることも多い。   In addition, as shown in FIG. 1C, the reflective optical sensor 200a is often disposed opposite to the surface of the fixing belt at a portion wound around a roller.

この場合には、反射型光学センサから光を照射される定着ベルト表面は、副走査方向に凸の曲面(円柱面)であり、反射光を副走査方向に発散させる。   In this case, the surface of the fixing belt irradiated with light from the reflective optical sensor is a curved surface (cylindrical surface) convex in the sub-scanning direction, and scatters the reflected light in the sub-scanning direction.

この場合、上記反射光を受光部に導くためには、受光用レンズを副走査方向に大きくする必要があったり、「副走査方向に大きな正の屈折力」を与える必要があったりする。   In this case, in order to guide the reflected light to the light receiving unit, it is necessary to enlarge the light receiving lens in the sub-scanning direction, or to apply “a large positive refractive power in the sub-scanning direction”.

以下に説明する実施形態2は、このような点を考慮したものである。   The second embodiment described below takes such points into consideration.

図14は、反射型光学センサ200bを、図10の反射型光学センサ200aにならって示している。図中の符号において、p=1〜7、q=1〜4である。   FIG. 14 shows the reflective optical sensor 200b following the reflective optical sensor 200a of FIG. In the code | symbol in a figure, it is p = 1-7 and q = 1-4.

反射型光学センサ200bにより表面情報を検出される定着ベルト表面61Sbは、図示されないローラに巻き掛けられ、図14(a)のように「部分円柱面」となっている。   The fixing belt surface 61Sb whose surface information is detected by the reflective optical sensor 200b is wound around a roller (not shown) and forms a “partial cylindrical surface” as shown in FIG.

図14(a)のように、照射用レンズ220b−pは、LED211b−p−qからの光を、y方向において定着ベルト表面61Sb上に集束状態で入射させる。   As shown in FIG. 14A, the irradiation lenses 220b-p make the light from the LEDs 211b-pq incident in a focused state on the fixing belt surface 61Sb in the y direction.

即ち、照射用レンズ220b−pの光学パラメータは、定着ベルト表面61Sb上で、照射光のスポットの「副走査方向の径」が最小となるように適正化されている。
定着ベルト表面でスポットの副走査方向の径を最小とするには、副走査方向に関し、LED211b−p−qと、定着ベルト表面61Sbとを共役関係とすればよい。
That is, the optical parameters of the irradiation lens 220b-p are optimized so that the “diameter in the sub-scanning direction” of the spot of the irradiation light is minimized on the fixing belt surface 61Sb.
In order to minimize the diameter of the spot in the sub-scanning direction on the surface of the fixing belt, the LEDs 211b-pq and the fixing belt surface 61Sb may be in a conjugate relationship in the sub-scanning direction.

このようにすれば、定着ベルト表面61Sbの副走査方向の曲率で、反射光が副走査方向に発散傾向を与えられても、反射光束の副走査方向の光束径の広がりは抑制される。   In this way, even if the reflected light has a tendency to diverge in the sub-scanning direction with the curvature of the fixing belt surface 61Sb in the sub-scanning direction, the spread of the reflected light beam in the sub-scanning direction is suppressed.

従って、受光用レンズ220bCのy方向の大きさを拡大する必要が無い。   Therefore, it is not necessary to enlarge the size of the light receiving lens 220bC in the y direction.

照射用レンズ220b−p(p=1〜7)は、図14に示したように、照射系側がアナモフィックな非球面、定着ベルト表面側が平面である。   As shown in FIG. 14, the irradiation lenses 220b-p (p = 1 to 7) have an anamorphic aspheric surface on the irradiation system side and a flat surface on the fixing belt surface side.

照射用レンズ220b−pと受光用レンズ220bCの具体的なレンズパラメータは以下のとおりである。   Specific lens parameters of the irradiation lens 220b-p and the light receiving lens 220bC are as follows.

照射用レンズ220b−pのx方向の曲率半径:4.6mm、x方向の円錐定数:0、y方向の曲率半径:4.0mm、y方向の円錐定数:−2.0である。   The radius of curvature of the irradiation lens 220b-p in the x direction is 4.6 mm, the cone constant in the x direction is 0, the radius of curvature in the y direction is 4.0 mm, and the cone constant in the y direction is −2.0.

照射用レンズ220b−pのx方向のレンズ径:2.4mm、y方向のレンズ径は9.2mm、レンズ厚:6.6mmである。
これから明らかなように、照射用レンズ220b−pが、照射用レンズ220a−pと異なるのは「レンズ面のy方向の曲率半径」のみである。
The irradiation lens 220b-p has a lens diameter in the x direction of 2.4 mm, a lens diameter in the y direction of 9.2 mm, and a lens thickness of 6.6 mm.
As is clear from this, the irradiation lens 220b-p differs from the irradiation lens 220a-p only in “the radius of curvature of the lens surface in the y direction”.

即ち、照射用レンズ220b−pが、照射用レンズ220a−pよりも副走査方向の正の屈折力が強く、この屈折力により上記「共役関係」を実現している。   That is, the irradiation lens 220b-p has a stronger positive refracting power in the sub-scanning direction than the irradiating lens 220a-p, and the above “conjugated relationship” is realized by this refracting power.

受光用レンズ220bCは、図14に示したように、照射系側がアナモフィックな非球面、定着ベルト表面側が平面である。   As shown in FIG. 14, the light receiving lens 220bC has an anamorphic aspheric surface on the irradiation system side and a flat surface on the fixing belt surface side.

受光用レンズ220bCのアナモフィックな非球面のx方向の曲率半径:30mm、円錐定数:−1.5、y方向の曲率半径:4.8mm、円錐定数:−1.6である。   The radius of curvature of the anamorphic aspherical surface of the light receiving lens 220bC in the x direction is 30 mm, the conic constant is −1.5, the curvature radius in the y direction is 4.8 mm, and the conic constant is −1.6.

また、受光用レンズ220acのレンズ径は、x方向:17mm、y方向:11.2mm、レンズ厚:6.6mmである。   The lens diameter of the light receiving lens 220ac is x direction: 17 mm, y direction: 11.2 mm, and lens thickness: 6.6 mm.

これから明らかなように、受光用レンズ220bCは、先に説明した実施の形態における受光用レンズ220acと同一である。   As is clear from this, the light receiving lens 220bC is the same as the light receiving lens 220ac in the above-described embodiment.

y方向における照射用レンズ212a−pと受光用レンズ220acとの距離:2.53mm、z方向における照射系と照射用レンズの間の距離は10.37mmである。   The distance between the irradiation lens 212a-p and the light receiving lens 220ac in the y direction is 2.53 mm, and the distance between the irradiation system and the irradiation lens in the z direction is 10.37 mm.

z方向における受光系(PD)と受光用レンズの間の距離は10.37mmである。   The distance between the light receiving system (PD) and the light receiving lens in the z direction is 10.37 mm.

実施形態2においても、複数の照射用レンズと受光用レンズは1一体化され、レンズアレイ220bをなしている。   Also in the second embodiment, a plurality of irradiation lenses and a light receiving lens are integrated into one lens to form a lens array 220b.

上に説明した反射型光学センサ200bは、先に説明した反射型光学センサ200aと全く同様にして、定着ベルト表面61Sbに対して用いることができる。   The reflective optical sensor 200b described above can be used for the fixing belt surface 61Sb in exactly the same manner as the reflective optical sensor 200a described above.

上記の如く、反射型光学センサ200bの「主走査方向の光学機能」は、反射型光学センサ200aのものと同一である。   As described above, the “optical function in the main scanning direction” of the reflective optical sensor 200b is the same as that of the reflective optical sensor 200a.

従って、スキュー角:βが±1度の範囲でバタツキや位置関係のずれがあっても、図14に示す「検知領域A’」の範囲で、定着ベルトの傷検知が可能となる。   Therefore, even if there is a flutter or a positional shift in the range where the skew angle β is ± 1 degree, it is possible to detect flaws in the fixing belt within the “detection area A ′” shown in FIG.

「検知領域A’」は照射用レンズ220b−2〜220b−6に対向する範囲である。   The “detection area A ′” is a range facing the irradiation lenses 220 b-2 to 220 b-6.

図14において、符号212bとあるのは受光部(PD)を示し、符号210bは、LEDとPDを支持する基板、符号240bはケースを示す。   In FIG. 14, reference numeral 212b denotes a light receiving part (PD), reference numeral 210b denotes a substrate that supports the LED and PD, and reference numeral 240b denotes a case.

上記の如く、定着ベルト表面を照射するスポットの照射領域を小さくできると、受光系に到達できない反射光を抑制できる。   As described above, if the irradiation area of the spot that irradiates the surface of the fixing belt can be reduced, reflected light that cannot reach the light receiving system can be suppressed.

従って、ローラの曲率の影響を受けない平面部分のみならず、ローラ近傍に反射型光学センサを配置しても、高精度に定着部材の表面状態を検知することが可能となる。   Therefore, it is possible to detect the surface state of the fixing member with high accuracy even if a reflection type optical sensor is disposed not only on the plane portion not affected by the curvature of the roller but also in the vicinity of the roller.

以下に挙げるのは、直上に説明した反射型光学センサ200bの変形例であり、以下、この実施の形態を実施形態3と呼ぶ。   The following is a modification of the reflective optical sensor 200b described immediately above. Hereinafter, this embodiment will be referred to as a third embodiment.

繁雑を避けるため、図14を、実施形態3の説明にも援用する。   In order to avoid complication, FIG. 14 is also used for the description of the third embodiment.

照射用レンズ200b−p(p=1〜7)、受光用レンズ200bCの具体的なレンズパラメータを挙げる。
これ等レンズの形状は、上に説明したものと同様であり、照射系・受光部側がアナモフィックな非球面であり、定着ベルト表面側が平面である。
Specific lens parameters of the irradiation lens 200b-p (p = 1 to 7) and the light receiving lens 200bC will be listed.
The shape of these lenses is the same as that described above, and the irradiation system / light receiving part side is an anamorphic aspherical surface, and the fixing belt surface side is flat.

上記と同様、x方向が「主走査方向」、y方向が「副走査方向」、z方向がレンズ光軸方向に対応する。   As described above, the x direction corresponds to the “main scanning direction”, the y direction corresponds to the “sub scanning direction”, and the z direction corresponds to the lens optical axis direction.

照射用レンズ220b−pの、x方向の曲率半径:4.36mm、x方向の円錐定数:−1.6、y方向の曲率半径:4.0mm、y方向の円錐定数:−2.0である。   The irradiation lens 220b-p has an x-direction radius of curvature of 4.36 mm, an x-direction cone constant of −1.6, a y-direction radius of curvature of 4.0 mm, and a y-direction cone constant of −2.0. is there.

照射用レンズ220b−pの、x方向のレンズ径:2.4mm、y方向のレンズ径:9.2mm、レンズ厚:6.6mmである。   The irradiation lens 220b-p has a lens diameter in the x direction: 2.4 mm, a lens diameter in the y direction: 9.2 mm, and a lens thickness: 6.6 mm.

これから明らかなように、この例では、照射用レンズのx方向の曲率半径:円錐定数のみが、先に説明したものと異なっている。   As is clear from this, in this example, only the radius of curvature of the irradiation lens in the x direction: the conic constant is different from that described above.

即ち、実施形態2の照射用レンズに比して、実施形態3の照射用レンズは主走査方向の屈折力が若干強い。   That is, the irradiating lens of the third embodiment has a slightly higher refractive power in the main scanning direction than the irradiating lens of the second embodiment.

一方、受光用レンズ220bCのx方向の曲率半径:30mm、x方向の円錐定数:−1.5、y方向の曲率半径:4.8mm、y方向の円錐定数:−1.6である。   On the other hand, the light receiving lens 220bC has a curvature radius in the x direction of 30 mm, a cone constant in the x direction: -1.5, a curvature radius in the y direction: 4.8 mm, and a cone constant in the y direction: -1.6.

受光用レンズ220bCのx方向のレンズ径:17mm、y方向のレンズ径:11.2mm、レンズ厚:6.6mmである。   The light receiving lens 220bC has a lens diameter in the x direction of 17 mm, a lens diameter in the y direction of 11.2 mm, and a lens thickness of 6.6 mm.

これから明らかな如く、実施形態3の受光用レンズは実施形態2のものと同一である。   As is clear from this, the light receiving lens of the third embodiment is the same as that of the second embodiment.

y方向における照射用レンズ220b−pと受光用レンズ220bCの間の距離:2.53mm、z方向における照射系と照射用レンズ間の距離:10.37mmであり、z方向における受光系(PD)と受光用レンズ間の距離:10.37mmである。   Distance between irradiation lens 220b-p and light receiving lens 220bC in the y direction: 2.53 mm, distance between irradiation system and irradiation lens in the z direction: 10.37 mm, light receiving system (PD) in the z direction And the distance between the light receiving lenses: 10.37 mm.

即ち、実施形態3におけるLED、PD、照射用レンズ、受光用レンズの配置関係は、実施形態2のものと同一である。   That is, the positional relationship among the LED, PD, irradiation lens, and light receiving lens in the third embodiment is the same as that in the second embodiment.

上に説明した実施形態1、2の反射型光学センサ200a、200bでは、定着ベルト表面のスポット間距離を1例として0.6mmに設定している。   In the reflective optical sensors 200a and 200b of Embodiments 1 and 2 described above, the distance between spots on the surface of the fixing belt is set to 0.6 mm as an example.

「スポット間距離」は、定着ベルト表面に照射される照射光のスポットの、主走査方向における配列において、隣接するスポットの主走査方向の間隔(中心間距離)である。   “Spot-to-spot distance” is an interval (center-to-center distance) between adjacent spots in the main-scanning direction in the arrangement in the main-scanning direction of spots of irradiation light irradiated on the fixing belt surface.

実施形態1、2の反射型光学センサでは、x方向のスポット径を約0.9mmに設定して「隣接スポット間に光の照射されない部分」が発生しないようにしている。   In the reflective optical sensors of Embodiments 1 and 2, the spot diameter in the x direction is set to about 0.9 mm so that “a portion where no light is irradiated between adjacent spots” does not occur.

被検物上でのスポット径は、定着ベルトの傷の検知精度に直結する。   The spot diameter on the test object is directly linked to the detection accuracy of the flaw on the fixing belt.

実施形態3の反射型光学センサでは、x方向におけるスポット径は、実施例1、2のものと同程度を維持している。   In the reflective optical sensor of Embodiment 3, the spot diameter in the x direction is maintained at the same level as that in Examples 1 and 2.

そして、受光用レンズ220bCに入射する反射光の「x方向におけるスポット径」をより小さくしている。   The “spot diameter in the x direction” of the reflected light incident on the light receiving lens 220bC is made smaller.

即ち、これを実現するために、照射用レンズ220bCのx方向(主走査方向)の屈折力を上記の如く調整した。   That is, in order to realize this, the refractive power in the x direction (main scanning direction) of the irradiation lens 220bC was adjusted as described above.

x方向に関して、各照射系から射出された光は、定着ベルト表面で反射されてから受光系に到達するまでの何れかの位置において、各照射系の発光部と共役関係を満足する。   With respect to the x direction, the light emitted from each irradiation system satisfies a conjugate relationship with the light emitting part of each irradiation system at any position from the time it is reflected by the surface of the fixing belt to the light receiving system.

その結果、x方向に関する定着ベルト表面上のスポット径を、実施形態1、2の場合と同程度を維持できる。   As a result, the spot diameter on the fixing belt surface in the x direction can be maintained at the same level as in the first and second embodiments.

そして、受光用レンズ220bCに入射する反射光の「x方向の光束径」を、実施例1、2の場合よりも小さくできる。   The “light beam diameter in the x direction” of the reflected light incident on the light receiving lens 220bC can be made smaller than those in the first and second embodiments.

即ち、定着ベルト表面と受光系との間で、反射光がx方向に一度結像するので、受光用レンズや受光系に入射する光束幅をx方向に小さく出来るのである。   That is, since the reflected light once forms an image in the x direction between the fixing belt surface and the light receiving system, the width of the light beam incident on the light receiving lens and the light receiving system can be reduced in the x direction.

上記「x方向の光束径」を小さくすることにより、反射型光学センサのセンサ出力への定着ベルトのバタツキや、位置ずれの影響をより有効に軽減できる。
尚、各照射系の発光部と「x方向に関して共役」になる「何れかの位置」は、受光用レンズのx方向の曲率半径が0である場合、受光系の表面に近いほど好ましい。
By reducing the “light beam diameter in the x direction”, it is possible to more effectively reduce the influence of the fluttering of the fixing belt on the sensor output of the reflection type optical sensor and the positional deviation.
It should be noted that the “any position” that becomes “conjugated with respect to the x direction” with the light emitting portion of each irradiation system is preferably closer to the surface of the light receiving system when the radius of curvature of the light receiving lens in the x direction is zero.

受光用レンズのx方向の曲率半径が0以外である場合は、受光用レンズの裏面(定着ベルト表面側)付近が好ましい。どちらも、受光用レンズの屈折力が作用する位置である。   When the curvature radius in the x direction of the light receiving lens is other than 0, the vicinity of the back surface (fixing belt surface side) of the light receiving lens is preferable. Both are positions where the refractive power of the light receiving lens acts.

以下、実施の他の形態として、実施形態4を説明する。   Hereinafter, Embodiment 4 will be described as another embodiment.

図15は、実施形態4の反射型光学センサ200dを説明するための図である。   FIG. 15 is a diagram for explaining the reflective optical sensor 200d according to the fourth embodiment.

図15(a)はx方向(主走査方向)から見た状態、(b)はy方向(副走査方向)から見た状態である。z方向はレンズ光軸方向である。   FIG. 15A shows a state viewed from the x direction (main scanning direction), and FIG. 15B shows a state viewed from the y direction (sub scanning direction). The z direction is the lens optical axis direction.

符号211d−1−1〜211d−1−4は、照射系1を構成する4個のLED、符号211d−7−1〜211d−7−4は、照射系7を構成する4個のLEDを示す。   Reference numerals 211 d-1-1 to 211 d-1-4 represent four LEDs constituting the irradiation system 1, and reference numerals 211 d-7-1 to 211 d-7-4 represent four LEDs constituting the irradiation system 7. Show.

また、符号220d−p(p=1〜7)は照射用レンズ、符号220dCは受光用レンズを示し、符号210d−rは、受光部としてのPDを示し、r=1〜28である。
照射用レンズ220d−pと受光用レンズ220dCは一体化されてレンズアレイ220dをなしている。
Reference numeral 220d-p (p = 1 to 7) denotes an irradiation lens, reference numeral 220dC denotes a light receiving lens, reference numeral 210d-r denotes a PD as a light receiving unit, and r = 1 to 28.
The irradiation lens 220d-p and the light receiving lens 220dC are integrated to form a lens array 220d.

符号210dは照射系と受光系を支持する基板210dと、符号240dは基板210dとレンズアレイ220dを保持するケース240dとから構成される。   Reference numeral 210d includes a substrate 210d that supports the irradiation system and the light receiving system, and reference numeral 240d includes a substrate 210d and a case 240d that holds the lens array 220d.

照射用レンズ、受光用レンズの具体的なレンズデータを挙げる。   Specific lens data of the irradiation lens and the light receiving lens will be listed.

照射用レンズ220d−pの、x方向の曲率半径:4.36mm、x方向の円錐定数:−1.6、y方向の曲率半径:4.0mm、y方向の円錐定数:−2.0である。   The irradiation lens 220d-p has a curvature radius in the x direction of 4.36 mm, a cone constant in the x direction: -1.6, a curvature radius in the y direction: 4.0 mm, and a cone constant in the y direction: -2.0. is there.

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。   The lens diameter of the irradiation lens in the main scanning direction is 2.4 mm, the lens diameter of the irradiation lens in the sub-scanning direction is 9.2 mm, and the lens thickness of the irradiation lens is 6.6 mm.

受光用レンズ220dCの、x方向の曲率半径:∞、x方向の円錐定数:0、y方向の曲率半径:4.8mm、y方向の円錐定数:−1.6である。   The light receiving lens 220dC has a curvature radius in the x direction: ∞, a cone constant in the x direction: 0, a curvature radius in the y direction: 4.8 mm, and a cone constant in the y direction: -1.6.

受光用レンズ220dCの、x方向のレンズ径:17mm、y方向のレンズ径:11.2mm、レンズ厚:6.6mmである。   The light receiving lens 220dC has a lens diameter in the x direction of 17 mm, a lens diameter in the y direction of 11.2 mm, and a lens thickness of 6.6 mm.

また、照射用レンズと受光用レンズのy方向の距離:2.53mm、z方向における照射系と照射用レンズの間の距離:10.37mmである。   The distance between the irradiation lens and the light receiving lens in the y direction is 2.53 mm, and the distance between the irradiation system and the irradiation lens in the z direction is 10.37 mm.

また、z方向における受光系(PD)と受光用レンズ220dCとの間の距離:10.37mmである。   The distance between the light receiving system (PD) and the light receiving lens 220dC in the z direction is 10.37 mm.

即ち、実施形態4の反射型光学センサ200dは、受光用レンズ220dCを除けば、実施例3の反射型光学センサと同じである。   That is, the reflective optical sensor 200d of Embodiment 4 is the same as the reflective optical sensor of Example 3 except for the light receiving lens 220dC.

即ち、実施形態4の反射型光学センサ200dは、実施形態3の反射型光学センサの受光用レンズを「x方向に屈折力の無いシリンドリカルレンズ」に換えたものである。   That is, the reflective optical sensor 200d of the fourth embodiment is obtained by replacing the light receiving lens of the reflective optical sensor of the third embodiment with a “cylindrical lens having no refractive power in the x direction”.

先に説明した実施形態1〜3の反射型光学センサでは、受光系をなす28個のPDをx方向に配列した構成となっている。   The reflective optical sensors of Embodiments 1 to 3 described above have a configuration in which 28 PDs forming a light receiving system are arranged in the x direction.

転写ベルト表面による反射光は、y方向(副走査方向)に関しては、PD位置やPDの受光面サイズを考慮して、受光用レンズにより絞る必要がある。   The reflected light from the transfer belt surface needs to be focused by the light receiving lens in the y direction (sub scanning direction) in consideration of the PD position and the light receiving surface size of the PD.

しかし、x方向に関しては、複数(28個)のPDを配置しているので、敢えて受光用レンズにより絞る必要はない。
先に、実施形態1の反射型光学センサの特性を図13に即して説明した。
However, since a plurality (28) of PDs are arranged in the x direction, it is not necessary to squeeze the lens with a light receiving lens.
First, the characteristics of the reflective optical sensor of Embodiment 1 have been described with reference to FIG.

実施形態2、3の反射型光学センサについても、x方向の特性は実施例1のものと変わらないので、これ等の反射型光学センサについても図13の説明を援用できる。   Also in the reflective optical sensors of Embodiments 2 and 3, the characteristics in the x direction are not different from those in Example 1, so that the description of FIG. 13 can also be used for these reflective optical sensors.

実施形態4の反射型光学センサ200dの特性について、図13にならって図16に示す。図中の縦軸や横軸等についての説明は図13のものと同じである。   The characteristics of the reflective optical sensor 200d of Embodiment 4 are shown in FIG. 16 following FIG. The explanation about the vertical axis and the horizontal axis in the figure is the same as that of FIG.

図16と図13を比較すると、受光用レンズをx方向に屈折力の無いシリンドリカルレンズとしても、定着ベルト表面の傷(表面情報)の検出が可能であることがわかる。   Comparing FIG. 16 and FIG. 13, it can be seen that the flaw (surface information) on the surface of the fixing belt can be detected even if the light receiving lens is a cylindrical lens having no refractive power in the x direction.

即ち、定着ベルト表面に、スキュー角:βが±1度の範囲内でバタツキや位置ずれが生じても、定着ベルト表面の傷の検出が可能である。   That is, it is possible to detect flaws on the surface of the fixing belt even if there is a flutter or misalignment within the range of the skew angle β of ± 1 degree on the surface of the fixing belt.

シリンドリカルレンズは、実施形態1〜3における「x、y方向にパワーを持つアナモフィックな受光用レンズ」に比してレンズ面形成が容易で、低コストで実現できる。   The cylindrical lens can be easily formed at a lower cost than the “anamorphic light-receiving lens having power in the x and y directions” in the first to third embodiments.

実施形態1〜3の場合のように、受光用レンズが主走査方向(x方向)にパワーを持つと、以下の如き場合が考えられる。   When the light receiving lens has power in the main scanning direction (x direction) as in the first to third embodiments, the following cases can be considered.

即ち、異なる照射用レンズを介して、定着ベルト表面には「略等しい入射角で入射する複数の照明光束」がある。   That is, there are “a plurality of illumination light beams incident at substantially the same incident angle” on the surface of the fixing belt through different illumination lenses.

実施形態1の場合で言えば、例えば、LED211a−2−2、211a−4−2等から放射されて、定着ベルト表面に入射する光束である。   In the case of the first embodiment, for example, it is a light beam emitted from the LEDs 211a-2-2, 211a-4-2 and the like and incident on the surface of the fixing belt.

この場合、LED211a−2−2から放射されて定着ベルト表面を照射し、反射された光束は、受光用レンズのx方向における端部に近い部分を通って受光系に入射する。   In this case, the light beam emitted from the LED 211a-2-2 irradiates the surface of the fixing belt and reflected is incident on the light receiving system through a portion close to the end portion in the x direction of the light receiving lens.

一方、LED211a−4−2から放射されて定着ベルト表面を照射し、反射された光束は、受光用レンズのx方向における中央に近い部分を通って受光系に入射する。   On the other hand, the light beam emitted from the LED 211a-4-2, irradiating the surface of the fixing belt and reflected is incident on the light receiving system through a portion near the center in the x direction of the light receiving lens.

このように、受光用レンズのx方向の端部側を通る反射光と、中央部を通る反射光とで、受光部における「PD受光量分布」が異なる場合が生じうる。   As described above, the “PD received light amount distribution” in the light receiving unit may be different between the reflected light passing through the end in the x direction of the light receiving lens and the reflected light passing through the center.

「PD受光量分布」は、複数のPDが受光する光量の分布である。   The “PD received light amount distribution” is a distribution of light amounts received by a plurality of PDs.

実施形態4のように、受光用レンズをx方向にパワーのないシリンダレンズとすると、定着ベルト表面に「ほぼ等しい入射角で入射する光束」は、ほぼ同一のPD受光量分布を生じるため、アナモフィックレンズの場合に比べてPD受光量分布の変化を抑制できる。   As in the fourth embodiment, when the light receiving lens is a cylinder lens having no power in the x direction, the “light beam incident at substantially the same incident angle” on the surface of the fixing belt generates substantially the same PD received light amount distribution. Compared to the case of the lens, the change in the PD received light amount distribution can be suppressed.

このため、定着ベルト表面の表面情報をより高精度で検出することができる。   For this reason, surface information on the surface of the fixing belt can be detected with higher accuracy.

この発明の反射型光学センサでは、照射用レンズと受光用レンズとは、基本的にはそれぞれ別体に形成し、所定の位置関係となるように組み合せることができる。
しかし、実施形態1〜4のように、複数の照射用レンズと受光用レンズとを一体としたレンズアレイ220a、220b、220dとすることができる。
In the reflective optical sensor of the present invention, the irradiation lens and the light receiving lens can be basically formed separately from each other and combined so as to have a predetermined positional relationship.
However, as in the first to fourth embodiments, the lens arrays 220a, 220b, and 220d may be formed by integrating a plurality of irradiation lenses and light receiving lenses.

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出できる。
By integrating the irradiating lens and the light receiving lens, it is possible to improve the workability when assembling each lens to the reflective optical sensor, and to improve the arrangement accuracy between the lens surfaces.
Therefore, the light receiving unit output fluctuation (PD light receiving quantity fluctuation) is suppressed, and the surface state of the fixing belt can be detected with higher accuracy.

以下には、実施の更に他の形態として、実施形態5を説明する。   In the following, Embodiment 5 will be described as still another embodiment.

図17は、実施形態5の反射型光学素子200fを説明するための図である。   FIG. 17 is a diagram for explaining the reflective optical element 200f according to the fifth embodiment.

図17(a)は、反射型光学素子200fをx方向(主走査方向)から見た状態を示し、(b)はy方向(副走査方向)から見た状態を示す。   FIG. 17A shows a state where the reflective optical element 200f is viewed from the x direction (main scanning direction), and FIG. 17B shows a state viewed from the y direction (sub scanning direction).

符号211f−p−q(p=1〜7、q=1〜4)は照射系を構成するLED、符号220fは、7個の照射用レンズと受光用レンズとを一体化したレンズアレイを示す。   Reference numeral 211f-pq (p = 1 to 7, q = 1 to 4) denotes an LED constituting the irradiation system, and reference numeral 220f denotes a lens array in which seven irradiation lenses and a light receiving lens are integrated. .

照射用レンズおよび受光用レンズは、実施形態4におけるものと同一である。   The irradiation lens and the light receiving lens are the same as those in the fourth embodiment.

また、図11(a)における符号210fは、受光部をなす28個のPDの配列を示している。受光部を成すPDの配列は、実施例1のものと同じである。   In addition, reference numeral 210f in FIG. 11A indicates an array of 28 PDs forming a light receiving unit. The arrangement of PDs forming the light receiving unit is the same as that of the first embodiment.

符号210fは、LED211f−p−qと28個のPD212fを支持する基板を示す。符号240は、基板210fとレンズアレイ220fを保持するケースを示す。   Reference numeral 210f denotes a substrate that supports the LEDs 211f-pq and 28 PDs 212f. Reference numeral 240 denotes a case for holding the substrate 210f and the lens array 220f.

符号230f−0、230f−1・・・、230f−7、231fは「フレア光を防止するための遮光壁」を示す。   Reference numerals 230f-0, 230f-1,..., 230f-7, 231f denote “light shielding walls for preventing flare light”.

実施形態5の反射型光学センサ200fの特徴とするところは、遮光壁230f−0、230f−1・・・、230f−7、231fを有する点である。   The reflective optical sensor 200f according to the fifth embodiment is characterized by having light shielding walls 230f-0, 230f-1,..., 230f-7, 231f.

これらの遮光壁は、z方向から見たときに、個々のLED211f−p−qからの光束を囲繞する開口部を構成する。   These light shielding walls constitute openings that surround the light beams from the individual LEDs 211f-pq when viewed from the z direction.

このような開口部を設けることで、照射用レンズのレンズ面での反射光が、本来入射すべきでないPDにフレア光として入射することを防止できる。   By providing such an opening, it is possible to prevent reflected light from the lens surface of the irradiation lens from entering the PD that should not be incident as flare light.

従って、より精度よく定着ベルトの表面状態を検出できる。   Therefore, the surface state of the fixing belt can be detected with higher accuracy.

なお、開口部を構成する遮光壁230f−0、230f−1・・・、230f−7、231fは、ケース240fとともに樹脂成形により一体的に形成できる。   The light shielding walls 230f-0, 230f-1,..., 230f-7, 231f constituting the opening can be integrally formed with the case 240f by resin molding.

上に説明した実施の各形態では、照射光学系を構成する複数のLEDの点滅を「順次点灯」として説明した。   In each embodiment described above, the blinking of the plurality of LEDs constituting the irradiation optical system is described as “sequential lighting”.

「順次点灯」は、照射系1〜照射系7の28個のLEDを、所定の順序で1個ずつ、点灯と消灯を繰り返す点灯方式である。   “Sequential lighting” is a lighting method in which the 28 LEDs of the irradiation system 1 to the irradiation system 7 are turned on and off one by one in a predetermined order.

即ち、被検物である定着ベルト表面に形成される照明光のスポットが、順次に形成されるように照射系の発光部の点滅が制御される。   That is, the blinking of the light emitting part of the irradiation system is controlled so that the spot of the illumination light formed on the surface of the fixing belt as the test object is sequentially formed.

順次点灯は、主走査方向における定着ベルト表面の傷の位置の正確な特定のために有効である。   The sequential lighting is effective for accurately specifying the position of the flaw on the surface of the fixing belt in the main scanning direction.

例えば、LEDの順次点灯により、定着ベルト上に照射されるスポットを、x方向の正の向きに移動させる場合、照射系1〜照射系7の順番で、点灯を行う。   For example, when the spot irradiated on the fixing belt is moved in the positive direction of the x direction by sequentially lighting the LEDs, the lighting is performed in the order of irradiation system 1 to irradiation system 7.

各照射系では、LED221−p−qを、1=4、3、2、1の順序で点灯・消灯することは先にも述べた。   As described above, in each irradiation system, the LEDs 221-pq are turned on / off in the order of 1 = 4, 3, 2, 1.

これら一連の動作を繰り返し、全てのLED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。   When a series of these operations are repeated and all the LEDs are turned on / off, the lighting is sequentially completed with this as one cycle.

このようにスポットがx方向の正の向きに移動する際の、PDの動作について述べる。   The operation of the PD when the spot moves in the positive direction in the x direction will be described.

説明の簡単のため、任意の1個のLEDが点灯しているとき、2m個のPDで反射光を受光するものとする。mは整数である。   For simplicity of explanation, it is assumed that 2 m PDs receive reflected light when any one LED is lit. m is an integer.

n番目のLEDを簡単に211nとし、このLED221nが点灯したとき、反射光を2m個のPDで受光する。2m個のPDをPD1、PD2、・・PD2mとする。   The n-th LED is simply 211n, and when this LED 221n is lit, the reflected light is received by 2m PDs. Let 2m PDs be PD1, PD2,.

そして、これ等2m個のPDのうちで、受光量(出力)が大きいものから1番目と2番目のPD(1番目)、PD(2番目)を抽出する。   Then, out of these 2m PDs, the first and second PD (first) and PD (second) are extracted from the ones with a large received light amount (output).

これら2つのPD(1番目)、PD(2番目)は、一般に隣接しており、これ等2つのPDのx方向における中心位置をx=0とする。   These two PDs (first) and PD (second) are generally adjacent to each other, and the center position of these two PDs in the x direction is x = 0.

こうすると、残りの2m−2個のPDの位置は、PDの配列ピッチをPtとして、x=0±1.51×Ptとなり、2m−2個のPDはこれ等の位置の光量を出力する。   Then, the remaining 2m−2 PD positions are x = 0 ± 1.51 × Pt with the PD arrangement pitch being Pt, and the 2m−2 PDs output the light quantity at these positions. .

2m個のPD1〜PD2mで受光されて光電変換され、増幅された各PDの出力は、その都度、状態判定手段300(図2(c)参照)に送られる。   The output of each PD received and photoelectrically converted and amplified by the 2m PD1 to PD2m is sent to the state determination means 300 (see FIG. 2C) each time.

場合によっては検知精度を上げるために、複数周期に渡って順次点灯を行い、検知結果の平均値処理などを行うことができる。   In some cases, in order to increase the detection accuracy, it is possible to sequentially perform lighting over a plurality of cycles and perform an average value processing of detection results.

また、点灯・消灯するLEDは、全配列数:N(=28)を用いる必要はなく、そのうちの一部のN’(≦N)個を用いても良い。   Further, it is not necessary to use the total number of arrays: N (= 28) as the LEDs to be turned on / off, and some N ′ (≦ N) of them may be used.

順次点灯は、全発光部を同時点灯する場合に対し、クロストーク(1つのPDが、複数発光部による反射光を同時に受光する現象)がない。   Sequential lighting has no crosstalk (a phenomenon in which one PD simultaneously receives reflected light from a plurality of light emitting units) as compared to the case where all the light emitting units are simultaneously turned on.

従って、主走査方向の各光スポット位置に対して得られる検知結果の検知精度を向上させることができる。   Therefore, the detection accuracy of the detection result obtained for each light spot position in the main scanning direction can be improved.

上に説明した実施形態1〜5の全てにおいて、レンズアレイは、屈折率:1.5332の光学樹脂(ポリマー樹脂)を用いて、成形により作製している。   In all of the first to fifth embodiments described above, the lens array is manufactured by molding using an optical resin (polymer resin) having a refractive index of 1.5332.

実施形態1〜5の反射型光学センサは、被検物である定着ベルト表面上で、該表面の移動方向に直交する方向(主走査方向)をx方向として、表面状態の検出を行なう。   The reflective optical sensors of Embodiments 1 to 5 detect the surface state on the surface of the fixing belt, which is the test object, with the direction (main scanning direction) orthogonal to the moving direction of the surface as the x direction.

図18(a)は、この場合である。符号61で示す転写ベルト表面は、y方向(副走査方向)へ移動し、反射型光学センサによる検知領域A’は、x方向に平行である。   FIG. 18A shows this case. The surface of the transfer belt denoted by reference numeral 61 moves in the y direction (sub-scanning direction), and the detection area A ′ by the reflective optical sensor is parallel to the x direction.

図の「用紙端部位置」は、トナー画像を定着される用紙(シート状記録媒体)の端部が位置する部分であり、この部分に「筋状の傷」が発生しやすい。   The “sheet end position” in the figure is a portion where the end of the sheet (sheet-shaped recording medium) on which the toner image is fixed is located, and “striped scratches” are likely to occur in this portion.

それで、検知領域A’をこの部分に設定するのである。   Therefore, the detection area A 'is set in this portion.

この場合、検知領域A’は「ローラに巻き掛けられて円柱面状態」であっても良い。   In this case, the detection area A ′ may be “cylindrical surface wound around a roller”.

一方、図18(b)は、転写ベルト表面61が平面状であって、x方向(スポットの配列方向)を、主走査方向に対して45度傾けて設定した場合である。   On the other hand, FIG. 18B shows a case where the transfer belt surface 61 is planar and is set with the x direction (spot arrangement direction) inclined by 45 degrees with respect to the main scanning direction.

図18(b)のようにすると、主走査方向の検知領域A’は、(a)の場合の1/√2に短くなるが、主走査方向のスポットの配列ピッチも1/√2に小さくできる。   18B, the detection area A ′ in the main scanning direction is shortened to 1 / √2 in the case of FIG. 18A, but the arrangement pitch of spots in the main scanning direction is also reduced to 1 / √2. it can.

従って、図18(a)の場合に比して検知結果の位置分解能を上げることができる。   Therefore, the position resolution of the detection result can be increased as compared with the case of FIG.

図1、図2に即して説明した画像形成装置に、上記実施の各形態の如き反射型光学センサを搭載することにより、定着ベルト表面の傷の有無のリアルタイム検出が可能になる。   When the reflective optical sensor as in each of the above embodiments is mounted on the image forming apparatus described with reference to FIGS. 1 and 2, it is possible to detect in real time whether there is a flaw on the surface of the fixing belt.

また、傷の位置や傷の幅の検知が可能となる。   In addition, the position of the scratch and the width of the scratch can be detected.

そして、定着ベルト表面のバタツキやセンサ取り付け位置ずれが生じても、定着ベルト上の傷の検知領域を十分に維持して、表面情報を検出できる。   Even if the surface of the fixing belt fluctuates or the sensor mounting position shifts, the surface information can be detected while sufficiently maintaining the flaw detection area on the fixing belt.

従って、傷による画像品質の劣化を未然に防ぐことが可能となる。   Therefore, it is possible to prevent image quality deterioration due to scratches.

画像形成装置内において、この発明の反射型光学センサを、図19(a)〜(c)に示すように、小サイズの用紙幅端部の近傍に対して部分的に配置することができる。   In the image forming apparatus, as shown in FIGS. 19A to 19C, the reflection type optical sensor of the present invention can be partially arranged in the vicinity of the edge of the small paper width.

即ち、小サイズのシート状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する。
このようにすると、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’に含むことができる。
That is, it is partially arranged at or near the position where the end of the small-sized sheet-like recording medium and the fixing belt contact.
In this way, even if the length of the detection area A ′ in the main scanning direction is shortened, the edge of the sheet width can be included in the detection area A ′.

検知領域A’を短くできると、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。
表面情報である「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。
If the detection area A ′ can be shortened, there is an advantage that the reflective optical sensor 200 can be downsized particularly in the main scanning direction.
The width of the “scratch” as surface information is about several hundred μm to several mm, and the variation range as the position of the scratch is about several mm.

従って、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、A4、A5の各サイズ等の複数サイズの用紙を使用できる。一般には最大通紙できる用紙はA3縦通紙が多い。
Therefore, the detection area A ′ is preferably “about 5 mm to 15 mm in the main scanning direction”.
The image forming apparatus can use a plurality of sizes of paper such as A3, A4, and A5. In general, the largest number of sheets that can be passed is A3 vertical.

その場合、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。
In that case, the “small paper width” refers to “paper size excluding A3 paper”.
If the image forming apparatus is capable of A2 portrait paper, paper sizes other than A2 paper are targeted.

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2個配置することもできる。   Further, since there are “two places at both ends” of the small-size sheet width end, one reflection type optical sensor can be arranged at each end of the sheet, that is, two in the main scanning direction.

しかし、用紙端面に起因する縦筋状の傷は、一般に用紙の両サイドに発生し、傷の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に設けるのみでも良い。   However, since the vertical streak caused by the end face of the paper generally occurs on both sides of the paper and there is no significant difference in the level of the scratch, it may be provided only on one side of the paper.

さらに、画像形成装置内において、この発明の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図20(d)に示すように主走査方向に大きくしてもよい。   Further, in the image forming apparatus, the reflection type optical sensor of the present invention may be enlarged in the main scanning direction as shown in FIG.

即ち、定着ベルトの長手方向全域に亘って配置する。   That is, it is arranged over the entire length of the fixing belt.

例えば、A1縦通紙が可能な画像形成装置である場合、A2〜A5、B3〜B6の各サイズの用紙幅端部を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。   For example, in the case of an image forming apparatus capable of A1 longitudinal paper, the reflective optical sensor is enlarged in the main scanning direction so as to be able to illuminate the paper width ends of each size of A2 to A5 and B3 to B6.

このように、反射型光学センサの長さを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傷の未検知を防ぐことができる。   Thus, by sufficiently increasing the length of the reflective optical sensor, it is possible to prevent undetected scratches appearing at different locations on the fixing belt depending on the paper size.

上には、反射型光学センサによる表面情報の検出の対象として、定着ローラの表面の傷について説明した。   In the above description, the scratch on the surface of the fixing roller has been described as an object of detection of surface information by the reflective optical sensor.

上では、被検物は定着部材である定着ベルトとしたが、表面情報を検出する被検物は、これに限らず、半導体基板や紙などを被検物とすることもできる。   In the above description, the test object is a fixing belt as a fixing member. However, the test object for detecting surface information is not limited to this, and a semiconductor substrate, paper, or the like can be used.

前述の転写ベルトの表面状態を表面情報として検出することもできる。   The surface state of the transfer belt described above can also be detected as surface information.

また、各照射用レンズに対応する照射系の発光部(LED)が4個の場合を例として説明したが、照射系を構成する発光部の数がこれに限らないことは言うまでも無い。   Moreover, although the case where the number of the light emission part (LED) of the irradiation system corresponding to each irradiation lens was demonstrated as an example, it cannot be overemphasized that the number of the light emission parts which comprise an irradiation system is not restricted to this.

65Sa 定着ベルト(被検物)の表面
220a−1〜220a−7 照射用レンズ
220aC 受光用レンズ
211a−p−q 発光部(LED)
212a 受光部(PD)
Sa−1 スポット
65Sa Surface of fixing belt (test object) 220a-1 to 220a-7 Irradiation lens
220aC Light receiving lens
211a-pq Light emitting part (LED)
212a Light receiver (PD)
Sa-1 spot

特開平05−113739号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-113739 特開2011−185988号公報JP 2011-185988 A

Claims (10)

被検物の表面を光照射し、前記表面による反射光を受光して前記表面の表面情報を検出するための反射型光学センサにおいて、
照射系と照射用レンズとからなる単位照射光学系を2以上配列してなる照射光学系と、
受光系と受光用レンズを含む受光光学系と、を有し、
前記単位照射光学系の前記照射系は2以上の発光部を有し、
前記単位照射光学系の前記照射用レンズは前記2以上の発光部に共用されて、前記2以上の発光部から放射される光を被検物の表面に導光して照射光のスポットを1方向にずらして形成するものであり、
前記受光光学系の受光系は、2以上の受光部を有し、
前記受光用レンズは、前記2以上の受光部に共用され、
前記照射光学系の各単位照射光学系により前記被検物の表面に照射され、前記表面により反射された反射光を、前記受光光学系の受光用レンズを介して前記受光系により受光するように構成され、
且つ、全ての発光部の個々から放射されて前記表面に照射されたスポットが、1方向に連続的に配列し、これらのスポットのうちに、隣接する単位照射光学系から、異なる入射角で照射されるものが存在するように、照射光学系における前記発光部、前記照射用レンズの位置関係が調整されたことを特徴とする反射型光学センサ。
In the reflection type optical sensor for detecting the surface information of the surface by irradiating the surface of the test object with light and receiving the reflected light from the surface,
An irradiation optical system in which two or more unit irradiation optical systems each including an irradiation system and an irradiation lens are arranged;
A light receiving system and a light receiving optical system including a light receiving lens,
The irradiation system of the unit irradiation optical system has two or more light emitting units,
The irradiation lens of the unit irradiation optical system is shared by the two or more light emitting units, and guides the light emitted from the two or more light emitting units to the surface of the test object, thereby setting the spot of irradiation light to 1 It is formed by shifting in the direction,
The light receiving system of the light receiving optical system has two or more light receiving parts,
The light receiving lens is shared by the two or more light receiving portions,
The reflected light that is irradiated onto the surface of the test object by each unit irradiation optical system of the irradiation optical system and reflected by the surface is received by the light receiving system via the light receiving lens of the light receiving optical system. Configured,
In addition, spots emitted from each of the light emitting units and irradiated on the surface are continuously arranged in one direction, and these spots are irradiated at different incident angles from adjacent unit irradiation optical systems. The reflective optical sensor is characterized in that the positional relationship between the light emitting unit and the irradiation lens in the irradiation optical system is adjusted so that there is an object to be emitted.
請求項1記載の反射型光学センサにおいて、
各照射系から射出され前記被検物の表面に照射されたスポットは、照射用レンズにより、前記照射用レンズの配列方向と光軸方向とに直交する方向に関して、集束状態で前記被検物の表面を照射することを特徴とする反射型光学センサ。
The reflective optical sensor according to claim 1,
The spot emitted from each irradiation system and irradiated on the surface of the test object is focused on the test object in a focused state with respect to the direction orthogonal to the arrangement direction of the irradiation lens and the optical axis direction by the irradiation lens. A reflective optical sensor that irradiates a surface.
請求項1または2記載の反射型光学センサにおいて、
照射用レンズの配列方向に関して、各照射系から射出された光は、前記被検物の表面で反射されてから受光系に到達するまでの何れかの位置において、前記各照射系の発光部と共役関係を満足することを特徴とする反射型光学センサ。
The reflective optical sensor according to claim 1 or 2,
With respect to the arrangement direction of the irradiation lenses, the light emitted from each irradiation system is reflected by the surface of the test object and reaches the light receiving system at any position between the light emitting unit of each irradiation system and A reflective optical sensor characterized by satisfying a conjugate relationship.
請求項1〜3の任意の1に記載の反射型光学センサにおいて、
受光用レンズが、パワーの無い方向をスポットの配列方向に平行にして配置されるシリンドリカルレンズであることを特徴とする反射型光学センサ。
The reflective optical sensor according to any one of claims 1 to 3,
A reflection-type optical sensor, wherein the light-receiving lens is a cylindrical lens arranged with a direction without power parallel to a spot arrangement direction.
請求項1〜4の任意の1に記載の反射型光学センサにおいて、
照射光学系の照射用レンズと受光用レンズが一体化されていることを特徴とする反射型光学センサ。
The reflective optical sensor according to any one of claims 1 to 4,
A reflection-type optical sensor, wherein an irradiation lens and a light-receiving lens of an irradiation optical system are integrated.
請求項1〜5の任意の1に記載の反射型光学センサにおいて、
照射光学系の単位照射光学系ごとに、遮光壁による開口部を設けたことを特徴とする反射型光学センサ。
The reflective optical sensor according to any one of claims 1 to 5,
A reflection-type optical sensor characterized in that an opening is formed by a light shielding wall for each unit irradiation optical system of the irradiation optical system.
請求項1〜6の任意の1に記載の反射型光学センサにおいて、
被検物の表面上に形成される照明光のスポットが、順次に形成されるように照射系の発光部の点滅が制御されることを特徴とする反射型光学センサ。
The reflective optical sensor according to any one of claims 1 to 6,
A reflective optical sensor characterized in that the blinking of the light emitting part of the irradiation system is controlled so that illumination light spots formed on the surface of the test object are sequentially formed.
請求項1〜7の任意の1に記載の反射型光学センサにおいて、
表面情報を検出されるべき表面が、該表面に平行な所定の移動方向へ移動する被検物に対して用いられ、
複数のスポットの配列方向が、平面状の表面において前記移動方向に対して傾くようにして表面情報の検出を行なうことを特徴とする反射型光学センサ。
The reflective optical sensor according to any one of claims 1 to 7,
A surface whose surface information is to be detected is used for an object that moves in a predetermined direction of movement parallel to the surface;
A reflection-type optical sensor that detects surface information such that an array direction of a plurality of spots is inclined with respect to the moving direction on a planar surface.
電子写真プロセスによりトナー画像を形成し、該トナー画像をシート状記録媒体の表面に、定着装置により定着して画像形成を行う画像形成装置において、
定着装置は、無端の定着ベルトを有し、
該定着ベルトの表面情報を検出する表面情報検出手段として、請求項1〜8の任意の1に記載の反射型光学センサを用いたことを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus that forms a toner image by an electrophotographic process and fixes the toner image on the surface of a sheet-like recording medium by a fixing device to form an image.
The fixing device has an endless fixing belt,
An image forming apparatus using the reflective optical sensor according to any one of claims 1 to 8 as surface information detecting means for detecting surface information of the fixing belt.
請求項9記載の画像形成装置において、
反射型光学センサを、
定着ベルトの面内で該定着ベルト表面の進行方向に対して直交する方向において、小サイズのシート状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するか、
または、前記シート状記録媒体の種々のサイズに対応できるように、前記定着ベルト表面の進行方向に対して直交する方向における前記定着ベルトの長手方向全域に亘って配置したことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 9.
Reflective optical sensor
In the direction perpendicular to the advancing direction of the surface of the fixing belt within the surface of the fixing belt, the sheet is partially disposed at or near the position where the end of the small-sized sheet-shaped recording medium contacts the fixing belt. Or
Alternatively, image formation is characterized in that it is arranged over the entire longitudinal direction of the fixing belt in a direction orthogonal to the advancing direction of the surface of the fixing belt so as to correspond to various sizes of the sheet-like recording medium. apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016099498A (en) * 2014-11-21 2016-05-30 株式会社リコー Reflection type optical sensor and image forming apparatus

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04184154A (en) * 1990-11-19 1992-07-01 Toshiba Corp Surface inspection device
JPH07244167A (en) * 1994-01-17 1995-09-19 Omron Corp Optical detection device and vehicle applying said device
US6624883B1 (en) * 2000-09-28 2003-09-23 National Research Council Of Canada Method of and apparatus for determining wood grain orientation
JP2007276183A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Fuji Xerox Co Ltd Light emitting element array chip with microlens, and optical writing head
JP2008216148A (en) * 2007-03-06 2008-09-18 Mec:Kk Defect inspection apparatus and illumination device
JP2011059087A (en) * 2009-09-14 2011-03-24 Ricoh Co Ltd Reflective optical sensor and image forming device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04184154A (en) * 1990-11-19 1992-07-01 Toshiba Corp Surface inspection device
JPH07244167A (en) * 1994-01-17 1995-09-19 Omron Corp Optical detection device and vehicle applying said device
US6624883B1 (en) * 2000-09-28 2003-09-23 National Research Council Of Canada Method of and apparatus for determining wood grain orientation
JP2007276183A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Fuji Xerox Co Ltd Light emitting element array chip with microlens, and optical writing head
JP2008216148A (en) * 2007-03-06 2008-09-18 Mec:Kk Defect inspection apparatus and illumination device
JP2011059087A (en) * 2009-09-14 2011-03-24 Ricoh Co Ltd Reflective optical sensor and image forming device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016099498A (en) * 2014-11-21 2016-05-30 株式会社リコー Reflection type optical sensor and image forming apparatus

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