JP6175824B2 - 反射型光学センサおよび画像形成装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、隣接する第１の単位照射光学系と第２の単位照射光学系とは、前記第１の単位照射光学系が有する発光部のうち最も第２の単位照射光学系側に位置する発光部と、前記第２の単位照射光学系が有する発光部のうち最も第１の単位照射光学系側に位置する発光部との間隔が、前記第１の単位照射光学系が有する発光部の配列間隔よりも大きくなるように配置され、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、前記受光光学系は、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て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少なくとも１つは、隣接する単位照射光学系から、それぞれ異なる入射角で照射されることを特徴とする。

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。

カラープリンタを説明するための図である。 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。 反射型光学センサを概念的に説明するための図である。 発光部と受光部の配列関係を説明するための図である。 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。 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。 反射型光学センサの出力を説明するための図である。 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。 反射型光学センサの開口部を説明するための図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

ブラックトナー画像は、転写ローラ５０Ｂにより、転写ベルト１１上のイエロー、マゼンタ、シアンの各色トナー画像に重ね合わせて１次転写される。

このようにして、転写ベルト１１上で、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー画像が重ね合わせられて「カラートナー画像」が形成される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

加熱ローラ６２は、アルミや鉄による中空ローラで、ハロゲンヒータなどの熱源Ｈを内包しており、この熱源Ｈにより、加熱ローラ６２を介して定着ベルト６１を加熱する。

図示されていないが、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。

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。

加圧ローラ６３は、定着用ローラ６４と対応する位置で、定着ベルト６１に圧接する。

この圧接は定着用ローラ６４を変形させ「ニップ部」を形成する。このニップ部が定着部となる。

テンションローラ６５は、金属の芯金にシリコーンゴムを設けたものである。

剥離爪６６はその尖端部が、定着ベルト６１の表面に当接するようにして、定着用ローラ６４の軸方向（紙面に垂直な方向）に複数個配設されている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

受光光学系は、定着ベルト６１からの反射光を受光する。

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。

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。

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。

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。

「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。

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。

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。

以下では、主として「筋状の傷」に対する表面情報の検出を説明する。
図２は、定着装置１９による定着を、説明図的に示す図である。

図２における上下方向は「定着ベルト６１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。

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。

従って、Ａ４サイズの転写紙Ｓを幅方向（短手方向）に搬送するときには、長手方向の端部に生じる筋状の傷は、実際上殆ど問題とならない。

一方、紙幅Ａ４Ｔは、定着ベルト６１の幅よりも短く、筋状の傷は、紙幅Ａ４Ｌの内側に発生し「定着不全の問題」を生じさせ得る。

図２における符号Ｗ１、Ｗ２は、Ａ４サイズの転写紙Ｓを長手方向に搬送するとき、主走査方向における転写紙幅端部の移動の余裕幅を示している。

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。

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。

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。

余裕幅Ｗ１、Ｗ２は、このような変動を考慮したものである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

傷レベルとは「傷の程度」、すなわち「傷の深さ（粗さ）や傷の幅（大きさ）」を言う。

「傷の深さ」について補足する。
定着部材の表面に「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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「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。

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。

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。

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。

図４においては、ＬＥＤのＰ組は等間隔に配置されている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

受光用レンズ２２０Ｃは、ｙ方向にのみ「正の屈折力」を持つ。

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。

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。

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。

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。

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。

図５は、この状態をｙ方向から見た状態を示している。

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。

従って、反射光は「複数のＰＤ」により受光される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図６は、この検出動作を表したフロー図である。

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。

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。

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。

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。

「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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

開口部材２３０、２３１は「ケース」と樹脂成形により一体化できる。

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。

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。

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。

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。

「被検物」としては、定着ベルトを想定している。

受光系を構成する個々の受光部の大きさや配置は、図３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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１１は、反射型光学センサをｙ方向から見た状態である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

即ち、平面７に対して右方へ２ピッチ分シフトしている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

スキュー角：βの範囲は±３度とした。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

以下、実施の他の形態として、実施形態４を説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

照射用レンズの主走査方向のレンズ径は２.４ｍｍ、照射用レンズの副走査方向のレンズ径は９.２ｍｍ、照射用レンズのレンズ厚は６.６ｍｍである。

受光用レンズ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「ＰＤ受光量分布」は、複数のＰＤが受光する光量の分布である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

それで、検知領域Ａ’をこの部分に設定するのである。

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。

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。

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。

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。

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。

また、傷の位置や傷の幅の検知が可能となる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

即ち、定着ベルトの長手方向全域に亘って配置する。

例えば、Ａ１縦通紙が可能な画像形成装置である場合、Ａ２〜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

特開平０５−１１３７３９号公報 特開２０１１−１８５９８８号公報

Claims (10)

1. 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、隣接する第１の単位照射光学系と第２の単位照射光学系とは、前記第１の単位照射光学系が有する発光部のうち最も第２の単位照射光学系側に位置する発光部と、前記第２の単位照射光学系が有する発光部のうち最も第１の単位照射光学系側に位置する発光部との間隔が、前記第１の単位照射光学系が有する発光部の配列間隔よりも大きくなるように配置され、
   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、
   前記受光光学系は、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て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少なくとも１つは、隣接する単位照射光学系から、それぞれ異なる入射角で照射されることを特徴とする反射型光学センサ。
2. 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。
3. 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。
4. 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、
   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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。

Images