表面検査装置、及び表面検査方法
【課題】簡単、かつ安価な構成で迅速に表面検査を行えるようにする。
【解決手段】感光ドラム１の表面に微小なグレージング角θでレーザ光Ｌｂを照射し、その散乱光成分Ｌｂ２を、傷による散乱光領域Ｓ３に配備された受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣと、汚れ（表面粗さ）による散乱光領域Ｓ２に配備された受光部材ＳＡＵとで受光する。正反射光領域Ｓ１には、受光部材を配備しない。そして、受光部材で受光された散乱光成分の光強度に基づいて、感光ドラム１の傷、汚れの度合いを判定し、その判定結果に基づいて感光ドラム１を交換すべきか否かを判断して、その判断結果を表示する。
【解決手段】感光ドラム１の表面に微小なグレージング角θでレーザ光Ｌｂを照射し、その散乱光成分Ｌｂ２を、傷による散乱光領域Ｓ３に配備された受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣと、汚れ（表面粗さ）による散乱光領域Ｓ２に配備された受光部材ＳＡＵとで受光する。正反射光領域Ｓ１には、受光部材を配備しない。そして、受光部材で受光された散乱光成分の光強度に基づいて、感光ドラム１の傷、汚れの度合いを判定し、その判定結果に基づいて感光ドラム１を交換すべきか否かを判断して、その判断結果を表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物の表面の傷、汚れ等の状態を検査する技術に関し、特にレーザ光ビーム等の非分散光ビームを照射した際の散乱光の光強度に基づいて検査対象物の表面の状態を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置では、感光ドラム、中間転写用のドラム又はベルト、トナー定着用のローラ又はベルト等は、その回転動作中における各種の摩擦等によって傷が発生することは避けられない。
【０００３】
この傷は、形成画像においてスジとなって現れ、画像品質の低下を招くため、傷が大きくなって画像品質が大幅に低下する段階に至った場合には、感光ドラム、中間転写用のドラム又はベルト、トナー定着用のローラ又はベルト等を交換する必要がある。
【０００４】
また、感光ドラム、中間転写用のドラム又はベルト、トナー定着用のローラ又はベルト等には、通常、画像形成処理が終了した後もトナーが残留する。この残留トナーは、クリーニングブレード等で除去処理が行われるが、この除去処理の過程で上記の傷が発生する場合がある。
【０００５】
さらに、上記の除去処理では残留トナーを完全に除去することは困難であり、この除去し切れなかった残留トナーにより、感光ドラム、中間転写用のドラム又はベルト、トナー定着用のローラ又はベルト等の表面は、汚れた状態となる。この汚れの程度が大きくなると、傷や画像品質低下の主因となってしまう。
【０００６】
従って、傷や汚れが発生した感光ドラム、中間転写用のドラム又はベルト、トナー定着用のローラ又はベルト等は、画像品質の低下との関係で適切な時期に新品なもの等に交換する必要がある。
【０００７】
しかしながら、現在の傷や汚れが大きくなって画像品質の低下を招くようになる時期を、当該傷や汚れを見ただけで予測することは困難である。そこで、画像品質が現実に低下してしまった段階で交換しようとすると、新品等の在庫が切れており、画像品質が低下した状態のまま画像形成処理を続行せざるを得ない羽目になるときもある。
【０００８】
このため、感光ドラム、中間転写用のドラム又はベルト、トナー定着用のローラ又はベルト等の表面の傷や汚れの状態を検査する技術が必要となる。また、記録用紙を搬送するための各種のローラにおいても、ローラ表面の傷や汚れは記録用紙のジャムの原因となるので、これらローラ表面の傷や汚れを検知する必要がある。
【０００９】
従来、検査対象物の表面を検査する技術としては、検査対象物の表面を複数の領域毎に撮影し、それら撮影画像を２つの領域を１組として比較することで、何れの領域に欠陥があるかを判定する技術が実現されている（特許文献１参照）。
【００１０】
また、レーザ光を被測定物への照射角度を変化させながら照射し、当該レーザ光の反射光である粒状斑点模様を撮像することにより、表面粗さを測定する測定する技術も実現されている（特許文献２参照）。
【００１１】
さらに、レーザ光を微粒子群に照射し、その回折光を固体撮像装置で撮像し、回折光の円環領域又は円環の一部の領域の光強度分布から粒径分布を求める技術が実現されている（特許文献３参照）。
【００１２】
また、画像形成装置に係る技術としては、像担持体上に形成した基準画像に光を照射し、基準画像からの反射光を受光することにより、トナー付着量を検知する技術が実現されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特登録２８８２４０９号公報
【特許文献２】特開２００４−１２５６３２号公報
【特許文献３】特登録２８０５６６４号公報
【特許文献４】特登録３３５７４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１の外観検査装置は、精密に外観検査を行うための高度な画像処理部を備え、高価で大型な装置であり、画像形成装置の感光ドラム等の部品の表面を検査するのに不適である。
【００１４】
また、特許文献２の技術では、被測定物の表面の広い領域で表面粗さを測定するためには、レーザ光の照射点を移動する走査を行う必要があり、迅速かつ簡単に測定することができない。
【００１５】
また、特許文献３の測定方法は、粒径分布を求める方法であり、表面の傷、汚れ等の表面状態を検査する方法ではない。また、特許文献４の技術は、感光ドラム等の像担持体に形成された基準画像からの反射光を利用しているため、基準画像が形成されていない部材の表面を検査するには不適である。
【００１６】
従って、画像形成装置の各種の部材の表面を簡単、かつ安価な構成で迅速に検査する技術が要望されている。特に、部材を画像形成装置に組み込んだ状態のままで、その部材の表面を簡単かつ安価な構成で迅速に検査する技術が要望されている。更に、画像形成装置以外の装置や物品においても、同様の要望がある。
【００１７】
本発明は、このような従来技術の背景の下になされたもので、その目的は、簡単、かつ安価な構成で迅速に表面検査を行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明に係る表面検査装置は、検査対象物の表面上の直線ラインに非分散光ビームを走査無しに一括して照射する照射手段と、前記照射手段により照射された前記非分散光ビームの反射光の散乱光成分を受光する受光手段と、前記受光手段により受光された前記散乱光成分の光強度に基づいて前記検査対象物の表面の状態を判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る表面検査方法は、検査対象物の表面上の直線ラインに非分散光ビームを走査無しに一括して照射する照射工程と、前記照射工程により照射された前記非分散光ビームの反射光の散乱光成分を受光する受光工程と、前記受光工程により受光された前記散乱光成分の光強度に基づいて前記検査対象物の表面の状態を判定する判定工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、検査対象物の表面上の直線ラインに非分散光ビームを走査無しに一括して照射する等の構成により、当該非分散光ビームの径を小さく絞ることや走査を行う必要が無くなる等、簡単、かつ安価な構成で迅速に表面検査を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づいて説明する。
【００２２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る表面検査装置を適用した画像形成装置の概略構成を示す断面図である。図１に示した画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であり、感光ドラム１、露光走査ユニット２、現像ロータリ３、中間転写ベルト４、及び定着器５を有している。
【００２３】
感光ドラム１の形状は円筒状であり、その表面には感光層が形成されている。この表面の感光層の傷、汚れは、画像品質の低下を招く。そこで、本実施の形態では、後述の手法により感光ドラム１の表面の傷、汚れを検知し、その検知結果や感光ドラム１の交換を促すメッセージ等を表示する。
【００２４】
感光ドラム１は、ドラムモータ２４（図２参照）により回転駆動される。露光走査ユニット２は、画像データに基づいて変調されたレーザ光により感光ドラム１を露光走査する。この露光走査により、感光ドラム１の表面部分の感光層に静電潜像が画形成される。
【００２５】
露光走査ユニット２は、レーザユニット２ａ、ポリゴンミラー２ｂ、ＢＤセンサ２ｃ、及び反射ミラー２ｄを有し、ポリゴンミラー２ｂは、ポリゴンモータ２ｅにより回転駆動される。なお、図１において、レーザユニット２ａは、ポリゴンミラー２ｂよりも紙面の奥側又は手前側に配備されている。
【００２６】
レーザユニット２ａは、画像データに基づいて変調されたレーザ光を、回転駆動中のポリゴンミラー２ｂの各鏡面に照射する。このポリゴンミラー２ｂの回転により、ポリゴンミラー１ｂの各鏡面に対するレーザ光の入射角が連続的に変化し、その反射光は、感光ドラム１の回転軸の方向（図３のＺ方向）に相対的に進んでいく。これにより、各鏡面において、画像光（レーザ光）による１ライン分の露光走査（主走査）が行われることとなる。
【００２７】
ＢＤセンサ２ｃは、各主走査ライン間で画像の書き出し位置の同期を取ること等を目的として設けられ、ＢＤセンサ２ｃの出力信号（ＢＤ信号）は、主走査同期信号として利用される。また、反射ミラー２ｄは、ポリゴンミラー２ｂからの反射光の進行方向を、感光ドラム１の方向に変更するために設けられている。
【００２８】
現像ロータリ３は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）の色のトナーをそれぞれ収納し、これらトナーを感光ドラム１に向けて飛翔させるトナーユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫを有している。この現像ユニット３は、現像ロータリモータ２５（図３参照）により回転駆動される。この回転駆動により、各色のトナーユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫは、感光ドラム１との対向位置を順次通過していく。この通過の際に、当該色のトナーが感光ドラム１に飛翔し、感光ドラム１上の静電潜像は、視認可能な当該色のトナー像として現像される。
【００２９】
中間転写ベルト４は、大径の駆動ローラと複数の張設ローラ１７等により張設され、駆動ローラに連結されたメインモータ２３（図３参照）を駆動源として回転駆動される。この中間転写ベルト４が回転する過程で、感光ドラム１上のトナー像が積層状態で中間転写ベルト４上に一次転写されていく。
【００３０】
中間転写ベルト４には、基準マーク４ｂが形成されており、この基準マーク４ｂは、光反射型の周長センサ４ａにより検知される。この周長センサ４ａによる検知信号（周長信号）は、中間転写ベルト４上に各色のトナー像を色ズレが無い状態で積層するために利用される。
【００３１】
中間転写ベルト４上に一次転写された積層状態の各色のトナー像、すなわちフルカラーのトナー像は、二次転写ローラ６により、記録用紙Ｐ上に二次転写される。この記録用紙Ｐは、搬送ローラ群等により、給紙カセット７又は手差しトレイ８から二次転写ローラ６と対向する二次転写位置に給送されてくる。
【００３２】
記録用紙Ｐ上に二次転写されたトナー像は、定着器５の加熱ローラ５ａと加圧ベルト５ｂによる加熱・加圧処理によって、当該記録用紙Ｐ上に定着される。その後、当該記録用紙Ｐは、排紙部９に排紙される。なお、加圧ベルト５ｂは、大径の駆動ローラ、張設ローラ１８等により張設されている。
【００３３】
一次転写後に感光ドラム１の表面に残留しているトナーは、クリーニングブレード１０により、感光ドラム１から掻き取られる。また、二次転写後に中間転写ベルト４の表面に残留しているトナーは、クリーニングブレード１１により、中間転写ベルト４から掻き取られる。
【００３４】
本画像形成装置には、感光ドラム１、中間転写ベルト４、定着器５の加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの表面の傷、汚れ等（主として、トナー汚れ）を光学的に検知するために、それぞれ、レーザ発光部材１２，１３，１４，１５が設けられている。この傷、汚れの検知処理を行う場合、環境センサ１６も利用される。この検知処理については、後で詳細に説明する。
【００３５】
次に、図１の画像形成装置の制御系の構成を、図２に基づいて説明する。この画像形成装置による電子写真方式の画像形成処理は、ＣＰＵ２１の制御の下に実行される。このＣＰＵ２１には、メモリ２２、メインモータ２３、ドラムモータ２４、現像ロータリモータ２５、露光走査ユニット２のレーザユニット２ａ、ＢＤセンサ２ｃ、ポリゴンモータ２ｅが接続されている。また、ＣＰＵ２１には、周長センサ４ａ、環境センサ１６、レーザ発光部材１２〜１５、受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＦ、及び液晶表示部２６も接続されている。
【００３６】
ＣＰＵ２１は、上記の各デバイスを利用して、前述の電子写真方式の一連の画像形成処理を実行する。メモリ２２は、ＲＯＭ（図示省略）、ＥＥＰＲＯＭ２２ａ、ＲＡＭ２２ｂ、を含んでいる。ＲＯＭには、上記の一連の画像形成処理に係るアプリケーションプログラムが格納されている。
【００３７】
また、ＥＥＰＲＯＭ２２ａには、感光ドラム１、中間転写ベルト４、定着器５の加熱ローラ５ａ，加圧ベルト５ｂの検査処理（表面の傷、汚れの検知処理を含む）に係るアプリケーションプログラム等が格納されている。ＣＰＵ２１は、これらのプログラムを実行する際にＲＡＭ２２ｂをワークエリアとして利用する。
【００３８】
メインモータ２３は、給紙カセット７からの記録用紙のピックアップ、給送、排紙などの用紙の搬送動作、中間転写ベルト４、定着器５の加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの回転動作の動力源として利用される。メインモータ２３は、さらに、トナーユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫの不図示の現像スリーブの回転動作の動力源としても用いられる。
【００３９】
ドラムモータ２４は、感光ドラム１を回転駆動する動力源として用いられる。現像ロータリモータ２５は、ＣＰＵ２１の制御の下に現像ロータリ３を回転駆動して、トナーユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫを感光ドラム１と対向する現像位置に順次回動させる。
【００４０】
レーザユニット２は、ＣＰＵ２１の制御の下に、画像データを反映した画像光（レーザ光）をポリゴンミラー２ｂに向けて発光する。周長センサ４ａは、中間転写ベルト４上に印された基準マーク４ｂを検知する。ＣＰＵ２１は、この基準マーク検知信号に基づいて中間転写ベルト４の周長を算出し、Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色のトナー像がズレない形で中間転写ベルト４上に重畳されていくように制御する。
【００４１】
環境センサ１６は、温度、湿度を検知する。ＣＰＵ２１は、検知された温度、湿度に基づいて、例えば、感光ドラム１の帯電電圧を変化させるなど、画像形成装置の配置場所の現在の自然環境に応じた最適な画像形成動作を行うように制御する。また、環境センサ１６により検知された温度、湿度は、受光部材ＳＡ〜ＳＦ，ＳＡＵの後述する自動選択処理にも利用される。この自動選択処理を行うために、ＥＥＰＲＯＭ２２ａには、温度、湿度の情報と対応付けて、当該温度、湿度において選択されるべき受光部材の識別情報が予め登録されている。
【００４２】
レーザ発光部材１２〜１５は、レーザ波長６５０ｎｍ（赤色レーザ）、射出パワー１ｍＷ、ビーム径２ｍｍ〜３ｍｍ程度の性能の安価な半導体レーザで構成され、ＣＰＵ２１の制御の下にレーザ発光動作を行う。レーザ発光部材１２からのレーザ光は、感光ドラム１の表面の傷、汚れを検知すべく、当該感光ドラム１の表面に対して微小なグレージング角で照射される。レーザ発光部材１３からのレーザ光は、中間転写ベルト４の表面の傷、汚れを検知すべく、当該中間転写ベルト４の表面に対して微小なグレージング角で照射される。
【００４３】
レーザ発光部材１４からのレーザ光は、定着器５の加熱ローラ５ａの表面の傷、汚れを検知すべく、当該加熱ローラ５ａの表面に対して微小なグレージング角で照射される。レーザ発光部材１５からのレーザ光は、定着器５の加圧ベルト５ｂの表面の傷、汚れを検知すべく、当該加圧ベルト５ｂの表面に対して微小なグレージング角で照射される。なお、上記の「微小なグレージング角」については、後で詳細に説明する。
【００４４】
受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣは、レーザ発光部材１２により感光ドラム１の表面に照射されたレーザ光の反射光の散乱光成分を受光するために設けられている。受光部材ＳＤは、レーザ発光部材１３により中間転写ベルト４の表面に照射されたレーザ光の反射光の散乱光成分を受光するために設けられている。
【００４５】
受光部材ＳＥは、レーザ発光部材１４により加熱ローラ５ａの表面に照射されたレーザ光の反射光の散乱光成分を受光するために設けられている。受光部材ＳＦは、レーザ発光部材１５により加圧ベルト５ｂの表面に照射されたレーザ光の反射光の散乱光成分を受光するために設けられている。
【００４６】
なお、本実施の形態では、受光部材ＳＡ〜ＳＦ，ＳＡＵとしては、単体のフォトダイオード、フォトトランジスタ等（１画素分の受光素子）、ピンポイントで光を検知する安価な光センサを用いることを想定している。
【００４７】
感光ドラム１等の表面の傷、汚れをレーザ光（非分散光ビーム）の照射によって検査する検査原理を、図３〜７に基づいて説明する。
【００４８】
図３に示したように、レーザ発光部材１２は、感光ドラム１の表面（接平面）に対して、微小なグレージング角θ（θ＝π／２−入射角）でレーザ光Ｌｂを照射する。この微小なグレージング角θは、感光ドラム１の少なくとも感光層の領域に係る直線ラインが一括して照射される程度の微小な角度である（図４〜７の照射領域Ｓｄ参照）。
【００４９】
換言すれば、微小なグレージング角θは、感光ドラム１の表面にレーザ光Ｌｂを照射した際に、感光ドラム１によるレーザ光Ｌｂの切断長さ（図４等のＺ軸方向の切断長さ）が、少なくとも感光ドラム１の感光層のＺ軸方向の長さ以上となるような角度である。
【００５０】
このような微小なグレージング角θでレーザ光Ｌｂを照射することにより、レーザ光Ｌｂの走査無しに、すなわち照準点の移動制御を行うことなく、簡単に感光ドラム１の感光層の１つの直線ラインに一括してレーザ光Ｌｂを照射することが可能となる。更に、表面検査の迅速化を図ることも可能となる。
【００５１】
図３に示したように、微小なグレージング角θで感光ドラム１に照射されたレーザ光Ｌｂの反射光の正反射光成分Ｌｂ１は、受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣの何れにも受光されることはない。一方、散乱光成分Ｌｂ２は、受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣにより受光される。
【００５２】
感光ドラム１の表面に傷や汚れが無い場合は、感光ドラム１に照射されたレーザ光Ｌｂの反射光は、ほぼ全てが正反射光成分Ｌｂ１となって、図３〜７に示した正反射光領域Ｓ１を通過する。しかし、この正反射光領域Ｓ１には、受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣは配備されておらず、これら受光部材により受光されることは殆ど無い。
【００５３】
一方、感光ドラム１の表面に傷が有る場合は、感光ドラム１に照射されたレーザ光Ｌｂの反射光の一部は散乱光成分Ｌｂ２となって、受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣにより受光される。また、感光ドラム１の表面に汚れが有る場合は、感光ドラム１に照射されたレーザ光Ｌｂの反射光の一部は散乱光成分Ｌｂ２となって、受光部材ＳＡＵにより受光される。
【００５４】
このように、散乱光成分Ｌｂ２が受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣにより受光されるのは、これら受光部材を実験結果に基づいて図３〜７に示した散乱光領域に配備しているからである。
【００５５】
ここで、上記の実験について説明する。この実験では、図４〜６に示したように、レーザ波長６５０ｎｍ（赤色レーザ）、射出パワー１ｍＷ、ビーム径２ｍｍ〜３ｍｍ程度の性能を有する半導体レーザと光学レンズからなる市販の安価なレーザ照射器Ｌを用いた。このレーザ照射器Ｌにより、感光ドラム１の表面に微小なグレージング角でレーザ光を照射した。
【００５６】
感光ドラム１の直径は６２ｍｍ、長手方向（Ｚ軸方向）の長さは、４６０ｍｍである。この感光ドラム１の半分の長さに相当する２３０ｍｍ程度の位置（長手中心Ｚｄ２）から奥側の端部Ｚｄ３までの領域に、微小なグレージング角でレーザ光を照射した。感光ドラム１としては、最初は、周方向（回転方法）に多数の傷Ｋ（周スジの傷）が発生している中古品を用いた（図４参照）。
【００５７】
この実験では、長手中心Ｚｄ２から奥側の端部Ｚｄ３までの領域の傷Ｋに起因するものと考えられる散乱光成分は、感光ドラム１のレーザ光照射面に対する法線方向（図４に示したＸ軸方向）に分布していることが判明した。そこで、感光ドラム１の奥側の端部Ｚｄ３のＺ位置で、Ｘ―Ｙ平面上に紙をかざしてメジャーで散乱光成分を測定したところ、その散乱光成分は、端部Ｚｄ３から２００ｍｍを超えるＸ軸方向の位置まで達していた。また、散乱光成分は、感光ドラム１から離れるに従ってその光強度が低減していく傾向が見られた。
【００５８】
この実験結果から、感光ドラム１の手前側の端部Ｚｄ１から奥側の端部Ｚｄ３までの領域に、より微小なグレージング角でレーザ光を照射した場合は、散乱光成分はＸ軸方向に更に延びることが予想される。そこで、このようなレーザ光の照射を実際に行ってみたところ、予想通りに、散乱光成分は、Ｘ軸方向に更に延びていた（図４，７のＳ３参照）。
【００５９】
なお、この予想に基づく実験では、レーザ光は、レーザ照射器Ｌから直接、感光ドラム１に照射するのではなく、図５，６に示したように、ライトパイプＬＰを介して照射した。これは、感光ドラム１が画像形成装置に実際に組み込まれた状態で実験を行ったため、レーザ照射器Ｌを装置内に配備するための十分なスペースが無かったからである。従って、本実施の形態に係る表面検査装置を画像形成装置等の装置に搭載する場合も、必要に応じて、ライトパイプＬＰ等の導光部材を介してレーザ光を照射することが望ましい。
【００６０】
一方、最初の実験において、正反射光成分は、光強度の強いスポット光として正反射光領域（図４〜７のＳ１参照）に分布していた。また、正反射光領域Ｓ１の形状は、円形ではなく、Ｘ軸方向を長軸とする楕円形であった。このように、正反射光領域Ｓ１がＸ軸方向を長軸とする楕円形となるのは、傷Ｋの部分にも正反射光成分、又は正反射光成分に限りなく近い領域で散乱光成分を発生させる反射部分が未だ残っているからだと思われる。
【００６１】
次に、図５に示したように、周方向にトナー汚れＴＹが有る感光ドラム１に対して、微小なグレージング角でレーザ光を照射してみた。この場合には、正反射光領域Ｓ１を取り囲む広い領域（図５のＳＴＹ参照）で新たに散乱光成分が見られ、傷Ｋに起因する散乱光領域Ｓ３では、散乱光成分は殆ど見られなかった。
【００６２】
すなわち、周方向のトナー汚れＴＹに起因する散乱光領域ＳＴＹは、正反射光領域Ｓ１、及び後述する散乱光領域Ｓ２を取り囲む比較的広い領域であり、傷Ｋに起因する散乱光領域Ｓ３のようにＸ軸方向に長く延びてはいなかった。また、傷Ｋに起因する散乱光領域Ｓ３がＸ軸方向に細長く延びているに対し、周方向のトナー汚れに起因する散乱光領域ＳＴＹは、正反射光領域Ｓ１をほぼ中心として、放射状に広い角度で広がっていた。
【００６３】
このように、傷に起因する散乱光領域Ｓ３とトナー汚れに起因する散乱光領域ＳＴＹとが異なる現象は、受光部材の配備位置を工夫することで、傷に起因する散乱光成分とトナー汚れに起因する散乱光成分とを互いに識別可能に検知できることを意味する。そこで、本実施の形態では、傷に起因する散乱光成分を検知する受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣの他に、汚れに起因する散乱光成分を検知する受光部材ＳＡＵを別途設けている。
【００６４】
なお、図６に示したように、新品の感光ドラム１に対して、手前側の端部から奥側の端部までの領域に、同様に微小なグレージング角でレーザ光を照射してみた。この実験では、感光ドラム１から遠い領域では散乱光成分は殆ど見られなかったが、感光ドラム１に近い領域（図４〜７のＳ２参照）では、光強度の弱い散乱光成分が見られた。正反射光領域Ｓ１では、当然に、光強度の強い正反射光成分が見られた。ただし、その正反射光領域Ｓ１の楕円形（Ｘ方向が長軸）の形状は、中古の感光ドラムの場合に比べて円形に近づいていた。
【００６５】
上記の散乱光領域Ｓ２における光強度の弱い散乱光成分は、たとえ新品の感光ドラムであっても、その表面は多少の凹凸、すなわち或る程度の大きさの表面粗さを持っていることに起因するものと推測できる。そこで、実際に、新品の感光ドラム１の表面よりも表面粗さが十分に小さい部材（鏡など）で実験してみた。その結果、正反射光領域Ｓ１では光強度が非常に強い正反射光成分が見られたものの、その周辺の散乱光領域Ｓ２では、散乱光成分が殆ど見られず、上記の推測の正しさが証明された。
【００６６】
なお、周方向ではなく、回転軸方向（Ｚ軸方向）に傷や汚れが有る感光ドラムに対して、同様に、微小なグレージング角でレーザ光を照射してみたところ、散乱光成分は非常に少なかった。このことは、本実施の形態に係る表面検査技術を他の物品の表面検査に適用する場合には、レーザ光の照射方向と検知対象の傷や汚れの方向とを可及的に９０度又は９０度に近い角度で交差させることで、効率よく傷や汚れを検知できることを示唆している。
【００６７】
なお、上記の回転軸方向（Ｚ軸方向）の傷や汚れは、感光ドラム１、中間転写ベルト４、加熱ローラ５ａ，加圧ベルト５ｂでは殆ど発生しないので、それらデバイスの交換時期を判断するためにＺ軸方向の傷や汚れを検知する必要性は乏しい。
【００６８】
上記の各実験の実験結果に鑑みて、本実施の形態では、図３〜７に示したように、周方向の傷Ｋに起因する散乱光成分を受光する受光部材として、受光部材ＳＡ，ＳＢ、ＳＣを傷に起因する散乱光領域Ｓ３の両端部、中央部に配備した。
【００６９】
また、周方向の汚れに起因する散乱光成分を受光するための受光部材ＳＡＵは、装置内のスペース等の関係で、周方向のトナー汚れに起因する散乱光領域ＳＴＹではなく、それよりも狭いドラムの表面粗さに起因する散乱光領域Ｓ２に配備した。
【００７０】
この場合、周方向のトナー汚れＴＹに起因する散乱光成分の検知精度は若干低下する虞がある。しかし、トナー汚れＴＹは、クリーニング処理で解消でき、感光ドラムの交換時期を判断する際の重要な判断材料とはならないので、周方向のトナー汚れＴＹに起因する散乱光成分の検知精度が若干低下しても特に問題とはならない。また、後述する基準情報、限界情報を適切に設定することにより、散乱光領域ＳＴＹに配備した場合と同等の精度で、周方向のトナー汚れＴＹの程度を判定することも可能となる。従って、周方向の汚れに起因する散乱光成分を受光するための受光部材ＳＡＵをドラムの表面粗さに起因する散乱光領域Ｓ２に配備しても、特に問題はない。
【００７１】
周方向の汚れに起因する散乱光成分を受光するための受光部材ＳＡＵを、周方向のトナー汚れＴＹに起因する散乱光領域ＳＴＹに配備してもよいことは、言うまでもない。
【００７２】
次に、受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣの配備位置等を、図７に基づいて補足説明する。
【００７３】
前述の実験の結果、傷に起因する散乱光領域Ｓ３は、Ｘ軸方向に延びていた。このＸ軸方向は、感光ドラム１のレーザ光の照射ライン（Ｚ方向）に係る面に対する法線の方向となっている。すなわち、散乱光領域Ｓ３は、図７に示したＺθ０平面上に位置している。
【００７４】
そこで、傷に起因する散乱光成分を検知するための受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣは、感光ドラム１の奥側の端部Ｚｄ３よりも多少奥側のＺ座標位置で、Ｘ軸方向（Ｚθ０平面上の散乱光領域Ｓ３）に配列している。
【００７５】
また、汚れに起因する散乱光成分を検知するための受光部材ＳＡＵは、受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣと同一のＺ座標位置で、Ｚθ０平面と所定角度θａをなすＺθａ平面（散乱光領域Ｓ２）に配備している。
【００７６】
なお、汚れに起因する散乱光成分を検知するための受光部材ＳＡＵは、受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣと同一のＺ座標位置で、Ｚθ０平面と所定角度−θａをなすＺ−θａ平面（散乱光領域Ｓ２）等に配備してもよい。或いは、Ｚθａ平面等とＺ−θａ平面等の両方に、汚れに起因する散乱光成分を検知するための受光部材を配備してもよい。要するに、汚れに起因する散乱光成分を検知するための受光部材は、散乱光領域Ｓ２又は散乱光領域ＳＴＹの領域内であれば、複数配備してもよい。
【００７７】
また、各受光部材は、上記のように同一のＺ座標位置に配備することなく、装置内のスペース等の関係で、異なるＺ座標位置に配備することも可能である。
【００７８】
なお、副走査方向については、画像形成時と同様にきめ細かく走査する必要はないが、例えば、感光ドラム１の回転角９０°位の副走査間隔で複数回、レーザ光を微小なグレージング角で照射するのが望ましい。これにより、傷や汚れが感光ドラム１の周方向の一部の領域に偏在していたとしても、それを見逃すことなく検知できるようになるからである。
【００７９】
次に、中間転写ベルト４の傷、汚れに起因する散乱光成分等を図８に基づいて説明する。
【００８０】
なお、図１に示したように、中間転写ベルト４の右横の位置には、二次転写ローラ６が存在するため、レーザ光の照射実験は、図８に示したように、張設ローラ１７の下側の位置から中間転写ベルト４に対して微小なグレージング角で行った。
【００８１】
この場合、上記のように下側の位置からレーザ光を照射したため、散乱光成分は−Ｙ方向に広がった。詳細には、正反射領域ＳＴ１は、感光ドラム１の場合の正反射領域Ｓ１よりも多少大きかった。また、中間転写ベルト４の回転方向の傷ＫＴに起因する散乱光領域ＳＴ３は、感光ドラム１の場合の散乱光領域Ｓ３のように細長くはなく、有る程度太くて短い領域の形状となった。換言すれば、中間転写ベルト４の回転方向の傷ＫＴに起因する散乱光成分は、感光ドラム１の場合に比べて、広がり角が大きく、かつレーザ光の照射面からの最大離間距離は短かった。
【００８２】
さらに、中間転写ベルト４の表面粗さ（汚れによる表面粗さを含む）に起因する散乱光領域ＳＴ２は、感光ドラム１の場合の表面粗さ（汚れによる表面粗さを含む）の場合と比べてかなり広かった。また、中間転写ベルト４の回転方向の傷ＫＴに起因する散乱光領域ＳＴ３と、表面粗さに起因する散乱光領域ＳＴ２とに間には、かなり広い重複領域が存在していた。
【００８３】
これらの現象は、張設ローラ１７の径が感光ドラム１の径より小さく、レーザ光を照射する部分の曲率か感光ドラム１よりも大きいためであると考えられる。現に、中間転写ベルト４に係る張設ローラ１７よりも更に径が小さな張設ローラ１８（図１参照）で張設された加圧ベルト５ｂの場合は、中間転写ベルト４の場合の上記の散乱光成分の現象が、中間転写ベルト４の場合よりも顕著に現れた。
【００８４】
このことは、曲率が小さくなればなる程、換言すれば平面状態に近づけば近づく程、傷に起因する散乱光成分の散乱領域は、レーザ光の照射面に対する法線方向に長く延びていくことを意味する。従って、本実施の形態に係る表面検査技術は、曲面だけでなく平面の検査にも適用可能である。
【００８５】
ただし、前述の説明から明らかなように、傷が延びていく方向と照射レーザ光とのなす角が９０°に近づく程、散乱光成分は、レーザ光の照射面に対する法線方向に長く延びていく。従って、特に、曲率が小さい平面状の表面を検査する場合は、レーザ光を微小なグレージング角で一括照射する直線ラインの方向を変化させて複数回、検査することが望ましい。
【００８６】
上記の散乱光領域ＳＴ２とＳＴ３とが重複する現象に鑑みて、本実施の形態では、中間転写ベルト４の傷、汚れに起因する散乱光成分を検知するための受光部材としては、上記の重複領域に１つの受光部材ＳＤだけを配備し、部品点数の削減化を図っている。
【００８７】
なお、詳細な説明は省略するが、定着器５の場合も、回転方向の傷に起因する散乱光領域と、表面粗さに起因する散乱光領域との重複領域に、加熱ローラ５ａ，加圧ベルト５ｂからの散乱光を受光する受光部材ＳＥ，ＳＦをそれぞれ配備している。ただし、感光ドラム１の場合と同様に、表面粗さ（汚れによる表面粗さを含む）に起因する散乱光成分と、傷に起因する散乱光成分を異なる受光部材で個別に検知することも可能である。
【００８８】
本実施の形態では、レーザ発光部材１２〜１５、受光部材ＳＡ〜ＳＦ、ＳＡＵを用いて、図９，１０のフローチャートに係る処理を行うことにより、感光ドラム１、中間転写ベルト４、定着器５の加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの表面を検査している。
【００８９】
図９のフローチャートは、感光ドラム１、中間転写ベルト４、定着器５の加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの表面検査処理の概要を示すフローチャートである。図１０は、図９のプロセスＰ５，Ｐ９，Ｐ１３における傷、汚れの判定処理の詳細を示すフローチャートである。
【００９０】
表面検査処理では、ＣＰＵ２１は、まず、環境センサ１６から現在の温度情報、湿度情報を取得する（Ｐ１）。次に、ＣＰＵ２１は、ユーザから感光ドラム１の表面検査の実行指示がなされているのか否かを判別し（Ｐ２）、否であれば、後述するプロセスＰ６に進む。
【００９１】
なお、感光ドラム１の表面検査の実行指示は、液晶表示部２６に表示されるメニュー画面を介して行うことができる。このメニュー画面では、感光ドラム１の表面検査の実行指示だけでなく、中間転写ベルト４、定着器５の加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの表面検査指示をも併せて行うことができる。
【００９２】
感光ドラム１の表面検査の実行指示がなされている場合には、ＣＰＵ２１は、取得した温度情報、湿度情報、当該画像形成装置の機種（型式）情報等に基づいて、受光部材を選択する（Ｐ３）。このプロセスＰ３では、ＣＰＵ２１は、感光ドラム１の表面検査を行うための受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣの中から受光部材を１つ、又は複数選択する。
【００９３】
次に、ＣＰＵ２１は、感光ドラム１に対して、レーザ発光部材１２から微小なグレージング角でレーザ光を照射し、選択に係る受光部材の出力信号、すなわち散乱光成分の光強度を測定する（Ｐ４）。
【００９４】
次に、ＣＰＵ２１は、選択した受光部材から得られた散乱光成分の光強度に基づいて、感光ドラム１の傷、汚れの程度を判定する（Ｐ５）。そして、ＣＰＵ２１は、更に、その判定結果に基づいて感光ドラム１の交換の良否等を判定し（Ｐ５）、プロセスＰ６に進む。
【００９５】
プロセスＰ６では、ＣＰＵ２１は、ユーザから中間転写ベルト４の表面検査の実行指示がなされているのか否かを判別する。その結果、中間転写ベルト４の表面検査の実行指示がなされていなければ、ＣＰＵ２１は、後述するプロセスＰ１０に進む。
【００９６】
一方、中間転写ベルト４の表面検査の実行指示がなされていれば、ＣＰＵ２１は、取得した温度情報、湿度情報、当該画像形成装置の機種（型式）情報等に基づいて、受光部材を選択する（Ｐ７）。この場合、本実施の形態では、中間転写ベルト４の表面検査を行うための受光部材としては、受光部材ＳＤだけが配備されているので、ＣＰＵ２１は、必然的に受光部材ＳＤを選択することとなる。
【００９７】
次に、ＣＰＵ２１は、中間転写ベルト４に対して、レーザ発光部材１３から微小なグレージング角でレーザ光を照射し、選択に係る受光部材ＳＤの出力信号、すなわち散乱光成分の光強度を測定する（Ｐ８）。
【００９８】
次に、ＣＰＵ２１は、選択した受光部材ＳＤから得られた散乱光の光強度に基づいて、中間転写ベルト４の傷、汚れの程度を判定する（Ｐ９）。そして、ＣＰＵ２１は、更に、その判定結果に基づいて中間転写ベルト４の交換の良否等を判定し（Ｐ９）、プロセスＰ１０に進む。
【００９９】
プロセスＰ１０では、ＣＰＵ２１は、ユーザから定着器５の表面検査の実行指示がなされているのか否かを判別する。その結果、定着器５の表面検査の実行指示がなされていなければ、ＣＰＵ２１は、本検査処理を終了する。
【０１００】
一方、定着器５の表面検査の実行指示がなされていれば、ＣＰＵ２１は、取得した温度情報、湿度情報、当該画像形成装置の機種（型式）情報等に基づいて、受光部材を選択する（Ｐ１１）。
【０１０１】
本実施の形態では、定着器５に関しては、加熱ローラ５ａと加圧ベルト５ｂを個別に検査することとし、加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの表面検査を行うための受光部材として、それぞれ、受光部材ＳＥ、ＳＦが配備されている。従って、プロセスＰ１１では、ＣＰＵ２１は、必然的に受光部材ＳＥ、ＳＦを選択することとなる。
【０１０２】
次に、ＣＰＵ２１は、加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂに対して、それぞれ、レーザ発光部材１４，１５から微小なグレージング角でレーザ光を照射し、選択に係る受光部材ＳＥ，ＳＦの出力信号、すなわち散乱光成分の光強度を測定する（Ｐ１２）。
【０１０３】
次に、ＣＰＵ２１は、選択した受光部材ＳＥ、ＳＦから得られた散乱光成分の光強度に基づいて、それぞれ、加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの傷、汚れの程度を判定する（Ｐ１３）。そして、ＣＰＵ２１は、更に、その判定結果に基づいて定着器５の交換の必要性（要否）等を判定し（Ｐ１３）、本検査処理を終了する。
【０１０４】
なお、定着器５の構造が加熱ローラ５ａと加圧ベルト５ｂを個別に交換可能となっている場合には、プロセスＰ１３では、加熱ローラ５ａの交換の良否と加圧ベルト５ｂ交換の良否を個別に判定することも可能である。
【０１０５】
次に、図９のプロセスＰ５，Ｐ９，Ｐ１３における傷、汚れの判定処理の詳細を、図１０のフローチャートに基づいて説明する。
【０１０６】
傷、汚れの判定処理では、ＣＰＵ２１は、選択した受光部材から得られた測定結果（散乱光成分の光強度、又はその分布の広がり度）と、当該受光部材に対応する基準情報を比較する（Ｐ２１）。そして、ＣＰＵ２１は、少なくとも１つの選択受光部材に係る測定結果が対応の基準情報以上であるか否かを判別する（Ｐ２２）。
【０１０７】
なお、上記の「分布の広がり」は、後述する第４の実施の形態（エリアセンサ）を意識したものである。これは、図９のプロセスＰ４、Ｐ８，Ｐ１２における「散乱光の強度等」という記述での「等」も同様である。
【０１０８】
また、「基準情報」は、傷や汚れの程度が異なる多数の被検査対象物（感光ドラム等）について、図９のプロセスＰ４、Ｐ８，Ｐ１２と同様の手法で予め散乱光成分の強度等を測定した測定結果から導かれたものである（後述の「限界情報」も同様）。この「基準情報」は、受光部材毎（受光手段毎）に異なる情報（光強度に関する情報）であって、各受光部材と対応付けてＥＥＰＲＰＭ２２ａに予め登録されている（「限界情報」も同様）。
また、基準情報と限界情報との間には、
［数１］
基準情報＜限界情報
という関係がある。
【０１０９】
ＣＰＵ２１は、少なくとも１つの選択受光部材に係る測定結果が対応の基準情報以上である場合は、散乱光成分の主因は、汚れではなく傷の方にあると予測し、その旨を液晶表示部２６に表示し（Ｐ２３）、プロセスＰ２５に進む。
【０１１０】
一方、全ての選択受光部材に係る測定結果が対応の基準情報未満である場合は、ＣＰＵ２１は、散乱光成分の主因は、傷ではなく汚れの方にあると予測し、その旨を液晶表示部２６に表示し（Ｐ２４）、プロセスＰ２５に進む。
【０１１１】
プロセスＰ２５では、ＣＰＵ２１は、各選択受光部材での測定結果と、当該選択受光部材に対応する限界情報（散乱光成分の光強度、又はその分布の広がり度の限界情報）との差分を算出する。この「限界情報」は、ある程度の高い画像品質を維持するために必要な傷、汚れの限界を示す散乱光成分の光強度又はその分布の広がり度である。
【０１１２】
また、限界情報は、後述の説明から明らかなように、感光ドラム１等の検査対象物の表面状態を散乱光成分の光強度に基づいて判定する際の判定情報として利用される。なお、当然ながら、限界情報（判定情報）は、各種の表面状態の例えば感光ドラム等の検査対象物（同一種：同一型番）に係る散乱光成分の光強度を予め測定し、その測定結果に基づいて予め設定されるものである。そして、この限界情報（判定情報）は、同一種の検査対象物の表面検査を実際に行う場合に使用される。
【０１１３】
次に、ＣＰＵ２１は、各選択受光部材について、その限界情報（Ｌｉ）に対する測定結果（Ｒｅ）の割合（Ｐ．Ｃ．：百分率）を算出する（Ｐ２５）。
［数２］
Ｐ．Ｃ．＝Ｒｅ／Ｌｉ×１００
次に、ＣＰＵ２１は、算出した割合（Ｐ．Ｃ．：百分率）に関して、大、中、小を判定テーブルで判定する（Ｐ２６）。
【０１１４】
この判定テーブルでは、大、中、小の判定基準（範囲）が受光部材毎に決められている。換言すれば、同一の割合、例えば８０％であっても、その判定結果が各受光部材で同一であるとは限らない。例えば、傷に係る受光部材ＳＡにおける８０％は、「大」と判定されるが、汚れに係る受光部材ＳＡＵにおける８０％は、「中」と判定される。
【０１１５】
受光部材毎に大、中、小の判定基準（範囲）を決めたのは、傷は進行速度が速く、汚れは進行速度が遅いこと、傷に係る受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ間でも、散乱光成分の光強度が増大していく速度が異なること等の事情を考慮したものである。なお、判定テーブルは、ＥＥＰＲＯＭ２２ａに予め記憶されている。
【０１１６】
このように、受光部材毎に大、中、小の判定基準（範囲）を決めることにより、画像品質の劣化が目立たない範囲で被検査対象物の交換時期を最大限、引き延ばし、維持管理費を低減することが可能となる。
【０１１７】
なお、判定テーブルの判定基準は、当該画像形成装置（表面検査装置）を使い込んでいく過程で変更することが望ましい。この場合、例えば、表面検査を行う毎にその測定結果をデータベースに蓄積していき、その蓄積された測定結果から傷や汚れの進行態様をより厳密に把握して判定基準を更新していく手法が考えられる。
【０１１８】
ＣＰＵ２１は、判定テーブルでの判定を行った後、「大」であると判定された選択受光部材が１つでも存在するか否かを判別する（Ｐ２７）。その結果、「大」であると判定された選択受光部材が１つでも存在すれば、ＣＰＵ２１は、当該選択受光部材に対応する被検査対象物（感光ドラム等）の交換、又はクリーニングの必要がある旨を液晶表示部２６に表示する（Ｐ２８）。
【０１１９】
上記の「交換」の要否は、「傷」に係る選択受光部材の場合に表示され、「クリーニング」の要否は、「汚れ」に係る選択受光部材の場合に表示される。この表示処理を行った後、ＣＰＵ２１は、本判定処理を終了し、図９のフローにリターンする。
【０１２０】
一方、「大」であると判定された選択受光部材が１つも存在しなければ、ＣＰＵ２１は、「中」であると判定された選択受光部材が１つでも存在するか否かを判別する（Ｐ２９）。その結果、「中」であると判定された選択受光部材が１つでも存在すれば、ＣＰＵ２１は、当該選択受光部材に対応する被検査対象物の交換又はクリーニングの必要は無いが、傷、汚れがある程度進行している旨を液晶表示部２６に表示する（Ｐ３０）。
【０１２１】
この表示処理を行った後、ＣＰＵ２１は、本判定処理を終了し、図９のフローにリターンする。
【０１２２】
一方、「中」であると判定された選択受光部材が１つも存在しなければ、ＣＰＵ２１は、当該選択受光部材に対応する被検査対象物は良好である旨を液晶表示部２６に表示して（Ｐ３１）、本判定処理を終了し、図９のフローにリターンする。
【０１２３】
以上説明したように、本実施の形態では、ＣＰＵ２１は、感光ドラム１等の表面に微小なグレージング角θでレーザ光Ｌｂを照射する。その散乱光成分Ｌｂ２は、傷による散乱光領域Ｓ３に配備された受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣと、汚れ（表面粗さ）による散乱光領域Ｓ２に配備された受光部材ＳＡＵとで受光される。
【０１２４】
そして、ＣＰＵ２１は、温度、湿度、機種等に基づいて自動的に受光部材を選択し、その選択受光部材で受光された散乱光成分の光強度に基づいて、感光ドラム１等の傷、汚れの度合い（大、中、小）を判定する。そして、ＣＰＵ２１は、判定結果に基づいて感光ドラム１等を交換すべきか否かを判断して、その判断結果を表示する。
【０１２５】
この表面検査処理において検査対象物の表面に照射するレーザ光のビーム径は２ｍｍ〜３ｍｍ程度でよく、出力パワーも１ｍＷ程度、波長は赤色の６５０ｎｍ程度でよく、安価なレーザ発光部材を使用することができる。
【０１２６】
また、レーザ光を走査することなく、検査対象物の表面の１ラインに一括してレーザ光を照射することで、迅速に表面検査を行うことが可能となる。更に、受光部材ＳＡ〜ＳＦ、ＳＡＵも安価なフォトダイオード、フォトトランジスタ等で構成することができる。従って、簡単、かつ安価な構成で迅速に表面検査を行うことが可能となる。
【０１２７】
なお、散乱光成分の光強度に基づいて検査対象物の表面状態を検査する図１０に示した検査手法は一例であり、これ以外の手法により、散乱光成分の光強度に基づいて検査対象物の表面状態を検査することも可能である。
【０１２８】
［第２の実施の形態］
レーザ発光部材からのレーザ光を微小なグレージング角で検査対象のデバイスの表面に照射するための導光部材としては、図５，６に示したようなライトパイプＬＰではなく、図１１に示したように、ミラーＭｉを用いることも可能である。更に、図示省略したが、導光部材としては、レンズ、光ファイバー、反射板、透明樹脂等を用いることも可能である。なお、上記の各種の導光部材は、その内の何れか1つだけを用いても、或いは２つ以上を適宜組み合わせて用いてもよい。
【０１２９】
このようなライトパイプＬＰ、ミラーＭｉ等の導光部材を用いることにより、レーザ光を微小なグレージング角で検査対象物に照射する場合に、レーザ発光部材の配置位置の自由度が高くなり、画像形成装置を大型化する必要はなくなる。
【０１３０】
更に、高温になる定着器５、特に加熱ローラ５ａにレーザ光を照射するレーザ発光部材１４を加熱ローラ５ａから離れた位置に配備することができ、耐熱性の低いレーザ発光部材１４の熱破壊、レーザ光の強度変動等を防止することが可能となる。
【０１３１】
また、図１１に示したように、散乱光成分は、受光部材が検査対象物から直接受光することなく、ライトガイドレンズＬＧＬ等の広角集光部材を介して１つの受光部材ＬＧＬにより受光するように構成することも可能である。
【０１３２】
このライトガイドレンズＬＧＬは、散乱光成分を集光するレンズ機能と、集光した散乱光成分の進行方向を反射部により偏光する機能を有している。すなわち、ライトガイドレンズＬＧＬは、傷による散乱光領域Ｓ３のＸ軸方向の長さよりも短くても、当該散乱光領域Ｓ３の散乱光成分を十分に集光することができる。
【０１３３】
従って、広角集光部材を用いた場合は、例えば、レーザ発光部材の配備位置が限定され、導光部材も利用できない等の事情により、傷による散乱光領域Ｓ３の方向のスペースを十分に取れないときでも、傷による散乱光成分を受光できるようになる可能性が高くなる。
【０１３４】
また、広角集光部材を用いることにより、受光部材の配置位置の自由度が高くなる。これにより、高温になる定着器５の加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂからの散乱光成分を検知する受光部材ＳＥ，ＳＦを、これら加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂから離れた位置に配備することができる。これにより、受光部材ＳＥ，ＳＦの熱破壊、検知信号のレベル変動等を防止することが可能となる。
【０１３５】
［第３の実施の形態］
図１２の構成例では、細長い２つ集光部材Ｆ，Ｇを用いて、感光ドラム1からの散乱光成分を集光している。この集光部材Ｆは、傷に起因する散乱光成分を集光すべく、Ｚθ０面内に略Ｚ軸と平行に配備されている。また、集光部材Ｇは、汚れに起因する散乱光成分を集光すべく、Ｚθａ面内に略Ｚ軸と平行に配備されている。
【０１３６】
集光部材Ｆで集光された散乱光成分は、受光部材ＳＡの方向に導かれ、当該受光部材ＳＡにより検知される。
【０１３７】
集光部材Ｇで集光された散乱光成分は、受光部材ＳＡＵの方向に導かれ、当該受光部材ＳＡＵにより検知される。このような集光部材Ｇ，Ｆを用いることで、散乱光成分と他の部品との干渉を低減することができ、装置内の部品配置の自由度が高くなり、装置の大型化を回避することができる。
【０１３８】
また、図１２の構成例では、レーザ発光部材Ｌからのレーザ光を集光レンズＬｅを介して検査対象物に照射するようにしている。この集光レンズＬｅを用いることにより、レーザ発光部材Ｌから発射するレーザ光（ビーム光）の径をある程度大きくすることができ、より安価なレーザ発光部材Ｌを用いることが可能となる。
【０１３９】
また、集光部材Ｇ，Ｆでの集光効率が向上するように、レーザ光のビーム径や形状を最適化することも可能となる。
【０１４０】
［第４の実施の形態］
以上の第１〜第３の実施の形態では、受光部材ＳＡ〜ＳＧ，ＳＡＵとしては、単体のフォトダイオード、フォトトランジスタ（１画素分の受光素子）を用いることを想定していた。しかし、これら受光部材をＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等のエリアセンサ（２次元センサ：複数画素分の受光素子群）により構成することも可能である。この場合、エリアセンサの画素数、画素サイズ、画素密度は最低クラスでも十分であり、非常に安価なエリアセンサを用いることができる。
【０１４１】
受光部材としてエリアセンサを用いる意義は、次のような点にある。すなわち、単体のフォトダイオード、フォトトランジスタを用いた場合は、検査対象物からの散乱光成分をピンポイントで検知するだけで、有る程度広い領域において検知することはできない。
【０１４２】
そのため、受光部材として単体のフォトダイオード、フォトトランジスタを用いた場合は、散乱光成分の僅かな強度分布の差異を検知することができず、表面検査の精度が必ずしも高いとは言えない。
【０１４３】
一方、受光部材としてエリアセンサを用いた場合は、散乱光成分の２次元的な強度分布を検知し、画像情報として記憶することができる。そして、各受光部材ＳＡ〜ＳＧ，ＳＡＵとしての各エリアセンサにおいて、画素毎に前述の基準情報、及び限界情報を設定すること等により、傷や汚れを高精度に検知することが可能となる。
【０１４４】
エリアセンサを用いる場合の基準情報、限界情報（判定情報）としては、画素単位での光強度だけでなく、各画素間における光強度の差分値（分布情報）、散乱光成分の広がりの程度等の情報も用いる。
【０１４５】
この場合、画像解析を行って散乱光成分の光強度の分布パターンのマッチングを行うことで検査対象物の良否、交換を判断することも考えられる。しかしながら、本実施の形態では、画像解析等の高度な処理を行うことなく、簡単な手法で検査対象物の良否、交換を判断している。
【０１４６】
例えば、主として、エリアセンサの外周部分の画素の光強度に着目して散乱光成分の広がりの程度を判定し、その広がりの程度が大きいほど、傷、汚れの程度が大きいと判定する。
【０１４７】
また、傷に起因する散乱光成分については、前述のＸ軸方向において検査対象物から離れて行く際の当該散乱光成分の光強度の低減率が小さい場合は、傷の程度が大きいと判定する。さらに、汚れに起因する散乱光成分については、エリアセンサの中央部分の画素から外周部分の画素へ進んで行く際の散乱光成分の光強度の低減率が小さい場合は、汚れの程度が大きいと判定する。
【０１４８】
以上のようにして、レーザ光の各種の導光部材、散乱光成分の各種の集光部材、各種の受光部材を最適に組み合わせることで、感光ドラム１などの各種の部品を画像形成装置に組み込んだままの状態で、当該部品の表面を検査することが可能となる。
【０１４９】
なお、図５，６，１１，１２では、導光部材、集光部材は、感光ドラムに対応するものだけを示したが、中間転写ベルト等の他の部品の表面を検査するユニットにおいても、同様の導光部材、集光部材を用いることができる。
【０１５０】
本発明は、上記の各実施の形態に限定されることなく、例えば、画像形成装置以外の装置に内蔵された各種部品、更には単体の物品の表面検査に上記の各実施の形態に係る技術思想を適用することも可能である。
【０１５１】
また、傷に起因する散乱光成分を受光する受光部材ＳＡ〜ＳＣの代わりに、一次元のラインセンサ（リニアセンサ）を用いることも可能である。さらに、赤色レーザ光以外の波長に係るレーザ光（非分散光ビーム）を検査対象物に照射してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本発明の実施の形態に表面検査装置を内蔵した画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】上記の表面検査装置におけるレーザ光の照射方法を説明するための図である。
【図４】上記の表面検査装置の基本的な構成を示す図である（感光ドラムの傷、汚れに対応）。
【図５】検査対象物（感光ドラム）の汚れに起因する散乱光とその受光部材を説明するための図である。
【図６】新品の検査対象物（感光ドラム）の表面粗さに起因する散乱光とその受光部材を説明するための図である。
【図７】受光部材の配備位置等を補足説明するための図である。
【図８】中間転写ベルトの表面を検査する場合の基本的な構成を示す図である。
【図９】表面検査処理の概要を示すフローチャートである。
【図１０】図９のＰ５，Ｐ９，Ｐ１３における傷、汚れ判定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る表面検査装置の構成を示す図である（第２の導光部材、第１の集光部材を使用）。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る表面検査装置の構成を示す図である（第３の導光部材、第２の集光部材を使用）。
【符号の説明】
【０１５３】
１…感光ドラム
４…中間転写ベルト
５…定着器
５ａ…加熱ローラ
５ｂ…加圧ベルト
１２〜１５…レーザ発光部材
２１…ＣＰＵ
２２…メモリ
２２ａ…ＥＥＰＲＯＭ
ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ、ＳＥ，ＳＦ，ＳＧ…受光部材
Ｇ，Ｆ…集光部材
Ｌｅ…集光レンズ
ＬＧＬ…ライトガイドレンズ
ＬＰ…ライトガイドパイプ
Ｍｉ…ミラー
Ｓ１…正反射領域
Ｓ２…表面粗さに起因する散乱光領域
Ｓ３…傷に起因する散乱光領域
ＳＴＹ…汚れに起因する散乱光領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物の表面の傷、汚れ等の状態を検査する技術に関し、特にレーザ光ビーム等の非分散光ビームを照射した際の散乱光の光強度に基づいて検査対象物の表面の状態を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置では、感光ドラム、中間転写用のドラム又はベルト、トナー定着用のローラ又はベルト等は、その回転動作中における各種の摩擦等によって傷が発生することは避けられない。
【０００３】
この傷は、形成画像においてスジとなって現れ、画像品質の低下を招くため、傷が大きくなって画像品質が大幅に低下する段階に至った場合には、感光ドラム、中間転写用のドラム又はベルト、トナー定着用のローラ又はベルト等を交換する必要がある。
【０００４】
また、感光ドラム、中間転写用のドラム又はベルト、トナー定着用のローラ又はベルト等には、通常、画像形成処理が終了した後もトナーが残留する。この残留トナーは、クリーニングブレード等で除去処理が行われるが、この除去処理の過程で上記の傷が発生する場合がある。
【０００５】
さらに、上記の除去処理では残留トナーを完全に除去することは困難であり、この除去し切れなかった残留トナーにより、感光ドラム、中間転写用のドラム又はベルト、トナー定着用のローラ又はベルト等の表面は、汚れた状態となる。この汚れの程度が大きくなると、傷や画像品質低下の主因となってしまう。
【０００６】
従って、傷や汚れが発生した感光ドラム、中間転写用のドラム又はベルト、トナー定着用のローラ又はベルト等は、画像品質の低下との関係で適切な時期に新品なもの等に交換する必要がある。
【０００７】
しかしながら、現在の傷や汚れが大きくなって画像品質の低下を招くようになる時期を、当該傷や汚れを見ただけで予測することは困難である。そこで、画像品質が現実に低下してしまった段階で交換しようとすると、新品等の在庫が切れており、画像品質が低下した状態のまま画像形成処理を続行せざるを得ない羽目になるときもある。
【０００８】
このため、感光ドラム、中間転写用のドラム又はベルト、トナー定着用のローラ又はベルト等の表面の傷や汚れの状態を検査する技術が必要となる。また、記録用紙を搬送するための各種のローラにおいても、ローラ表面の傷や汚れは記録用紙のジャムの原因となるので、これらローラ表面の傷や汚れを検知する必要がある。
【０００９】
従来、検査対象物の表面を検査する技術としては、検査対象物の表面を複数の領域毎に撮影し、それら撮影画像を２つの領域を１組として比較することで、何れの領域に欠陥があるかを判定する技術が実現されている（特許文献１参照）。
【００１０】
また、レーザ光を被測定物への照射角度を変化させながら照射し、当該レーザ光の反射光である粒状斑点模様を撮像することにより、表面粗さを測定する測定する技術も実現されている（特許文献２参照）。
【００１１】
さらに、レーザ光を微粒子群に照射し、その回折光を固体撮像装置で撮像し、回折光の円環領域又は円環の一部の領域の光強度分布から粒径分布を求める技術が実現されている（特許文献３参照）。
【００１２】
また、画像形成装置に係る技術としては、像担持体上に形成した基準画像に光を照射し、基準画像からの反射光を受光することにより、トナー付着量を検知する技術が実現されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特登録２８８２４０９号公報
【特許文献２】特開２００４−１２５６３２号公報
【特許文献３】特登録２８０５６６４号公報
【特許文献４】特登録３３５７４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１の外観検査装置は、精密に外観検査を行うための高度な画像処理部を備え、高価で大型な装置であり、画像形成装置の感光ドラム等の部品の表面を検査するのに不適である。
【００１４】
また、特許文献２の技術では、被測定物の表面の広い領域で表面粗さを測定するためには、レーザ光の照射点を移動する走査を行う必要があり、迅速かつ簡単に測定することができない。
【００１５】
また、特許文献３の測定方法は、粒径分布を求める方法であり、表面の傷、汚れ等の表面状態を検査する方法ではない。また、特許文献４の技術は、感光ドラム等の像担持体に形成された基準画像からの反射光を利用しているため、基準画像が形成されていない部材の表面を検査するには不適である。
【００１６】
従って、画像形成装置の各種の部材の表面を簡単、かつ安価な構成で迅速に検査する技術が要望されている。特に、部材を画像形成装置に組み込んだ状態のままで、その部材の表面を簡単かつ安価な構成で迅速に検査する技術が要望されている。更に、画像形成装置以外の装置や物品においても、同様の要望がある。
【００１７】
本発明は、このような従来技術の背景の下になされたもので、その目的は、簡単、かつ安価な構成で迅速に表面検査を行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明に係る表面検査装置は、検査対象物の表面上の直線ラインに非分散光ビームを走査無しに一括して照射する照射手段と、前記照射手段により照射された前記非分散光ビームの反射光の散乱光成分を受光する受光手段と、前記受光手段により受光された前記散乱光成分の光強度に基づいて前記検査対象物の表面の状態を判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る表面検査方法は、検査対象物の表面上の直線ラインに非分散光ビームを走査無しに一括して照射する照射工程と、前記照射工程により照射された前記非分散光ビームの反射光の散乱光成分を受光する受光工程と、前記受光工程により受光された前記散乱光成分の光強度に基づいて前記検査対象物の表面の状態を判定する判定工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、検査対象物の表面上の直線ラインに非分散光ビームを走査無しに一括して照射する等の構成により、当該非分散光ビームの径を小さく絞ることや走査を行う必要が無くなる等、簡単、かつ安価な構成で迅速に表面検査を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づいて説明する。
【００２２】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る表面検査装置を適用した画像形成装置の概略構成を示す断面図である。図１に示した画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置であり、感光ドラム１、露光走査ユニット２、現像ロータリ３、中間転写ベルト４、及び定着器５を有している。
【００２３】
感光ドラム１の形状は円筒状であり、その表面には感光層が形成されている。この表面の感光層の傷、汚れは、画像品質の低下を招く。そこで、本実施の形態では、後述の手法により感光ドラム１の表面の傷、汚れを検知し、その検知結果や感光ドラム１の交換を促すメッセージ等を表示する。
【００２４】
感光ドラム１は、ドラムモータ２４（図２参照）により回転駆動される。露光走査ユニット２は、画像データに基づいて変調されたレーザ光により感光ドラム１を露光走査する。この露光走査により、感光ドラム１の表面部分の感光層に静電潜像が画形成される。
【００２５】
露光走査ユニット２は、レーザユニット２ａ、ポリゴンミラー２ｂ、ＢＤセンサ２ｃ、及び反射ミラー２ｄを有し、ポリゴンミラー２ｂは、ポリゴンモータ２ｅにより回転駆動される。なお、図１において、レーザユニット２ａは、ポリゴンミラー２ｂよりも紙面の奥側又は手前側に配備されている。
【００２６】
レーザユニット２ａは、画像データに基づいて変調されたレーザ光を、回転駆動中のポリゴンミラー２ｂの各鏡面に照射する。このポリゴンミラー２ｂの回転により、ポリゴンミラー１ｂの各鏡面に対するレーザ光の入射角が連続的に変化し、その反射光は、感光ドラム１の回転軸の方向（図３のＺ方向）に相対的に進んでいく。これにより、各鏡面において、画像光（レーザ光）による１ライン分の露光走査（主走査）が行われることとなる。
【００２７】
ＢＤセンサ２ｃは、各主走査ライン間で画像の書き出し位置の同期を取ること等を目的として設けられ、ＢＤセンサ２ｃの出力信号（ＢＤ信号）は、主走査同期信号として利用される。また、反射ミラー２ｄは、ポリゴンミラー２ｂからの反射光の進行方向を、感光ドラム１の方向に変更するために設けられている。
【００２８】
現像ロータリ３は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）の色のトナーをそれぞれ収納し、これらトナーを感光ドラム１に向けて飛翔させるトナーユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫを有している。この現像ユニット３は、現像ロータリモータ２５（図３参照）により回転駆動される。この回転駆動により、各色のトナーユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫは、感光ドラム１との対向位置を順次通過していく。この通過の際に、当該色のトナーが感光ドラム１に飛翔し、感光ドラム１上の静電潜像は、視認可能な当該色のトナー像として現像される。
【００２９】
中間転写ベルト４は、大径の駆動ローラと複数の張設ローラ１７等により張設され、駆動ローラに連結されたメインモータ２３（図３参照）を駆動源として回転駆動される。この中間転写ベルト４が回転する過程で、感光ドラム１上のトナー像が積層状態で中間転写ベルト４上に一次転写されていく。
【００３０】
中間転写ベルト４には、基準マーク４ｂが形成されており、この基準マーク４ｂは、光反射型の周長センサ４ａにより検知される。この周長センサ４ａによる検知信号（周長信号）は、中間転写ベルト４上に各色のトナー像を色ズレが無い状態で積層するために利用される。
【００３１】
中間転写ベルト４上に一次転写された積層状態の各色のトナー像、すなわちフルカラーのトナー像は、二次転写ローラ６により、記録用紙Ｐ上に二次転写される。この記録用紙Ｐは、搬送ローラ群等により、給紙カセット７又は手差しトレイ８から二次転写ローラ６と対向する二次転写位置に給送されてくる。
【００３２】
記録用紙Ｐ上に二次転写されたトナー像は、定着器５の加熱ローラ５ａと加圧ベルト５ｂによる加熱・加圧処理によって、当該記録用紙Ｐ上に定着される。その後、当該記録用紙Ｐは、排紙部９に排紙される。なお、加圧ベルト５ｂは、大径の駆動ローラ、張設ローラ１８等により張設されている。
【００３３】
一次転写後に感光ドラム１の表面に残留しているトナーは、クリーニングブレード１０により、感光ドラム１から掻き取られる。また、二次転写後に中間転写ベルト４の表面に残留しているトナーは、クリーニングブレード１１により、中間転写ベルト４から掻き取られる。
【００３４】
本画像形成装置には、感光ドラム１、中間転写ベルト４、定着器５の加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの表面の傷、汚れ等（主として、トナー汚れ）を光学的に検知するために、それぞれ、レーザ発光部材１２，１３，１４，１５が設けられている。この傷、汚れの検知処理を行う場合、環境センサ１６も利用される。この検知処理については、後で詳細に説明する。
【００３５】
次に、図１の画像形成装置の制御系の構成を、図２に基づいて説明する。この画像形成装置による電子写真方式の画像形成処理は、ＣＰＵ２１の制御の下に実行される。このＣＰＵ２１には、メモリ２２、メインモータ２３、ドラムモータ２４、現像ロータリモータ２５、露光走査ユニット２のレーザユニット２ａ、ＢＤセンサ２ｃ、ポリゴンモータ２ｅが接続されている。また、ＣＰＵ２１には、周長センサ４ａ、環境センサ１６、レーザ発光部材１２〜１５、受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＦ、及び液晶表示部２６も接続されている。
【００３６】
ＣＰＵ２１は、上記の各デバイスを利用して、前述の電子写真方式の一連の画像形成処理を実行する。メモリ２２は、ＲＯＭ（図示省略）、ＥＥＰＲＯＭ２２ａ、ＲＡＭ２２ｂ、を含んでいる。ＲＯＭには、上記の一連の画像形成処理に係るアプリケーションプログラムが格納されている。
【００３７】
また、ＥＥＰＲＯＭ２２ａには、感光ドラム１、中間転写ベルト４、定着器５の加熱ローラ５ａ，加圧ベルト５ｂの検査処理（表面の傷、汚れの検知処理を含む）に係るアプリケーションプログラム等が格納されている。ＣＰＵ２１は、これらのプログラムを実行する際にＲＡＭ２２ｂをワークエリアとして利用する。
【００３８】
メインモータ２３は、給紙カセット７からの記録用紙のピックアップ、給送、排紙などの用紙の搬送動作、中間転写ベルト４、定着器５の加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの回転動作の動力源として利用される。メインモータ２３は、さらに、トナーユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫの不図示の現像スリーブの回転動作の動力源としても用いられる。
【００３９】
ドラムモータ２４は、感光ドラム１を回転駆動する動力源として用いられる。現像ロータリモータ２５は、ＣＰＵ２１の制御の下に現像ロータリ３を回転駆動して、トナーユニット３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫを感光ドラム１と対向する現像位置に順次回動させる。
【００４０】
レーザユニット２は、ＣＰＵ２１の制御の下に、画像データを反映した画像光（レーザ光）をポリゴンミラー２ｂに向けて発光する。周長センサ４ａは、中間転写ベルト４上に印された基準マーク４ｂを検知する。ＣＰＵ２１は、この基準マーク検知信号に基づいて中間転写ベルト４の周長を算出し、Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色のトナー像がズレない形で中間転写ベルト４上に重畳されていくように制御する。
【００４１】
環境センサ１６は、温度、湿度を検知する。ＣＰＵ２１は、検知された温度、湿度に基づいて、例えば、感光ドラム１の帯電電圧を変化させるなど、画像形成装置の配置場所の現在の自然環境に応じた最適な画像形成動作を行うように制御する。また、環境センサ１６により検知された温度、湿度は、受光部材ＳＡ〜ＳＦ，ＳＡＵの後述する自動選択処理にも利用される。この自動選択処理を行うために、ＥＥＰＲＯＭ２２ａには、温度、湿度の情報と対応付けて、当該温度、湿度において選択されるべき受光部材の識別情報が予め登録されている。
【００４２】
レーザ発光部材１２〜１５は、レーザ波長６５０ｎｍ（赤色レーザ）、射出パワー１ｍＷ、ビーム径２ｍｍ〜３ｍｍ程度の性能の安価な半導体レーザで構成され、ＣＰＵ２１の制御の下にレーザ発光動作を行う。レーザ発光部材１２からのレーザ光は、感光ドラム１の表面の傷、汚れを検知すべく、当該感光ドラム１の表面に対して微小なグレージング角で照射される。レーザ発光部材１３からのレーザ光は、中間転写ベルト４の表面の傷、汚れを検知すべく、当該中間転写ベルト４の表面に対して微小なグレージング角で照射される。
【００４３】
レーザ発光部材１４からのレーザ光は、定着器５の加熱ローラ５ａの表面の傷、汚れを検知すべく、当該加熱ローラ５ａの表面に対して微小なグレージング角で照射される。レーザ発光部材１５からのレーザ光は、定着器５の加圧ベルト５ｂの表面の傷、汚れを検知すべく、当該加圧ベルト５ｂの表面に対して微小なグレージング角で照射される。なお、上記の「微小なグレージング角」については、後で詳細に説明する。
【００４４】
受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣは、レーザ発光部材１２により感光ドラム１の表面に照射されたレーザ光の反射光の散乱光成分を受光するために設けられている。受光部材ＳＤは、レーザ発光部材１３により中間転写ベルト４の表面に照射されたレーザ光の反射光の散乱光成分を受光するために設けられている。
【００４５】
受光部材ＳＥは、レーザ発光部材１４により加熱ローラ５ａの表面に照射されたレーザ光の反射光の散乱光成分を受光するために設けられている。受光部材ＳＦは、レーザ発光部材１５により加圧ベルト５ｂの表面に照射されたレーザ光の反射光の散乱光成分を受光するために設けられている。
【００４６】
なお、本実施の形態では、受光部材ＳＡ〜ＳＦ，ＳＡＵとしては、単体のフォトダイオード、フォトトランジスタ等（１画素分の受光素子）、ピンポイントで光を検知する安価な光センサを用いることを想定している。
【００４７】
感光ドラム１等の表面の傷、汚れをレーザ光（非分散光ビーム）の照射によって検査する検査原理を、図３〜７に基づいて説明する。
【００４８】
図３に示したように、レーザ発光部材１２は、感光ドラム１の表面（接平面）に対して、微小なグレージング角θ（θ＝π／２−入射角）でレーザ光Ｌｂを照射する。この微小なグレージング角θは、感光ドラム１の少なくとも感光層の領域に係る直線ラインが一括して照射される程度の微小な角度である（図４〜７の照射領域Ｓｄ参照）。
【００４９】
換言すれば、微小なグレージング角θは、感光ドラム１の表面にレーザ光Ｌｂを照射した際に、感光ドラム１によるレーザ光Ｌｂの切断長さ（図４等のＺ軸方向の切断長さ）が、少なくとも感光ドラム１の感光層のＺ軸方向の長さ以上となるような角度である。
【００５０】
このような微小なグレージング角θでレーザ光Ｌｂを照射することにより、レーザ光Ｌｂの走査無しに、すなわち照準点の移動制御を行うことなく、簡単に感光ドラム１の感光層の１つの直線ラインに一括してレーザ光Ｌｂを照射することが可能となる。更に、表面検査の迅速化を図ることも可能となる。
【００５１】
図３に示したように、微小なグレージング角θで感光ドラム１に照射されたレーザ光Ｌｂの反射光の正反射光成分Ｌｂ１は、受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣの何れにも受光されることはない。一方、散乱光成分Ｌｂ２は、受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣにより受光される。
【００５２】
感光ドラム１の表面に傷や汚れが無い場合は、感光ドラム１に照射されたレーザ光Ｌｂの反射光は、ほぼ全てが正反射光成分Ｌｂ１となって、図３〜７に示した正反射光領域Ｓ１を通過する。しかし、この正反射光領域Ｓ１には、受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣは配備されておらず、これら受光部材により受光されることは殆ど無い。
【００５３】
一方、感光ドラム１の表面に傷が有る場合は、感光ドラム１に照射されたレーザ光Ｌｂの反射光の一部は散乱光成分Ｌｂ２となって、受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣにより受光される。また、感光ドラム１の表面に汚れが有る場合は、感光ドラム１に照射されたレーザ光Ｌｂの反射光の一部は散乱光成分Ｌｂ２となって、受光部材ＳＡＵにより受光される。
【００５４】
このように、散乱光成分Ｌｂ２が受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣにより受光されるのは、これら受光部材を実験結果に基づいて図３〜７に示した散乱光領域に配備しているからである。
【００５５】
ここで、上記の実験について説明する。この実験では、図４〜６に示したように、レーザ波長６５０ｎｍ（赤色レーザ）、射出パワー１ｍＷ、ビーム径２ｍｍ〜３ｍｍ程度の性能を有する半導体レーザと光学レンズからなる市販の安価なレーザ照射器Ｌを用いた。このレーザ照射器Ｌにより、感光ドラム１の表面に微小なグレージング角でレーザ光を照射した。
【００５６】
感光ドラム１の直径は６２ｍｍ、長手方向（Ｚ軸方向）の長さは、４６０ｍｍである。この感光ドラム１の半分の長さに相当する２３０ｍｍ程度の位置（長手中心Ｚｄ２）から奥側の端部Ｚｄ３までの領域に、微小なグレージング角でレーザ光を照射した。感光ドラム１としては、最初は、周方向（回転方法）に多数の傷Ｋ（周スジの傷）が発生している中古品を用いた（図４参照）。
【００５７】
この実験では、長手中心Ｚｄ２から奥側の端部Ｚｄ３までの領域の傷Ｋに起因するものと考えられる散乱光成分は、感光ドラム１のレーザ光照射面に対する法線方向（図４に示したＸ軸方向）に分布していることが判明した。そこで、感光ドラム１の奥側の端部Ｚｄ３のＺ位置で、Ｘ―Ｙ平面上に紙をかざしてメジャーで散乱光成分を測定したところ、その散乱光成分は、端部Ｚｄ３から２００ｍｍを超えるＸ軸方向の位置まで達していた。また、散乱光成分は、感光ドラム１から離れるに従ってその光強度が低減していく傾向が見られた。
【００５８】
この実験結果から、感光ドラム１の手前側の端部Ｚｄ１から奥側の端部Ｚｄ３までの領域に、より微小なグレージング角でレーザ光を照射した場合は、散乱光成分はＸ軸方向に更に延びることが予想される。そこで、このようなレーザ光の照射を実際に行ってみたところ、予想通りに、散乱光成分は、Ｘ軸方向に更に延びていた（図４，７のＳ３参照）。
【００５９】
なお、この予想に基づく実験では、レーザ光は、レーザ照射器Ｌから直接、感光ドラム１に照射するのではなく、図５，６に示したように、ライトパイプＬＰを介して照射した。これは、感光ドラム１が画像形成装置に実際に組み込まれた状態で実験を行ったため、レーザ照射器Ｌを装置内に配備するための十分なスペースが無かったからである。従って、本実施の形態に係る表面検査装置を画像形成装置等の装置に搭載する場合も、必要に応じて、ライトパイプＬＰ等の導光部材を介してレーザ光を照射することが望ましい。
【００６０】
一方、最初の実験において、正反射光成分は、光強度の強いスポット光として正反射光領域（図４〜７のＳ１参照）に分布していた。また、正反射光領域Ｓ１の形状は、円形ではなく、Ｘ軸方向を長軸とする楕円形であった。このように、正反射光領域Ｓ１がＸ軸方向を長軸とする楕円形となるのは、傷Ｋの部分にも正反射光成分、又は正反射光成分に限りなく近い領域で散乱光成分を発生させる反射部分が未だ残っているからだと思われる。
【００６１】
次に、図５に示したように、周方向にトナー汚れＴＹが有る感光ドラム１に対して、微小なグレージング角でレーザ光を照射してみた。この場合には、正反射光領域Ｓ１を取り囲む広い領域（図５のＳＴＹ参照）で新たに散乱光成分が見られ、傷Ｋに起因する散乱光領域Ｓ３では、散乱光成分は殆ど見られなかった。
【００６２】
すなわち、周方向のトナー汚れＴＹに起因する散乱光領域ＳＴＹは、正反射光領域Ｓ１、及び後述する散乱光領域Ｓ２を取り囲む比較的広い領域であり、傷Ｋに起因する散乱光領域Ｓ３のようにＸ軸方向に長く延びてはいなかった。また、傷Ｋに起因する散乱光領域Ｓ３がＸ軸方向に細長く延びているに対し、周方向のトナー汚れに起因する散乱光領域ＳＴＹは、正反射光領域Ｓ１をほぼ中心として、放射状に広い角度で広がっていた。
【００６３】
このように、傷に起因する散乱光領域Ｓ３とトナー汚れに起因する散乱光領域ＳＴＹとが異なる現象は、受光部材の配備位置を工夫することで、傷に起因する散乱光成分とトナー汚れに起因する散乱光成分とを互いに識別可能に検知できることを意味する。そこで、本実施の形態では、傷に起因する散乱光成分を検知する受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣの他に、汚れに起因する散乱光成分を検知する受光部材ＳＡＵを別途設けている。
【００６４】
なお、図６に示したように、新品の感光ドラム１に対して、手前側の端部から奥側の端部までの領域に、同様に微小なグレージング角でレーザ光を照射してみた。この実験では、感光ドラム１から遠い領域では散乱光成分は殆ど見られなかったが、感光ドラム１に近い領域（図４〜７のＳ２参照）では、光強度の弱い散乱光成分が見られた。正反射光領域Ｓ１では、当然に、光強度の強い正反射光成分が見られた。ただし、その正反射光領域Ｓ１の楕円形（Ｘ方向が長軸）の形状は、中古の感光ドラムの場合に比べて円形に近づいていた。
【００６５】
上記の散乱光領域Ｓ２における光強度の弱い散乱光成分は、たとえ新品の感光ドラムであっても、その表面は多少の凹凸、すなわち或る程度の大きさの表面粗さを持っていることに起因するものと推測できる。そこで、実際に、新品の感光ドラム１の表面よりも表面粗さが十分に小さい部材（鏡など）で実験してみた。その結果、正反射光領域Ｓ１では光強度が非常に強い正反射光成分が見られたものの、その周辺の散乱光領域Ｓ２では、散乱光成分が殆ど見られず、上記の推測の正しさが証明された。
【００６６】
なお、周方向ではなく、回転軸方向（Ｚ軸方向）に傷や汚れが有る感光ドラムに対して、同様に、微小なグレージング角でレーザ光を照射してみたところ、散乱光成分は非常に少なかった。このことは、本実施の形態に係る表面検査技術を他の物品の表面検査に適用する場合には、レーザ光の照射方向と検知対象の傷や汚れの方向とを可及的に９０度又は９０度に近い角度で交差させることで、効率よく傷や汚れを検知できることを示唆している。
【００６７】
なお、上記の回転軸方向（Ｚ軸方向）の傷や汚れは、感光ドラム１、中間転写ベルト４、加熱ローラ５ａ，加圧ベルト５ｂでは殆ど発生しないので、それらデバイスの交換時期を判断するためにＺ軸方向の傷や汚れを検知する必要性は乏しい。
【００６８】
上記の各実験の実験結果に鑑みて、本実施の形態では、図３〜７に示したように、周方向の傷Ｋに起因する散乱光成分を受光する受光部材として、受光部材ＳＡ，ＳＢ、ＳＣを傷に起因する散乱光領域Ｓ３の両端部、中央部に配備した。
【００６９】
また、周方向の汚れに起因する散乱光成分を受光するための受光部材ＳＡＵは、装置内のスペース等の関係で、周方向のトナー汚れに起因する散乱光領域ＳＴＹではなく、それよりも狭いドラムの表面粗さに起因する散乱光領域Ｓ２に配備した。
【００７０】
この場合、周方向のトナー汚れＴＹに起因する散乱光成分の検知精度は若干低下する虞がある。しかし、トナー汚れＴＹは、クリーニング処理で解消でき、感光ドラムの交換時期を判断する際の重要な判断材料とはならないので、周方向のトナー汚れＴＹに起因する散乱光成分の検知精度が若干低下しても特に問題とはならない。また、後述する基準情報、限界情報を適切に設定することにより、散乱光領域ＳＴＹに配備した場合と同等の精度で、周方向のトナー汚れＴＹの程度を判定することも可能となる。従って、周方向の汚れに起因する散乱光成分を受光するための受光部材ＳＡＵをドラムの表面粗さに起因する散乱光領域Ｓ２に配備しても、特に問題はない。
【００７１】
周方向の汚れに起因する散乱光成分を受光するための受光部材ＳＡＵを、周方向のトナー汚れＴＹに起因する散乱光領域ＳＴＹに配備してもよいことは、言うまでもない。
【００７２】
次に、受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣの配備位置等を、図７に基づいて補足説明する。
【００７３】
前述の実験の結果、傷に起因する散乱光領域Ｓ３は、Ｘ軸方向に延びていた。このＸ軸方向は、感光ドラム１のレーザ光の照射ライン（Ｚ方向）に係る面に対する法線の方向となっている。すなわち、散乱光領域Ｓ３は、図７に示したＺθ０平面上に位置している。
【００７４】
そこで、傷に起因する散乱光成分を検知するための受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣは、感光ドラム１の奥側の端部Ｚｄ３よりも多少奥側のＺ座標位置で、Ｘ軸方向（Ｚθ０平面上の散乱光領域Ｓ３）に配列している。
【００７５】
また、汚れに起因する散乱光成分を検知するための受光部材ＳＡＵは、受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣと同一のＺ座標位置で、Ｚθ０平面と所定角度θａをなすＺθａ平面（散乱光領域Ｓ２）に配備している。
【００７６】
なお、汚れに起因する散乱光成分を検知するための受光部材ＳＡＵは、受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣと同一のＺ座標位置で、Ｚθ０平面と所定角度−θａをなすＺ−θａ平面（散乱光領域Ｓ２）等に配備してもよい。或いは、Ｚθａ平面等とＺ−θａ平面等の両方に、汚れに起因する散乱光成分を検知するための受光部材を配備してもよい。要するに、汚れに起因する散乱光成分を検知するための受光部材は、散乱光領域Ｓ２又は散乱光領域ＳＴＹの領域内であれば、複数配備してもよい。
【００７７】
また、各受光部材は、上記のように同一のＺ座標位置に配備することなく、装置内のスペース等の関係で、異なるＺ座標位置に配備することも可能である。
【００７８】
なお、副走査方向については、画像形成時と同様にきめ細かく走査する必要はないが、例えば、感光ドラム１の回転角９０°位の副走査間隔で複数回、レーザ光を微小なグレージング角で照射するのが望ましい。これにより、傷や汚れが感光ドラム１の周方向の一部の領域に偏在していたとしても、それを見逃すことなく検知できるようになるからである。
【００７９】
次に、中間転写ベルト４の傷、汚れに起因する散乱光成分等を図８に基づいて説明する。
【００８０】
なお、図１に示したように、中間転写ベルト４の右横の位置には、二次転写ローラ６が存在するため、レーザ光の照射実験は、図８に示したように、張設ローラ１７の下側の位置から中間転写ベルト４に対して微小なグレージング角で行った。
【００８１】
この場合、上記のように下側の位置からレーザ光を照射したため、散乱光成分は−Ｙ方向に広がった。詳細には、正反射領域ＳＴ１は、感光ドラム１の場合の正反射領域Ｓ１よりも多少大きかった。また、中間転写ベルト４の回転方向の傷ＫＴに起因する散乱光領域ＳＴ３は、感光ドラム１の場合の散乱光領域Ｓ３のように細長くはなく、有る程度太くて短い領域の形状となった。換言すれば、中間転写ベルト４の回転方向の傷ＫＴに起因する散乱光成分は、感光ドラム１の場合に比べて、広がり角が大きく、かつレーザ光の照射面からの最大離間距離は短かった。
【００８２】
さらに、中間転写ベルト４の表面粗さ（汚れによる表面粗さを含む）に起因する散乱光領域ＳＴ２は、感光ドラム１の場合の表面粗さ（汚れによる表面粗さを含む）の場合と比べてかなり広かった。また、中間転写ベルト４の回転方向の傷ＫＴに起因する散乱光領域ＳＴ３と、表面粗さに起因する散乱光領域ＳＴ２とに間には、かなり広い重複領域が存在していた。
【００８３】
これらの現象は、張設ローラ１７の径が感光ドラム１の径より小さく、レーザ光を照射する部分の曲率か感光ドラム１よりも大きいためであると考えられる。現に、中間転写ベルト４に係る張設ローラ１７よりも更に径が小さな張設ローラ１８（図１参照）で張設された加圧ベルト５ｂの場合は、中間転写ベルト４の場合の上記の散乱光成分の現象が、中間転写ベルト４の場合よりも顕著に現れた。
【００８４】
このことは、曲率が小さくなればなる程、換言すれば平面状態に近づけば近づく程、傷に起因する散乱光成分の散乱領域は、レーザ光の照射面に対する法線方向に長く延びていくことを意味する。従って、本実施の形態に係る表面検査技術は、曲面だけでなく平面の検査にも適用可能である。
【００８５】
ただし、前述の説明から明らかなように、傷が延びていく方向と照射レーザ光とのなす角が９０°に近づく程、散乱光成分は、レーザ光の照射面に対する法線方向に長く延びていく。従って、特に、曲率が小さい平面状の表面を検査する場合は、レーザ光を微小なグレージング角で一括照射する直線ラインの方向を変化させて複数回、検査することが望ましい。
【００８６】
上記の散乱光領域ＳＴ２とＳＴ３とが重複する現象に鑑みて、本実施の形態では、中間転写ベルト４の傷、汚れに起因する散乱光成分を検知するための受光部材としては、上記の重複領域に１つの受光部材ＳＤだけを配備し、部品点数の削減化を図っている。
【００８７】
なお、詳細な説明は省略するが、定着器５の場合も、回転方向の傷に起因する散乱光領域と、表面粗さに起因する散乱光領域との重複領域に、加熱ローラ５ａ，加圧ベルト５ｂからの散乱光を受光する受光部材ＳＥ，ＳＦをそれぞれ配備している。ただし、感光ドラム１の場合と同様に、表面粗さ（汚れによる表面粗さを含む）に起因する散乱光成分と、傷に起因する散乱光成分を異なる受光部材で個別に検知することも可能である。
【００８８】
本実施の形態では、レーザ発光部材１２〜１５、受光部材ＳＡ〜ＳＦ、ＳＡＵを用いて、図９，１０のフローチャートに係る処理を行うことにより、感光ドラム１、中間転写ベルト４、定着器５の加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの表面を検査している。
【００８９】
図９のフローチャートは、感光ドラム１、中間転写ベルト４、定着器５の加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの表面検査処理の概要を示すフローチャートである。図１０は、図９のプロセスＰ５，Ｐ９，Ｐ１３における傷、汚れの判定処理の詳細を示すフローチャートである。
【００９０】
表面検査処理では、ＣＰＵ２１は、まず、環境センサ１６から現在の温度情報、湿度情報を取得する（Ｐ１）。次に、ＣＰＵ２１は、ユーザから感光ドラム１の表面検査の実行指示がなされているのか否かを判別し（Ｐ２）、否であれば、後述するプロセスＰ６に進む。
【００９１】
なお、感光ドラム１の表面検査の実行指示は、液晶表示部２６に表示されるメニュー画面を介して行うことができる。このメニュー画面では、感光ドラム１の表面検査の実行指示だけでなく、中間転写ベルト４、定着器５の加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの表面検査指示をも併せて行うことができる。
【００９２】
感光ドラム１の表面検査の実行指示がなされている場合には、ＣＰＵ２１は、取得した温度情報、湿度情報、当該画像形成装置の機種（型式）情報等に基づいて、受光部材を選択する（Ｐ３）。このプロセスＰ３では、ＣＰＵ２１は、感光ドラム１の表面検査を行うための受光部材ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣの中から受光部材を１つ、又は複数選択する。
【００９３】
次に、ＣＰＵ２１は、感光ドラム１に対して、レーザ発光部材１２から微小なグレージング角でレーザ光を照射し、選択に係る受光部材の出力信号、すなわち散乱光成分の光強度を測定する（Ｐ４）。
【００９４】
次に、ＣＰＵ２１は、選択した受光部材から得られた散乱光成分の光強度に基づいて、感光ドラム１の傷、汚れの程度を判定する（Ｐ５）。そして、ＣＰＵ２１は、更に、その判定結果に基づいて感光ドラム１の交換の良否等を判定し（Ｐ５）、プロセスＰ６に進む。
【００９５】
プロセスＰ６では、ＣＰＵ２１は、ユーザから中間転写ベルト４の表面検査の実行指示がなされているのか否かを判別する。その結果、中間転写ベルト４の表面検査の実行指示がなされていなければ、ＣＰＵ２１は、後述するプロセスＰ１０に進む。
【００９６】
一方、中間転写ベルト４の表面検査の実行指示がなされていれば、ＣＰＵ２１は、取得した温度情報、湿度情報、当該画像形成装置の機種（型式）情報等に基づいて、受光部材を選択する（Ｐ７）。この場合、本実施の形態では、中間転写ベルト４の表面検査を行うための受光部材としては、受光部材ＳＤだけが配備されているので、ＣＰＵ２１は、必然的に受光部材ＳＤを選択することとなる。
【００９７】
次に、ＣＰＵ２１は、中間転写ベルト４に対して、レーザ発光部材１３から微小なグレージング角でレーザ光を照射し、選択に係る受光部材ＳＤの出力信号、すなわち散乱光成分の光強度を測定する（Ｐ８）。
【００９８】
次に、ＣＰＵ２１は、選択した受光部材ＳＤから得られた散乱光の光強度に基づいて、中間転写ベルト４の傷、汚れの程度を判定する（Ｐ９）。そして、ＣＰＵ２１は、更に、その判定結果に基づいて中間転写ベルト４の交換の良否等を判定し（Ｐ９）、プロセスＰ１０に進む。
【００９９】
プロセスＰ１０では、ＣＰＵ２１は、ユーザから定着器５の表面検査の実行指示がなされているのか否かを判別する。その結果、定着器５の表面検査の実行指示がなされていなければ、ＣＰＵ２１は、本検査処理を終了する。
【０１００】
一方、定着器５の表面検査の実行指示がなされていれば、ＣＰＵ２１は、取得した温度情報、湿度情報、当該画像形成装置の機種（型式）情報等に基づいて、受光部材を選択する（Ｐ１１）。
【０１０１】
本実施の形態では、定着器５に関しては、加熱ローラ５ａと加圧ベルト５ｂを個別に検査することとし、加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの表面検査を行うための受光部材として、それぞれ、受光部材ＳＥ、ＳＦが配備されている。従って、プロセスＰ１１では、ＣＰＵ２１は、必然的に受光部材ＳＥ、ＳＦを選択することとなる。
【０１０２】
次に、ＣＰＵ２１は、加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂに対して、それぞれ、レーザ発光部材１４，１５から微小なグレージング角でレーザ光を照射し、選択に係る受光部材ＳＥ，ＳＦの出力信号、すなわち散乱光成分の光強度を測定する（Ｐ１２）。
【０１０３】
次に、ＣＰＵ２１は、選択した受光部材ＳＥ、ＳＦから得られた散乱光成分の光強度に基づいて、それぞれ、加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂの傷、汚れの程度を判定する（Ｐ１３）。そして、ＣＰＵ２１は、更に、その判定結果に基づいて定着器５の交換の必要性（要否）等を判定し（Ｐ１３）、本検査処理を終了する。
【０１０４】
なお、定着器５の構造が加熱ローラ５ａと加圧ベルト５ｂを個別に交換可能となっている場合には、プロセスＰ１３では、加熱ローラ５ａの交換の良否と加圧ベルト５ｂ交換の良否を個別に判定することも可能である。
【０１０５】
次に、図９のプロセスＰ５，Ｐ９，Ｐ１３における傷、汚れの判定処理の詳細を、図１０のフローチャートに基づいて説明する。
【０１０６】
傷、汚れの判定処理では、ＣＰＵ２１は、選択した受光部材から得られた測定結果（散乱光成分の光強度、又はその分布の広がり度）と、当該受光部材に対応する基準情報を比較する（Ｐ２１）。そして、ＣＰＵ２１は、少なくとも１つの選択受光部材に係る測定結果が対応の基準情報以上であるか否かを判別する（Ｐ２２）。
【０１０７】
なお、上記の「分布の広がり」は、後述する第４の実施の形態（エリアセンサ）を意識したものである。これは、図９のプロセスＰ４、Ｐ８，Ｐ１２における「散乱光の強度等」という記述での「等」も同様である。
【０１０８】
また、「基準情報」は、傷や汚れの程度が異なる多数の被検査対象物（感光ドラム等）について、図９のプロセスＰ４、Ｐ８，Ｐ１２と同様の手法で予め散乱光成分の強度等を測定した測定結果から導かれたものである（後述の「限界情報」も同様）。この「基準情報」は、受光部材毎（受光手段毎）に異なる情報（光強度に関する情報）であって、各受光部材と対応付けてＥＥＰＲＰＭ２２ａに予め登録されている（「限界情報」も同様）。
また、基準情報と限界情報との間には、
［数１］
基準情報＜限界情報
という関係がある。
【０１０９】
ＣＰＵ２１は、少なくとも１つの選択受光部材に係る測定結果が対応の基準情報以上である場合は、散乱光成分の主因は、汚れではなく傷の方にあると予測し、その旨を液晶表示部２６に表示し（Ｐ２３）、プロセスＰ２５に進む。
【０１１０】
一方、全ての選択受光部材に係る測定結果が対応の基準情報未満である場合は、ＣＰＵ２１は、散乱光成分の主因は、傷ではなく汚れの方にあると予測し、その旨を液晶表示部２６に表示し（Ｐ２４）、プロセスＰ２５に進む。
【０１１１】
プロセスＰ２５では、ＣＰＵ２１は、各選択受光部材での測定結果と、当該選択受光部材に対応する限界情報（散乱光成分の光強度、又はその分布の広がり度の限界情報）との差分を算出する。この「限界情報」は、ある程度の高い画像品質を維持するために必要な傷、汚れの限界を示す散乱光成分の光強度又はその分布の広がり度である。
【０１１２】
また、限界情報は、後述の説明から明らかなように、感光ドラム１等の検査対象物の表面状態を散乱光成分の光強度に基づいて判定する際の判定情報として利用される。なお、当然ながら、限界情報（判定情報）は、各種の表面状態の例えば感光ドラム等の検査対象物（同一種：同一型番）に係る散乱光成分の光強度を予め測定し、その測定結果に基づいて予め設定されるものである。そして、この限界情報（判定情報）は、同一種の検査対象物の表面検査を実際に行う場合に使用される。
【０１１３】
次に、ＣＰＵ２１は、各選択受光部材について、その限界情報（Ｌｉ）に対する測定結果（Ｒｅ）の割合（Ｐ．Ｃ．：百分率）を算出する（Ｐ２５）。
［数２］
Ｐ．Ｃ．＝Ｒｅ／Ｌｉ×１００
次に、ＣＰＵ２１は、算出した割合（Ｐ．Ｃ．：百分率）に関して、大、中、小を判定テーブルで判定する（Ｐ２６）。
【０１１４】
この判定テーブルでは、大、中、小の判定基準（範囲）が受光部材毎に決められている。換言すれば、同一の割合、例えば８０％であっても、その判定結果が各受光部材で同一であるとは限らない。例えば、傷に係る受光部材ＳＡにおける８０％は、「大」と判定されるが、汚れに係る受光部材ＳＡＵにおける８０％は、「中」と判定される。
【０１１５】
受光部材毎に大、中、小の判定基準（範囲）を決めたのは、傷は進行速度が速く、汚れは進行速度が遅いこと、傷に係る受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ間でも、散乱光成分の光強度が増大していく速度が異なること等の事情を考慮したものである。なお、判定テーブルは、ＥＥＰＲＯＭ２２ａに予め記憶されている。
【０１１６】
このように、受光部材毎に大、中、小の判定基準（範囲）を決めることにより、画像品質の劣化が目立たない範囲で被検査対象物の交換時期を最大限、引き延ばし、維持管理費を低減することが可能となる。
【０１１７】
なお、判定テーブルの判定基準は、当該画像形成装置（表面検査装置）を使い込んでいく過程で変更することが望ましい。この場合、例えば、表面検査を行う毎にその測定結果をデータベースに蓄積していき、その蓄積された測定結果から傷や汚れの進行態様をより厳密に把握して判定基準を更新していく手法が考えられる。
【０１１８】
ＣＰＵ２１は、判定テーブルでの判定を行った後、「大」であると判定された選択受光部材が１つでも存在するか否かを判別する（Ｐ２７）。その結果、「大」であると判定された選択受光部材が１つでも存在すれば、ＣＰＵ２１は、当該選択受光部材に対応する被検査対象物（感光ドラム等）の交換、又はクリーニングの必要がある旨を液晶表示部２６に表示する（Ｐ２８）。
【０１１９】
上記の「交換」の要否は、「傷」に係る選択受光部材の場合に表示され、「クリーニング」の要否は、「汚れ」に係る選択受光部材の場合に表示される。この表示処理を行った後、ＣＰＵ２１は、本判定処理を終了し、図９のフローにリターンする。
【０１２０】
一方、「大」であると判定された選択受光部材が１つも存在しなければ、ＣＰＵ２１は、「中」であると判定された選択受光部材が１つでも存在するか否かを判別する（Ｐ２９）。その結果、「中」であると判定された選択受光部材が１つでも存在すれば、ＣＰＵ２１は、当該選択受光部材に対応する被検査対象物の交換又はクリーニングの必要は無いが、傷、汚れがある程度進行している旨を液晶表示部２６に表示する（Ｐ３０）。
【０１２１】
この表示処理を行った後、ＣＰＵ２１は、本判定処理を終了し、図９のフローにリターンする。
【０１２２】
一方、「中」であると判定された選択受光部材が１つも存在しなければ、ＣＰＵ２１は、当該選択受光部材に対応する被検査対象物は良好である旨を液晶表示部２６に表示して（Ｐ３１）、本判定処理を終了し、図９のフローにリターンする。
【０１２３】
以上説明したように、本実施の形態では、ＣＰＵ２１は、感光ドラム１等の表面に微小なグレージング角θでレーザ光Ｌｂを照射する。その散乱光成分Ｌｂ２は、傷による散乱光領域Ｓ３に配備された受光部材ＳＡ，ＳＢ，ＳＣと、汚れ（表面粗さ）による散乱光領域Ｓ２に配備された受光部材ＳＡＵとで受光される。
【０１２４】
そして、ＣＰＵ２１は、温度、湿度、機種等に基づいて自動的に受光部材を選択し、その選択受光部材で受光された散乱光成分の光強度に基づいて、感光ドラム１等の傷、汚れの度合い（大、中、小）を判定する。そして、ＣＰＵ２１は、判定結果に基づいて感光ドラム１等を交換すべきか否かを判断して、その判断結果を表示する。
【０１２５】
この表面検査処理において検査対象物の表面に照射するレーザ光のビーム径は２ｍｍ〜３ｍｍ程度でよく、出力パワーも１ｍＷ程度、波長は赤色の６５０ｎｍ程度でよく、安価なレーザ発光部材を使用することができる。
【０１２６】
また、レーザ光を走査することなく、検査対象物の表面の１ラインに一括してレーザ光を照射することで、迅速に表面検査を行うことが可能となる。更に、受光部材ＳＡ〜ＳＦ、ＳＡＵも安価なフォトダイオード、フォトトランジスタ等で構成することができる。従って、簡単、かつ安価な構成で迅速に表面検査を行うことが可能となる。
【０１２７】
なお、散乱光成分の光強度に基づいて検査対象物の表面状態を検査する図１０に示した検査手法は一例であり、これ以外の手法により、散乱光成分の光強度に基づいて検査対象物の表面状態を検査することも可能である。
【０１２８】
［第２の実施の形態］
レーザ発光部材からのレーザ光を微小なグレージング角で検査対象のデバイスの表面に照射するための導光部材としては、図５，６に示したようなライトパイプＬＰではなく、図１１に示したように、ミラーＭｉを用いることも可能である。更に、図示省略したが、導光部材としては、レンズ、光ファイバー、反射板、透明樹脂等を用いることも可能である。なお、上記の各種の導光部材は、その内の何れか1つだけを用いても、或いは２つ以上を適宜組み合わせて用いてもよい。
【０１２９】
このようなライトパイプＬＰ、ミラーＭｉ等の導光部材を用いることにより、レーザ光を微小なグレージング角で検査対象物に照射する場合に、レーザ発光部材の配置位置の自由度が高くなり、画像形成装置を大型化する必要はなくなる。
【０１３０】
更に、高温になる定着器５、特に加熱ローラ５ａにレーザ光を照射するレーザ発光部材１４を加熱ローラ５ａから離れた位置に配備することができ、耐熱性の低いレーザ発光部材１４の熱破壊、レーザ光の強度変動等を防止することが可能となる。
【０１３１】
また、図１１に示したように、散乱光成分は、受光部材が検査対象物から直接受光することなく、ライトガイドレンズＬＧＬ等の広角集光部材を介して１つの受光部材ＬＧＬにより受光するように構成することも可能である。
【０１３２】
このライトガイドレンズＬＧＬは、散乱光成分を集光するレンズ機能と、集光した散乱光成分の進行方向を反射部により偏光する機能を有している。すなわち、ライトガイドレンズＬＧＬは、傷による散乱光領域Ｓ３のＸ軸方向の長さよりも短くても、当該散乱光領域Ｓ３の散乱光成分を十分に集光することができる。
【０１３３】
従って、広角集光部材を用いた場合は、例えば、レーザ発光部材の配備位置が限定され、導光部材も利用できない等の事情により、傷による散乱光領域Ｓ３の方向のスペースを十分に取れないときでも、傷による散乱光成分を受光できるようになる可能性が高くなる。
【０１３４】
また、広角集光部材を用いることにより、受光部材の配置位置の自由度が高くなる。これにより、高温になる定着器５の加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂからの散乱光成分を検知する受光部材ＳＥ，ＳＦを、これら加熱ローラ５ａ、加圧ベルト５ｂから離れた位置に配備することができる。これにより、受光部材ＳＥ，ＳＦの熱破壊、検知信号のレベル変動等を防止することが可能となる。
【０１３５】
［第３の実施の形態］
図１２の構成例では、細長い２つ集光部材Ｆ，Ｇを用いて、感光ドラム1からの散乱光成分を集光している。この集光部材Ｆは、傷に起因する散乱光成分を集光すべく、Ｚθ０面内に略Ｚ軸と平行に配備されている。また、集光部材Ｇは、汚れに起因する散乱光成分を集光すべく、Ｚθａ面内に略Ｚ軸と平行に配備されている。
【０１３６】
集光部材Ｆで集光された散乱光成分は、受光部材ＳＡの方向に導かれ、当該受光部材ＳＡにより検知される。
【０１３７】
集光部材Ｇで集光された散乱光成分は、受光部材ＳＡＵの方向に導かれ、当該受光部材ＳＡＵにより検知される。このような集光部材Ｇ，Ｆを用いることで、散乱光成分と他の部品との干渉を低減することができ、装置内の部品配置の自由度が高くなり、装置の大型化を回避することができる。
【０１３８】
また、図１２の構成例では、レーザ発光部材Ｌからのレーザ光を集光レンズＬｅを介して検査対象物に照射するようにしている。この集光レンズＬｅを用いることにより、レーザ発光部材Ｌから発射するレーザ光（ビーム光）の径をある程度大きくすることができ、より安価なレーザ発光部材Ｌを用いることが可能となる。
【０１３９】
また、集光部材Ｇ，Ｆでの集光効率が向上するように、レーザ光のビーム径や形状を最適化することも可能となる。
【０１４０】
［第４の実施の形態］
以上の第１〜第３の実施の形態では、受光部材ＳＡ〜ＳＧ，ＳＡＵとしては、単体のフォトダイオード、フォトトランジスタ（１画素分の受光素子）を用いることを想定していた。しかし、これら受光部材をＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等のエリアセンサ（２次元センサ：複数画素分の受光素子群）により構成することも可能である。この場合、エリアセンサの画素数、画素サイズ、画素密度は最低クラスでも十分であり、非常に安価なエリアセンサを用いることができる。
【０１４１】
受光部材としてエリアセンサを用いる意義は、次のような点にある。すなわち、単体のフォトダイオード、フォトトランジスタを用いた場合は、検査対象物からの散乱光成分をピンポイントで検知するだけで、有る程度広い領域において検知することはできない。
【０１４２】
そのため、受光部材として単体のフォトダイオード、フォトトランジスタを用いた場合は、散乱光成分の僅かな強度分布の差異を検知することができず、表面検査の精度が必ずしも高いとは言えない。
【０１４３】
一方、受光部材としてエリアセンサを用いた場合は、散乱光成分の２次元的な強度分布を検知し、画像情報として記憶することができる。そして、各受光部材ＳＡ〜ＳＧ，ＳＡＵとしての各エリアセンサにおいて、画素毎に前述の基準情報、及び限界情報を設定すること等により、傷や汚れを高精度に検知することが可能となる。
【０１４４】
エリアセンサを用いる場合の基準情報、限界情報（判定情報）としては、画素単位での光強度だけでなく、各画素間における光強度の差分値（分布情報）、散乱光成分の広がりの程度等の情報も用いる。
【０１４５】
この場合、画像解析を行って散乱光成分の光強度の分布パターンのマッチングを行うことで検査対象物の良否、交換を判断することも考えられる。しかしながら、本実施の形態では、画像解析等の高度な処理を行うことなく、簡単な手法で検査対象物の良否、交換を判断している。
【０１４６】
例えば、主として、エリアセンサの外周部分の画素の光強度に着目して散乱光成分の広がりの程度を判定し、その広がりの程度が大きいほど、傷、汚れの程度が大きいと判定する。
【０１４７】
また、傷に起因する散乱光成分については、前述のＸ軸方向において検査対象物から離れて行く際の当該散乱光成分の光強度の低減率が小さい場合は、傷の程度が大きいと判定する。さらに、汚れに起因する散乱光成分については、エリアセンサの中央部分の画素から外周部分の画素へ進んで行く際の散乱光成分の光強度の低減率が小さい場合は、汚れの程度が大きいと判定する。
【０１４８】
以上のようにして、レーザ光の各種の導光部材、散乱光成分の各種の集光部材、各種の受光部材を最適に組み合わせることで、感光ドラム１などの各種の部品を画像形成装置に組み込んだままの状態で、当該部品の表面を検査することが可能となる。
【０１４９】
なお、図５，６，１１，１２では、導光部材、集光部材は、感光ドラムに対応するものだけを示したが、中間転写ベルト等の他の部品の表面を検査するユニットにおいても、同様の導光部材、集光部材を用いることができる。
【０１５０】
本発明は、上記の各実施の形態に限定されることなく、例えば、画像形成装置以外の装置に内蔵された各種部品、更には単体の物品の表面検査に上記の各実施の形態に係る技術思想を適用することも可能である。
【０１５１】
また、傷に起因する散乱光成分を受光する受光部材ＳＡ〜ＳＣの代わりに、一次元のラインセンサ（リニアセンサ）を用いることも可能である。さらに、赤色レーザ光以外の波長に係るレーザ光（非分散光ビーム）を検査対象物に照射してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本発明の実施の形態に表面検査装置を内蔵した画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】上記の表面検査装置におけるレーザ光の照射方法を説明するための図である。
【図４】上記の表面検査装置の基本的な構成を示す図である（感光ドラムの傷、汚れに対応）。
【図５】検査対象物（感光ドラム）の汚れに起因する散乱光とその受光部材を説明するための図である。
【図６】新品の検査対象物（感光ドラム）の表面粗さに起因する散乱光とその受光部材を説明するための図である。
【図７】受光部材の配備位置等を補足説明するための図である。
【図８】中間転写ベルトの表面を検査する場合の基本的な構成を示す図である。
【図９】表面検査処理の概要を示すフローチャートである。
【図１０】図９のＰ５，Ｐ９，Ｐ１３における傷、汚れ判定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る表面検査装置の構成を示す図である（第２の導光部材、第１の集光部材を使用）。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る表面検査装置の構成を示す図である（第３の導光部材、第２の集光部材を使用）。
【符号の説明】
【０１５３】
１…感光ドラム
４…中間転写ベルト
５…定着器
５ａ…加熱ローラ
５ｂ…加圧ベルト
１２〜１５…レーザ発光部材
２１…ＣＰＵ
２２…メモリ
２２ａ…ＥＥＰＲＯＭ
ＳＡ，ＳＡＵ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ、ＳＥ，ＳＦ，ＳＧ…受光部材
Ｇ，Ｆ…集光部材
Ｌｅ…集光レンズ
ＬＧＬ…ライトガイドレンズ
ＬＰ…ライトガイドパイプ
Ｍｉ…ミラー
Ｓ１…正反射領域
Ｓ２…表面粗さに起因する散乱光領域
Ｓ３…傷に起因する散乱光領域
ＳＴＹ…汚れに起因する散乱光領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の表面上の直線ラインに非分散光ビームを走査無しに一括して照射する照射手段と、
前記照射手段により照射された前記非分散光ビームの反射光の散乱光成分を受光する受光手段と、
前記受光手段により受光された前記散乱光成分の光強度に基づいて前記検査対象物の表面の状態を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記受光手段は、単体の受光素子により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項３】
前記受光手段は、前記散乱光成分の散乱領域に応じて複数配備されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面検査装置。
【請求項４】
前記受光手段は、前記検査対象物の表面の傷に起因する散乱光成分の散乱領域と汚れに起因する散乱光成分の散乱領域とに、個別に配備されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記受光手段は、前記検査対象物の表面の傷に起因する散乱光成分の散乱領域と汚れに起因する散乱光成分の散乱領域とが重複する重複領域に配備されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面検査装置。
【請求項６】
前記受光手段は、前記検査対象物の表面の傷に起因する散乱光成分の散乱領域の形状に応じて、当該傷に起因する散乱光成分の散乱領域に複数配備されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の表面検査装置。
【請求項７】
前記判定手段は、各種の表面状態の検査対象物に係る前記散乱光成分の光強度に基づいて予め設定された判定情報を用いて、当該各種の表面状態の検査対象物と同一種の検査対象物であって実際に検査対象となっている検査対象物に係る前記散乱光成分の光強度を判定することにより、当該実際に検査対象となっている検査対象物の表面状態を判定することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の表面検査装置。
【請求項８】
前記判定情報は、複数の前記受光手段毎に設定されていることを特徴とする請求項７に記載の表面検査装置。
【請求項９】
前記判定情報は、前記検査対象物の表面の傷に起因する散乱光成分の散乱領域に複数配備された受光手段に関しては、前記検査対象物との離間距離が大きい受光手段ほど、当該受光手段で受光された散乱光成分の光強度に対して傷の程度が大きいと判定するように設定されていることを特徴とする請求項８に記載の表面検査装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、前記検査対象物の表面の状態の判定結果に基づいて、当該検査対象物の交換の要否を判定することを特徴とする請求項１〜９に記載の表面検査装置。
【請求項１１】
検査対象物の表面上の直線ラインに非分散光ビームを走査無しに一括して照射する照射工程と、
前記照射工程により照射された前記非分散光ビームの反射光の散乱光成分を受光する受光工程と、
前記受光工程により受光された前記散乱光成分の光強度に基づいて前記検査対象物の表面の状態を判定する判定工程と、
を有することを特徴とする表面検査方法。
【請求項１】
検査対象物の表面上の直線ラインに非分散光ビームを走査無しに一括して照射する照射手段と、
前記照射手段により照射された前記非分散光ビームの反射光の散乱光成分を受光する受光手段と、
前記受光手段により受光された前記散乱光成分の光強度に基づいて前記検査対象物の表面の状態を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記受光手段は、単体の受光素子により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項３】
前記受光手段は、前記散乱光成分の散乱領域に応じて複数配備されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面検査装置。
【請求項４】
前記受光手段は、前記検査対象物の表面の傷に起因する散乱光成分の散乱領域と汚れに起因する散乱光成分の散乱領域とに、個別に配備されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記受光手段は、前記検査対象物の表面の傷に起因する散乱光成分の散乱領域と汚れに起因する散乱光成分の散乱領域とが重複する重複領域に配備されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面検査装置。
【請求項６】
前記受光手段は、前記検査対象物の表面の傷に起因する散乱光成分の散乱領域の形状に応じて、当該傷に起因する散乱光成分の散乱領域に複数配備されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の表面検査装置。
【請求項７】
前記判定手段は、各種の表面状態の検査対象物に係る前記散乱光成分の光強度に基づいて予め設定された判定情報を用いて、当該各種の表面状態の検査対象物と同一種の検査対象物であって実際に検査対象となっている検査対象物に係る前記散乱光成分の光強度を判定することにより、当該実際に検査対象となっている検査対象物の表面状態を判定することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の表面検査装置。
【請求項８】
前記判定情報は、複数の前記受光手段毎に設定されていることを特徴とする請求項７に記載の表面検査装置。
【請求項９】
前記判定情報は、前記検査対象物の表面の傷に起因する散乱光成分の散乱領域に複数配備された受光手段に関しては、前記検査対象物との離間距離が大きい受光手段ほど、当該受光手段で受光された散乱光成分の光強度に対して傷の程度が大きいと判定するように設定されていることを特徴とする請求項８に記載の表面検査装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、前記検査対象物の表面の状態の判定結果に基づいて、当該検査対象物の交換の要否を判定することを特徴とする請求項１〜９に記載の表面検査装置。
【請求項１１】
検査対象物の表面上の直線ラインに非分散光ビームを走査無しに一括して照射する照射工程と、
前記照射工程により照射された前記非分散光ビームの反射光の散乱光成分を受光する受光工程と、
前記受光工程により受光された前記散乱光成分の光強度に基づいて前記検査対象物の表面の状態を判定する判定工程と、
を有することを特徴とする表面検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−７８４９６（Ｐ２０１０−７８４９６Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４８２２２（Ｐ２００８−２４８２２２）
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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