(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、照射光を導く照射用ファイバー束及び反射光を導く受光用ファイバー束を有した光ファイバーセンサと、前記光ファイバーセンサにて測定された結果に基づいて制御する画像濃度制御部とを備えた画像形成装置において、
前記感光体に反射率が略一定の反射面である基準反射面を設け、前記光ファイバーセンサは、前記感光体の表面に対向し、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との間隙と前記光ファイバーセンサ出力関係がピーク近傍になる領域で、且つ前記基準反射面と前記光ファイバーセンサ出力関係が間隙に略比例する領域となるように配置され、前記画像濃度制御部は、前記感光体に形成されたテストパッチを前記光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて、画像濃度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、前記基準反射面は、前記感光体の表面に対し凹部、または凸部になっていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
感光体と、用紙搬送経路と、照射光を導く照射用ファイバー束及び反射光を導く受光用ファイバー束を有した光ファイバーセンサと、前記光ファイバーセンサにて測定された結果に基づいて制御する画像濃度制御部とを備えた画像形成装置において、
前記用紙搬送経路に前記用紙搬送経路に対して凹状になる反射率が略一定の反射面である基準反射面を設け、前記光ファイバーセンサは、前記用紙搬送経路に対向し、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との間隙と前記光ファイバーセンサ出力関係がピーク近傍になる領域で、且つ前記基準反射面と前記光ファイバーセンサ出力関係が間隙に略比例する領域となるように配置され、前記画像濃度制御部は、前記感光体に形成されたテストパッチを前記光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて、画像濃度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
感光体と、照射光を導く照射用ファイバー束及び反射光を導く受光用ファイバー束を有した光ファイバーセンサと、前記光ファイバーセンサにて測定された結果に基づいて制御する画像濃度制御部とを備えた画像形成装置において、
前記光ファイバーセンサは、前記感光体の表面に対向する位置に配置され、前記画像形成装置に、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との間隙と前記光ファイバーセンサ出力関係がピーク近傍になる領域と、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との前記光ファイバーセンサ出力関係が間隙に略比例する領域とに切り換える機構を設け、前記画像濃度制御部は、前記感光体に形成されたテストパッチを前記光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて、画像濃度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
感光体と、照射光を導く照射用ファイバー束及び反射光を導く受光用ファイバー束を有した第１と第２の光ファイバーセンサと、前記２つの光ファイバーセンサにて測定された結果に基づいて制御する画像濃度制御部とを備えた画像形成装置において、
前記第２の光ファイバーセンサの径は、前記第１の光ファイバーセンサの径よりも大きく、前記２つの光ファイバーセンサは、前記感光体の表面に対向し、前記第１の光ファイバーセンサと対向する検出物との間隙と前記光ファイバーセンサ出力関係がピーク近傍になる領域に配置され、前記画像濃度制御部は、前記感光体に形成されたテストパッチを前記２つの光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて、画像濃度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
感光体と、照射光を導く照射用ファイバー束及び反射光を導く受光用ファイバー束を有した第１と第２の光ファイバーセンサと、前記２つの光ファイバーセンサにて測定された結果に基づいて制御する画像濃度制御部とを備えた画像形成装置において、
前記第１と第２の光ファイバーセンサの径は同じであり、前記第１の光ファイバーセンサは、前記感光体の表面に対向し、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との間隙と前記光ファイバーセンサ出力関係がピーク近傍になる領域で、前記第２の光ファイバーセンサは、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との前記光ファイバーセンサ出力関係が間隙に略比例する領域に配置され、前記画像濃度制御部は、前記感光体に形成されたテストパッチを前記２つの光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて、画像濃度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
感光体と、照射光を導く照射用ファイバー束及び反射光を導く第１と第２の受光用ファイバー束を有した光ファイバーセンサと、前記光ファイバーセンサにて測定された結果に基づいて制御する画像濃度制御部とを備えた画像形成装置において、
前記画像形成装置に、前記照射用ファイバー束から照射され反射面により反射された光を前記第１の受光用ファイバー束に導くときと、前記第２の受光用ファイバー束に導くときとに切り替える光路切り替え手段を備え、前記光ファイバーセンサは、前記感光体の表面に対向し、前記照射用ファイバー束から照射され反射面により反射された光が前記第１の受光用ファイバー束に導かれるときに、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との間隙と前記光ファイバーセンサ出力関係がピーク近傍になる領域に配置され、前記画像濃度制御部は、前記感光体に形成されたテストパッチを前記光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて、画像濃度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記画像濃度制御部は、前記感光体の回転方向の各位置に形成された複数のテストパッチを前記光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて画像濃度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
中間転写体と、照射光を導く照射用ファイバー束及び反射光を導く受光用ファイバー束を有した第１と第２の光ファイバーセンサと、前記２つの光ファイバーセンサにて測定された結果に基づいて制御する画像濃度制御部とを備えた画像形成装置において、
前記第２の光ファイバーセンサの径は、前記第１の光ファイバーセンサの径よりも大きく、前記２つの光ファイバーセンサは、前記中間転写体に対向し、前記第１の光ファイバーセンサと対向する検出物との間隙と前記光ファイバーセンサ出力関係がピーク近傍になる領域に配置され、前記画像濃度制御部は、前記中間転写体に形成されたテストパッチを前記２つの光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて、画像濃度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
中間転写体と、照射光を導く照射用ファイバー束及び反射光を導く受光用ファイバー束を有した第１と第２の光ファイバーセンサと、前記２つの光ファイバーセンサにて測定された結果に基づいて制御する画像濃度制御部とを備えた画像形成装置において、
前記第１と第２の光ファイバーセンサの径は同じであり、前記第１の光ファイバーセンサは、前記中間転写体に対向し、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との間隙と前記光ファイバーセンサ出力関係がピーク近傍になる領域で、前記第２の光ファイバーセンサは、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との前記光ファイバーセンサ出力関係が間隙に略比例する領域に配置され、前記画像濃度制御部は、前記中間転写体に形成されたテストパッチを前記２つの光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて、画像濃度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
中間転写体と、照射光を導く照射用ファイバー束及び反射光を導く第１と第２の受光用ファイバー束を有した光ファイバーセンサと、前記光ファイバーセンサにて測定された結果に基づいて制御する画像濃度制御部とを備えた画像形成装置において、
前記画像形成装置に、前記照射用ファイバー束から照射され反射面により反射された光を前記第１の受光用ファイバー束に導くときと、前記第２の受光用ファイバー束に導くときとに切り替える光路切り替え手段を備え、前記光ファイバーセンサは、前記中間転写体に対向し、前記照射用ファイバー束から照射され反射面により反射された光が前記第１の受光用ファイバー束に導かれるときに、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との間隙と前記光ファイバーセンサ出力関係がピーク近傍になる領域に配置され、前記画像濃度制御部は、前記中間転写体に形成されたテストパッチを前記光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて、画像濃度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
用紙搬送経路と、照射光を導く照射用ファイバー束及び反射光を導く受光用ファイバー束を有した第１と第２の光ファイバーセンサと、前記２つの光ファイバーセンサにて測定された結果に基づいて制御する画像濃度制御部とを備えた画像形成装置において、
前記第２の光ファイバーセンサの径は、前記第１の光ファイバーセンサの径よりも大きく、前記２つの光ファイバーセンサは、前記用紙搬送経路に対向し、前記第１の光ファイバーセンサと対向する検出物との間隙と前記光ファイバーセンサ出力関係がピーク近傍になる領域に配置され、前記画像濃度制御部は、用紙上のトナー画像を前記２つの光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて、画像濃度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
用紙搬送経路と、照射光を導く照射用ファイバー束及び反射光を導く受光用ファイバー束を有した第１と第２の光ファイバーセンサと、前記２つの光ファイバーセンサにて測定された結果に基づいて制御する画像濃度制御部とを備えた画像形成装置において、
前記第１と第２の光ファイバーセンサの径は同じであり、前記第１の光ファイバーセンサは、前記用紙搬送経路に対向し、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との間隙と前記光ファイバーセンサ出力関係がピーク近傍になる領域で、前記第２の光ファイバーセンサは、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との前記光ファイバーセンサ出力関係が間隙に略比例する領域に配置され、前記画像濃度制御部は、用紙上のトナー画像を前記２つの光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて、画像濃度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
用紙搬送経路と、照射光を導く照射用ファイバー束及び反射光を導く第１と第２の受光用ファイバー束を有した光ファイバーセンサと、前記光ファイバーセンサにて測定された結果に基づいて制御する画像濃度制御部とを備えた画像形成装置において、
前記画像形成装置に、前記照射用ファイバー束から照射され反射面により反射された光を前記第１の受光用ファイバー束に導くときと、前記第２の受光用ファイバー束に導くときとに切り替える光路切り替え手段を備え、前記光ファイバーセンサは、前記用紙搬送経路に対向し、前記照射用ファイバー束から照射され反射面により反射された光が前記第１の受光用ファイバー束に導かれるときに、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との間隙と前記光ファイバーセンサ出力関係がピーク近傍になる領域に配置され、前記画像濃度制御部は、用紙上のトナー画像を前記光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて、画像濃度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記光ファイバーセンサによる間隙測定値と既知の間隙設定値とが不整合の場合に異常と判断する異常判定部とを有し、前記光センサによる前記基準反射面の間隔測定値と既知の間隔設定値とが整合する場合には、前記異常判定部で正常と判断し、テストパッチを形成し画像濃度を検出する工程を行った後、前記画像濃度の検出値を、前記異常判定部を経由して前記画像濃度制御部に送り、画像濃度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の画像形成装置において、前記異常判断部で異常と判断された場合、前記センサを清掃する清掃部を有する画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の画像形成装置において、前記画像濃度制御部は、前記感光体に形成されたテストパッチの画像濃度を前記光ファイバーセンサで検出した検出値の結果に基づいて、前記画像形成装置内にある現像バイアス電源の電圧を変化させ、画像濃度を所定の値に制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１６記載の画像形成装置において、前記画像濃度制御部は、前記感光体に形成されたテストパッチの画像濃度を前記光ファイバーセンサで検出した検出値の結果に基づいて、前記画像形成装置内にある帯電器のグリッド電圧を制御し、画像濃度を所定の値に制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１６記載の画像形成装置において、前記画像濃度制御部は、前記感光体に形成されたテストパッチの画像濃度を前記光ファイバーセンサで検出した検出値の結果に基づいて、前記画像形成装置内にある露光装置の露光量もしくはドット露光時間を変化させることで、画像濃度を所定の値に制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機，プリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置において、用紙上に画像形成を行う前に、用紙上に形成する画像の濃度を所定のレベルにする画像濃度制御を行うものが知られている。
【０００３】
画像濃度制御は、例えば、図１２に示すように、感光体１上にトナー画像５を形成し、形成したトナー画像の濃度を光センサ６で検出し、光センサ６の検出値に基づいて、感光体１の電位，露光量、及び、現像バイアス電源９等のトナー付着量に関するパラメータの値を制御するものである。
【０００４】
又、光センサ６としてはトナー画像５の反射率を検出する光センサが用いられ、反射率から画像濃度を求めていた。
【０００５】
このような、画像濃度制御を行う画像形成装置に関しては、特開平9−244391 号，特開平9−244313 号，特開昭63−131152号等がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の画像形成装置においては、濃度センサとして光センサを用いているので、機内に浮遊するトナーにより光センサ表面が汚染され、誤検出や誤動作を引き起こす傾向があった。特に、印刷量が多い高速機においては、上記のトナー汚染が増加する傾向にあった。
【０００７】
本発明の第１の目的は、センサの誤検出や誤動作等の異常がなく、センサの寿命を長くでき、且つ簡易な測定系で、高画質な画像を記録可能な画像形成装置を提供する。
【０００８】
また、本発明の第２の目的は、感光体の偏心に伴う濃度ムラがなく、画像濃度をより均一で安定可能な画像形成装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、感光体と、照射光を導く照射用ファイバー束及び反射光を導く受光用ファイバー束を有した光ファイバーセンサと、前記光ファイバーセンサにて測定された結果に基づいて制御する画像濃度制御部とを備えた画像形成装置において、
前記感光体に反射率が略一定の反射面である基準反射面を設け、前記光ファイバーセンサは、前記感光体の表面に対向し、前記光ファイバーセンサと対向する検出物との間隙と前記光ファイバーセンサ出力関係がピーク近傍になる領域で、且つ前記基準反射面と前記光ファイバーセンサ出力関係が間隙に略比例する領域となるように配置され、前記画像濃度制御部は、前記感光体に形成されたテストパッチを前記光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて、画像濃度を制御することを特徴としている。
【００１０】
このように、異常判断部を設けることにより、センサや感光体、または測定系の異常による画像の劣化が発生する前に、異常を知ることができ、センサの誤検出や誤動作等の異常がなく、センサの寿命を長くでき、且つ簡易な測定系で、高画質な画像を記録可能な画像形成装置を提供することができる。
【００１１】
また、上記センサに光ファイバーセンサを用いることにより、光ファイバーセンサの特性に応じて画像濃度の測定と、距離の測定とを測定し、簡易な測定系で、高精度な測定により高画質な画像を記録可能な画像形成装置を提供することができる。
【００１２】
画像濃度制御部は、感光体の回転方向の各位置に形成された複数のテストパッチを光ファイバーセンサで測定した結果に基づいて画像濃度制御を行うことを特徴としている。
【００１３】
このような構成により、感光体の偏心に伴う濃度ムラがなく、画像濃度をより均一で安定可能な画像形成装置を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
〔第１の実施の形態〕
図１は本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置２３は、感光体巻取り口１６を有し、繰り出しローラ１８と巻取りローラ１９を設けた巻取り型の感光体１の周辺に配置される帯電器２と、露光装置３と、現像機４と、現写器７，クリーナ４１，定着器４２などの印写ユニットと、現像バイアス電源９と、光センサ６と、汚れ除去手段１２と、汚れ除去手段１２を制御する汚れ除去制御部４３とポンプ４４と、画像濃度制御部８などから構成される。
【００１６】
帯電器２は感光体１の表面電位を制御するため、コロナ放電を行う放電ワイヤと制御電極を有するスコロトロン帯電器を用いた。表面電位は、制御電極に印加するグリッド電圧を変化させ制御することができる。
【００１７】
露光装置３は、レーザとその走査光学系などから成る。またＬＥＤアレイとロッドレンズなどの光学系を組み合わせても良い。
【００１８】
現像機４は、現像ロール１０に内蔵される磁石体の磁気力によりトナー６０と磁性キャリアを含む現像剤３９を保持し、その現像剤３９を感光体１上の静電潜像と接触させることによりトナー画像５を形成するものである。又、現像機４と現像ロール１０の他に、現像剤３９の搬送量を規制する規制板と、消費したトナーを補うためのトナーホッパーと、補給ロールと、補給されたトナー６０と現像剤３９を混合し摩擦帯電を良好にするため撹拌部材と、トナーと磁性キャリアとの混合比を検知するための磁気センサなどが配置されている。磁性キャリアとトナー６０は、摩擦帯電により互いに逆極性に帯電しており、磁気ブラシ状の現像剤３９を感光体１に回転させ接触させる際に、現像ロール１０に現像バイアス電源９よりバイアス電圧を印加し、現像ロール１０と感光体１との間に電界を作用させ、感光体１上にトナー画像５を形成していた。
【００１９】
現像剤３９は、粒径が４０乃至１００μｍの樹脂コート・磁性キャリアと粒径６μｍ乃至１１μｍのトナー６０を平均トナー濃度（≡１００×トナー重量／現像剤）が１.５ 乃至５（Ｗｔ％）、より望ましくは２乃至４（Ｗｔ％）の現像剤を使用した。
【００２０】
トナー混合比の制御は、磁気センサにより磁性体含有量を検知し、トナー混合比が所定値を下回る場合は補給信号を発生させ、トナーを補給することによりトナー混合比を略一定に制御するものである。
【００２１】
光センサはトナー画像の反射率を検知するものであるが、反射率と画像濃度とは１対１の関係にあるので、画像濃度（ベタ画像や網点画像の光学濃度）を測定することができる。
【００２２】
光センサとしては、照射光を導く照射用ファイバー束２８と反射光を導く受光用のファイバー束２９を有する光ファイバーセンサ１１を用いることができる。光ファイバーセンサ１１は、ガラスファイバーを用いることにより温度変化に対しても安定にでき、又、棒状であるので設置スペースを小さくでき、さらに、アンプなどの回路基板を測定部から離して配置できるのでコロナ放電を伴う帯電手段が近傍に配置されていても測定誤差となるノイズが発生しない利点がある。
【００２３】
反射率を検出する光ファイバーセンサ１１の場合、センサ出力は反射面の反射率と反射面との間隙の影響を受ける。
【００２４】
図４に、反射面がほぼ鏡面の場合の光ファイバーセンサ１１と対向する検出物との間隙とセンサ出力との関係を示す。出力特性は山状で、出力が間隙に略比例する領域Ｌ１及び領域Ｌ２と出力がピーク近傍で略平坦な領域Ｚ（間隙値はＧｒ近傍）を有している。従って、次の（１),（２）が可能であることが判る。
【００２５】
（１）反射率が略一定の反射面（以下、基準反射面と称する。）に対し光ファイバーセンサ１１を領域Ｌ１又は領域Ｌ２に配置すれば、出力が間隙に略比例するので、間隙の測定が可能である。
【００２６】
（２）又、間隙が略一定に保持される反射面に対し光ファイバーセンサ１１を領域Ｚに配置すれば、センサ出力は間隙の影響を受けないので、反射面の反射率を測定することが可能である。
【００２７】
本発明はこれら（１）（２）の知見に基づいて、図３に示すように、トナー画像５が形成される感光体１表面に対し光ファイバーセンサ１１を領域Ｚに（すなわち、間隙をＧｒとなるように）配置し、基準反射面として感光体巻取り口１６に（厚さがＧｒ−Ｇ１）凸部１７を設け凸部１７と光ファイバーセンサ１１との間隙がＧ１（間隙が図４の領域Ｌ１）となるように構成し、図１に示すように、光ファイバーセンサ１１により検出した複数の画像濃度データの平均値などを演算する濃度演算部４５と、光ファイバーセンサ１１により検出した複数の間隙データの平均値などを演算する間隙演算部４６と、光センサによる間隙測定値と既知の間隙設定値とが不整合の場合に異常と判断する異常判定部４７と、光センサのトナー汚れを除去する汚れ除去手段１２と、画像濃度制御部８と、プロセス制御部４８を配置したものである。
【００２８】
一例として、光ファイバーセンサ１１として、断面が２つの半円状（図７と同様）のファイバー束２６，２７から成り、直径が２.５mm の場合、Ｇｒ≒４.３ mm，Ｚ≒１mm，１.０≦Ｇ１≦３.０mmであるので、１.３≦Ｇｒ−Ｇ１≦３.３mm、すなわち、間隙Ｇｒを４.３mm に設定し、感光体１の表面から１.３ 乃至３mm突出した凸部１７を設ければよい。
【００２９】
汚れ除去手段１２としては、例えば、図１，図２に示すように、光ファイバーセンサ１１の表面に気流２０を形成する一対の噴出ノズル２１と吸引ノズル２２を配置したものを使用することができる。汚れ除去手段１２の詳細について、図１のＺ−Ｚ線断面視図である図２を用いて、以下、説明する。
【００３０】
汚れ除去手段１２は光ファイバーセンサ１１の表面に気流２０を流動させるため、図２に示すように、必要に応じて、気流を導くガイド部材５５を介在させ、一対の噴出ノズル２１と吸引ノズル２２を配置して構成したもので、入口側空気流２４を導く入口側ダクト１４，出口側空気流２５を導く出口側ダクト１５と連通している。
【００３１】
又、前記一対の噴出ノズル２１，吸引ノズル２２に加えて、前記光ファイバーセンサ１１に近接し、前記感光体１の回転方向上流側に遮断板１３を配置することが望ましい。
【００３２】
さらに、遮断板１３は、一対の噴出ノズル２１と吸引ノズル２２よりも、感光体１側に突出させることがより望ましい。これは、感光体１の回転に伴う回転気流の影響により、光ファイバーセンサ１１の表面の気流２０を乱さないようにする為である。又、現像機４周辺でトナー６０や現像剤３９の飛散が生じた場合でも回転気流により下方に選ばれたトナー６０や現像剤３９が、直接、光ファイバーセンサ１１表面に付着しないようにする為である。
【００３３】
一般に、光ファイバーセンサ１１の作動距離（光ファイバーセンサ１１と感光体１との間隔）は、０.５ 乃至１５mmであるが、一対の噴出ノズル２１，吸引ノズル２２を配置するには工動距離が１.５mm 以上必要であり、作動距離が３mm以上であることがさらに望ましい。噴出ノズル２１の幅が狭いと充分な流量が得られないだけでなく、圧力損失が増え入口側空気流２４を導く入口側ダクト１４の内圧が高くなり、堅牢なダクトやより大型の送風機が必要になるからである。
【００３４】
汚れ除去手段１２は、光センサの汚れを検出した際に光センサの表面に気流２０を形成し付着したトナーや紙粉を除去するものである。汚れ除去手段１２においては、常時、気流２０を形成しエアカーテン効果によりトナーが光センサに付着することが抑制し、付着物が多量になった場合には通常より流速の高い気流２０を発生させ汚れ除去を行うことが望ましい。
【００３５】
尚、上記した光ファイバーセンサ１１としては、光ファイバーの部分が数ｍと長いものや、発光素子と受光素子とレンズ等が一体で構成された一体型ホトセンサに数cm乃至数１０cmの長さの光ファイバーを組み込んだものを使用することもできる。
【００３６】
このような構成においては、光ファイバーセンサ１１による凸部の間隙測定値を異常判定部に送り、異常判定部において既知の間隙設定値とが不整合の場合に異常（汚染状態）と判断し、汚れ除去制御部において汚れ除去手段１２を作動させる指令を発するようにし、この指令を受けた汚れ除去手段１２は光ファイバーセンサ１１の表面に気流２０を形成し付着したトナーや紙粉の除去を行うことができるので、光ファイバーセンサ１１のトナー汚染に伴うトナー画像濃度の誤検出を防止できる。又、上記の異常検出工程は、ウォームアップ時，用紙交換時，一定時間毎、のいずれかに行うよう予め設定されており、プロセス制御部４８において制御される。
【００３７】
従って、長期の印刷においても、光センサのトナー汚染による画像濃度制御系の誤動作や誤検出を防止できる効果がある。
【００３８】
又、光ファイバーセンサ１１による凸部の間隔測定値と既知の間隔設定値とが整合する場合には、異常判定部４７において正常（汚染なし）と判断し、トナー画像を形成し画像濃度を検出する工程を行い、画像濃度の検出値を異常判定部４７を経由して画像濃度制御部８に送り、画像濃度制御を行う。
【００３９】
ベタ画像の画像濃度制御は、例えば、図１に示すように、記録媒体である感光体１上にテストパッチとしてベタ・トナー画像５を形成し、形成したトナー画像５の画像濃度を光ファイバーセンサ１１で検出し、画像濃度制御部８において光ファイバーセンサ１１の検出値と基準値との比較に基づいて、現像バイアス電源９の電圧を変化させ、ベタ画像濃度を所定の値に制御するものである。
【００４０】
又、その際、表面電位と現像バイアス電圧との差が所定の範囲を超えるとカブリやキャリア付着が増加したり、細線や網点の再現に影響を及ぼすので、帯電器２のグリッド電圧を変化させ表面電位を修正する。
【００４１】
又、網点画像濃度制御は、感光体１上にテストパッチとして網点・トナー画像５を形成し、網点・トナー画像５の画像濃度を光ファイバーセンサ１１で検出し、画像濃度制御部８において光ファイバーセンサ１１の検出値と基準値との比較に基づいて、露光装置３の露光量又はドット露光時間（パルス幅）を変化させ網点画像濃度を所定の値に制御するものである。
【００４２】
尚、上記した例では、基準反射面として感光体巻取り口６に凸部１７を設けその面を使用したが光センサとの間隙がＧ２（間隙が図４の領域Ｌ２）となる様な凹部（感光体表面からの凹み量が１.３〜３.０mm）を設け基準反射面としても、同様な効果が得られる。
【００４３】
又、上記した例では、光ファイバーセンサ１１を感光体１に対向させて配置したが、用紙４０の搬送経路に光センサとの間隙がＧ２（間隙が図４の領域Ｌ２）となる凹部（用紙面よりも１.３〜３.０mm凹んだ）を設け、光ファイバーセンサ１１を用紙４０に対向させて配置し用紙上のトナー画像の画像濃度と用紙経路の凹部との間隔を測定するようにしても良い。
【００４４】
さらに又、１本の光ファイバーセンサを配置しその設定間隙を画像濃度測定時にはＧｒに、間隙測定時にはＧ１（又はＧ２）に切り換える様にしても良い。この場合、間隙を切り換える機構が必要となるが基準反射面は感光体表面(切肌部)を用いるので凹凸を感光体上に設ける必要がない利点がある。
【００４５】
又、光センサ出力の異常（所定の範囲外となる）の要因としては、光センサ表面のトナー汚れの他に、温度変化や経時劣化に伴う発生素子の光量変化，受光素子の感度変化や感光体のクリーニング不良や傷，摩耗に伴う感光体表面の変化がある。従って、異常信号が発せられた場合、感光体１の清掃を行う工程や感光体１の清掃後に光センサの校正を行う工程を介在させ、しかる後、再度、異常信号が発せられた場合に限って、光ファイバーセンサ１１の汚れ除去手段１２を作動させるようにプロセス制御を行ってもよい。
【００４６】
尚、光センサの校正は、所定の反射面（地肌部又は、校正板）を測定した出力電圧と発光をＯＦＦした場合の出力電圧との差が所定の値となるように発光素子の発光駆動電流を調整すれば良い。
【００４７】
〔第２の実施の形態〕
第２の実施例は、第１の実施例に対し光センサ部の構成が異なっており、図５に示すように、光センサ部を第１，第２の光ファイバーセンサ３０，３３を配置して構成したものである。
【００４８】
第１，第２の光ファイバーセンサ３０，３３は、図７に示すように、照射光を導く照射用ファイバー束２８，３１と反射光を導く反射用ファイバー束２９，３２とが同一半円状に構成され、第１の光ファイバーセンサ３０のファイバー束の直径よりも第２の光ファイバーセンサ３３のファイバー束の直径を大きく構成される。
【００４９】
第１の光ファイバーセンサ３０は、ピーク値が与える間隙値（Ｇｒ）と等しく設定し、第２の光ファイバーセンサ３３のファイバー束の直径は間隙値（Ｇｒ）において出力と間隙との関係が略直線となるように第２の光ファイバーセンサ３３のファイバー束の直径を第１の光ファイバーセンサ３３のファイバー束の直径よりも大きく構成したものである。
【００５０】
すなわち、本例の場合、第１，第２の光ファイバーセンサ３０，３３のセンサ出力特性は、それぞれ、図６のＡ，Ｂに示すように、第１の光ファイバーセンサ３０の場合は間隙Ｇｒで出力のピークを与えるのに対し、ファイバー束の直径がより大きい第２の光ファイバーセンサ３３のピークは間隙が大きい側にシフトし出力と間隙との関係が略直線となる特性となる。
【００５１】
一例として、第１の光ファイバーセンサ３０の直径を２.５mm 、第２の光ファイバーセンサ３０の直径を４.３mm のものを用いたところ、第１の光ファイバーセンサ３０の出力のピークを与える間隙Ｇｒは４.３mm 、第２の光ファイバーセンサ３３の出力が直線となる領域は０.８ から５.１mm となり、間隙を４.３mm に設定した。
【００５２】
尚、第１，第２の光ファイバーセンサ３０，３３のセンサは設定間隔が等しいので汚れ除去手段の配置が容易な構成となっているが、さらに、トナー汚れの防止や除去の観点から、両者を一体化し先端部を窓部材で覆うことが望ましい。
【００５３】
このような構成においては、センサの数が１本増するが、第１の光ファイバーセンサ３０を用い感光体１上のトナー画像の画像濃度を測定でき、第１の光ファイバーと同一の間隙Ｇｒに設定した第２の光ファイバーセンサ３３を用いて間隙測定ができる。すなわち、本例では、間隙を測定するための基準反射面として感光体表面（地肌部）を用いることができるので、第１の実施例と比較して感光体１上に凸部（又は凹部）を設ける必要がない利点がある。
【００５４】
尚、同一の直径の２本の光ファイバーを用い、画像濃度測定用は間隔をＧｒに、間隔測定用は間隔をＧ１又はＧ２に設定しても良い。この場合、基準反射面として感光体表面（地肌部）を用いることができるので、第２の実施例と同様、感光体１上に凸部（又は凹部）を設ける必要がない利点がある。
【００５５】
〔第３の実施の形態〕
本例は、第２の実施例の変形例であり、第２の光ファイバーセンサ３３の先端部の断面形状が、第２の実施例と異なる構成としたものである。
【００５６】
第１の光ファイバーセンサ３０を、図８に示すように、照射光を導く照射用ファイバー束２８と反射光を導く受光用ファイバー束２９とが同一の半円状に構成したのに対し、第２の光ファイバーセンサ３３は、照射光を導く照射用ファイバー束３４は円形に、反射光を導く受光用ファイバー束３５は照射用ファイバー束３４の周囲に同心状に配置し、さらに、第１の光ファイバーセンサ３０は、ピーク値が与える間隙値（Ｇｒ）と等しく設定し、第２の光ファイバーセンサ３３は間隙値（Ｇｒ）において出力と間隙との関係が略直線となるように構成したものである。
【００５７】
すなわち、本例の場合も、第１，第２の光ファイバーセンサ３０，３３のセンサ出力特性は、それぞれ、図６のＡ，Ｂに示すように、第１の光ファイバーセンサ３０の場合は間隙Ｇｒで出力のピークを与えるのに対し、第２の光ファイバーセンサ３３のピークは間隙が大きい側にシフトし出力と間隙との関係が略直線となる特性となる。
【００５８】
このような構成においても、第２の実施例と同様に、センサの数が１本増えるが、第１の光ファイバーセンサ３０を用い感光体１上のトナー画像の画像濃度を測定でき、間隙Ｇｒに設定した第２の光ファイバーセンサ３３を用いて間隙測定ができる。従って、本例においても、間隙を測定するための基準反射面として感光体表面（地肌部）を用いることができるので、第１の実施例と比較して感光体１上に凸部（又は凹部）を設ける必要がない利点がある。
【００５９】
〔第４の実施の形態〕
第４の実施例は、第３の実施例の改良例であり、第１の実施例における光ファイバーセンサ１１の代わりに図９に示す通り、１つの光ファイバーセンサ３７を配置して構成したものである。以下、図１０，図１１，図６を用いて説明する。本例の光ファイバーセンサ３７は、図１０に先端部断面形状を示すように、３分割のファイバー束２８，３５，３６から成り、ファイバー束２８，３６は同一の半円状の断面を有し、ファイバー束３５はファイバー束２８，３６の周囲に同心円状の断面を有している。
【００６０】
又、図１１の（ａ）（ｂ）に示すように、画像濃度測定時と間隙測定時とで、ファイバーセンサ３７内の光路を切り替える光路切り替え部３８を受・発光素子５１，５２の前段に設けたものである。発光素子５２としては、ＧａＡｓ赤外発光ダイオードや半導体レーザ，受光素子５１としてはＳｉホトトランジスタなどを使用することができる。
【００６１】
画像濃度測定時は、ファイバー束２８により照射光５３を導き、ファイバー束３６により反射光５４を導くように光路４９を設定し、さらに、光ファイバーセンサ３７の間隙は、センサ出力がピーク値を与える間隙値（Ｇｒ）と等しく設定されている。従って、画像濃度測定時におけるセンサ出力特性は、図６のＡと等しい特性となる。
【００６２】
又、間隙の測定時においては、光路切り替え部３８により、画像濃度測定時の光路４９と異なる光路５０に切り替えられ、ファイバー束２８とファイバー束３６により照射光５３を導き、ファイバー３５により反射光５４を導くように構成され、さらに、光ファイバーセンサ３７の出力は、間隙値（Ｇｒ）付近で出力と間隙との関係が略直線となるように構成されている。従って、間隙の測定時におけるセンサ出力特性は、図６のＢと等しい特性となる。
【００６３】
尚、光路切り替え部３８はミラーやビームスプリッタやプリズムなどの光学素子を用いたり、光ファイバー束や導波路などにより構成可能である。
【００６４】
このような構成においては、光路切り替え部３８により光路を切り替える機構が付加するが、１本の光ファイバーセンサ３７を用いてトナー画像の画像濃度と間隔の測定ができ、且つ、基準反射面として感光体表面（地肌部）を用いることができるので、感光体１上に凸部（又は凹部）を設ける必要がない利点がある。
尚、上記した第２ないし第４の実施例では、光ファイバーセンサ１１を感光体１に対向させて配置したが、光ファイバーセンサ１１を中間転写体や用紙搬送経路に対向させて配置し、センサとの間隙や中間転写体や用紙上のトナー画像の画像濃度を測定するようにしても良い。
【００６５】
〔第５の実施の形態〕
第２乃至第４の実施例に記載した光ファイバーセンサ（３０及び３３、又は３７）のいずれかを用い、感光体１の各位置の間隙を測定し、感光体１の偏心情報を考慮し画像濃度制御を行うようにしたものである。
【００６６】
すなわち、テストパッチの画像濃度を光センサにより測定し、その測定値に基づいて現像バイアスを制御する際、画像濃度制御部８において感光体１の回転方向の各位置において偏心情報（間隙値）を考慮し現像バイアス電源９を制御するものである。
【００６７】
従って、本例では、感光体１の偏心に伴う濃度ムラを防止でき、画像濃度をより均一で安定にできる効果がある。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、センサの誤検出や誤動作等の異常がなく、センサの寿命を長くでき、且つ簡易な測定系で、高画質な画像を記録可能な画像形成装置を提供することができる。
【００６９】
また、感光体の偏心に伴う濃度ムラがなく、画像濃度をより均一で安定可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明からなる画像形成装置の一実施例を示す図である。
【図２】本発明の光センサ汚れ除去部の一実施例を示す図である。
【図３】本発明の光ファイバーセンサ測定部の一実施例を示す図である。
【図４】本発明の光ファイバーセンサの出力特性の一実施例を示す図である。
【図５】本発明の光ファイバーセンサ測定部の他の実施例を示す図である。
【図６】本発明の光ファイバーセンサの出力特性の他の実施例を示す図である。
【図７】本発明の光ファイバーセンサの部分断面の一実施例を示す図である。
【図８】本発明の光ファイバーセンサの部分断面の他の実施例を示す図である。
【図９】本発明の光ファイバーセンサ測定部の他の実施例を示す図である。
【図１０】本発明の光ファイバーセンサの部分断面の他の実施例を示す図である。
【図１１】本発明の光ファイバーセンサ測定部の他の実施例を示す図である。
【図１２】従来の画像形成装置を説明する図である。
【符号の説明】
１…感光体、２…帯電器、３…露光装置、４…現像機、５…トナー画像、６…光センサ、７…転写器、８…画像濃度制御部、９…現像バイアス電源、１０…現像ロール、１１，３７…光ファイバーセンサ、１２…汚れ除去手段、１３…遮断板、１４…入口側ダクト、１５…出口側ダクト、１６…感光体巻取り口、１７…凸部、１８…繰り出しローラ、１９…巻取りローラ、２０…気流、２１…噴出ノズル、２２…吸引ノズル、２３…画像形成装置、２４…入口側空気流、２５…出口側空気流、２６，２７，２８，２９，３１，３２，３４，３５，３６…ファイバー束、３０…第１の光ファイバーセンサ、３２…第２の光ファイバーセンサ、３８…光路切り替え部、３９…現像剤、４０…用紙、４１…クリーナ、４２…定着器、４３…汚れ除去制御部、４４…ポンプ、４５…濃度演算部、４６…間隙演算部、４７…異常判定部、４８…プロセス制御部、４９，５０…光路、５１…受光素子、５２…発光素子、５３…照射光、５４…反射光、５５…ガイド部材、６０…トナー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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