JP3034946B2 - 複写機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、静電潜像技術を用いた原稿位置コーナ基
準の倍率可変型複写機に関し、特にそのプロセス制御に
関する。

〔従来の技術〕

予め一様に帯電させた感光体に原稿の像を露光して静
電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを付着させる現
像処理により可視のトナー像に変換した後、そのトナー
像を用紙上に転写，定着することにより普通紙上に画像
を形成する静電潜像技術による複写機は既に多数使用さ
れている。

一般に、このような静電潜像技術により形成された画
像は、温度や湿度等の周囲条件によつて帯電電位や露光
による帯電電荷消滅の特性が変化するため、複写機の条
件を一定に保持しても得られる画質が一定しない場合が
多く、特に湿度によつて白い部分が白い抜けずに薄黒く
汚れるカブリ等の画質低下を招く。

そのため、感光体を帯電して白色又は明色のパターン
を露光した時に感光体上に残る電位を電位センサで検出
し、その検出値に応じて良い画質が得られるように、露
光ランプの光量や帯電チヤージヤ，現像バイアス等の電
圧をフイードバツク制御する技術は各種知られている。

また、複写枚数の増加に供なつて現像ユニツト内のト
ナーが消耗し、黒い部分の濃度が不足する等の問題もあ
る。

そのため、黒色又は暗色のパターンを露出し現像した
時に、その部分に付着するトナー濃度をトナーセンサで
検出し、その検出値に応じてトナーを補充する技術もま
た公知である。

さらに、特開昭63−189874号公報に示されたように、
光学系を走査して露光を行なうスリツト露光方式の複写
機において、上記の電位センサ用パターンとトナーセン
サ用パターンとを光学系走査方向と直交する方向に並設
する提案もあつた。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、両パターンを走査方向と直交する方向に
並設する提案は、等倍複写機のような倍率固定の複写
機、あるいは変倍複写機であつても用紙搬送方向（光学
系走査方向と同じ）と直交する原稿台の一辺を基準とし
て原稿を当接し、その辺の中心と原稿の中心線とを一致
させる原稿位置中心基準の変倍複写機の場合は問題がな
い。

しかしながら、内部機構はやや複雑になるが原稿の設
定が中心基準より容易であるため高性能複写機に採用さ
れているような、原稿を複写台の互に直交する特定の２
辺にそれぞれ当接させる原稿位置コーナ基準の変倍複写
機、特に倍率可変範囲の大きい変倍複写機においては、
次のような問題がある。

すなわち、コーナ基準の変倍複写機に直交方向の並設
パターンを設けると、並設した両パターンの境界線の像
位置が変倍に応じて直交方向に変化するため、各パター
ンの幅，位置と各センサの位置とを予め適切に配設して
おかないと、パターンの像位置がセンサから外れたり、
センサが異なるパターンを検出したりする恐れがある。

特に、変倍範囲の大きい複写機の場合には、如何に設
定してもセンサが異なるパターンを検出することが避け
られず、誤まつた制御が行なわれて画質を著るしく損な
うという問題があつた。

この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、変
倍範囲内の如何なる倍率で使用しても、誤制御を起すこ
となく、常に優れた画質の画像が得られるコーナ基準で
倍率可変型の複写機を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の目的を達成するため、原稿を載置
する原稿台の特定のコーナを原稿位置の基準とし、静電
潜像技術により用紙上に倍率可変の画像を形成する複写
機において、 感光体の表面電位を検出する電位センサと、感光体上
に形成されたトナー像の濃度を検出するトナーセンサ
と、原稿面外の原稿台の特定のコーナに近接して用紙の
搬送方向と直角に配置した電位センサ用とトナーセンサ
用の各パターンとを設け、電位センサとトナーセンサの
各位置の用紙の搬送方向と直角方向の成分が互に異なる
ように配設し、電位センサ用パターンを変倍範囲内にお
いて電位センサに対応する位置に投影される領域に配置
するとともに、トナーセンサ用パターンをそれ以外の領
域に配置し、トナーセンサに対応する位置に電位センサ
用パターンが投影される倍率に設定されている場合の
み、トナーセンサが検出する領域を露光するタイミング
の間、原稿を照射するランプをオフにするように構成さ
れていることを特徴とするものである。

また、電位センサ用パターンを白色または明るい濃度
の色、トナーセンサ用パターンを黒色または黒に近い濃
度の色によってそれぞれ形成するとよい。

〔作 用〕

上記のように構成すれば、電位センサは全変倍範囲に
わたつて電位センサ用パターンの静電潜像の表面電位を
検出して正しいフイードバツク制御を行なうことが出来
る。

また、トナーセンサ用パターンは電位センサ用パター
ンの領域以外は任意に配置出来るから、トナーセンサは
通常の変倍範囲内ならばトナーセンサ用パターンのトナ
ー像を検出することが出来る。

変倍範囲が大きくなって、トナーセンサが電位センサ
用パターンのトナー像を検出するようになった場合の
み、トナーセンサが検出する領域を露光するタイミング
の間、原稿を照射するランプをオフにするから、白色ま
たは明色によつて形成された電位センサ用パターンも黒
色または暗色によつて形成されたトナーセンサ用パター
ンと同等の作用を感光体に及ぼし、トナーセンサはトナ
ー濃度を正しく検出することが出来る。

〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図面を参照して具体的に
説明する。

第３図は、この発明を実施した複写機の一例を示す全
体構成図である。

この複写機の複写動作は、オペレータが複写機本体に
設けられた図示しない操作部から必要な複写条件を設定
し、プリントボタンを押すことにより開始される。

コンタクトガラス２上に載置された原稿１を、ランプ
３が発光し照射ミラー3aで反射されて、所定時間だけ全
面光照射する。

原稿１からの反射光は、第１ミラー4a,レンズ4,第２
ミラー4bを通つて所定の倍率で結像され、感光体ベルト
５を露光する。

感光体ベルト５は帯電チヤージヤ６により予め一様に
帯電されており、露光によつて静電潜像が形成される。

感光体ベルト５上の静電潜像は、イレーサ７により不
用部分の帯電が除去された後、現像ユニツト８により現
像されて可視のトナー像に変換される。

そのトナー像は、転写部で転写チヤージヤ９により転
写紙に転写される。

転写紙は、給紙トレイ10a,10b,10cあるいは両面トレ
イ10dの何れかより給紙され、搬送路11を通りレジスト
ローラ12に当接して一度停止した後、トナー像とタイミ
ングをとつて転写部へ送られる。

トナー像を転写された転写紙は、搬送ベルト13によつ
て定着ユニツト14に送り込まれて定着され、排紙トレイ
15へ排出される。

転写紙にトナー像を転写した後、感光体ベルト５上に
残留している電荷とトナーはクリーニングユニツト16に
より除去され、感光体ベルト５は再び帯電チヤージヤ６
により帯電されて、次の露光サイクルに入る。

現像ユニツト８の容器8a内には、トナーとキヤリアか
らなる二成分（またはトナーからなる一成分）の現像剤
が収容され、アジテータ8bにより撹拌されて均一化され
ている。

その現像剤は各現像ローラ8cに供給されて担持され、
そのトナーが感光体ベルト５上の静電潜像に吸着されて
トナー像が形成される。

複写が繰返されるに従つて容器8a内のトナーは徐々に
消費され、現像剤中のキヤリアに対するトナーの比すな
わちトナー比が漸次低下する。

このトナー比の低下は、トナーセンサ17によりトナー
濃度の変化として検出され、それに対応して、現像ユニ
ツト８に付設されたトナー補給装置18からトナーが補給
ローラ19により所要量ずつ補給され、容量8a内のトナー
比が一定の範囲内に保持される。

一方、感光体の表面電位を検出する電位センサ20は、
感光体ベルト５の露光位置のすぐ下流に設けられ、トナ
ーセンサ17とは互に感光体ベルト５の移動方向で重なら
ないようになつている。

電位センサ20とトナーセンサ17のためのパターン21
は、コンタクトガラス２を上方から見て左右方向の原稿
位置を規制する原稿ガイド22の裏面（下面）に設けられ
ている。

第４図はこの複写機の制御系、特に画質を左右するフ
イードバツク系を主とした制御系の一例を示すブロツク
図である。

複写機全体のシーケンス制御とフイードバツクによる
各部のプロセス制御を行なうメインコントローラである
CPU30は、そのプログラム，定数データ等を格納したROM
31と、変数データ等を一時的に記憶するRAM32と、入出
力用のI/F（インタフエース）33とが互にバスラインで
結ばれて、共にマイクロコンピユータを構成し、I/F33
を介してトナーセンサ17,電位センサ20等の各種センサ
からのデータを入力し、それ等の値に応じてそれぞれ、
現像ローラ8cのバイアス電源34,トナーの補給ローラ19
をオン・オフするクラツチ35,原稿を照射するランプ３
の印加電圧を変えるレギユレータ36等を制御する。

すなわち、感光体ベルト５上のトナーセンサ用パター
ンを露光された部分が現像された後、トナーセンサ17に
より検出されたトナー濃度が予め設定された基準値によ
り低くなつていれば、CPU30はI/F33を介してクラツチ35
を作動させるから、補給ローラ19が回転してトナー補給
装置18（第３図）から一定量のトナーを現像ユニツト８
の容器8a内に補給する。

また、感光体ベルト５上の電位センサ用パターンを露
光された部分を電位センサ20で検出し、CPU30はその検
出値（及び周囲温度，湿度）に応じた値をバイアス電源
34,レギユレータ36に指令し、それぞれ現像ローラ8cの
バイアス電圧，ランプ３の光量を最適な値になるように
制御するから、常に高画質の画像が得られる。

電位センサ20によるフイードバツク制御は、（特に電
源オンのあと暫らくは）刻々に変る周囲温度，湿度及び
複写倍率等によりその都度変化するから、各複写一枚毎
に行なわれる。

従つて、パターン21は原稿サイズ，複写倍率に関係な
く、常に原稿１と共にそのヘツド部分に露光されるが、
感光体ベルト５が移動し始めると、電位センサ20による
検出終了後にヘツド部分はイレーサ７により消去され
て、用紙上の画像に影響を及ぼすことはない。

トナーセンサ17によるフイードバツク制御は、電源オ
ン時の初期設定で先ず行なわれ、それ以降は複写サイズ
によつても異なるが、５枚乃至20枚複写毎に繰返し行な
われる。

この工程は、現像処理後に行なわれるためイレーサ７
で消去することが出来ないから、複写作業とは別に独立
して、用紙を搬送せず、転写もなしに行なわれる。

第５図は、コンタクトガラス２上の原稿１及び感光体
ベルト５上の静電潜像の各基準位置と、複写倍率に応じ
たレンズ４の位置の関係の一例を示す概略側面図であ
り、第３図を左側から見て示したものである。

コンタクトガラス２（第３図）を上から見て、現像の
左右位置は原稿１を原稿ガイド22に当接させる右側基準
であり、上下位置は手前側（下側）の辺に寄せた下側基
準、即ち右下コーナ基準であるから、第５図では原稿１
は右側、感光体ベルト５上では左側がそれぞれ基準辺に
なつている。

複写倍率による物体像間距離の変化は、複写機では第
１ミラー4a、第２ミラー4bがそれぞれ移動してカバー
し、コンタクトガラス２上の原稿１は動かないが、第５
図では感光体ベルト５上の像側を固定し、原稿１とレン
ズ４側を相対的に移動して示している。

すなわち、複写倍率 の状態をそれぞれ〜とすれば、原稿１の位置はそれ
ぞれ実線で示した等倍と最大，最小、及び破線で
示したそれらの等比中項の倍数，になり、レンズ４
はそれぞれの原稿基準辺と感光体基準辺とを結ぶ線上の
所定倍率になる位置〜になり、それらの中間の倍率
では原稿1,レンズ４はそれぞれ中間の位置になる。

例えば、レンズ４はその〜を結ぶ２点鎖線で示し
た曲線上を移動するが、両基準辺は常に共軛な位置にあ
る。

第１図及び第２図は、それぞれ電位センサ20及びトナ
ーセンサ17と、そのパターン21との相対関係位置の一例
を示す概略側面図であり、第５図に示した各位置のう
ち、最大倍率である２倍，等倍および最小倍率であ
る1/2倍を示している。

ただし、電位センサ20,トナーセンサ17は実在する位
置ではなく感光体ベルト５に対する相対位置であり、括
弧付符号で示したパターン（21）は、〜〜と移動
するパターン21を起して、その下面にある電位センサ用
パターン21a,トナーセンサ用パターン21bを示したもの
である。

第１図は電位センサ20とそのパターン21aとの関係を
示し、全変倍範囲〜でパターン21aによる表面電位
が電位センサ20により常に検出されるために、パターン
21aは領域Ａ（実際は更に両側の余裕分を含めて）にあ
り、トナーセンサ用パターン21bは領域Ａの右外側にあ
る領域Ｂ（実際はＡの余裕分だけ削られる）に設けられ
ている。領域Ｃは検出に無関係な部分である。

このように設定されたパターン21a,21bは、トナーセ
ンサ17に対しては第２図に示したような関係になる。

すなわち、最大倍率のではトナーセンサ用パターン
21bのトナー像がトナーセンサ17に検出されて正しい制
御が行なわれる。

しかしながら、等倍，最小倍率では電位センサ用
パターン21aのトナー像が検出されることになり、誤制
御になつて了う。

トナーセンサ17の位置をもつと左側に寄せて基準辺近
傍に設ければ、全変倍範囲内で常にトナーセンサ用パタ
ーン21bのトナー像を検出することが出来るから、第１
図に示したようにパターン領域を設定しただけで問題な
く正しい制御を行なうことが出来る。

しかしながら、機構的な制約等でトナーセンサ17を第
２図に示したような位置に設けた場合、倍率によつては
誤制御の問題が発生する。

このような場合には、トナーセンサ17が電位センサ用
パターン21aのトナー像を検出する恐れがある倍率にセ
ツトされている時は、トナーセンサ用パターン21bを露
光するタイミングの間パターン21を照射するランプ３を
オフにする（またはオンにしない）ようにすればよい。

電位センサ用パターン21aは白色または明色で、トナ
ーセンサ用パターン21bは黒色または暗色でそれぞれ形
成されている。

電位センサ20は主として原稿明部のカブリ，汚れを防
止するために設けられているから、そのパターン21aは
白色または明色で形成すればよく、一方、トナーセンサ
17は形成画像の暗部の濃度を保つために設けられている
から、そのパターン21bは黒色または暗色で形成するの
がよい。

したがつて、露光時にランプ３をオフにすれば、明る
い電位センサ用パターン21aも暗いトナーセンサ用パタ
ーン21bと同様に黒になるから、トナーセンサ17が電位
センサ用パターン21aのトナー像を検出しても誤制御に
ならず、正しい制御を行なうことが出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、変倍範囲内
の如何なる倍率で使用しても、誤制御を起すことなく、
常に優れた画質の画像が得られるコーナ基準で倍率可変
型の複写機を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明の一実施例である複写機
の、電位センサ及びトナーセンサと、それぞれのパター
ンとの相対関係位置の一例を示す概略側面図、 第３図は同じくその複写機の一例を示す全体構成図、 第４図は同じくその制御系の一例を示すブロツク図、 第５図は同じくその原稿とレンズと感光体との複写倍率
に応じた相対位置関係の一例を示す概略側面図である。 １……原稿 ２……コンタクトガラス（原稿台） ３……ランプ、４……レンズ ５……感光体ベルト、17……トナーセンサ 20……電位センサ、21……パターン 21a……電位センサ用パターン 21b……トナーセンサ用パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−189874（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−200054（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−74080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−74079（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−177854（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿を載置する原稿台の特定のコーナを原
   稿位置の基準とし、静電潜像技術により用紙上に倍率可
   変の画像を形成する複写機において、 感光体の表面電位を検出する電位センサと、 感光体上に形成されたトナー像の濃度を検出するトナー
   センサと、 原稿面外の前記原稿台の特定のコーナに近接して前記用
   紙の搬送方向と直角に配置した前記電位センサ用と前記
   トナーセンサ用の各パターンとを設け、 前記電位センサと前記トナーセンサの各位置の前記用紙
   の搬送方向と直角方向の成分が互に異なるように配設
   し、 前記電位センサ用パターンを変倍範囲内において前記電
   位センサに対応する位置に投影される領域に配置すると
   ともに、前記トナーセンサ用パターンをそれ以外の領域
   に配置し、 前記トナーセンサに対応する位置に前記電位センサ用パ
   ターンが投影される倍率に設定されている場合のみ、前
   記トナーセンサが検出する領域を露光するタイミングの
   間、前記原稿を照射するランプをオフにするように構成
   されていることを特徴とする複写機。
2. 【請求項２】前記電位センサ用パターンを白色または明
   るい濃度の色によって形成した請求項１記載の複写機。
3. 【請求項３】前記トナーセンサ用パターンを黒色または
   黒に近い濃度の色によって形成した請求項１記載の複写
   機。