JPH0211903B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は予め基準ターゲツトを感光体上に感
光した後これを現像して、そのトナー像の濃度を
検出し、得られた検出信号により複写濃度や白地
濃度がある規定値の範囲に納まるようトナー供給
装置、現像バイアス電圧、帯電器及び露光系など
を予め設定したモードに従つて総合的に制御する
ようにした電子複写機の制御装置に関する。

従来、複写機においては、複写の画質調整とい
う観点では、現像剤濃度を一定にすることで一定
の画質を維持することと、逆に、原稿が濃淡いず
れかに過ぎる場合に見易い濃度に変化させること
が知られている。

本願発明は前記の観点からみれば、現像剤濃度
を一定することのカテゴリーに近いものではある
が、このカテゴリーの従来例では、単に現像器本
体内の現像剤の透過光量や電気抵抗、磁気抵抗等
の変化を検出して、現像剤中のトナーの含有率を
一定レベルに維持することにとどまるものであつ
て、常に原稿に忠実な濃度の再現を図るという観
点からすると、現像剤は現像装置本体から更に感
光体上で実際に画像となるまでに、複写機の露光
系や現像装置等の諸要素が制御なしい処理的に関
与するものであるのに、それらの要素の劣化、交
換、あるいは現像装置本体外の環境の変動に対応
するものではなかつた。

この発明はかかる従来の制御装置の欠点を改善
する目的でなされたもので、トナー供給装置や現
像バイアス電圧、帯電器及び露光系などを総合的
に制御することにより、常に安定した画質の複写
が得られるようにした電子複写機において、複写
すべき原稿の濃淡に応じて複写モードを選択し、
現像器の現像電極に印加されたバイアス電圧を変
化させた場合に、これに応じて検出器が検出する
基準ターゲツトのトナー像からの画像濃度及びバ
ツクグランド濃度検出信号を一定の関係でシフト
させるようにしたバイアス補正回路を有する電子
複写機の制御装置を提供して、原稿に応じて複写
モードを選択した場合にも、制御回路が誤つて制
御モードを選択するのを未然に防止しようとする
ものである。

以下この発明の一実施例を図面を参照して詳述
する。第１図はこの発明の制御装置を採用した電
子複写機で、複写機本体１の上部に図示しない原
稿を載置するための原稿台２が設けられている。
原稿台２の下側には第１図に示すように基準ター
ゲツト３と、原稿台２に沿つて移動する露光ラン
プ４が設けられ、この電光ランプ４により原稿及
び基準ターゲツトが露光できるようになつてい
る。原稿または基準ターゲツト３の反射光は光学
系５を経て複写機本体１内の感光体６へ達し、帯
電器２５により帯電された感光体６の周面に静電
潜像を形成する。感光体６の静電潜像は次の現像
器７によりトナー像に現像される。現像器７は高
圧電圧が印加された現像電極８を感光体６の周面
に沿つて有しており、トナー供給装置９より供給
されたトナーを含む現像剤により、上記感光体６
上の静電潜像を現像するもので、この現像器７の
上方には感光体６上に形成された基準ターゲツト
３のトナー像の濃度を検出する検出器１０が設け
られている。検出器１０は例えば発光ダイオード
などの発光素子１０ａ及びフオトダイオードなど
の受光素子１０ｂからなる反射型センサであつ
て、感光体６上の有効複写面外に形成された基準
ターゲツト３のトナー像に対応するよう設けられ
ており、このトナー像からトナー像の濃度及びバ
ツクグランド濃度が検出できるようになつてい
る。上記基準ターゲツト３は濃度の異なるものを
複数個設けることによつて、よりきめの細かい画
質の制御を可能にしたもので、ここでは画像部の
濃度を代表するものと、低コントラストまたは非
画像部（背影部）の濃度を代表するものを夫々１
個ずつ用意して、これら基準ターゲツト３による
トナー濃度の検出量に従つて制御を行うようにな
つており、基準ターゲツト３の濃度の組合せとし
ては、例えば0.3GSAD（グレースケール、ソリツ
ド、エリア、デテンシイテイと0.7GSADまたは
0.4GSADと0.8GSADが適当である。また上記基
準ターゲツト３は露光ランプ４の走査移動方向に
対して同方向に配列することが望ましく、このよ
うに配列することによつて感光体６上には、回転
方向に並んだ基準ターゲツト３のトナー像が形成
されるようになる。これによつて上記トナー像が
通過する位置の上方に設けた単一の検出器１０の
検出タイミングを制御することによつて夫々のト
ナー濃度を検出することが可能になる訳である。

またこの場合に用いる反射型の検出器１０は反
射光の正反射成分を受光検知するように構成され
たものが望ましく、このような検出器１０は集光
性がよく、かつ分解能が高いため、小さな像濃度
に対しても的確な検知が可能であると共に、検知
タイミングの制御も容易である。

これに対して反射光の乱反射成分に対しても感
応するようなものでは、像濃度を平均化してしま
うので、検知タイミングの制御が困難となり、従
つて基準ターゲツト３の面積も比較的大きなもの
を必要として好ましくない。

なお第１図に示す実施例では、検出器１０が現
像位置と転写位置の間に配置されて、現像直後の
トナー濃度を検知測定するようになつているが、
検出器１０の位置はこの位置に限定されるもので
はなく、例えば転写位置とクリーニング位置の間
などに設けてもよい。

一方上記検出器１０の受光素子１０ｂにより検
出された検出信号は、第２図に示す増幅回路１２
により適当なレベルの信号に増幅された後、サン
プルホールド回路１５にサンプルホールドされ
る。上記増幅回路１２には検出器１０や増幅回路
１２中に発生しているドリフト分を補償するため
のドリフト補償回路（ALC）１３と、トナーに
よつて検出器１０が汚れるなどした際生じるレベ
ルの低下等に対しても一定の出力を維持するため
のゲイン調整回路（AGC）１４とが付加されて
おり、これら各回路１３，１４のうちドリフト補
償回路１３は例えば第３図に示すように差動増幅
器３３とホールド回路３４から構成されていて、
次のように動作する。すなわちいま複写機本体１
の図示しないスタートスイツチが押されて複写機
本体１が動作を開始した直後の数100msec程度の
間に、規定の時間例えば数10msecだけ差動増幅
器３３とホールド回路３４の間に設けたアナログ
スイツチ３１をオンさせ、検出器１０や増幅回路
１２に発生したドリフト電位をコンデンサ３２に
充電記憶させる。なおこのとき検出器１０の発光
素子１０ａはオフにしておく。

次にこの値をホールド回路３４を介して差動増
幅器３３の一方の入力側へフイードバツクさせ、
検出器１０が基準ターゲツト３のトナー像を検出
する際、その信号内に含まれたドリフト分をキヤ
ンセルするので、差動増幅器３３の出力側にはト
ナー像より検出した真の検出信号のみが増幅され
て出力されるようになり、その値（VO）は次の
通りである。

VO＝（R1＋R2）／（R3＋R4）・R4／R1V_IN−R2／R1・V
_H R1＝R3、R2＝R4ならば VO＝R2／R1（V_IN−V_H）となる。

ここでV_IN＝（VS＋Vb）、Vb＝VH なおVS：真の信号 Vb：ドリフト電位 V_H：ホールド電位 として数式を書き換えると、 VO＝R2／R1｛（VS＋Vb）−Vb｝＝R2／R1VS となり、出力電圧VOは真の信号分のみが増幅さ
れ出力されたことになる。

またゲイン調整回路１４は例えば第４図ａに示
すように構成されていて次のように動作する。な
お第４図ｂは第４図ａの回路をブロツク化したも
のである。

すなわち上記ゲイン調整回路１４は露光及び現
像してない感光体６表面の反射光の値が、検出器
１０の汚れなどにより変化しても検出電圧は常に
一定となるように制御するもので次のように動作
する。

複写機本体１の図示しないスタートスイツチが
押されると、上記ドリフト補償回路１３が動作し
て検出器１０や増幅回路１２のドリフト量が補償
される。その後数10msec間検出器１０及び増幅
回路１２が動作されて、露光及び現像されてない
感光体６表面の反射光が検出器１０により検出さ
れ、増幅回路１２を経てゲイン調整回路１４へ入
力される。

ゲイン調整回路１４は誤差増幅器３５を有して
いて、基準値設定回路３６により設定された基準
値が入力されており、上記入力信号と比較されて
出力側に設けられたアナログスイツチ４１のオン
とともに増幅器３６の一方の入力側に接続された
電界効果トランジスタなどよりなる減衰器４２へ
入力され、ゲート電圧（VGS）を設定すると共
に、その値はコンデンサ４３に記憶される。すな
わち増幅器３６の出力VOが高ければ（検出器１
０が汚れていない場合）、増幅器３６の入力V_IN
が小さくなるように動作し、逆に低ければ入力
V_INが大きくなるように減衰器４２を制御して、
検出器１０の汚れなどに関係なく常に一定した出
力VOが増幅回路１２へ出力されて、増幅回路１
２のゲインを制御すると共に、増幅回路１２の出
力は、プロセツサ１７より出力されるシーケンス
信号に従つてサンプルホールド回路１５にホール
ドされる。

なおこのとき波形の平均値濃度を測定するたた
め、基準ターゲツト３のトナー像の中心位置を測
光するようにし、また感光体６表面の荒れの影響
を少なくするために積分時間を長くするとよい。
さらに図中１１は検出器１０の駆動回路である。

一方上記動作によりサンプルホールド回路１５
にホールドされた濃度信号は次段の比較回路１６
によつて、基準回路１９より入力された基準濃度
信号と比較され、その結果が中央制御回路２０へ
入力される。中央制御回路２０では上記比較回路
１９より入力された濃度判定結果に従つて制御モ
ードを選択し、出力回路２１を経て各種制御回路
２２へ制御信号を送つてこれら制御回路２２を制
御するものであるが、複写機により原稿の濃淡に
より複写モードが選択できるようにしたものがあ
る。

このような複写機で例えば比較的色の薄い原稿
を複写する場合、別に設けた薄色原稿用プリント
スイツチをオンにするが、これによつて現像バイ
アス電圧が低下して像濃度が増加するため、色の
薄い原稿からも良好な複写が得られるようになつ
ている。しかしこのような複写機では薄色原稿用
プリントスイツチをオンにした状態で複写を行う
と、基準ターゲツト３のトナー像も現像バイアス
電圧の低下により濃度が増し、これを検出器１０
で検出すると、通常の複写に比べて出力信号が低
下する。従つてこれを基準回路１９の固定された
基準値と比較回路１６で比較すると「画像濃度が
高過ぎ」または「バツクグランド濃度が高過ぎ」
の判定結果を中央制御回路２０へ出力するため、
以後中央制御回路２０はこの判定結果に基いてプ
ログラムを進めてしまう不具合が生じる。

そこで薄色原稿用プリントスイツチまたは濃色
原稿用プリントスイツチを動作させて複写した場
合には、検出器１０により検出した信号を補正し
て上述した不具合を解消する必要があり、これを
第５図に示すバイアス補正回路１８により行うよ
うになつている。

すなわちサンプルホールド回路１５の出力側に
は抵抗Ｒ及びR_Nが設けられていて、通常の原稿
複写に際してはこれら抵抗Ｒ及びR_Nにより決定
された信号VSが比較回路１６へ入力される。ま
た上記各抵抗R_Nの一方にはこれと並列に抵抗R_L
及びスイツチSW５の直列回路が接続されてい
て、スイツチSW５は薄色原稿用プリントスイツ
チに連動してオンするようになつており、このス
イツチSW５がオンされることによつて抵抗R_Lが
抵抗Ｒと並列に接続され、入力信号V_Sが次のよ
うに補正（シフトアツプ）されて比較回路１６へ
入力されるいまV_S（Ｎ）＝V_SεH×Ｒ／RNの状態でス イツチSW５がオンすると、 V_S（Ｌ）＝V_SεH×Ｒ×R_L／Ｒ＋R_L／RN≒V_S（Ｎ）＞V
_SεH となる。従つてR_L＞Ｒとなるように抵抗R_Lの値
を決定することによつて薄色原稿複写時の入力信
号V_Sをシフトアツプすることができるようにな
る。

また他方の抵抗R_Nにはこれと並列に抵抗Rb及
びスイツチSW６の直列回路が接続されており、
スイツチSW６は濃色原稿用プリントスイツチと
連動してオンするようになつており、このスイツ
チSW６がオンされることにより抵抗R_Nに抵抗
Rbが並列接続されて、入力信号V_Sをシフトダウ
ンできるようになつている。これによつて比較回
路１６には薄色または濃色原稿用プリントスイツ
チが押された場合にも補正回路１８により補正さ
れた信号V_Sが入力されるようになり、中央制御
回路２０の誤動作が防止される。

一方上記動作により比較回路１６より出力され
た基準ターゲツト３のトナー像濃度の判定結果に
より中央制御回路２０は第６図ａないしｃに示す
動作で制御モードを選択する。

いま第６図ａにおいて複写機本体１に電源が投
入されると、現像バイアス電圧、帯電電流及び露
光ランプ電流の各パラメータは予め設定された基
準値に６１において設定される。この状態でプリ
ントスイツチが押されて複写が開始されると、各
複写工程毎に感光体６に形成された基準ターゲツ
ト３のトナー像が検出器１０により検出される
が、このとき画像濃度の検出またはバツクグラン
ド濃度の検出を先きに行うかは予め設定しておけ
ばよく、例えば最初の複写動作において画像濃度
を検出したら、次の複写動作後は例えば５回バツ
クグランド濃度を検出し、以後この順序を繰返す
などの検出工程を予め設定しておけばよい。

このように予め設定された検出工程に従つてフ
ローは６２よりサブルーチンＡ６３またはサブル
ーチンＢ６４へ進み、各サブルーチンＡまたはＢ
において判定結果に従つて制御動作を各制御対象
に指示した後、再び６５へ戻つて次の複写のため
に待機する。

また上記サブルーチンＡは検出器１０が画像濃
度を検出したときの制御動作を示すもので、検出
値が適正な画像濃度の場合は、第６図ｂに示すよ
うにトナー供給装置９の駆動モータを間欠動作さ
せるようにトナー供給量制御回路２２ｃへ指示６
６するのみであるが、画像濃度が適正値に対して
高い値または低い値を示す場合にはトナー供給装
置９の駆動モータへ停止の指示６８または連続駆
動の指示６７を出した後、帯電器の帯電電流及び
現像電極８のバイアス電圧を各パラメータの値に
従つて増加または減少させるように指示する。

例えば画像濃度の検出値が低いとトナー供給装
置９の駆動モータへ連続駆動の指示６７を与えた
後、帯電器２５の帯電電流が基準値にあるかの判
断６８が行なわれる。このとき帯電電流が基準値
にある場合は、さらに現像電極８のバイアス電位
がすでに設定可能な範囲内でもつとも低い電位に
あるかが判断６９される。もしここでバイアス電
位を一定量低下させることが可能であれば、バイ
アス電位のレベルがフロー７０において一段階下
げられることになるが、すでにバイアス電位がも
つとも低い電位となつていて、これ以上バイアス
電位を低下できない場合は、帯電電流が基準値に
ない場合と同様にして、帯電電流が設定可能な範
囲内で最大であるかの判断７１が行なわれる。

もしここで帯電電流を一定量増加することが可
能であれば、帯電電流のレベルがフロー７２にお
いて一段階上げられることになるが、すでに帯電
電流が最大であつてこれ以上増加することができ
ない場合には何等指示を出すことなくこのサブル
ーチンＡを脱出することになる。

以上は画像濃度が適正値に対して低い場合の制
御モードについて説明したが、逆に画像濃度が適
正値より高い場合には、まずトナー供給装置９の
駆動モータが停止６８され、この状態が再び駆動
再開の指示が出されるまで継続される。この後帯
電電流が基準値にあるかを判断７３され、ここで
帯電電流が基準値にある場合は、さらに現像電極
８のバイアス電位が設定可能な範囲内でもつとも
高い電位にあるかが判断７４される。もしバイア
ス電位を増加させることが可能である場合は、フ
ロー７５によりバイアス電位を一段階増加させる
が、すでにもつとも高い電位が印加されている場
合には、帯電器２５の帯電電流が基準値にない場
合と同様、帯電電流が設定可能な範囲で最小であ
るかの判断７６がされる。もしここで帯電電流が
最小でなく一定量低下させることが可能である場
合には、さらにこの複写の直前の複写動作におけ
るバツクグランド濃度についての判定結果が判断
７７されることになり、このバツクグランド濃度
が低くなかつた場合に限つて帯電電流はフロー７
８において一段階下げられることになると共に、
その他の場合は何等の指示を出すことなしにこの
サブルーチンＡを脱出する。

また第６図ａに示すサブルーチンＢはバツクグ
ランド濃度を検出した場合の制御動作を示すもの
で、この場合の制御モードは検出したバツクグラ
ンド濃度が異常な値示したときのみ帯電器２５の
帯電電流及び露光ランプ電流を各パラメータの値
に従つて増加させ、または減少させるように動作
する。従つて検出したバツクグランド濃度が適正
値にある場合には、何等の指示を出すことなくこ
のサブルーチンＢを脱出することになるが、もし
検出されたバツクグランド濃度が適正値より低い
値を示す場合には、第６図ｃに示すようにまず帯
電器２５の帯電電流が基準値にあるかの判断７９
を行う。ここで帯電電流が基準値にある場合に
は、露光ランプ電流が設定可能な範囲で最小な状
態にあるかがさらに判断８０される。もしここで
露光ランプ電流を一定量減少させることが可能で
あれば、露光ランプ電流のレベルをフロー８１に
おいて一段階低下させるように制御するが、すで
に露光ランプ電流が最小の状態にあつてこれ以上
低下させることができない場合には、帯電電流が
基準値になかつた場合と同様に、帯電電流が設定
可能な範囲内で最大の状態にあるかが判断８２さ
れる。

このとき帯電電流を一定量増加させることが可
能であれば、帯電電流のレベルを一ステツプ増加
させるように指示８３するが、もしすでに帯電電
流が最大の状態にあつてこれ以上増加することが
できない場合には、何等の指示を出すことなくこ
のサブルーチンＢを脱出する。

一方検出されたバツクグランド濃度が適正値よ
り高い値を示す場合には、帯電器２５の帯電電流
が基準値にあるかを判断８４されることにより、
ここで帯電電流が基準値にある場合には、さらに
露光ランプ電流が設定可能な範囲内で最大の状態
にあるかが判断８５される。ここで露光ランプ電
流を一定量増加させることが可能な場合は、露光
ランプ電流をフロー８６において一段階増加させ
るが、もしすでに最大の状態にある場合には帯電
器２５の帯電電流が基準値にない場合と同様に帯
電電流が設定可能な範囲内で最小であるかが判断
８７されることになる。ここで帯電電流が最小で
なく、一定量低下させることが可能な場合には、
さらにこの複写の直前の複写動作で検出された画
像濃度についての判定結果が判断８８されること
になり、このときの現像濃度が低くなかつた場合
に限つて帯電電流はフロー８９において一ステツ
プ下げられると共に、その他の場合は何等指示を
出すことなくこのサブルーチンＢを脱出する。

以上のようにして中央制御回路２０により選択
された制御モードは出力回路２１を経て各種制御
回路２２、例えば現像バイアス制御回路２２ａ、
露光ランプ制御回路２２ｂ、トナー供給量制御回
路２２ｃ及び帯電電流制御回路２２ｄなどへ出力
され、これら制御回路２２によつて現像電極８の
現像バイアス電圧や露光ランプ４の露光電流、帯
電器２５の帯電電流及びトナー供給装置９のトナ
ー供給量が所定の制御モードに従つて制御される
ようになる。

この発明は以上詳述したように、現像器の現像
電極に印加されるバイアス電圧を、複写すべき原
稿の濃淡に応じて選択変化できるようにした複写
機において、原稿台の近傍に設置した基準ターゲ
ツトを、複写時感光体の一部に露光後これを現像
して、得られたトナー像より画像濃度を検出し、
この検出結果に従つてトナー供給装置を含む各種
制御回路を制御することによつて画像濃度の忠実
な再現を図る装置を設けているから、単に従来例
のように現像器本体内の現像剤の濃度を一定にす
るのではなく、画像の忠実な再現のために適した
位置における測定値によつて、トナー供給装置を
含む各種制御回路総合的に制御されることとな
り、複写機において最も重要な課題である画像濃
度の忠実な再現が可能となつたうえ、このような
装置を現像器の電像電極に印加されるバイアス電
圧を、複写すべき原稿の濃淡に応じて選択できる
ようにした複写機に適用できるようにし、複写す
べき原稿の濃淡に応じて複写モードを選択した場
合に、現像電極に印加されるバイアス電圧の変化
に応じて、検出器が検出する基準ターゲツトのト
ナー像からの現像濃度及びバツクグランド濃度検
出信号を一定の関係でシフトさせるバイアス補正
回路を設けたことから、バイアス電圧の変化によ
り基準ターゲツトのトナー像の濃度が変化しても
基準値と比較判定される検出信号は上記バイアス
補正回路により補正された値となるため、複写モ
ードの選択が入力信号に影響を与えて制御回路が
誤動作するなどの虞れを未然に防止することがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図は複
写機全体の構成図、第２図は制御系のブロツク
図、第３図はドリフト補償回路の回路図、第４図
ａはゲイン調整回路の回路図、第４図ｂは同ブロ
ツク図、第５図はバイアス補正回路の回路図、第
６図ａ，ｂ及びｃは制御モード選択動作を示すタ
イムチヤートである。 ２は原稿台、３は基準ターゲツト、６は感光
体、７は現像器、８は現像電極、１８はバイアス
補正回路、２２は各種制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複写開始前に、複写すべき原稿の濃淡に応じ
   て現像電極のバイアス電圧を選択変化させるよう
   にした手動のスイツチ手段を備えた電子複写機の
   制御装置であつて、 原稿台２の近傍に設置した基準ターゲツト３、 複写時感光体６の一部に露光され現像された前
   記基準ターゲツト３のトナー像の画像濃度を検出
   する検出器１０、 前記検出器１０の検出信号を増幅するものであ
   つて、ドリフト補償回路１３と、ゲイン調整回路
   １４とを含む増巾回路１２、 前記増巾回路１２の出力側にあつて、複数の抵
   抗を有し、前記スイツチ手段によつて複写開始前
   にバイアス電圧が選択変化された際、この選択変
   化されたバイアス電圧毎に前記スイツチ手段によ
   つて異なつた抵抗値が形成されるようになつてい
   て、前記増巾回路１２の出力をバイアス電圧の選
   択変化と一定の関係でシフトさせるようになつた
   補正回路、 前記補正回路の出力を基準回路１９の基準濃度
   信号と比較する比較回路１６、 前記比較回路１６の出力によつて、現像バイア
   ス電圧、露光電流、帯電電流及びトナー供給量を
   所定の制御モードに従つて制御する中央制御回路
   ２０、 とを有する電子複写機の制御装置。