JPH0231386B2

JPH0231386B2 -

Info

Publication number: JPH0231386B2
Application number: JP54034234A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Tanaka
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1979-03-26
Filing date: 1979-03-26
Publication date: 1990-07-12
Also published as: JPS55127574A

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におけるトナー像検出器の
ドリフト補償方法に関する。

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いし処理的に関
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、トナ
ー像を検出する検出器自身や、検出信号を増幅す
る増幅回路内部のドリフト分を複写に先がけて補
正するようにしたトナー像検出器のドリフト補正
方法を提供して、検出器や増幅器内部のドリフト
などにより検出信号が影響される虞れをなくした
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、この露光ランプ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、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に発生したり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_1N−R₂／R₁
・V_H R₁＝R₃、R₂＝R₄ならば V₀＝R₂／R₁（V_1N−V_H）となる。

ここでV_1N＝（V_S＋V_b）、V_b＝V_H なおV_S：真の信号 V_b：ドリフト電位 V_H：ホールド電位として数式を書き替えると、 Vo＝R₂／R₁｛V_S＋V_b）−V_b｝＝R₂／R₁V_S 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。また上記ドリフト補正回路
（ALC）の機能は実施例に示すハードウエア構成
のみならず、ソフトウエアにより構成しても勿論
よい。

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１０が汚れていない場合）、増幅器
３６の入力V_1Nが小さくなるように動作し、逆に
低ければ入力V_1Nが大きくなるように減衰器４２
を制制して、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１２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１
５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
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１１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
１６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１
０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これら抵抗Ｒ及び
R_Nにより決定された信号V_Sが比較回路１６へ入
力される。また上記各抵抗Ｒ，R_Nの一方Ｒ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_S〓_H×
Ｒ／RNの状態でスイツチSW₅がオンすると、 V_S（Ｌ）＝V_S〓_H×Ｒ×R_L／Ｒ−R_L〓／R_N〓V_S（Ｎ）＞V
_S〓_H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を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６６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２５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
７８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を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も
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、このときの画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、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が総合的
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、複写に先がけて、検出器の発光素子を
動作させない状態で受光素子の出力電位を記憶
し、次に発光素子を動作させた状態で受光素子に
検出された出力電位より上記記憶電位を減算して
検出信号としたことから、受光素子や増幅器内部
のドリフトに影響されることなく常に正確なトナ
ー像の検出が行なえるようになり、制御回路にお
ける制御精度及び信頼を一段と向上させることが
できる。

【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、１０は検出器、１０ａは発光素子、１０ｂは
受光素子、２２は各種制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１原稿台２の近傍に設置した基準ターゲツト３
を、複写時感光体６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２２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る一方、少なくとも複
写開始毎にオフ状態にある検出器１０や増幅回路
１２のドリフト電位を記憶手段に記憶し、次に上
記検出器１０のオンとともに、上記記憶手段にホ
ールドされたドリフト電位を演算手段へフイード
バツクして、検出器１０のオンとともに入力され
た濃度信号からドリフト分をキヤンセルし、真の
検出信号のみを出力させ、この真の検出信号のみ
によつてトナー供給装置を含む各種制御回路２２
を総合的に制御するようにしたことを特徴とする
電子複写機の制御方法。