JPH026970A - 電子複写機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は予め基準ターゲッ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
た検出信号により庚写濃度や白地ｌ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って総
合的に制御するようにした電子複写機の制御方法に関す
る。

従来この種の複写機には、ｉすられる複写の画質特に複
写像の濃度を一定に維持するための装置として、トナー
の供給量を自動的に制御する装置や、現像バイアス電圧
を制御する装置などが採用されている。これら装置は現
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自動的に一定レベルに
維持することにより画質の安定性を高めるものである。

しかしこれら装置には現像剤や露光ランプなどが劣化し
た場合や湿度などが高くなった場合でもトナｒ含有率が
一定となるよう制御するため、逆に得られる複写の画質
が低下する。

特に磁気ブラシ現像装置を用いた複写機ではこれらの影
響を受けやすい欠点があった。

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複写機にお
いて、特に基準ターゲットのトナー像より検出１−だ画
像濃度を予め設定した基準値と比較判定して、その判定
結果により現像器へのトナー共給量を制御すると共に、
上記現像器の現像電極へ印加されたバイアス電圧または
帯電器の帯電電流の少なくとも一方を、中央制御回路よ
り出力された所定の制御モードにより制御するようにし
た電Ｔ−複写機の制御方法を提供して、より安定した画
質の複写が常時開られるようにしたものである。

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１賃写機で、
複写機本体】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ット３と、原稿台２に沿って移
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７！準ターゲットか露光できるようになって
いる。原稿または基準ターゲット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７Ｌｔ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の周面に沿って存しており、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ット３の
１−ナー像の濃度を検出する検出器］０か設けられてい
る。

検出器１０は例えば発光ダイオードなどの発光素子１．
０　ａ及びフォトダイオードなどの受光索子１０ｂから
なる反射型センサであって、感光体６上のａ効複写面外
に形成された基準ターゲット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
びバックグランド７農度が検出できるようになっている
。

上記基■ターゲット３は濃度の異なるものを複数個設け
ることによって、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、これら基準ターゲッ
ト３によるトナー濃度の検出量に従って１，１陣を行う
ようになっており、基やターゲット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
ッド、エリア、ブテンシイティ）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ット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って感光体６上には、回転方向に並
んだ基準ターゲット３のトナー像が形成されるようにな
る。これによっ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】０の検出タイミングを制御するこ
とによって夫々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１ｏ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、従って基準ターゲット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１１図に示す実施例では、検出器１ｏ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ＡＰ１定するようになっているが、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】２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
ーによって検出器１０が汚れるなどした原生じるレベル
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ッチが押されて
複写機本体１が動作を開始した直後の数１００　ｍ５ｅ
ｃ程度の間に、規定の時間例えば数１０＋＋＋ｓｅｃだ
け差動増幅器３３とホールド回路３４の間に設けたアナ
ログスイッチ３Ｉをオンさせ、検出４２１．０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１０
ａ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ィードバックさせ、検出器１０が基
準ターゲット３のトナー像を検出する際、その／、を９
内に含まれたドリフト分をキャンセルするので、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（Ｖ
ｏ）は次の通りである。

Ｒ１−Ｒ３、Ｒ２−Ｒ４ならば、 ここでＶＩＮ−（Ｖｓ＋Ｖｂ）　、Ｖｂ−ＶｕなおＶｓ
：真の信号 Ｖｂ＋　ドリフト電位 ＶＨ：ホールド電位 として数式を書き替えると、 となり、出力電圧Ｖｏは真の信号分のみか増幅され出力
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）の回路をブロッ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ｌの図示し
ないスタートスイッチが押されると、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１０　ｍ５ｅｃ間検出器１
０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ｙ！Ｊ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ａしてい
て、基窄値設定回路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ッチ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の人力ＶＩＮが
小さくなるように動作し、逆に低ければ人力ＶＩＮが大
きくなるように減衰器４２を１．す御して、検出器】０
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、プロセッサ１７より出力
されるシーケンス信号に従っ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４ｐ１定するため、基
準ターゲット３のトナー像の中心位置をΔ−１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によって、基
弗回路１つより入力された基準ｌ震度信号と比較され、
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より人力されたｌ虚度判定
結果に従っ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へ制御信号を送ってこれら制御回路２
２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ヅーチーをオ
ンにするが、これによっ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っている。しかしこのような複写機
では薄色原稿用プリントスイッチをオンにした状態で複
写を行うと、基準ターゲット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。

従ってこれを基準回路１９の固定された基準値と比較回
路１６で比較すると「画Ｉ’ｌｌ　ＫＪ度が高過ぎ」ま
たは「バッ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ッチまたは濃色原稿用プ
リントスイッ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っている。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ＲＮ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
ＲＮにより決定された信号Ｖｓが比較回路１６へ人力さ
れる。また上記各抵抗Ｒ及びＲＮの一方Ｒにはこれと並
列に抵抗ＲＬ及びスイッチＳＷ５の直列回路が接続され
ていて、スイッチＳＷ５は薄色原稿用プリントスイッチ
に連動してオンするようになっており、このスイッチＳ
Ｗ５がオンされることによって抵抗ＲＬが抵抗Ｒと並列
に接続され、人力信号Ｖｓが次のように補正（シフトア
ップ）されて比較回路１６へ入力される。

てスイッチＳＷ５がオンすると、 １？ＸＩ？Ｉ。

１（Ｎ となる。従ってＲＬ＞Ｒとなるように抵抗ＲＬの値を決
定することによって薄色原稿複写時の入力信号Ｖｓをシ
フトアップすることができるようになる。

また他方の抵抗ＲＮにはこれと並列に抵抗Ｒｂ及びスイ
ッチＳＷ６の直列回路が接続されており、スイッチＳＷ
６は濃色原稿用プリントスイッチと連動してオンするよ
うになっており、このスイッチＳＷ６がオンされること
により抵抗ＲＮに抵抗Ｒｈが並列接続されて、入力信号
ＶＳをシフトダウンできるようになっている。

これによって比較回路１６には薄色または濃色原稿用プ
リントスイッ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Ｖｓ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
ーゲット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）ないしくｃ）に示す動作で制御モ
ードを選択する。

また第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Ｐ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ッチが押されて
複写が開始されると、各複写工程毎に感光体６に形成さ
れた基準ターゲット３のトナー像が検出ＷＩＯにより検
出されるが、このとき画像濃度の検出またはバックグラ
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回バックグランド濃度を
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ってフローは６
２よりサブルーチン（Ａ）６Ｂまたはサブルーチン（Ｂ
）６４へ進み、各サブルーチン（Ａ）または（Ｂ）にお
いて判定結果に従って制御動作を各制御対象に指示した
後、再び６５へ戻っ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］０が画像濃度を検出
したときの制御動作′を示すもので、検出値か適正な画
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ｊ７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
従っ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■にあるかの判断６８が行なわれる。こ
のとき帯電′電流が基や値にある場合は、さらに現像電
極８の／・イアスミ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−〕でいて、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
流が最大であってこれ以、上増加することができない場
合には同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
で帯電電流う（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っとも高い電位
にあるかが判断７４される。もしバイアルスミ泣を増加
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、すでにもっとも高い電
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かされる。もしここで帯電ｆｆ
１Ａが最小でなく一定は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ッ
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、このバックグランド濃度が低くなかった場合
に限っ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はバックグラン
ド１ａ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ッ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って増加させ、または
減少させるように動作する。従って検出したバックグラ
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
し検出されたバッ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■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ってこれ以上低
下させることができない場合には、帯電電流が基準値に
なかった場合と同様に、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−ステッ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っ
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。

−力検出されたバッ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８うされる。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った場合に
限って帯電電流はフロー８９において−ステップ下げら
れると共に、その他の場合は同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δ種制御回路２２、例えば現
像バイアス制御回路２２ａ１露先ランプ制御回路２２ｂ
、トナー供給量制御回路２２ｃ及び帯電電流制御回路２
２ｄなどへ出力され、これら制御回路２２によって現像
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っ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１．！！阜ターゲットの
トナー像より検出した画像濃度を、予め設定した基準値
と比較判定して、その判定結果により現像器へ供給する
トナーの供給量を制御すると共に、上記現像器の現像電
極へ印加さ、ｆ−＋たバイアス電圧または帯電器の帯電
電流の少ｔくとも一方を、制御回路より出力された所定
の制御モードにより制御するようにしたことから、複写
機本体が設置された環境や、複写機各部の経時変化など
に同等影響されることなく現像器へのトナー供給量や現
像電極のバイアス電圧または帯電器の帯電電流などが総
合的に制御できるようになり、常に安定した画像の複写
が得られるようになる。

【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図は制御系のブロック図、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）は同ブロック図、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ャートであ
る。 ２は原稿台、３は基ベヘターゲット、６は感光体、 ７は現像器、 ８は現像電極、 ０は中央側 御回路、 ２は各種制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原稿台２の近傍に設置したターゲット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、この検出結果に従って各種制御
   回路２２を制御する複写機において、感光体６の非画像
   部に形成された基準ターゲット像の画像濃度を検出し、
   得られた濃度信号と基準値を比較し、その偏差を、中央
   制御回路２０へ出力すると共に、中央制御回路２０では
   帯電電流、露光ラップ電流等の制御要素を各状態判定に
   基づいて階層的に、かつ個別または同時にアップダウン
   制御することを特徴とする電子複写機の制御方法。