JPH0313585B2 - - 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方法に関する。

従来この種の複写機には、得られる複写の画質
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制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つた場合でもト
ナー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
に制御する複写機において、特に基準ターゲツト
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
器へのトナー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
るようにした電子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得られるようにし
たものである。

以下この発明の一実施例を図面を参考にして祥
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８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に設けられており、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一個
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図に示す増輻回路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線３４を介して差動幅
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＝V_H なお Vs：真の信号 Vb：ドリフト電位 V_H：ホールド電位 として数式を書き替えると、 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
像していない感光体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
ていない感光体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_H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に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、基準ターゲツトの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、検出基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及び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Vs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Vs（Ｎ）
＝VsεH×Ｒ／R_Nの状態でスイツチSW5がオンする と、 Vs（Ｌ）＝VsεH×Ｒ×RL／Ｒ＋RL／R_N ≒Vs（Ｎ）＞VsεH 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Vs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Vs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
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。もちバイア
ス電位を増加させることが可能である場合には、
フロー７５によりバイアス電位を一段階増加させ
るか、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
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７
７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な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
のサルブーチン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
を一定量増加き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８
７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、その場合は何等指示を出すこ
となくこのサブルーテンＢを脱出する。

以下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２
２ｃ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。

以上詳述したように、この発明は画像濃度とバ
ツクグランド濃度それぞれの基準ターゲツトのト
ナー像より、設定された順序に従つて検出された
各画像濃度と基準値と比較判定して、その判定結
果により帯電電流、露光ラン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
は同時にアツプダウン制御するようにしたことか
ら、常に安定したバツクグランド濃度を有する複
写が得られるようになる。

そして、複数の制御要素を同時に制御すること
により画質改善の応答性が早くなり、これによつ
て常に安定した良質の画像が得られる効果があ
る。

また各制御要素を階層的に組合せて制御するこ
とによりコントロールのダイナミツクレンジが拡
大するため、環境の変化や経時変化に影響される
ことなく常に良質の画像が得られると共に、サー
ビスロードも大幅に軽減されることから、サービ
スコストの低減が図れる効果もある。

さらに制御要素が露光ランプ電流、帯電電流の
ように画像濃度再現にとつて寄与率の高いパラメ
ータを寄与率の順に制御するようにしたことか
ら、容易かつ確実に画質の制御が行えると共に、
高濃度制御には、トナー濃度とバイアス電圧、低
濃度制御にはランプ電流というように制御対象に
より制御要素を振り分けて互に干渉しないように
制御し、最後の手段として両者に関連する帯電電
流を加えて制御することにより高濃度及び低濃度
が独立して制御できるため制御が混乱する虞れな
いなどの効果がある。

【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、２０は中央制御
回路、２２は各種制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原稿台２の近傍に設置したターゲツト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
   出結果に従つて複写の画質を制御するようにした
   複写機において、ターゲツト３は画像濃度とバツ
   クグランド濃度それぞれの基準ターゲツトを用意
   し、感光体６の非画像部に形成された各基準ター
   ゲツト像のトナー像濃度を検出し、得られた濃度
   信号と基準値を比較し、それぞれの偏差は中央制
   御回路２０へ出力するようにし、中央制御回路２
   ０では、画像濃度にかかる偏差により帯電電流、
   現像バイアス、トナー供給等の制御要素を適正な
   画像濃度再現の寄与率の順に制御させると共に、
   バツクグランド濃度にかかる偏差により帯電電
   流、露光ランプ電流等の制御要素を適正なバツク
   グランド濃度再現の寄与率の順に制御するように
   したことを特徴とする電子複写機の制御方法。