JPH0314186B2 - - 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におけるトナー像の濃度の
検出信号を増巾する回路のゲイン調整方法に関す
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、検出
器の汚れなどにより検出信号が影響されるのを防
止したトナー像の濃度の検出信号を増巾する回路
のゲイン調整方法を提供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
稿を装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、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の間に設けたアナグロ
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（V_O）は次
の通りである。

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

ここでV_IN＝（V_S＋Vb）、Vb＝V_H なおV_S：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、 V_O＝R2／R1｛V_S＋Vb）−Vb｝＝R2／R1V_S となり、出力電圧V_O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のドルフト量が補償
される。その係数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グロスイツチ
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V_O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_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V_O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１
２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
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
１６に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炎
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V_S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_SξH×Ｒ／R_Hの状 態でスイツチSW５がオンすると、 V_S(L)＝V_SξH×Ｒ×RL／Ｒ＋RL／R_N≒V_S（Ｎ）＞V_SξH 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、制御回路
２０の誤作動が防止される。

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、複写に先がけ
てトナー像の形成されていない感光体表面の状態
を検出器により光学的に検出し、得られた検出信
号が常に一定となるよう次段の増幅回路のゲイン
を制御するようにしたことから、検出器がトナー
などにより汚損されたり経時変化などにより劣化
されても、常に同条件でトナー像の検出が行なえ
るようになるため、検出精度がトナーの汚損など
に影響されることがなくなり、検出精度が一段と
向上する。更に本願発明では感光体上に形成され
る画像（イメージ）の間（インタイメージ）にタ
ーゲツト像を形成して、このターゲツト像の濃度
検出する方式を採用している。

従つてゲイン調整がかけられるタイミングは複
写開始直前か直後となるが、複写終了後は次の複
写がいつ開始されるか不明なため、実際には複写
開始直前が最良となり、本願では複写開始直前に
短時間感光体の表面の状態を検出して得られた情
報をもとに増幅回路の利得を制御している。そし
て複写開始毎に短時間検出することにより、感光
体に疲労を与えることが少なくなり、疲労による
白抜けなどの不具合が発生しないと共に、検出器
に発光ダイオードを使用した場合連続点灯に比べ
て寿命の向上が図れる効果がある。

さらに連続点灯の場合光出力がとれないことか
らＳ／Ｎ比を高くできないが、本願のように短時
間点灯するようにすれば＋50％の発光出力を得る
こともできる。

【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、１２は増幅回路、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、得られたトナー像の画像濃度を光感知型検出
   器１０で検出し、得られた検出信号を増巾回路１
   ２で増巾した後、複写の画質を制御する制御回路
   ２２に供給するようにした電子複写機において、
   基準ターゲツト３のトナー像を検出する前記光感
   知型検出器１０により、少なくとも複写開始毎に
   短時間露光及び現像していない感光体６表面の状
   態を光学的に検出し、この検出出力が一定となる
   ように前記増巾回路１２の利得を制御することを
   特徴とする電子複写機におけるトナー像の濃度の
   検出信号を増巾する回路のゲイン調整方法。