JPH0341484A - 画像濃度読取り装置 - 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） 本発明は複写機に用いられる画像濃度読取り装置に関す
る。

（発明の背景） 複写機には、原稿の濃度に応して現像スリーブバイアス
を自動調整し、最適濃度の転写紙を得る機能がついてい
るのが一般的である。

この自動調整は、ＥＥスキャン（原稿の濃度情報を得る
ために光源を原稿に沿って移動させる動作）によりセン
サーから得られる画像濃度信号（以下、ＩＥＥ信号とい
う）を増幅した後ＣＰＵ　　（中央処理装置）に入力し
、これに基づいてＥＥヒストグラムを作成して原稿の濃
度分布を把握し、最適な現像スリブバイアスを決定する
という手順により行われる。

したがって、ＥＥ倍信号正確な処理は適正なバイアスを
得るための基本であり、複写機メーカーでは、生産工程
において各装置ことに画像濃度読取り装置におけるＥＥ
信号処理回路の増幅率（ゲイン）とオフセットを微調整
し、センサー精度や回路を構成する抵抗の抵抗値誤差等
に起因する読取り濃度のばらつきを排し、同一原稿に対
して一律な濃度読取りができるように調整を行っている
。

第７図は画像濃度読取り装置の従来例の回路図である。

本従来例は、ＥＥスキャンにより得られるＥＥ倍信号処
理するもので、原稿１の複写面で反射した露光ランプ２
の光は、光学系３の横に設けられたＩＥＥセンザー（受
光素子）４によりＥＥ倍信号変換される。このＥＥ倍信
号、ゲイン選択回路５およびオフセット調整回路６によ
り増幅され、ＣＰＵ　７のアナログ端子に入力可能な電
圧に変換される。

ゲイン選択回路５は、オペアンプ８と、ゲイン調整用抵
抗Ｒ１と、抵抗Ｒ２〜Ｒ７とで構成されており、オペア
ンプ８の反転入力端子には、ＥＥ全センサーの出力が可
変抵抗Ｒ］および抵抗Ｒ２を介して入力され、非反転端
子には、電源（１，ＯＶ）を抵抗Ｒ３とＲ４で分圧した
電圧が入力される。また、抵抗Ｒ５はオペアンプ８の出
力端と非反転入力端子との間に設けられており、抵抗Ｒ
６とＲ７はオペアンプ８の出力信号を分圧するものであ
り、その分圧点はスイッチＳｗ］のＭ側に接続されてい
る。このゲイン選択回路の増幅率（ゲイン）はＲ５／Ｒ
１，＋Ｒ２で表される（但し、各抵抗の抵抗値は参照番
号と一致しているものとする）ため、ゲイン調整用抵抗
Ｒ１の抵抗値を手動で微調整することにより、増幅率を
、例えば、２〜１０倍の範囲で変化させることかできる
。

オフセット調整回路６は、オペアンプ９と、オフセット
調整用の可変抵抗Ｒ１，０と、抵抗Ｒ８，Ｒ９、Ｒ１１
，、Ｒ１２，Ｒ１３とで構成されている。オペアンプ９
の反転入力端子には、抵抗Ｒ８を介してオペアンプ８の
出力信号が人力され、非反転入力端子には、電源（ｌ０
Ｖ）を抵抗Ｒ９と可変抵抗Ｒ１，０および抵抗Ｒ１ｌと
で分圧した電圧が入力される。

抵抗Ｒ１２はオペアンプ９の出力端と反転入力端子との
間に、抵抗Ｒ１３はクランドとの間に設けられている。

また、オフセット調整用抵抗ＲＩＯは手動により調整さ
れる。

スイッチＳＷＩは、実動作モード（実際に原稿濃度を読
込むときのモード）ではＰ側に、調整モードではＭ側に
切り替えられる。

モニター装置１０は、入力されるＥＥ倍信号レベルに対
応した所定の表示を行うものである。

バイアス回路１２は、ＣＰＵ　７からの指示を受けてＥ
Ｅ倍信号レベルに応じた適切な現像バイアスを供給する
。この現像バイアスの調整により、ドラム（３に付着す
るトナーｔ４の量が制御される。

次に、本従来例の動作を説明する。

調整モード時 ＥＥ全センサーから得られる白および黒レベルに対応す
るアナログ信号（ＥＥ倍信号を、ＣＰＵ　７の電源レベ
ルに正確に対応させるために、ゲイン調整用抵抗Ｒ１お
よびオフセット調整用抵抗Ｒ１，０を手動により調整す
る。調整は、主に、生産工場内でライン作業者によって
行われる。

このゲイン調整は、前述したようにＥＩＥセンサ４から
の信号に基づいてＣＰＵ　７が作成するＥＥダイヤグラ
ムの中心が、センサー精度や抵抗誤差等に起因して量産
される各装置間でばらつくのを防止するために行うもの
である。

調整手順の概要は以下のとおりである。

まず、作業者がコピー機の背面カバーを開け、切換えス
イッチＳＷＩをＭ側にセットする。次に、コピーボタン
を押してゲイン調整用スキャンを開始し、モニター装置
１０を目視しながら所定の表示が得られるようにゲイン
調整ボリューム（不図示）を回し、抵抗Ｒ１の抵抗値を
調整する。

次に、切換えスイッチＳｗ１をＰ側にセットし、モニタ
ー装置ｌＯを目視しながらオフセット調整用ボリューム
（不図示）を回し、抵抗ＲＩＯの抵抗値を調整する。

実動作時 スイッチＳＷＩはＰ側にセットされている。

原稿１を所定の位置にセットし、コピーボタン（不図示
）を押してＥＥスキャンを開始させる。原稿面で反射し
た露光ランプ２の光は、反射ミラーや光学系３を介して
ドラム１３に導かれると共に、ＢＥセンサー４で電気信
号に変換され、ＥＥ倍信号して出力される。このＥＥス
キャンでは、例えば、平均測光を行っており、第６図に
示されるように、原稿面上の斜線部の濃度を読み込む。

図中、Ｌｌは２０問、Ｌ２は１２０　ｍｍ％　Ｌ　３は
５０ｍｍであり、参照番号１５は原稿の先端を示す。

このＴＥＥ信号はゲイン選択回路５およびオフセット調
整回路６で増幅され、その出力がスイッチＳ■１を介し
てＣＰＵ　７に人力される。ＣＰＩＪ　７は人力された
ＥＥ倍信号基づき、第５図に示すようなＥＥＣ濃度）ヒ
ストダラムを作成し、これに基づいて原稿の濃淡に適し
た現像バイアスを供給するようバイアス回路１２に指示
する。現像スリーブ１１のバイアス電圧が高いとドラム
１３に付着するトナー１４の量は少なくなって濃度は淡
くなり、低いと濃度は濃くなる。このバイアス電圧の調
整により、淡い線画、写真画、濃い線画のいずれの場合
にも軒明なコピーが可能となる。

（発明が解決しようとする課題） 」二連した従来の画像濃度読取り装置は、初期調整を行
う際に必ず背面カバーを開けなければならず、また、モ
ニター表示を見ながら手動により調整を行うために調整
方法が複雑となり、手間と時間がかかって生産ラインの
スループットが低下するという問題点がある。

（課題を解決するための手段） 本発明の画像濃度読取り装置は、原稿からの反射光を受
光して光量に応じたアナログ信号を出力するセンサーと
、該センサーの出力信号を増幅し、その増幅率を段階的
に切換えることのできる濃度信号増幅手段と、該濃度信
号増幅手段の出力レベルをモニターし、モニター結果に
応じた制御信号を送出して前記増幅率を切換える増幅率
制御手段と、該増幅率制御手段により前記濃度信号増幅
手段の増幅率が切換えられた場合、その切換えに応じて
、原稿の露光量を多段階に制御する露光量制御手段とを
有している。

（作用） 人力された画像濃度信号に基づき、ＣＰＵが最適の増幅
率を自動的に設定１７、手動調整を不要とする。また、
増幅率の自動切換えに伴って発生ずる誤差は露光量の増
減により自動的に補正する。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の画像濃度読取り装置の一実施例の回路
図であり、図中、第７図の従来例と同一または相当する
部分には同一の符号が付されている。

本実施例は、ゲイン選択回路］６において、従来例にあ
った手動によるゲイン調整用抵抗Ｒ１を除去し、代わり
に、ＣＰＵ　７の出力で４つのアナログスイッチ１８〜
２１の開閉を制御し、その紹合わせによって抵抗Ｒ２〜
Ｒ１７を用いた１６通りの合成抵抗を作りたす構成とし
たものである。

すなわち、抵抗Ｒ２と並列に、アナログスイッチ（８お
よび抵抗Ｒ１４，アナログスイッチ１９および抵抗Ｒ１
５，アナログスイッチ２０および抵抗Ｒ１Ｂアナログス
イッチ２１および抵抗Ｒ１７を接続し、アナログスイッ
チ１８〜２１の開閉をインバータ２２〜２５を介したＣ
ＰＬｌ　７の出力で制御するようにしたものである。こ
れにより、１８通り、例えば２．０，２．５゜８．０．
・・・９．５倍の０．５倍きざみのゲイン切換えができ
る。

また、オフセット調整回路１７においても、手動調整す
るためのオフセット調整用抵抗ＲＩＯおよび抵抗Ｒ９，
Ｒ１１を除去し、オフセット電圧を自動設定する構成に
している。

すなわち、ＣＰＵ　７のアナログポートＡ３に、オペア
ンプ２６と抵抗ＲＬ８で構成されるボルテージフォロワ
を接続し、その出力をオペアンプ２７．抵抗Ｒ１９およ
びＲ２０，基準電圧源ＶＲＩにより構成される反転増幅
器で増幅し、オペアンプ９の非反転入力端子に供給する
構成としている。

また、露光ランプ制御回路２９を設け、後述のゲインの
段階的切換えに伴い発生する誤差を、光量を変化させて
補正するようになっている。

ずなわち、ＣＰＵ　７のＡ９ポートから出力される露光
量制御信号は、オペアンプ２８および抵抗Ｒ２１〜Ｒ２
３で構成される反転増幅器により増幅されて露光ランプ
制御回路２９に人力し、この露光ランプ制御回路２９の
出力で露光ランプ２の光量を調整する構成となっている
。

次に、本実施例のゲインおよびオフセット調整動作を第
２図および第３図を参照しながら説明する。

第２図は自動ゲイン調整手順を示すフローチャート、第
３図は自動オフセット調整手順を示すフローチャートで
ある。

自動ゲイン調整動作 露光ランプ２をオフした状態で、ＣＰＵ　７のＡ４〜Ａ
７ポートのデジタル出力を切換え、ゲイン選択回路１６
のゲインを最大から最小まで１６段階に切換えていき、
各ゲインにおけるＥＥ倍信号オペアンプ８の出力を抵抗
Ｒ６とＲ７で二分圧した信号）を黒データとしてアナロ
グボートＡ２から読込み、記憶する（ステップ３０）。

次に、露光ランプ２をオンした状態で、ＥＥスキャンを
行いながらゲインを１６段階に切換え、各ゲインにおけ
るＥＥ倍信号白データとしてアナログポー４Ａ２から読
込み、記憶する（ステップ３１）。

次に、各ゲインにおける白データと黒データとの差を演
算して求め、その結果を記憶する（ステプ３２）。

次に、露光ランプ２をオフし、光学系をホームポジショ
ンに戻す（ステップ３３）。

次に、記憶した各ゲインにおける自データと黒データと
の差を大きいものから順にメモリからロードし、最適ゲ
イン上限（０，９２５Ｖ）と比較し、それより小さい最
初のデータをゲイン幅データとして記憶し、ゲイン選択
する（ステップ３４）。

自動オフセット調整動作 へ３ポートより出力されるアナログ電圧をＯＶからｌＯ
■まで６３段階に切換えてオフセット電圧を約２■から
６Ｖの範囲で変化させ、各オフセット電圧における黒デ
ータを読込み、記憶する（ステップ４０）。

次に、所定の上限値を越えた最初のオフセット電圧を検
出し、これより一段階低いオフセット電圧を選択する（
ステップ４１）。

以上のようにゲインとオフセット電圧の自動調整がなさ
れる。

次に、露光量の補正について説明する。

上述の自動ゲイン調整により手動調整が不要となるが、
この調整は等間隔ピッチで行われるため、切換えに伴い
、ＣＰＵ　７に人力されるアナログ信号に誤差が生じる
。ゲインが大きい場合には、例えば、ゲイン９０倍と９
．５倍とではゲイン差は５％と小さいが、ゲインが小さ
い場合には、例えば、２．０倍と２５倍とでは、ゲイン
差が２０％程度と大きくなってしまう。したがって、例
えば最適ゲインが２．４倍のとき、実際に選択されるゲ
インは２０倍であり、この場合、アウトプットスパンは
最適ゲイン時の８０％程度となってしまい好ましくない
。

そこで、ゲインの切換えに伴って発生する誤差を、露光
光量を増減させて画像濃度信号の絶対値を変化させるこ
とにより補正し、ゲインピッチ上のゲイン値を最適ゲイ
ンと一致させる。

すなわち、ＣＰＵ　７のＡ９ポートから露光量制御信号
が送出され、この制御信号は、オペアンプ２８と抵抗Ｒ
２Ｌ−Ｒ２３で構成される反転増幅器で増幅されて露光
ランプ制御回路２９に入力される。

露光ランプ制御回路２９は、５６〜８０Ｖ間で６４段階
に電圧を切換えて出力でき、この出力電圧が露光ランプ
２の電源電圧（実効値）として供給され、　ｚ 露光量が制御される。

例えば、露光ランプ２を６０ｖで点灯させたときの最適
ゲインが２．４倍とする。この場合、自動ゲイン調整に
よればゲイン２．０倍が選択され、このままでは０．４
倍の誤差が発生する。しかし、露光量補正機構により露
光ランプ２の点灯電圧が自動的に上がり、最適ゲインが
下がっていき、例えば、１（２Ｖで点灯させたときに最
適ゲインが２．０倍となってアウトプットスパンが最適
ゲイン時のものと一致し、誤差が生じない。

次に、第４図を参照して現像スリーブ１１のバイアス設
定手順について説明する。

まず、上述の各ステップで読込んだ白データと黒データ
を利用して、バイアス設定に必要となる６種類のしきい
値電圧Ｊ２Ｄ、Ｊ２．Ｊ３Ｄ、Ｊ３．Ｊ４．＋３Ｊ　　
（後になるほどその値が大きい）を求める。

次に、バイアス決定フローを実行する。最淡濃度をしき
い値ＢＪと比較しくステップ５０）、最淡濃度の方が大
きいときはプラテンオーバーとなりバイアス４を出力し
くステップ５（）、以下のときは４ 平均濃度をしきい値Ｊ２と比較しくステップ５２）、以
下なら、しきい値Ｊ２Ｄと比較しくステップ５３）、大
小関係に応してバイアス３．５あるいはバイアス４を出
力する（ステップ５４．５５）。平均濃度がしきい値Ｊ
２より大きいときは、しきい値Ｊ３１）との大小を判定
しくステップ５６）、以下のときはバイアス４．５を出
力する（ステップ５７）。しきい値Ｊ３１）より大きい
ときは、しきい値Ｊ３との大小を判定し、以下のときは
バイアス５を出力しくステップ５９）、大きいときは、
しきい値Ｊ４との大小を判定する（ステップ６０）。平
均濃度かしきい値Ｊ４以下のときはバイアス６を出力し
くステップ６１）、大きいときはバイアス７を出力する
（ステップ６２）。

本実施例ては、アナログスイッチの開閉制御による段階
的なゲイン切換えを行うため、高速な自動ゲイン調整が
できる。また、オフセラＩ・調整も自動化されているた
め時間短縮の効果は大きく、実際に本実施例を適用した
結果、従来と比べて調整に要する時間を一分あまり短縮
することができた。また、露光量の制御によって段階的
なゲイン５ 切換えに伴う誤差が確実に補正され、信頼度が損なわれ
ることがない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、画像濃度読取装置のゲイ
ンを多段階に切換えて自動的に調整すると共に、このと
き生じる誤差を露光量を変化させて補正する構成とする
ことにより、精度を損なうことなく調整を自動化でき、
生産工程の簡略化、時間短縮を達成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像濃度読取り装置の一実施例の回路
図、 第２図は自動ゲイン調整手順を示すフローチャート、 第３図は自動オフセット調整手順を示すフローチャート
、 第４図は現像スリーブバイアス設定手順を示すフローチ
ャート、 第５図は読み取った画像濃度ヒストグラムの一例を示す
図、 　６ 第６図はＥＥススキャン時原稿濃度読取り範囲を示す図
、 第７図は従来例の回路図である。 １・・・原稿　　　　　　　２・・・露光ランプ３・光
学系　　　　　　　４・・・ＢＥセン→ノ゛７・・・Ｃ
ＰＵ ８、　９．２Ｂ、　２７．２８・・オペアンプ１（・・
・現像スリーブ １２・・・バイアス回路　　　ｔ３・・・ドラム（４・
・・トナー　　　　　　１５・・原稿の先端１６・・・
ゲイン選択回路 ］７・・・オフセット調整回路 １８〜２ｔ・・・アナログスイッチ ２２〜２５・・・インバータ ２９・・・露光ランプ制御回路 Ｒ２−Ｒ２３・・抵抗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　原稿からの反射光を受光して光量に応じたアナログ信
   号を出力するセンサーと、 該センサーの出力信号を増幅し、その増幅率を段階的に
   切換えることのできる濃度信号増幅手段と、 該濃度信号増幅手段の出力レベルをモニターし、モニタ
   ー結果に応じた制御信号を送出して前記増幅率を切換え
   る増幅率制御手段と、 該増幅率制御手段により前記濃度信号増幅手段の増幅率
   が切換えられた場合、その切換えに応じて、原稿の露光
   量を多段階に制御する露光量制御手段とを有する画像濃
   度読取り装置。