JPH0372978B2

JPH0372978B2 -

Info

Publication number: JPH0372978B2
Application number: JP52049125A
Authority: JP
Inventors: Koji Suzuki; Takehiko Shibata
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1977-04-28
Filing date: 1977-04-28
Publication date: 1991-11-20
Also published as: JPS53134437A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は原稿像に応じて画像を形成する画像形
成装置に関する。

従来複写機に於て、細い文字や線のような高い
空間周波数を有する原稿を高分解能で再生する
為、現像剤の感光体への付着量を少めにする方向
に例えば現像皿のバイアスを設定されるが、この
状態で中間調の多い絵や写真や紙自体に色のつい
た原稿を複写すると、中間調の抜けた階調性の悪
い画像が再生されてしまう。階調性を良くするた
めに現像剤の感光体への付着量を多くすると、空
間周波数の分解能が悪くなるという欠点を有して
いた。

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、原稿像の内容に応じて最適
画像を自動的に得ることが可能な画像形成装置を
提供することにある。

即ち本発明は、原稿像に応じて記録材に像形成
する画像形成手段（実施例では感光ドラム１５、
帯電器２０等が該当する）と、複数の受光素子を
有し、前記原稿像の濃淡に応じた光を前記複数の
受光素子により受光し、アナログ濃淡信号に変換
する光電変換手段（同じくリニア・イメージ・セ
ンサ１８ａ）と、前記光電変換手段から時系列の
アナログ濃淡信号を取り出す駆動手段（同じく制
御出力回路４２）と、前記駆動手段により前記光
電変換手段から取り出される時系列のアナログ濃
淡信号から、前記原稿像の互いに異なる第１、第
２の周波数成分に応じて変化する第１、第２のデ
ジタル信号を抽出し（実施例ではハイパスフイル
タHP、ロウパスフイルタLP、ゲート回路Ｇ１、
Ｇ２等によつて抽出する）、抽出された前記第１、
第２のデジタル信号を各々独立して保持し（同じ
くパルス数−電圧変換手段fvc１，fvc２によつて
保持する）、保持された前記第１、第２のデジタ
ル信号の値に基づき前記原稿像が中間調画像であ
るか線画であるかを判別する判別手段（実施例で
は判定回路Ｊが該当する）と、前記画像形成手段
による像形成の際に、前記判別手段により中間調
画像と判別された場合には、中間調処理用の画像
形成条件を設定し、線画と判別された場合には線
画用の画像形成条件を設定する制御手段（同じく
制御回路DC）と、を有することを特徴とする。

第１図は本発明による露光装置を適用した複写
機の側断面図である。

図に於いて、１０は原稿台で、不図示の手段に
より矢印Ａの方向に移動し、所定の位置迄原稿台
が移動すると、再び元の位置迄不図示の手段によ
り復帰させられる。１１は原稿露光ランプで、原
稿台１０に載置された原稿に光を照射し、原稿の
画像を光学系に送る。

原稿の画像はまず反射ミラー１２に送られる。
反射ミラー１２によつて光路を変えられた光はレ
ンズ１３、反射ミラー１４に投映され、反射ミラ
ー１４、レンズ１３によつて感光ドラム１５上に
上記画像を結像させられる。

上記原稿の内容を判断する為に、感光ドラム１
５とレンズ１３、反射ミラー１４との間の光軸上
の所定の位置に置かれたハーフミラー１６により
反射光量の一部を原稿台の移動方向と垂直方向に
送る反射ミラー１７に導き、反射ミラー１７を介
して得られる光を原稿露光用光源の発光スペクト
ル及び感光ドラムの感光波長特性と一致した感光
波長特性を持つ例えばブルーフオトセル等の光検
知器１８に集光させる。

光検知器１８で電気信号に変換された原稿の映
像信号は第２図に示される判定回路で原稿の内容
が細文字や線の多い空間周波数の高い原稿か、絵
や写真のように空間周波数の低い、中間調の多い
原稿かどうかを判定する。

第２図について述べるならば、IT１は光検知
器１８の出力を受ける入力端子で、その出力は増
巾器Ampに入力される。増巾器Ampで増巾され
た信号はハイパスフイルタHPとロウパスフイル
タLPに印加され、信号に含まれる高域成分と低
域成分とが分離され、ハイパスフイルタHPの出
力は波形整形回路WFに入力される。ロウパスフ
イルタLPの出力は濃度レベル信号が入力される
スライス回路Ｓ１，Ｓ２に入力され、スライス回
路Ｓ２の出力がインバータＩを介してアンドゲー
トNGの一入力端に印加され、スライス回路Ｓ１
の出力は直接アンドゲートNGの他の入力端子に
印加される。

波形整形回路WFの出力は入力端子IT４より印
加されるタイミング信号で開かれるゲートＧ１を
介してパルス−電圧変換器（以下ｆ−ｖ変換器と
称す）fvc１に入力される。一方ナンドゲート
NGの出力は入力端子IT４から印加されるタイミ
ング信号とパルス発生器PGの出力が印加される
ゲート回路Ｇ２を介してｆ−ｖ変換器fvc２に印
加される。入力端子IT５はｆ−ｖ変換器fvc１，
fvc２及びサンプルホールドSHに信号を入力する
為のタイミング信号である。ｆ−ｖ変換器fvc１，
fvc２の出力は差動増巾器Ｄに入力される。差動
増巾器Ｄの出力は入力端子IT５から入力される
タイミング信号によつてサンプルホールドSHに
入力される。サンプルホールドSHの出力は制御
回路DCを介して現像剤の感光ドラム１５への付
着量の制御信号とする。

第１図に於いて、１９はクリーナーで、感光ド
ラム１５上のトナー等を除去する。

なお感光ドラム１５は三層、即ち、その表面が
絶縁層で、次に光導電層、その下に基板（アルミ
基板）からなる。

２０は帯電器で、感光ドラム１５に正の帯電を
行なわせる。２１はAC帯電器で、反射ミラー１
４、レンズ１３による感光ドラム１５への像露光
はAC帯電器２１による感光ドラム１５へのAC放
電と共にスリツト露光される。

２２は現像皿で、感光ドラム１５に形成された
静電潜像に現像液中のトナーを付着させ潜像を可
視像にする。

２３は電極ローラで、現像後のドラム表面の現
像液の液層を絞り、また＋200Vのバイアス電圧
が印加され、かかるバイアスでドラム上の余分な
トナーを吸収する。

２４は帯電器で、ドラムにコロナをかけ、電極
ローラで機械的に絞つたドラム表面の現像液を電
気的に絞る。

２５は帯電器で、感光ドラム１５上のトナーを
コピー用紙Ｐに転写する為に、コピー用紙Ｐを挟
んでコロナ放電を行なうことで、ドラム上のトナ
ーをコピー紙Ｐに転写する。

上述の帯電器２０、AC帯電器２１、現像皿２
２、電極ローラ２３、帯電器２４、帯電器２５に
前述の判定回路Ｊの出力を適宜入力させる。

上述の如き実施例の作動を説明するならば、第
１図に示される複写機のコピー指令ボタン（不図
示）が押下されると、一連の前行程を終了させて
第４図イに示す如くタイミングt₁で原稿台１０は
移動を開始して位置検知信号によりタイミングt₄
で停止する。次にt₅で原稿台は復帰始めて、元の
位置に戻ると位置検知信号によりt₆で停止する。
本実施例では、t₁〜t₄の行きの行程の中で原稿内
容判断のための走査を行い、t₅〜t₆の戻りの行程
で原稿の光像の感光ドラムへの露光が行われる。

まず原稿台１０が矢印方向Ａに移動を始める
と、原稿の内容が反射ミラー１２、レンズ１３、
反射ミラー１４、ハーフミラー１６、反射ミラー
１７を介して光検知器１８に結像される。今第３
図に示す如く原稿の一部の内容を検出する場合、
なお図に於いて、Ｖ方向は原稿の移動方向で、Ｈ
は光検知器の配列方向で、例えばV₁，V₂，H₁，
H₂で囲まれた斜線部を検出する為に、第４図の
ロ、ハ、ニ、ホ、に示す如きタイミング信号を第
５図に示す如く作る。

第４図のイに示すタイミングt₁の立上り信号を
インバータInvで反転させ、かかる立下り信号で
ワンシヨツトOS１を起動させる。かかるワンシ
ヨツトOS１のＨレベル保持時間はタイミングt₁
から原稿台１０のV1の位置の情報が光検知器１
８に投映される迄の時間である。ワンシヨツト
OS１の立下りでワンシヨツトOS２が第４図ハに
示す如く起動され、原稿台１０のV2の位置の情
報が光検知器１８に到来する迄Ｈレベルを保持す
るように設定されている。

ワンシヨツトOS２の出口はワンシヨツトOS３
に印加され、第４図ニに示すような信号を発生す
る。またワンシヨツトOS２の出力はアンドゲー
トAG１に入力される。アンドゲートAG１の他
端には反射ミラー１７の振動を第１図Ａに示す如
く反射ミラー１７の振動軸１７ａに設けた円盤１
７ｂ孔の移動を光源１７ｃの光を孔を介して検知
するフオトセル１７ｃで検知する。かかる検出信
号でワンシヨツトOS４の時間は１ラインの走査
時間である。

タイミングt₂になると、原稿台１０の原稿の画
像内容が検知され始め、例えばt₂〜t₃の間に第６
図の○イに示す信号が得られるものとする。原稿の
画像は反射ミラー１７の振動により原稿台の移動
方向に対し垂直方向のデータが反射ミラー１７の
振動時の傾きに応じて光検知器１８に入る。光検
知器１８は入つてくるデータを電気信号に変換
し、増巾器Ampで信号を増巾させたのち、ハイ
パスフイルタHPとロウパスフイルタLPとに入力
し、画像の高域と低域とを分離する。ハイパスフ
イルタHPを通して得られた高周波成分は波形整
形回路WFで、第６図の○ロのようにパルス波形に
整形されて、ゲート回路Ｇ１に加えられ、端子
IT４を通して入力されるタイミング信号第４図
の○ホによつて原稿内容判断領域に含まれる信号の
み取り出され、ｆ−Ｖ変換器fvc１に印加される。
ｆ−Ｖ変換器fvc１は端子It５に印加されるタイ
ミング信号第４図の○ニの立下りでその出力を０に
される。上記ｆ−Ｖ変換器fvc１は、その出力を
差動増巾器Ｄに印加する。

一方ロウパスフイルタLPの出力はスライス回
路Ｓ１，Ｓ２に加えられる。スライス回路Ｓ１，
Ｓ２はそれぞれ端子IT２，IT３に加えられるあ
らかじめ設定された濃度レベルに対応する直流電
圧レベル○チ、○ト（第６図に示す）と入力信号を比
較する。高レベル○トは端子IT３に印加し、低レ
ベル○チは端子IT２に与えられる。スライス回路
Ｓ１の出力はアンドゲートNGの入力端に、スラ
イス回路Ｓ２の出力はインバータＩを介してアン
ドゲートNGの他の入力端に印加され、第６図の
○ハのような信号がアンドゲートNGの出力に現わ
れ、かかる出力は端子IT４のタイミング信号と
パルス発生器PGの出力信号出力（この周波数は
端子IT４に印加される信号の周波数よりも高い
ものであり、第６図で示す如き信号が立上つて
いる間のパルス数で低周波成分量が決定されるの
で、このパルス信号の周波数を変えることで原稿
内容判断の基準を選択できる）と共にゲート回路
Ｇ２に印加され、第６図の○ニのような信号を出力
する。この出力はｆ−Ｖ変換器frc２に印加され、
入力パルスに比例した電圧がその出力より第６図
の○ヘの如く現われる。ｆ−Ｖ変換器fvc１も信号
第４図の○ニの立下りでリセツトされる。

ｆ−Ｖ変換器fvc１，fvc２の出力は差動増巾器
Ｄに印加され、上述の電圧の差が端子IT５より
印加されるタイミング信号第４図の○ニによりサン
プルホールド回路SHに記憶される。かかるサン
プルホールド回路SHに記憶された内容に応答し、
制御回路DCを経て電極ローラ２３に印加される
バイアス電圧が変化し、現像皿２２で感光ドラム
１５に付着したトナーの量を制御する。

なお感光ドラム１５に付着させるトナー量は帯
電器２０、AC帯電器２１、現像皿２２、帯電器
２４，２５、によつてもコントロールできるの
で、前述のサンプルホールド回路SHの出力を適
宜上述の装置の制御回路DC−１〜DC−５に入れ
ても良い。

タイミングt₄の時間になると、原稿台１０は所
定位置に到達し、タイミングt₅より原稿台１０は
不図示の駆動手段で復動し、かかる復動中に原稿
台１０上に載置された原稿のコピー作動が前述の
原稿内容の検知に基づき行なわれる。

なお原稿の内容判別の制御時に於て、前述の例
はハーフミラー１６を用いて光検知器１８に原稿
内容を送つていたが、ハーフミラーの代りに反射
ミラーを用いても良い。

第７図は反射ミラーを用いた場合の上記例を示
すもので、３０は反射ミラーで支持金具３１で固
定され、軸３２で自由に回転できるように軸３
３，３４を持つている。３４は、普通の軸受に固
定されるが、他方の軸３３は、スプリング３５、
例えばトーシヨンバネのようなスプリングを介し
てロータリーソレノイド３６の中心軸に固定され
た軸受３７に固定される。回転軸３３及び軸受３
７には、スプリング３５が回転しないようなつめ
が設けられており、ロータリーソレノイド通電
時、及び復帰バネによる復帰時の衝撃を吸収し、
ミラー支持金具３１が押え部材３８，３９に当つ
たときのロータリーソレノイド３６の負荷を軽減
する。通常ロータリーソレノイド３６には通電さ
れずロータリーソレノイドの復帰バネの力でミラ
ー３０は押え部材３９の方に偏倚されている。

原稿内容判断のための所定のタイミング信号
（第４図の○ハ）によりロータリーソレノイド３６
に通電されると押え部材３８の方に固定され、原
稿照射光は該ミラー３０によつてＢ方向に反射さ
れ、反射ミラー１７或は光検知素子アレイ１８に
集光する。原稿内容判断のための走査が終了する
と前述のタイミング信号によりロータリーソレノ
イド３６は通電を止め、復帰バネによりミラー３
０は押え板３９に固定され、原稿照射光は、ミラ
ー２８にさえぎられる事なく第１図に示した感光
ドラム１５へ集光する。

第８図は第１図に示す実施例に於いて用いた光
検知器１８として自己走査形のリニア・イメー
ジ・センサ１８ａ（１次元）を用いて、反射ミラ
ー１７のような機械的振動部を除去したものであ
る。さらに述べるならば、第８図の実施例に於
て、原稿の垂直方向の走査は原稿台の機械的移動
で、原稿の横方向の走査をイメージセンサの電子
的走査で行つているので第１図に於いて反射ミラ
ー１７を省略することができる。

第９図は、イメージセンサーの走査及び信号処
理のブロツク図で、第１４図のタイムチヤートに
従つて説明する。４１は1728素子の直線イメージ
センサー（フエアチヤイルド製CCD121H）で、
そのブロツク図を第１０図に示す。

４２は制御及び出力回路で、第１１図に示すタ
イミング発生回路と第１２図に示す出力回路とを
有する。制御出力回路４２はクロツク信号発生器
４３からのクロツク信号を受ける。かかる発生器
４３は、原稿判断に必要な分解能を満足する空間
周波数から設定される一定周波数のクロツク信号
○カを、制御出力回路４２に与える。

第１１図に示すタイミング発生器は図に示す如
く４ビツトカウンタ（16進カウンタ）CC（フエア
チヤイルド製9316PC）、フリツプフロツプFF（Ｊ
−Ｋ型）、アンドゲートAG、ナンドゲートNG、
インバータINVとを組合せてタイミング信号
φ_1A，φ_1B，φ_2A，φ_2B，φ_XA，φ_XB，Ｆ，φ_XB，
SYNC，SWEEP，SYNCを作る。

第１２図に示す回路は図に示す如くトランジス
タＱ、抵抗Ｒ１〜Ｒ１６、ダイオードCR、コン
デンサＣ１〜Ｃ９、オペアンプOAからなる。

制御出力回路４２は、リニアイメージセンサ４
１の走査に必要な各種タイミング信号（第１３図
に示す）をクロツク信号からつくり出し、リニ
ア・イメージ・センサに加える。走査同期信号
（SWEEP SYNC）第４図の○ロのt₇〜t₈の期間で
リニア・イメージセンサ４１の各素子の光、励起
電荷は、内部のシフトレジスターに並列で転送さ
れ、t₈から該シフトレジスターから信号○ハ（第１
４図）に同期して読み出しが開始され、制御出力
回路４２の出力Ｖ−outに直流再生された出力信
号第１４図の○ニが得られる。該出力信号の振幅成
分を抽出．保持するため、信号第１４図の○ハを単
安定回路で一定時間遅延させて整形回路４５で幅
の狭いパルス第１４図の○ホに変えて、サンプルホ
ールド回路４６にサンプリング信号として加え、
出力信号第１４図の○ニを階段状の信号第１４図の
○ヘに変換する。該出力第１４図の○ヘはローパスフ
イルタ４７でサンプリング信号第１４図の○ホの重
量分を除いてなめらかな信号第１４図の○トにして
から、端子４８を介して第２図の入力端子IT１
へ加える。又前記走査同期信号第１４図の○ロは、
反転回路４９で反転されてから水平走査のゲート
信号として第２図の端子IT４へ加えられる。

上述の如くリニア・イメージセンサを用いれ
ば、反射ミラーを振動させるような構成を除去で
きる。なおイメージセンサに面（二次元）素子を
用いても良い。

第１５図は第２図に示す判定回路の他の実施例
を示すもので、ゲート回路Ｇ１，Ｇ２より得られ
るパルス数をそれぞれカウントするカウンタ
CNT１，CNT２に印加し、かかるカウンタ
CNT１，CNT２の内容が減算器Subに印加され、
カウンタCNT１，CNT２の差が得る。その差の
値はラツチ回路Ｌに記憶され、Ｄ−_Aコンバータ
CONVでアナログ値に変換され、前述の如く電
極ローラ２３のバイアス電圧を制御する。

なお上記カウンタCNT１，CNT２は以下の如
く初期設定される。例えば原稿の内容が高域成分
だけであつたときに、100個のパルス数がカウン
トされ、原稿の内容が低域成分だけであつたと
き、100個のパルス数が記憶されるとすると、高
域成分のパルスをカウントするカウンタCNT１
は初期設定で100の値がセツトされ、他方のカウ
ンタCNT２は０の値がセツトされる。上記カウ
ンタCNT１，２はその値からカウントアツプし、
両方のカウンタが共に50アツプでとまつたとき、
減算器Subはその差100を出力し、制御回路は高
域と低域との中間のバイアス電圧を出力する。

第１６図は第２図に示す判定回路の他の実施例
を示すブロツク図である。

端子In−１に加えられた光検知器１８の出力
は、増幅器Amで増幅された後、微分回路Difに
加えられる。微分回路は、所定の時定数で入力信
号のうち高周波成分即ち原稿の空間周波数の高い
成分を取り出し、積分回路intに加える。積分回
路は整流用のダイオードと抵抗コンデンサによつ
て構成され、原稿の空間周波数の高さに応じたレ
ベルの低周波信号を発生する。低周波信号は、サ
ンプルホールド回路SHCで端子In−２に加えら
れたタイミング信号、第４図の○ニにより保持され
た後制御回路DCで増幅され、電極ローラ２３、
現像皿或は帯電器の高圧電源のバイアス回路に加
えられ、画像濃度を最適に調整する。

以上の様に本発明によれば、原稿像に応じて記
録材に像形成する画像形成手段と、複数の受光素
子を有し、前記原稿像の濃淡に応じた光を前記複
数の受光素子により受光し、アナログ濃淡信号に
変換する光電変換手段と、前記光電変換手段から
時系列のアナログ濃淡信号を取り出す駆動手段
と、前記駆動手段により前記光電変換手段から取
り出される時系列のアナログ濃淡信号から、前記
原稿像の互いに異なる第１、第２の周波数成分に
応じて変化する第１、第２のデジタル信号を抽出
し、抽出された前記第１、第２のデジタル信号を
各々独立して保持し、保持された前記第１、第２
のデジタル信号の値に基づき前記原稿像が中間調
画像であるか線画であるかを判別する判別手段
と、前記画像形成手段による像形成の際に、前記
判別手段により中間調画像と判別された場合に
は、中間調処理用の画像形成条件を設定し、線画
と判別された場合には線画用の画像形成条件を設
定する制御手段とを有することにより、原稿像が
中間調画像であるか線画であるかを判別し、各々
に合つた画像形成条件を設定するので、常に最適
画像を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による露光装置の一実施例を示
す断面図、第１図Ａは第１図に示す反射ミラー１
７と光検知器１８との関係を示す配置図、第２図
は第１図に示す判断回路Ｊのブロツク図、第３図
は光検知器によつて検知される原稿の検知領域を
示す図、第４図はタイミング波形図、第５図は第
４図に示すタイミング信号発生回路、第６図は第
２図に示すブロツク図の信号波形図、第７図は反
射ミラー１６の他の実施例を示す斜視図、第８図
は光検知器の他の実施例を示す断面図、第９図は
リニアイメージセンサの周辺回路図、第１０図は
リニアイメージセンサのブロツク図、第１１図は
タイミング信号発生回路図、第１２図はリニアイ
メージセンサーの出力回路図、第１３図はタイミ
ング波形図、第１４図はタイミング波形図、第１
５図は判断回路Ｊの他の実施例のブロツク図、第
１６図は判断回路Ｊの他の実施例を示すブロツク
図である。１８……光検知器、HP……ハイパスフイル
タ、LP……ロウパスフイルタ。

Claims

【特許請求の範囲】１原稿像に応じて記録材に像形成する画像形成
手段と、複数の受光素子を有し、前記原稿像の濃淡に応
じた光を前記複数の受光素子により受光し、アナ
ログ濃淡信号に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段から時系列のアナログ濃淡信
号を取り出す駆動手段と、前記駆動手段により前記光電変換手段から取り
出される時系列のアナログ濃淡信号から、前記原
稿像の互いに異なる第１、第２の周波数成分に応
じて変化する第１、第２のデジタル信号を抽出
し、抽出された前記第１、第２のデジタル信号を
各々独立して保持し、保持された前記第１、第２
のデジタル信号の値に基づき前記原稿像が中間調
画像であるか線画であるかを判別する判別手段
と、前記画像形成手段による像形成の際に、前記判
別手段により中間調画像と判別された場合には、
中間調処理用の画像形成条件を設定し、線画と判
別された場合には線画用の画像形成条件を設定す
る制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。