JPH0529908B2 - - Google Patents

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（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、露光及び現象されて
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_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２
２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１
０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RL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(l)＝VsεH×Ｒ／RNの状態でスイツチSW ５がオンすると、 Vs(L)＝VsεH×Ｒ×RL／Ｒ＋RL／RN≒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２図ａないし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
ド濃度の検出を先に行うかは予め設定しておくも
のであつて、例えば最初の複写動作、すなわち１
回の画像作成動作において画像濃度を検出し、次
の５回複写動作から例えば５回バツクグランド濃
度を検出する１組の画像濃度設定工程によつて構
成し、以後この画像濃度設定工程の順序を繰返す
検出工程が予め設定されている。

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１
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
れは、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階増加させる
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Ｃ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の帯電電流及びドナー供給装置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。

本願発明は、画像部のトナー濃度とバツクグラ
ンド部の濃度を、別々に測定し、それぞれの基準
値との差分を求め中央制御回路に帰還させて、順
次各制御要素を制御することにより、感光体の回
転に従つて、次第に基準値に向かつて制御される
ので、所望のトナー濃度を有し、かつバツクグラ
ンドの汚れのないトナー画像が現像されることと
なる。さらに、本願発明では、バツクグランド濃
度の測定を複数回行うので、複写の繰り返しや温
度変化等によつて生じ、かつ変動が大きい感光体
の残留電位によるバツクグランド画質の劣化が良
好に補正され、良好なトナー画像が得られるよう
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)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原稿台の近傍に配置したターゲツトを、感光
   体の一部に露光後これを現像して、得られたトナ
   ー像を１回の複写工程毎に１個の画像濃度を検出
   し、この検出結果に従つて１回の複写工程毎に各
   種制御要素を制御する複写機の制御方法におい
   て、 該ターゲツトは、画像部の濃度を代表する基準
   ターゲツトと非画像部の濃度を代表する基準ター
   ゲツトから成つており、感光体の非画像部に形成
   された該ターゲツトの濃度を少なくとも１回の画
   像部の濃度を代表する基準ターゲツトの濃度の検
   出工程の複数回の非画像部の濃度を代表する基準
   ターゲツトの濃度の検出工程との組よりなる画像
   濃度検出工程により検出し、各画像濃度検出工程
   によつて得られた画像濃度信号をそれぞれの基準
   値と比較して偏差信号を得、それぞれの該偏差信
   号は中央制御回路へ出力され、該中央制御回路
   は、該偏差信号により帯電器の帯電電流、現像バ
   イアス電圧、現像器へのトナー供給、露光ランプ
   電流の各制御要素を適正画像濃度又は適正なバツ
   クグランド濃度再現の寄与率の順に制御すること
   を、前記少なくとも１回の画像部の濃度を代表す
   る基準ターゲツトの濃度の検出工程と複数回の非
   画像部の濃度を代表する基準ターゲツトの濃度の
   検出工程の組よりなる画像濃度検出工程順で行な
   うことを特徴とする電子複写機の制御方法。