JPH06294738A

JPH06294738A - 自動画質補償の温度制御装置

Info

Publication number: JPH06294738A
Application number: JP5080554A
Authority: JP
Inventors: Satoru Morooka; 了諸岡; Shigeo Kusumoto; 茂生楠本; Jun Morimoto; 潤森本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-04-07
Filing date: 1993-04-07
Publication date: 1994-10-21

Abstract

(57)【要約】【構成】フォトセンサ５４を使って感光体上のパッチ
濃度を測定し、画像形成条件を種々変更することで最適
な画像を得る自動画質補償制御装置において、フォトセ
ンサ５４中の発光素子５５の温度特性と同様の特性を持
つ電流制限抵抗５７を、発光素子５５に直列に接続して
なることを特徴とするものである。【効果】測定用のフォトセンサ中の発光素子の温度特
性と同様の特性を持つ電流制限抵抗のみの付加構成で確
実に温度補正を行うため、高精度な制御システムが実現
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機，レーザプリン
タ及びレーザファックス等の光学式センサを使用した自
動画質補償の温度制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば複写機において、フォト
（光学式）センサを使用して自動画質補償の制御をする
場合、光学式センサは複写機本体の電源投入時に、常時
通電するかまたは自動画質補償モード時のみ通電するか
のいずれかであり、フォトセンサの周囲温度の変化によ
る出力変化に対して、その出力値を一定となるように同
様のフォトセンサをモニターとして設け、このモニター
用フォトセンサの出力値の変化量を画質制御用フォトセ
ンサにフィードバックして補正を行っていた。また、感
光体ドラムのドラム素地と、この感光体ドラム上に設け
た基準トナーパッチとでのフォトセンサの出力比率によ
り、自動画質補償の温度制御を行う場合、基本的にフォ
トセンサの周囲温度の変化による出力値の誤差は非常に
少ないが、フォトセンサのＬＥＤ光量が最大となる所で
も出力が飽和しないよう始から出力値を低く設定しなけ
ればならなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のフ
ォトセンサを使用した自動画質補償の温度制御において
は、画質制御用フォトセンサと同様のモニター用フォト
センサ及びモニター用フォトセンサの出力値の変化量を
画質制御用フォトセンサにフィードバックして補正する
フィードバック回路、比較器等の回路を必要とし、高価
で規模の大きなシステムとなっていた。

【０００４】また、感光体ドラムのドラム素地と、基準
トナーパッチとでのフォトセンサの出力比率により、自
動画質補償の温度制御を行っているシステムにおいて
は、周囲温度の変化によるＬＥＤの光量変化を見越して
出力値を低く設定しなければならず、ダイナミックレン
ジが低くなり、全体的にフォトセンサの精度が落ちる結
果となっていた。即ち、フォトセンサのＬＥＤは、低温
時で高出力となるが、この時でも出力が飽和してしまは
ないようにする必要があり、常温時で結果的に低出力と
なり、分解能が悪くなる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決するため、発光素子と受光素子からなるフォ
トセンサを使って感光体上のパッチ濃度を判定し、画像
形成条件を種々変更することで最適な画像を得る自動画
質補償制御装置において、上記発光素子に該発光素子の
温度特性と同様の特性を持つ電流制限抵抗を接続してな
ることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】本発明を、複写機，レーザプリンタ及びレーザ
ファックス等に実施することにより、フォトセンサの周
囲温度が変化した場合に、フォトセンサの発光素子の温
度特性によってその出力値が変化するのを補正し、より
安定した自動画質補償を得るものである。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の自動画質補償の温度制御装
置を複写機に実施した場合について説明する。

【０００８】図１において、複写機本体１内の上部には
光学系２が配置されている。この光学系２は、ハロゲン
ランプ等からなるコピーランプ３と、複数のミラー４〜
７と、ズームレンズ８とを有している。また、先端部画
像領域外には標準白板５３を有している。上記光学系２
の下方には感光体ドラム２１が回転自在に支持されてい
る。感光体ドラム２１の周囲には、周知のように、帯電
器２２，現像部２３，転写器２４及び除電器２５等が配
置されると共に、感光体ドラム２１の表面の状態を検知
可能なトナー濃度検出用フォトセンサ５４が配置されて
いる。そして複写に際しては、感光体ドラム２１の表面
が帯電器２２により所定電位に帯電された状態でミラー
ベースがＡ方向に移動され、原稿カバー２６により覆わ
れた図示しない原稿が、コピーランプ３にて先端から順
次照射される。そして、原稿からの反射光が光学系２を
介して感光体ドラム２１に露光されることにより、感光
体ドラム２１上に静電潜像される。

【０００９】また、複写機本体１の上方に配置された自
動原稿供給装置２７を使用して複写を行う場合、この自
動原稿供給装置２７における原稿搬送路２８内でドラム
２９ａ，２９ｂ等により原稿が搬送されながら、原稿搬
送路２８の２箇所に設けた図示しないスリットを介して
コピーランプ３により原稿が先端部から順次照射され、
上記と同様にして原稿からの反射光が感光体ドラム２１
に露光される。

【００１０】上記感光体ドラム２１上に静電潜像が形成
されると、続いて、この静電潜像が現像部２３から供給
されるトナーにより現像されてトナー像が形成される。
その後、複数の給紙カセット等を備えた給紙部３０から
図示しない用紙がレジストローラ３１に送られ、この用
紙は、必要に応じてレジストローラ３１により一旦停止
させられた後、所定のタイミングで感光体ドラム２１に
供給される。

【００１１】そして、供給された用紙上に、転写器２４
により上記トナー像が転写される。その後、用紙は感光
体ドラム２１から剥離され、搬送装置３２により定着部
３３に搬送されて、ここで上記トナー像が用紙に定着さ
れた後、片面複写であれば、そのまま排出トレー３４に
排出される。一方、合成複写または両面複写の場合は、
定着部３３から排出された用紙は用紙搬送路３５に送ら
れ、合成複写であれば、そのまま中間トレー３６に排出
され、一方、両面複写であれば、反転部３７により表裏
が反転させられた後に中間トレー３６に排出される。

【００１２】中間トレー３６に所定枚数の用紙が蓄積さ
れれば、中間トレー３６上の用紙が給紙ローラ３８によ
り最上部のものから順次給紙されて感光体ドラム２１に
送られ、引き続き複写が行われる。

【００１３】図２に示すように、上記の複写機における
制御系は、静電潜像形成手段の制御装置としての役割を
も有するマスターＣＰＵ４０と、光学系２の制御等を行
うスレーブＣＰＵ４１とを備えている。マスターＣＰＵ
４０は、ＲＯＭ４２に予め記憶されているプログラムに
従って各種キーやセンサからの信号を受信し、スレーブ
ＣＰＵ４１にミラーベースのＡ方向への移動開始を指令
する信号及びＡ方向への移動を終了したミラーベースを
上記ホームポジションへ復帰させる信号等を発信するよ
うになっている。また、マスターＣＰＵ４０は、コピー
ランプ点灯回路４３を介してコピーランプ３への電圧の
供給及び供給停止を制御すると共にコピーランプ３への
印加する実効電圧レベルの調整や帯電器２２への高圧供
給を行なう帯電ユニット５０等の各種高圧ユニットの制
御を行う。また、これらは、フォトセンサ５４の出力値
をＡ／Ｄ変換ポートによってマスターＣＰＵ４０に取り
込み、この出力値によっても同様に制御される。

【００１４】上記フォトセンサ５４は発光素子部５１と
受光素子部５２とから構成される。この発光素子部５１
は、所要電源に発光素子５５のアノードが接続され、こ
の発光素子５５のカソードに電流制限抵抗５６及びこの
抵抗５６に直列に発光素子５５と逆温度特性のサーミス
タ５７が接続され、トランジスタ５８を介して接地され
る。またマスターＣＰＵ４０の出力端にトランジスタ５
８のベースが接続されている。また、受光素子部５２
は、所要電源に受光素子５９のコレクタが接続され、こ
の受光素子５９のエミッタに抵抗６０が接続されて接地
される。また、受光素子５９のエミッタはマスターＣＰ
Ｕ４０の入力端に接続されている。一方、スレーブＣＰ
Ｕ４１は、ＲＯＭ４４に予め記憶されているプログラム
に従って、モータ１８の回転速度を検出するロータリー
エンコーダ４５からの信号及びホームポジションセンサ
からの信号等を受信し、ドライバ４６を介してモータ１
８の回転速度を制御するとともに、レジストローラ３１
に感光体ドラム２１への用紙の供給時期を指令する信号
を発信する等の役割を果す。

【００１５】自動画質補償のトナー濃度検出用光学式セ
ンサ５４は、発光素子５１，受光素子５２からなり、発
光素子５１からの光を感光体ドラム２１の素面に照射
し、更にこの反射光を受光素子５２に入光させることに
より濃度検出を行う。上記発光素子５１をＬＥＤ，受光
素子５２をフォトトランジスタとして以下に説明する。
基準トナーパッテとトナー濃度の関係から帯電器２２，
現像部２３，転写部２４及び除電器２５等の出力を可変
し、画像形成条件を最適となるよう制御される。

【００１６】先ず、基準となる受光素子５２の出力電圧
を得るために、図６のフローチャートに示すように、発
光素子５５からの光が感光体ドラム２１の素（地）面に
照射され、この反射光が受光素子５９で受光されて、こ
の受光素子５９の出力値をＡ／Ｄ変換ポートによってマ
スターＣＰＵ４０に取り込み、ＲＯＭ４４でメモリーさ
れる（Ｍ１）。

【００１７】次に、複写機１において、上記プロセス動
作上で、ミラー４，５及び６のミラーベースが、先端部
画像領域外に配設された標準白板５３の近傍に位置され
ているとき、コピーランプ３から発せられた光が標準白
板５３に照射され、この反射光が光学系２を介して感光
体ドラム２１の表面に照射され、潜像されて現像部２３
により低濃度トナーが作像される。ここで、上記作像さ
れた感光体ドラム２１上のトナー像に、上記と同様に発
光素子５１からの光が照射され、この反射光が受光素子
５９で受光されて、この受光素子５９の出力電圧値をＲ
ＯＭ４４でメモリーされる（Ｍ２）。

【００１８】更に、上記コピーランプ３を消灯し、上記
と同様プロセスによって感光体ドラム２１上に高濃度ト
ナー像が作像され、このトナー像に発光素子５１からの
光が照射され、この反射光が受光素子５９で受光され
て、この受光素子５２の出力値をＲＯＭ４４でメモリー
される（Ｍ３）。上記のプロセスＭ２，Ｍ３は、いずれ
か一方でも良いが、一般に画像カブリに関してはＭ２、
濃度低下に関してはＭ３の方式を採用することで、より
実複写に近い高精度の制御が可能となる。以上のＭ２，
Ｍ３の値は、自動画質補償の基準値となるため、当然最
適画質状態で行う必要がある。

【００１９】図３の特性図のように、上記感光体ドラム
２１の反射率（％）を横軸に、フォトセンサ５４の出力
電圧値（Ｖ）を縦軸にすると、上記した初期メモリーを
表すと特性曲線ｍの通りである。尚、特性曲線ｍ上のｍ
₁ 点は感光体ドラム素面のとき、ｍ₂ 点は感光体ドラム
上に作像された低濃度トナー像面のとき、ｍ₃ 点は感光
体ドラム上に作像された高濃度トナー像面のときのそれ
ぞれのセンサ出力電圧値である。

【００２０】以降、実動時の自動画質補償動作時には、
上記と同様に図３の特性図のように、特性曲線ｍ_a を得
る。また、特性曲線上のｍ_a1点は上記と同様に感光体ド
ラム素面のとき、ｍ_a2点は感光体ドラム上に作像された
低濃度トナー像面のとき、ｍ_a3点は感光体ドラム上に作
像された高濃度トナー像面のとき、のそれぞれのセンサ
出力電圧値であり、フォトセンサ５４の汚れ、発光量低
下等による感度低下が生じた場合には、この出力電圧値
を特性曲線ｍの出力電圧値と同一にするように、濃度制
御を行っても全く信頼性がない。このため、フォトセン
セの出力低下率をトナー像検出時にも反映させる方式を
以下に示す。

【００２１】上記メモリーされた感光体ドラム素面の出
力電圧値ｍ₁ を基準として求めたトナー像面の出力電圧
値ｍ₂，ｍ₃を変化率としてとらえられる。この変化率Δ
ｉ₂＝ｍ₂／ｍ₁、Δｉ₃＝ｍ₃／ｍ₁として求め、これ以降
の出力電圧値ｍ_a1，ｍ_a2，ｍ_a3を同様に求めれば、上記
変化Δｉ₂，Δｉ₃は、それぞれΔｉ₂＝ｍ₂／ｍ₁≒ｍ_a2
／ｍ_a1、Δｉ₃＝ｍ₃／ｍ₁≒ｍ_a3／ｍ_a1の関係となり、
図４の特性図のように、常にその比は一定となる特性曲
線ｉを得る。

【００２２】即ち、図７の実動時の自動画質補償動作時
のフローチャートに示すように、上記初期メモリー値よ
り得られるカブリ比率Ｋ＝Δｉ₁と、その後画質補償が
開始され得られるカブリ比率Ｍ＝ｍ_a2／ｍ_a1、及び同様
に得られるカブリ比率Ｌ＝Δｉ₂と、Ｎ＝ｍ_a3／ｍ_a1の
高濃度比率を、それぞれ比率比較を行い、同一の比較
（Ｋ＝Ｍ，Ｌ＝Ｎ）が得られれば画質変化なしとして終
了するが、各々において初期を下回る場合（Ｋ＞Ｍ，Ｌ
＞Ｎ）は、濃度低下を補正するために画質濃度を上げる
よう、例えばメインチャージ出力アップ等の制御を行
う。また逆に初期を上回る場合（Ｋ＜Ｍ，Ｌ＜Ｎ）は、
画質濃度を下げるよう、例えばメインチャージ出力ダウ
ン等の制御を行う。

【００２３】ここで、フォトセンサ５４の周囲温度
（℃）を横軸に、フォトセンサ出力電圧（Ｖ）と抵抗値
（Ω）を縦軸にすると、特性曲線ａはフォトセンサの出
力電圧、特性曲線ｂはフォトセンサの抵抗（値）の特性
であり、これより解るように、フォトセンサ５４の出力
電圧値は低温で高くなり、高温で低くなることがわか
る。これは主に発光素子５５の持つ温度特性によるもの
であり、一般的に知られた現象といえる。

【００２４】しかし、本発明においては、図２に示すよ
うに、発光素子５５の電流制限抵抗５５に、発光素子５
５と同温度係数を持ったサーミスタ５７を用いること
で、発光素子５５に特性曲線ｃのような周囲温度に対す
る通常とは逆方向に可変する電流値の電流が流れること
になる。従って、上記のようなサーミスタ５７を発光素
子部５１に挿入することにより、特性曲線ｄのような周
囲温度の変化に影響されない特性のフォトセンサ５４の
出力電圧が得られる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の自動画質補償の温度制御装置
は、叙上のような構成であるから、測定用のフォトセン
サと、このフォトセンサにおける発光素子の温度特性と
同様の特性を持つ電流制限抵抗のみの付加構成で確実に
温度補正を行うことができるため、単純かつ安価に高精
度な制御システムが実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した複写機の正面断面図である。

【図２】図１の複写機の制御回路のブロック図である。

【図３】本発明による感光体ドラムの反射率（％）対フ
ォトセンサの出力電圧（Ｖ）の特性図である。

【図４】本発明による感光体ドラムの反射率（％）対フ
ォトセンサの出力電圧の変化率（％）の特性図である。

【図５】本発明による周囲温度（℃）対抵抗値（Ω）、
出力電圧（Ｖ）等の特性図である。

【図６】本発明による画質補償制御の初期メモリーにお
ける動作フローチャートである。

【図７】本発明による画質補償制御の動作フローチャー
トである。

【符号の説明】

１複写機本体２光学系２１感光体ドラム２２帯電器４０マスターＣＰＵ４１スレーブＣＰＵ４２，４４ＲＯＭ５１発光素子部５２受光素子部５４フォトセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/00 ３０３

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子と受光素子からなるフォトセン
サを使って感光体上のパッチ濃度を測定し、画像形成条
件を種々変更することで最適な画像を得る自動画質補償
制御装置において、上記発光素子に該発光素子の温度特
性と同様の特性を持つ電流制限抵抗を接続してなること
を特徴とする自動画質補償の温度制御装置。