JPH0659544A - 自動露出制御複写機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原稿の濃淡分布を読み取った自動露出（Ａ
Ｅ）センサの出力に基づいて、高濃度成分（ＨＤ成分）
の濃度を制御することにより、原稿の広範囲なコントラ
スト変化に対しても、中間調の再現に優れた良好なコピ
ーを作成すること。 【構成】 ＡＥセンサ１０３で原稿１０１をスキャンし
てそのコントラスト分布を読み取る。ＡＥセンサ１０３
出力を入力するＨＤ濃度演算回路１０５は、入力信号を
低域成分と高域成分に分離し、低域成分及び高域成分を
それぞれ絶対値を取った後積分し、高域成分の積分値か
ら低域成分の積分値を減算して出力する。こうして得ら
れたＨＤ濃度演算回路１０５出力で高圧制御回路１０６
を制御し、高コントラスト原稿の時は感光体帯電電圧を
高くし、低コントラスト原稿の時は感光体帯電電圧を低
くして、入力原稿の濃淡分布に応じたＨＤ成分濃度を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真技術を用いた
複写機に関し、特に低濃度部成分（以下ＬＤ成分と略
す）と高濃度部成分（以下ＨＤ成分と略す）を重ね合わ
せる重畳法により、カラーコピーを作成するいわゆる 6
PASS プロセスを採用した複写機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の重畳法を簡単明瞭に説明するため
に、黒白とその中間調である灰色から成る一色のコピー
を例に挙げる。図８（ａ）に原稿濃度とコピー濃度の理
想的関係を示す。このように比例関係が理想であるが、
感光体の受容電位、電荷保持力、残留電位などにより実
際のコピーでは図８（ｂ）に示す関係となる。このため
原稿のＬＤ成分とＨＤ成分を合成して、ＬＤ成分の階調
性（リニアリティ）と、ＨＤ成分の濃度（コントラス
ト）を両立させる重畳法が採用されている。

【０００３】重畳法のＬＤ成分露光においては図８
（ｃ）に示すように、原稿からの反射光をスクリーンを
通して感光体ドラムに照射する。スクリーンには網目ま
たはスリットが刻まれているため、この回折効果により
原稿の濃度変化に対してリニアな関係で感光体ドラムに
電荷が残る。このため低濃度域で階調性に優れたコピー
が出来るが、高濃度域の再現が出来ない。

【０００４】これに対してＨＤ成分の露光においては、
原稿からの反射光を直接感光体ドラムに照射する。この
方法では原稿の明るい灰色部分は白く、暗い灰色部分は
黒くコピーされる。つまりＨＤ成分のコピーは白黒のは
っきりしたコントラストの高いものとなるが階調性が再
現出来ない。ここで露光前の感光体ドラムの帯電電圧が
高いと、灰色部分はより濃く（すなわち黒に近く）コピ
ーされ、逆に帯電電圧が低いと、灰色部分はより淡く
（すなわち白に近く）コピーされる。この様子を図８
（ｂ）に示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の重畳法において
は、ＬＤ成分とＨＤ成分のそれぞれの濃度を決定する要
素が固定されているため、原稿のコントラストに応じた
最適のコピーは不可能であり、忠実度の高い中間調が再
現出来ないという問題点があった。本発明は、前記従来
の問題点を解決するべくなされたものであって、原稿の
コントラストに応じて最適にＨＤ成分濃度を制御する自
動露出制御複写機を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、原稿の低濃度
部成分と高濃度部成分を重ね合わせる重畳法により、帯
電と露光を繰り返す電子写真技術を用いた複写機におい
て、原稿濃度の分布を読み取り電気信号に変換する光電
変換手段と、該光電変換手段の出力信号に基づき高濃度
部成分の濃度を制御する手段とを備えることにより、前
記課題を解決するものである。

【０００７】

【作用】本発明においては、まずスキャナに設置された
自動露出センサ（以下ＡＥセンサと略す）で原稿濃度の
分布を読み取り、電気信号に変換する。次にこの電気信
号をＨＤ濃度演算回路に入力し、ＨＤ成分の濃度制御信
号を作る。このＨＤ濃度制御信号により、ＨＤ露光時の
感光体ドラムの帯電電圧を発生する高電圧発生回路を制
御する。かくして原稿のコントラスト分布に最適なＨＤ
帯電電圧が得られ、ＨＤ濃度が原稿のコントラストに対
し最適となるよう制御され、原稿に忠実な中間調のコピ
ーが得られる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面と共に
説明する。図１に本発明の自動露出制御複写機の主要ブ
ロック図を示す。図１において１０１は原稿を示し、こ
の原稿がスキャナ１０２でスキャンされる。このときＡ
Ｅセンサ１０３が原稿中心線上の反射をスキャンし原稿
のコントラストの分布を光電流の時間変化に変換する。
この光電流の変化はＡＥセンサ負荷抵抗Ｒ１（図示せ
ず）により電圧の変化となり、ＨＤ濃度演算回路１０５
で演算が実行される。この演算出力で高圧制御回路１０
６を制御し、高圧発生回路１０７の高電圧を制御する。
高圧発生回路１０７の出力は帯電チャージャ１４に接続
され感光体ドラム８を帯電させる。

【０００９】次に図２で本発明の自動露出制御複写機の
機構部分と 6 PASS プロセスと呼ばれる複写プロセスを
示す。複写機８０の上端には、硬質の透明ガラスで形成
された原稿載置台８１が配設される。該原稿載置台８１
上に載置された原稿（図示せず）は、ランプユニット１
によって照射され、原稿からの反射光が、ミラー２，
３，４、レンズユニット５およびミラー６，７を介し
て、矢印Ｂ方向に回転可能になった感光体ドラム８に露
光される。上記ランプユニット１、ミラー２等でスキャ
ナが構成される。

【００１０】この感光体ドラム８の回転域には、露光に
先だって感光体ドラム８の表面を均一に帯電する帯電チ
ャージャ１４が設けられ、露光部に静電潜像が形成され
る。また、帯電チャージャ１４の下流側には、図示しな
い像間イレーサ、ブラック現像槽９、イエロー現像槽１
０、マゼンタ現像槽１１およびシアン現像槽１２を備え
た現像装置、転写ベルト１５、クリーニング部１９およ
び除電ランプ１３がこの順に配置される。上記現像装置
の各現像槽９〜１２には該当する色のトナーが収納され
ている。

【００１１】上記構成において、カラーコピーは以下の
動作手順で行われる。帯電チャージャ１４が感光体ドラ
ム８の表面を均一に帯電すると、前記スキャナにより１
回目のスキャンが行われ、原稿からの反射光が図示しな
い色分解フィルタを通して帯電チャージャ１４と像間イ
レーサ（図示せず）との間に位置する感光体ドラム表面
にスクリーン１０８を通してスリット露光され、露光部
にブルーのＬＤ成分静電潜像が形成される。次いで、像
間イレーサ（図示せず）が静電潜像の非画像領域に相当
する部分をイレースし、イレースされない画像領域の静
電潜像にイエロー現像槽１０からイエロートナーが供給
され、同色のＬＤ成分トナー像が形成される。

【００１２】次いで、該トナー像が矢印Ｃ方向に周回移
動し、一部が感光体ドラム８の表面に圧接される転写ベ
ルト１５に第１転写ローラ３２にＤＣマイナスの高電圧
を印加することにより転写される。この時、感光体ドラ
ム８の表面には転写に寄与しない一部のトナーが残留す
るが、この残留トナーをクリーニング部１９が掻き落と
す。次いで、除電ランプ１３が感光体ドラム表面の残留
電荷を除電する。

【００１３】上記工程を終了すると、帯電チャージャ１
４が感光体ドラム表面を再度均一に帯電し、２回目のス
キャンによって得られた原稿からの反射光がスクリーン
を通さず直接にスリット露光されブルーのＨＤ成分静電
潜像が形成される。以下同様にして像間イレーサにより
非画像領域がイレースされ、イレースされない画像領域
の静電潜像に、イエロー現像槽１０からイエロートナー
が供給され、同色のＨＤ成分トナー像が形成される。そ
して、このトナー像が転写ベルト１５に転写されて像重
ねが行われる。このようにしてイエローのＬＤ成分とＨ
Ｄ成分が重畳される。以下同様にしてグリーンの静電潜
像が形成され、マゼンタ現像槽１１からマゼンタトナー
が供給され、同色のＬＤ成分トナー像とＨＤ成分トナー
像が重畳される。さらに同様にしてシアン現像槽１２か
らシアントナーが供給されて、同色のＬＤ成分トナー像
とＨＤ成分トナー像が重畳される。そしてこのトナー像
が転写ベルト１５に転写され、最終的な像重ねが行なわ
れる。このようにして３色のそれぞれＬＤ成分とＨＤ成
分が重畳されるので 6 PASS プロセスと呼ばれている。

【００１４】その後、今まで非接触であった第２転写ロ
ーラ１６が転写ベルトに圧接され、像重ねされた転写ベ
ルト１５の上のトナー像がコピー用紙に転写される。第
２転写ローラ１６には、転写ベルト表面電位より高いマ
イナス電圧が印加される。トナー像を転写されたコピー
紙は、その後サクション搬送部２８により定着装置３０
に搬送され、ここでトナーの定着が行なわれた後、排出
ローラ３１により機外に排出される。一方、白黒コピー
は感光体ドラム８の静電潜像にブラック現像槽９からブ
ラックトナーが供給され、このトナー像を転写ベルト１
５を介してコピー用紙に転写して行われる。

【００１５】次に、図１の主要ブロック図のＨＤ濃度演
算回路について、その原理から詳しく説明する。原稿を
ランプで照射しながらスキャンし、その反射光をＡＥセ
ンサ１０３が受光すると、原稿のコントラストの高低に
応じて、図５に例を示す波形が得られる。等しい図柄で
比較すると図５（ａ）の高コントラスト原稿のスキャン
波形では、ＡＥセンサ出力信号の振幅が大きくなる。図
５（ｂ）の低コントラスト原稿のスキャン波形では、Ａ
Ｅセンサ出力信号の振幅が小さい。このため信号の振幅
の大きい高コントラスト原稿では、その波形に含まれる
周波数成分は高域に多く存在し、逆に低コントラスト原
稿では、波形に含まれる周波数成分は低域に多く存在す
る。この様子を図６に示す。以上の説明で明らかなよう
に、スキャン波形の周波数成分が高域に偏在するか、低
域に偏在するかを判別すれば、高コントラスト原稿か低
コントラスト原稿かが判断出来る。

【００１６】そこで、本実施例の図１に示すＨＤ濃度演
算回路１０５では、ＡＥセンサ出力信号を低域フィルタ
（以下ＬＰＦと略す）１１０と、高域フィルタ（以下、
ＨＰＦと略す）１１１に入力する。ＬＰＦ１１０は入力
の低域成分のみを通過させ、ＨＰＦ１１１は入力の高域
成分のみを通過させる。それぞれのフィルタを通過した
信号はそれぞれ絶対値回路１１２，１１３を通って交流
分の負の値は正の領域へ折り返され積分回路１１４，１
１５でそれぞれ積分される。このため原稿が低コントラ
ストの時、低域成分積分回路１１４の出力は高域成分積
分回路１１５の出力より大きくなり、逆に原稿が高コン
トラストの時、低域成分積分回路１１４の出力は高域成
分積分回路１１５の出力より小さくなる。この結果、減
算回路１１６の出力において、原稿のコントラストが高
ければ高い程、その出力電圧が高くなり、逆に原稿のコ
ントラストが低ければ低い程その出力電圧が低くなる。
こうして入力原稿のコントラストの高低に従ったＨＤ濃
度制御信号が、ＨＤ濃度演算回路１０５の出力として得
られる。このＨＤ濃度制御信号は高圧制御回路１０６に
入力され、高圧制御回路１０６はこのＨＤ濃度制御信号
に応じた高圧制御信号を出力し、高圧発生回路１０７が
発生する高電圧を制御する。高圧発生回路１０７は帯電
チャージャ１４に供給される高電圧を発生、これにより
感光体ドラム８が帯電される。このようにして、原稿の
コントラストの高低に応じたＨＤ帯電電圧が発生され、
低コントラストの原稿の時には、低いＨＤ帯電電圧によ
り低いＨＤ濃度が、高コントラストの原稿の時には、高
いＨＤ帯電電圧により高いＨＤ濃度が得られる。

【００１７】次に、図３に示す本実施例のスキャナ１０
２およびＡＥセンサ１０３を詳細に説明する。スキャナ
１０２はテーブルガラス８１上に載置された原稿を図示
するスキャン方向へ可動な様に複写機８０に内設され、
本実施例では２本の光源ランプ１とミラー２およびＡＥ
センサ１０３とその光学系のレンズ１２０を含む。

【００１８】本実施例の、 6 PASS プロセスの複写手順
においては、複写機全体の説明で述べたように、最初に
ブルーのＬＤ成分露光が行なわれる。この１回目の露光
時における、ランプユニットによる光の照射およびスキ
ャンと同時に、原稿の反射光の一部をＡＥセンサで受光
する。本実施例では、図７（ｂ）に示すように、ＡＥセ
ンサ１０３が原稿の中心線上をスキャンする様に、ＡＥ
センサ１０３及びＡＥセンサ用レンズ１２０が、スキャ
ナ１０２に設置されている。このため、 6 PASS プロセ
スの１回目の露光であるこのブルーのＬＤ露光時のスキ
ャンで、ＡＥセンサ１０３は原稿の中心線上をスキャン
し、原稿の中心線上の一端から他端までのコントラスト
分布に対応する光電流（Ｉp ）を出力する。この光電流
は抵抗Ｒ１により Ｅ＝Ｉp ×Ｒ１ で導かれる電圧を
発生し、ＨＤ濃度演算回路１０５の入力電圧となる。Ｈ
Ｄ濃度演算回路１０５は上記説明したように、このブル
ーのＬＤ露光によるスキャンからブルーのＨＤ濃度制御
信号を作る。次に、このＨＤ濃度制御信号で最適に制御
されたＨＤ帯電電圧により帯電した感光体ドラム８にブ
ルーのＨＤ露光が行なわれ、引き継く現像、転写ステー
ジで最適のＨＤ濃度で重畳される。この様子を図７に示
す。

【００１９】こうして 6 PASS プロセスの 2 PASS が実
行され、次に同様にグリーンの露光、シアンの露光が行
なわれる。このようにして各色のＨＤ濃度も原稿のコン
トラストに対し最適となるように調整された濃度で重畳
される。なお、前記実施例の自動露出制御複写機におい
ては、ＨＤ濃度を制御するプロセス条件として、感光体
ドラムの帯電電位を例に示しているが、他に露光量（た
とえば原稿を露光するコピーランプの電圧）や、現像装
置のバイアス電圧等を制御対象のプロセス条件として選
ぶことも可能である。言うまでもなく、前記述べたプロ
セス条件を複数組み合わせて制御することも、本発明の
趣旨を逸脱するものではない。さらに図４には、ＨＤ濃
度演算回路１０５の実施例の詳細回路図が示されている
が、必要とされる制御の精度が厳しくなければ、１１
２，１１３の絶対値回路の代りに半波整流回路、１１
４，１１５の積分回路の代りにＲＣ型の積分回路等を使
用して回路の簡略化を行うことも可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
原稿の濃淡分布を読み取ったＡＥセンサの出力に基づい
て、ＨＤ成分の濃度を制御することにより、原稿のコン
トラストに応じた最適のＨＤ成分濃度を重畳し、原稿に
対して忠実度の高いコピーの再現が出来るという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係る自動露出制御
複写機の主要部の構成を示す主要ブロック図である。

【図２】図２は、本発明の自動露出制御複写機の全体を
示す機構図である。

【図３】図３は、スキャナの構造と、原稿とスキャナの
関係を示す図である。

【図４】図４は、本発明のＨＤ濃度演算の詳細を示すＨ
Ｄ濃度演算回路説明図である。

【図５】図５は、原稿のスキャン波形の例を示す波形図
である。

【図６】図６は、スキャン波形の周波数分布を示す図で
ある。

【図７】図７は、本実施例のＬＤ成分とＨＤ成分の重畳
の様子を示す図である。

【図８】図８は、重畳法を説明する図である。

【符号の説明】

１ ランプユニット ２，３，４ ミラー ５ レンズ ６，７ ミラー ８ 感光体ドラム １４ 帯電チャージャ １０８ スクリーン １０１ 原稿 １０２ スキャナ １０３ ＡＥセンサ １０４ 複写機主制御装置 １０５ ＨＤ濃度演算回路 １０６ 高圧制御回路 １０７ 高圧発生回路 １１０ 低域フィルタ（ＬＰＦ） １１１ 高域フィルタ（ＨＰＦ） １１２，１１３ 絶対値回路 １１４，１１５ 積分回路 １１６ 減算回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 延幸 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿の低濃度部成分と高濃度部成分を重
   ね合わせる重畳法により、帯電と露光を繰り返す電子写
   真技術を用いた複写機において、 原稿濃度の分布を読み取り電気信号に変換する光電変換
   手段と、該光電変換手段の出力信号に基づき高濃度部成
   分の濃度を制御する手段とを備えたことを特徴とする自
   動露出制御複写機。