JPS63223764A - 露光量制御装置 - 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） 本発明は顕像転写型の静電写真式画像形成装置における
露光量制御装置に関するものであり、複写機やプリンタ
等で原稿画像から静電画像を形成するときの露光量を適
正な再現性が得られるように制御するのに利用される。

（従来の技術） 顕像転写型の静電写真式画像形成装置は、感光体上に原
稿画像を投影して静電潜像を形成し、それを現像により
顕像化して転写シート上に転写し画像を形成する。この
方式で適正な画像を得るための制御として従来、トナー
供給量、現像バイアス、露光量等を単独であるいは組合
せて制御することが行われている。それらのものとして
は特開昭５８−２３０４３号公報（従来例１）、特開昭
６０−１１９５８０号公報（従来例２）、特開昭６０−
１３３４７５号公報（従来例３）、特開昭６０−１４６
２５６号公報（従来例４）、特開昭６０−２６００７２
号公報（従来例５）等で知られている。

これらは感光体上に形成された顕像の濃度を検出して、
それが適正になるように現像条件や露光条件を単に制御
し、また温湿度や現像剤使用時間、感光体感度の変化を
考慮して基準レベルを補正しながら再生画像濃度を制御
するもの（従来例１．３〜５）と、原稿濃度を検出して
コントラストを判別し露光量等によりコントラストを制
御するもの（従来例２）とに大別される。

（発明が解決しようとする問題点） しかし顕像の検出結果によって再生画像濃度を制御する
方式では、原稿の濃度やコントラストの違いにかかわら
ず再生画像濃度が決定される。このため、例えば純白地
の上に細線がまばらにあるような原稿では、細線が再生
画像上かずれたり飛んだりしやすいし、逆に純白地であ
っても画像が詰っている部分の再生画像はかぶりにより
潰れやすいが、これらのことに対処することはできない
。

また原稿濃度の検出結果によって再生画像のコントラス
トを制御する方式では、細線の再現性はよくなる。これ
は露光ランプのランプ電圧を低めにして行うのであるが
、光学系にほこりが付いたり、感光体まわりに特性変化
が生じたりした場合、ランプ電圧を低めにするごとによ
って白色原稿のかぶり、つまり地汚れが生じやすくなる
。

したがって従来のものではそれぞれに一長一短があり、
前記何れの欠点もなしに画像を再現できるようにするこ
とが望まれている。

本発明はそのような要求に応え得る露光量制御装置を提
供することを目的とするものである（問題点を解決する
ための手段） 本発明は、前記のような目的を達成するため、感光体上
に原稿画像を投影して静電潜像を形成し、それを現像に
より顕像化して転写材上に転写し画像を形成する顕像転
写型の静電写真式画像形成装置において、原稿濃度を検
出する原稿濃度検出手段と、感光体上の顕像の４度を検
出する顕像濃度検出手段と、顕像濃度検出手段の感光体
上に顕像がないときの測定値と顕像があるときの顕像濃
度測定値との比の値と、この顕像濃度を測定したときの
露光ランプのランプ電圧の値とに基づき、原稿濃度に対
するランプ電圧設定値を変化させる制御手段とを備えた
ことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明は前記構成であり、複写やプリントに際し再現し
ようとしている原稿の濃度が原稿濃度検出手段Ａにより
検出され、その検出結果が制御手段りに与えられる。一
方。感光体上に形成される顕像の濃度も顕像濃度検出手
段Ｂによって検出され、その検出結果が制御３手段りに
与えられる。ここで原稿濃度は再現しようとする原稿と
露光ランプＣのランプ電圧との相互関係で適正ランプ電
圧を一義的に得る情報をなし、感光体上の顕像濃度はそ
れを形成したときの原画像の濃度が既知であることによ
って前記適正ランプ電圧に変動を与える条件変化を知る
情報をなしている。顕像の原画像濃度を既知とするのは
適当なテストパターンの露光、現像で得る顕像を対象と
するのがよいがこれに限らない。

制御手段りはこれらの情報を各検出手段Ａ。

Ｂから与えられる原稿濃度および顕像濃度から得ること
ができ、中間調の顕像濃度とそれを測定したときのラン
プ電圧との値に基き、原稿濃度に対する適正ランプ電圧
の設定値を変化させる。

これによって、原稿画像を再生するときの露光量は、原
稿濃度に応じて一義的に定まる適正ランプ電圧をそれに
変動を与える条件変化に応じ補正して決定することがで
きる。

−力制御手段は、顕像濃度検出手段によって、感光体上
に顕像がないときの測定値と、顕像があるときの顕像濃
度とを得、それらの比を顕像濃度情報として前記補正を
行うので、その顕像濃度情報から顕像濃度検出手段のト
ナー汚れによる濃度検出誤差を除くことができる。

したがって、原稿側および画像形成装置側でどのように
条件が変化しても適正な画像再現性を保証することがで
きる。

（実施例） 第２図以下を参照して本発明の一実施例につき説明する
。

本実施例は第２図に示すような複写機に本発明を適用し
た場合を示している。この複写機は機体１内のほぼ中央
部に感光体ドラム２が設けられ、機体１上面の原稿台ガ
ラス３上の原稿を露光ランプ４で照明し、原稿台ガラス
３の下に配置されたスキャナーとしての第１移動ミラー
５、第２、第３移動ミラー６．７と、投影レンズ８、固
定ミラー９からなる露光光学系１０によって原稿画像を
感光体ドラム２上にスリット露光するようになっている
。１１はスリット露光のためのスリット板であって、露
光ランプ４および第１移動ミラー５と共にスキャン用移
動台１２に保持されている。第２、第３移動ミラー６．
７は第２移動台１３に保持され、第１移動台１２の〃の
速さで移動して投影光路長を一定に保つ。

感光体ドラム２のまわりには前記スリット露光によって
静電潜像を形成するよう感光体ドラム２を帯電させる帯
電チャージ中１４、前記静電潜像をトナー現像する現像
器１５、感光体ドラム２上の現像された顕像を給紙され
てくる転写シー）１６に転写させる転写チャージャ１７
、および転写後感光体ドラム２の表面に残っているトナ
ーを除去するクリーニング装置１８等が配設されている
。

投影光学系１０における投影レンズ８の近くに原稿濃度
検出用のフォトセンサー２０を設けて、原稿からの反射
光を受けるようにし、また感光体ドラム２のまわりに顕
像濃度検出用の反射型のフォトセンサー２１を設けて、
感光体ドラム２上の顕像からの反射光を受けるようにし
であるこれらセンサー２０．２１はそれぞれ増幅器２２
．２３を介し制御手段としてのマイクロコンピュータ（
以下マイコンと云う）２４のＣＰＵ　２５の入力ボート
に接続し、ＣＰＵ　２５の出力ボートには露光ランプ４
のランプ電圧を規制する露光量制御回路２６を接続しで
ある。またＣＰＵ　２５には読出し専用の記憶回路ＲＯ
Ｍ　２７が接続されている。

マイコン２４は複写機の動作制御用のものを共用するこ
とができ、センサー２０．２１からの検出信号とＲＯ？
１２７からの記憶データとによって露光量を原稿側およ
び画像形成側である複写機側双方の条件変化に対応して
適正に自動設定するようにしである。

これについて詳述する。自動露光は従来原稿濃度に応じ
て露光ランプ４の電圧を一義的に制御している。この場
合の原稿濃度ＯＤとランプ電圧Ｖ、との関係を示せば第
３図の通りである。

しかしこれだけでは、投影光学系ｌＯのほこりによる汚
れ、感光体ドラム２や帯電チャージ中１４、現像器１５
などの特性の変化等、つまり複写器側の画像形成上の条
件変化があると、原稿濃度は同一であっても再現画像で
ある複写画像の濃度は変化する。具体的には従来方式に
よって適正露光量を設定しても、原稿上の細い線や薄い
文字等は複写画像上でかすれたり飛んでしまったりする
ことがあるし、白地であるのにかぶりが生じて地汚れし
たりすることがある。

そこで前記のような複写機側の画像形成上の条件変化を
考慮して、原稿濃度ＯＤに応じ一義的に得ていた適正ラ
ンプ電圧■、を補正するため、前記センサー２１による
感光体ドラム２上に形成される顕像の中間調濃度を検出
するものである。

検出の容易さと信韻性のために、前記顕像濃度検出用の
顕像は、原稿台ガラス３の横の台１移動ミラー５が待機
する位置に白パターン３１を設け、この白パターン３１
を各回の複写に先立って感光体ドラム２上に露光し現像
することで得ている。

この場合白パターン３１をあるランプ電圧ｖＬで露光し
、実際に複写したとき、ランプ電圧ＶＬと複写画像濃度
ＩＤとの関係は第４図に示すようになる。

一方、感光体ドラム２上の顕像濃度を検出するセンサー
２１の出力ｖ３と、この顕像を複写したときの複写画像
濃度Ｉｎとの関係は予めわがっている。この出力■、と
濃度ＩＤとの関係はＲＯ１１２７に記憶してあり出力■
、から濃度１０がわかるところで■３が顕像の反射光量
に比例する場合、■、はＩＤの指数関数で表わされるが
、ＩＤガ０．２以下の低濃度のところでは感光体ドラム
２の地肌面の影響を受けるため、第５図のような形にな
って指数関数で表わされる値（破線部分）から離れ、■
、による１０の測定精度が悪くなる。またＩＯが０．７
を越えるような高濃度のところではＨＤの変化に対する
■、の変化が小さいため、ＩＯの測定精度が悪くなる。

このため感光体ドラム２上の顕像濃度を測定した時のＩ
Ｄが略０．２〜０．７の中間調濃度となるランプ電圧で
露光、現像する。第５図実線で示すＩＤとＶ、の関係は
前記したようにＲＯＭ　２７に記憶しであるので、中間
調顕像のセンサー２１による検出出力Ｖ、アから１０．
を精度よく測定できる投影光学系１０や感光体ドラム２
、帯電チャージャ１４、現像器１５などの特性が変動し
て第４図Ｇご示すＶ、−ＩＤ特性線が第６図の実線から
一点鎖線のように変化した場合、センサー２１の出力Ｖ
、がＩＤ＝０．１　　（複写画像の地肌ががぶらない限
界の濃度）に対応した値になるランプ電圧（しきい値）
がｖ７．。からＶＬＩに変化する。このときＩＤ＝０．
２〜０．７の中間調濃度範囲では、ＶＬに対するＩＤの
関係特性はほぼ平行移動すると考えられるので、第６図
の実線で表わすｖＬとＩＤの関係の初期特性をＶｔ＝ｇ
（ＩＤ）と表わせば一点鎖線のように変化してＶＬＩに
対する画像濃度がＩＤＴになった時のｌｌ１Ｆ＝０．１
に対するランプ電圧ＶＬＩは ＶＬ＋＝ＶＬｙ＋（ＶＬ。−ｇ　（ｉＤＴ　））−・・
−■として求めることができる。ここに定数Ｖ１．０と
関数ｇ　（１０）は予めわかっており、ＲＯＭ　２７に
記憶しである。

このように、白パターン３１を露光、現像した時１０−
０．１となるランプ電圧ＶＬＩを直接求めるよりも、中
間調濃度ＩＤＴとその時のランプ電圧■Ｌアから求めた
方が、精度よ＜ＶＬＩを求めることができる。

また感光体ドラム２上の顕像濃度を測定するセンサー２
工はトナーで汚れやすく、センサー２１の出力■、は次
第に低下してゆき、顕像濃度の測定誤差が大きくなる。

これに対処するため、顕像のない感光体ドラム２の地肌
を測定し、そのときのセンサー２１の出力をＶ、。とじ
て、 の演算結果をＶ、として用いる。ｋはセンサー２１にト
ナー汚れがないときの感光体ドラム２の地肌を測定した
時のセンサー２１の出力である。

すなわちトナー汚れがあった場合、Ｖ、、Ｖ、。

ともトナー汚れによるファクターを含むので汚れのファ
クターは０式により相殺される。０式をＶ、として用い
ることにより、トナー汚れの影響だけでなくセンサー２
１や増幅器２３の温度特性の影響もなくすことができる
。

通常自動露光時の原稿濃度に対するランプ電圧ｖＬは既
述の第３図に示すように、コピーの地肌がかぶらないよ
うにするために原稿濃度が大になるとランプ電圧を大き
くするようになっており、記述したようにこの特定は一
義的に定められている。本発明においては、低コントラ
ストの原稿に対しても、複写画像のコントラストを大き
くし、細線再現性を良くするために、どの原稿濃度にお
いても複写画像がかぶらない限界のランプ電圧にするが
、それは以下のようにしている。

つまり前記のように白パターン３１を露光、現像したと
きの顕像の中間調濃度を基準にした、複写画像がかぶら
ない限界のランプ電圧がＶＬＯからＶＬＩに変化した場
合、自動露光時の第３図のような０Ｏ−Ｖ、の制御特性
線を第７図に示すように実線位置から一点鎖線位置の如
く変位させるようにして行う。すなわち白パターン３１
の濃度に対するランプ電圧を■、。から■４．１に変化
させるようにシフトさせる。

このようにすることにより、投影光学系１０や感光体ド
ラム２、帯電チャージャ１４、現像器１５などの複写機
側の画像形成の特性が変動した場合、ＯＤとそれに応じ
て一義的に定まるｖＬとの関係特性をシフトさせて補正
し適正複写画像を得られるようにするにも、その特性の
平行移動部分をりようして必要ランプ電圧をより正確に
決定することができる。したがってどのような原稿濃度
に対しても、常に細線再現性が良く、しかも地肌かぶり
のないより鮮明な複写画像を得ることができる。

なお原稿濃度がある濃度以上のところではランプ電圧を
最大にしても、複写画像の地肌を飛ばすことができなく
なるが、第７図ではこの濃度以上のところを破線で表わ
しである。

次に第８図に示すフローチャートに基き具体的な制御に
ついて説明する。

ステップ＃１でプリントキーが押されるとステップ＃２
でランプ電圧データｖＬを初期値ＶＬＴＩＩとし、次い
でステップ＃３で感光体ドラム２上に顕像を作らない状
態で感光体ドラム２の地肌濃度を測定し、その時のセン
サー２１の出力をｖ３゜とする、その後感光体ドラム２
が回転し、帯電チャージャ１４が動作する（ステップ＃
４）０次に露光ランプ４の電圧ＶＬ”Ｖｔ４゜で白パタ
ーン３１を露光、現像し、それによって感光体ドラム２
上に形成される顕像濃度を測定した後、そのときのセン
サー２１の出力をＶＳｔとする（ステップ＃５、＃６）
。

ここでステップ＃６に移行し、 の演算を行う、にはトナー汚れのない時のドラム面地肌
濃度を測定した時のセンサー２１の出力である。これに
よりセンサー２１の出力Ｖ、アからトナー汚れに影響を
除くことができる。

第５図のようなり８とＩＯの関係はＲＯ？Ｉ　２７に記
憶されているのでＶＳｔからＩＤアが次に求められる（
ステップ＃８）。

ＩＤｙが０．２　＜ＩＤｔ　Ｏ，７の中間調濃度である
ときステップ＃９、＃１０を経てステップ＃１１に移行
し、Ｖｔｔ”Ｖ、とする、この後ステップ＃１２テＶｔ
＋＝ＶＬｔ＋　（ＶＬｙ　　ｇ　（ＩＤｔ　））−−−
−−−−■の演算を行う。

関数ｇ　（ＩＤ）は第６図の実線に示すような白パター
ン３１を露光、現像したときのｖＬに対するＩＯの関数
の初期特性であり、ＶＬ１は１０−０．１となるランプ
電圧で定数である。　ｇ　（１０）　、ＶＬ。

とも予めわかっておりＲＯＭ　２７に記憶されている。

このようにして中間調濃度となる１０？とＶｔｔから１
０−０．１となるランプ電圧（式■）ＶＬＩを精度良く
求めることができる。

次にステップ＃１３に移行し、原稿濃度に対するランプ
電圧の特性（設定値）を第７図の一点鎖線に示すように
白パターン３１の濃度におけるランプ電圧がＶＬＩにな
るようにシフトさせる。

すなわち原稿濃度ＯＤに対するランプ電圧ｖＬの特性の
初期状態をＶＬ−ｆ（００）とし、白パターン３１の濃
度におけるランプ電圧がＶｔＳであるとすると、 ＶＬ　＝ｆ（００）　＋（Ｖｔ＋　−ＶＬ。）・・−・
−・−■の演算を行う。

これによって複写機側の画像形成特性の変化分が、自動
露光時の原稿濃度ＯＤに対する適正ランプ電圧ｖＬの関
係に補正されることになり、次のステップ＃１４では原
稿濃度ＯＤを測定し、ステップ＃１５で原稿濃度に応じ
て前記０式に基くランプ電圧で露光し、複写を行う。　
感光体ドラム２上の顕像濃度が０．２　＜　ＩＤｔ　＜
０．７の中間調でない場合、１０？≦０．２であるとス
テップ＃ｌＯ°からステップ＃１７に移行し、ランプ電
圧■。

をΔＶだけ小さくして、白パターン３１を露光現像し、
顕像濃度が０．２　＜ＩＤｙ　＜０．７となるまで繰り
返す、また１０？≧０．７であるとステップ＃９からス
テップ＃１６に移行し、ランプ電圧ｖＬをΔＶだけ大き
くして露光、現像し、顕像が０゜２　＜ＩＤｙ　＜０．
７になるまで同様に繰り返す。

感光体ドラム２上の顕像濃度が０．２　＜ＩＤｔ　＜０
．７の中間調になると、前記のように複写を行う　（ス
テップ＃９〜＃１５）。

（発明の効果） 本発明によれば前記構成および作用を有するので、複写
機側の画像形成特性に変動があっても原稿濃度に応じ細
線の再現性がよ（しかも白地にかぶりのないより適正な
複写画像が顕像濃度検出手段のトナー汚れの影響なく常
時安定して得られる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光体上に原稿画像を投影して静電潜像を形成し
   、それを現像により顕像化して転写材上に転写し画像を
   形成する顕像転写型の静電写真式画像形成装置において
   、 原稿濃度を検出する原稿濃度検出手段と、 感光体上の顕像の濃度を検出する顕像濃度 検出手段と、 顕像濃度検出手段の感光体上に顕像がない ときの測定値と顕像があるときの顕像濃度測定値との比
   の値と、この顕像濃度を測定したときの露光ランプのラ
   ンプ電圧の値とに基づき、原稿濃度に対するランプ電圧
   設定値を変化させる制御手段とを備えた ことを特徴とする露光量制御装置。