JPS63318540A - 画像形成装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば電子写真プロセスを用いたアナログ
あるいはデジタル複写機、さらにはレーザプリンタなど
の画像形成装置に係り、特に原稿の画像濃度に応じた露
光量制御を行なう画像形成装置に関する。

（従来の技術） 最近、たとえば固定された原稿に対して露光走査装置（
スキャナ）が往復動作することにより原稿を露光走査し
、原稿からの反射光を光学系を介して帯電された感光体
に導き、感光体の表面に原稿の画像に対応した静電潜像
を形成し、この静電潜像を現像した後、用紙上に転写す
るアナログ複写機にあっては、原稿の画像濃度に応じて
露光走査装置の露光量を自動制御するものが開発され、
実用化されている。

この露光量の制御方法は、たとえば原稿からの反射光路
中に受光素子を配置し、この受光素子によって原稿から
の反射光の一部を受光して電気信号に変換することによ
り原稿の画像濃度を検出し、この検出した画像濃度に基
づいて露光走査装置の露光量を決定するものである。

しかし、従来の制御方法は、実際の複写時と同様に、露
光走査装置を原稿の先端部がら移動させ、原稿の全面に
わたって露光走査することにより、原稿の画像濃度を検
出し、その検出した画像濃度に基づいて露光走査装置の
露光量補正を行なった後に、再び露光走査装置を原稿の
先端部から移動させ、原稿の全面にわたって露光走査す
ることにより、実際の複写動作を行なっていた。

このため、１回の複写動作を行なうのに帯電、露光、現
像、転写、定着の各プロセスは基本的に各１回しか経由
しないのに対し、光学系の一部である露光走査装置のみ
が２回の往復動作を行なうことになる。このように従来
は、原稿の画像濃度に応じた反射光を検出するために、
露光走査装置を１往復動作させることにより原稿の全面
にわたって１回露光走査し、その後、実際の複写動作（
画像形成）を行なうために帯電、露光、現像、転写、定
着の各プロセスを経由する過程で、その露光プロセスに
おいて再び露光走査装置を１往復動作させることにより
原稿の全面にわたって１回露光走査するので、露光走査
装置の動作が複雑化し、１回の複写動作に要する時間が
長くなるとともに、露光走査装置の駆動制御および画像
形成走査中の露光量制御などが複雑化し、信頼性にも劣
るという問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記したように従来の露光量制御では、露光
走査装置の動作が複雑化し、１回の画像形成動作に要す
る時間が長くなるとともに、露光走査装置の駆動制御お
よび画像形成走査中の露光量制御などが複雑化し、信頼
性にも劣るという問題点を解決すべくなされたもので、
露光走査装置の動作を簡素化でき、１回の画像形成動作
に要する時間を短縮化できるとともに、露光走査装置の
駆動制御および画像形成走査中の露光量制御などを単純
化でき、信頼性も向上する画像形成装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、原稿面に対して露光走査装置が往復動作し、
この露光走査装置の復動作時に前記原稿を露光走査する
ことにより、前記原稿の画像に対応した画像を形成する
画像形成装置であって、前記露光走査装置の往動作時に
前記原稿を露光走査し、前記原稿からの反射光を電気信
号に変換することにより、前記原稿の画像濃度を検出す
る検出手段と、この検出手段で検出した画像濃度に基づ
いて前記露光走査装置の復動作時における露光量を制御
する制御手段とを具備している。

（作用） １回の画像形成動作に対して露光走査装置の往復動作を
１回とし、露光走査装置の復動作を画像形成走査運動と
し、露光走査装置の往動作時に原稿の画像濃度を検出し
、その検出した画像濃度に基づいて露光走査装置の復動
作時における露光量を制御するものである。

このような露光量制御を行なうことにより、露光走査装
置の１回の往復動作で、原稿の画像濃度を検出するため
の走査および画像形成のための走査を行なうことができ
るので、露光走査装置の動作を簡素化でき、１回の画像
形成動作に要する時間を短縮化できるとともに、露光走
査装置の駆動制御を単純なものにし得る。また、原稿の
画像濃度を画像形成走査前に検出しておくので、画像形
成走査中の露光量制御を単純なものにし得る。したがっ
て、装置の信頼性も向上する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第３図は本発明に係る画像形成装置の一例として原稿台
固定、露光走査装置移動形のアナログ複写機の外観を示
すものである。すなわち、１は複写機本体で、この本体
１の上面には原稿２を支持する透明な原稿台３が設けら
れていて、この原稿台３上には原稿カバー４が開閉自在
に設けられている。原稿台３の下面側には、原稿台３上
に支持された原稿２を露光走査する露光走査装置（スキ
ャナ）５が左右方向に往復動作自在に設けられている。

露光走査装置５には、たとえば第４図に示すように、複
写倍率と用紙サイズとにより、複写サイズの長手方向の
原稿台３上での限界線を示すための表示部６を備えてい
る。また、原稿台３の下面側左端部には、同じく複写倍
率と用紙サイズとにより、複写サイズの短手方向の原稿
台３上での限界線を示すための表示部７．７が設けられ
ている。これら表示部６，７による限界線指示により、
有効複写範囲（図中斜線部）を表示するようになってい
る。

露光走査装置５は、複写機の電源投入後、ウオームアツ
プ時間が経過して複写可能状態になったとき、上記有効
複写範囲の右端部、すなわち原稿２の後端部をホームポ
ジションとして停止しており、露光走査装置５の往復動
作は、このホームポジションを起点に開始されるものと
する。すなわち、露光走査装置５は、図示しない複写キ
ーが押下されて複写動作が開始されると、原稿２の後端
部から往動作を開始し、原稿２の先端部まで移動する（
以降この動作を濃度検出走査と言うこともある）。この
移動中に原稿２を露光走査することにより、原稿２の画
像濃度を検出する。原稿２の先端部まで移動すると、露
光走査装置５は一端停止した後すぐに復動作を開始し、
原稿２の後端部まで移動する（以降この動作を画像形成
走査と言うこともある）。この移動中に原稿２を露光走
査することにより、実際の複写動作を行なう。原稿２の
後端部まで移動すると、露光走査装置５はその位置をホ
ームポジションとして停止し、往復動作を終了する。

第５図は露光走査装置５を含む光学系部分を示すもので
ある。すなわち、露光走査装置５は、原稿２を照明する
露光ランプ８、この露光ランプ８からの光を原稿面に集
める反射鏡としてのりフレフタ９、原稿２からの反射光
を受けて所定方向へ反射せしめる第１ミラー１０からな
り、これらは第１キヤリツジ１１に固定されている。露
光ランプ８の照明による原稿２からの反射光は第１ミラ
ー１０で反射された後、第１キヤリツジ１１の１／２の
速度で同方向に移動する第２キヤリツジ１２に固定され
た第２ミラー１３および第３ミラー１４で反射され、原
稿台３と平行な方向の光となってレンズユニット１５に
入射する。レンズユニット１５から出射した光は、その
一部が画像濃度検出用の受光素子１６に入射し、残りの
大部分の光は光路長補正用ミラーユニット１７の第４ミ
ラー１８および第５ミラー１９で反射され、さらに第６
ミラー２０で反射した後、感光体２１上に結像されるよ
うになっている。

なお、露光走査装置５の第１キヤリツジ１１および第２
キヤリツジ１２は、案内レール上を摺動部材などを介し
て往復移動するわけだが、−例としてはステッピングモ
ータによって駆動されるもので、ステッピングモータの
駆動力はプーリおよびタイミングベルトなどによって伝
達され、第１キヤリツジ１１および第２キヤリツジ１２
の往復移動に寄与される。

また、受光素子１６の設置位置は、レンズユニット１５
の後方に限らず、たとえばレンズユニット１５の前方あ
るいは露光ランプ８の近傍に設置してもよい。

さて、受光素子１６に入射した原稿２の画像濃度に応じ
た反射光は、受光素子１６によって光検出電流に変換さ
れる。この受光素子１６の出力信号を露光制御部２２に
送り、この露光制御部２２によって露光ランプ８の光景
を制御することにより、露光走査装置５の露光量を一定
値に制御するようになっている。

以下、露光制御部２２について第１図を参照して説明す
る。この露光制御部２２は、受光素子１６からの光検出
電流を電圧値に変換する直流増幅回路３１、この直流増
幅回路３１の出力電圧に基づいて画像形成走査時の露光
ランプ電圧を設定するための基準電圧を設定する基準電
圧設定回路３２、濃度検出走査時に基準電圧発生回路３
３からの所定の基準電圧を選択し、画像形成走査時に基
準電圧設定回路３２で設定された基準電圧を選択する選
択回路３４、この選択回路３４で選択された基準電圧に
応じたトリガパルスを発生するトリガパルス発生回路３
５、露光ランプ８と交流電源３６との間に直列に接続さ
れ、トリガパルス発生回路３５から出力されるトリガパ
ルスによって導通角が制御される双方向性サイリスタ３
７によって構成されている。基準電圧設定回路３２は、
直流増幅回路３１の出力電圧をアナログ的に積分する積
分回路３８、この積分回路３８の出力電圧を露光走査装
置５の走査時間によって除算することにより平均値電圧
を求める除算回路３９、この除算回路３９で求めた平均
値電圧に基づいて基準電圧を決定する基準電圧決定回路
４０によって構成されている。

このような構成において、露光制御部２２の動作を説明
する。まず、濃度検出走査時、選択回路３４は基準電圧
発生回路３３からの基準電圧を選択し、トリガパルス発
生回路３５に送る。トリガパルス発生回路３５は、入力
された基準電圧に応じて電源３６の周波数と同期したト
リガパルスを発生し、そのトリガパルスによってサイリ
スタ３７の導通角を一定値に制御し、露光ランプ８の両
端に印加される電圧の実効値を一定に制御する。

これにより、露光ランプ８は一定の光量で点灯し、原稿
２を照明する。原稿２からの反射光は受光素子１６に入
射して光検出電流に変換される。受光素子１６に生じた
光検出電流は直流増幅回路３１で電圧値に変換され、基
準電圧設定回路３２に送られる。基準電圧設定回路３２
は、直流増幅回路３１の出力電圧に基づいて露光ランプ
電圧を設定するための基準電圧を決定する。ここで決定
された基準電圧が原稿２の画像濃度に対応した値となる
。すなわち、基準電圧設定回路３２は、直流増幅回路３
〕の出力電圧ｖＡを積分回路３８で積分し、その出力電
圧を除算回路３９で走査時間によって除算することによ
り平均値電圧ｖＢを求める（第６図参照）。そして、基
準電圧決定回路４０において、上記平均値電圧ｖＢを基
に原稿２の画像１度に応じた適正露光量となる基準電圧
を決定する。

次に、画像形成走査時、選択回路３４は基準電圧設定回
路３２で設定された基準電圧を選択し、トリガパルス発
生回路３５に送る。トリガパルス発生回路３５は、入力
された基準電圧に応じて電源３６の周波数と同期したト
リガパルスを発生し、そのトリがパルスによってサイリ
スタ３７の導通角を一定値に制御し、露光ランプ８の両
端に印加される電圧の実効値を一定に制御する。これに
より、露光ランプ８は原稿２の画像濃度に応じた適正光
量で点灯する。

このような制御によって露光ランプ８を点灯させ、原稿
２を露光走査する。この露光走査による原稿２からの反
射光は、第１ミラー１０ないし第３ミラー１４、レンズ
ユニット１５および第４ミラー１８ないし第６ミラー２
０を経由して感光体２１上に結像され、感光体２１上に
原稿２の画像に対応した静電潜像が形成される。この静
電潜像は図示しない現像器によって現像されてトナー像
となり、このトナー像は図示しない用紙上に転写され、
図示しない定着装置で定着されることになる。

このようにして原稿２の画像濃度に応じた基準電圧を設
定し、画像形成走査時の露光ランプ８の電圧（光量）を
設定することにより、たとえば第７図に示すように地か
ぶりした原稿２に対して、濃度検出走査により算出され
た平均値電圧ｖＢを基に基準電圧を決定し、その基準電
圧を基に露光ランプ８の電圧（光量）を設定して慢写走
査を行ない、複写をすれば、地かぶりの無い白地に黒部
がはっきりと判別できる複写物を得ることが可能である
。

なお、アナログ的に基準電圧を決定するには、上記した
ような単純な平均値計算以外の手法を用いてもよい。た
とえば第８図に示すように、濃度検出走査時に地かぶり
レベル（灰色レベル）を検出する。その検出方法は、直
流増幅回路３１の出力電圧ｖＡにより最も明るいレベル
を検出し、これを地かぶりレベルと判定すればよい。こ
うして検出した地かぶりレベル値に応じて基準電圧を決
定し、その基準電圧を基に画像形成走査時の露光ランプ
８の電圧（光量）を設定することにより、原稿２の地か
ぶり部分を白くきれいに複写することが可能である。

工程を説明すると、原稿２が照明され、その反射光が光
学系を介して感光体２１の表面に結像し、感光体２１の
表面に入射した光量に応じて感光体２１の表面電位が変
化して静電潜像となり、その感光体２１の表面電位に応
じて現像されて静電潜像はトナー像となり、転写工程を
経て用紙上の転写像となる。ここに示した全工程の入力
と出力、すなわち原稿２の画像濃度と現像・転写後濃度
との関係を概略的に示すと第９図のようになる。ここに
、もし原稿２の地かぶりレベルの反射濃度が第１０図中
のＡであれば、無補正のまま露光走査されると図中Ｂの
レベルでの現像・転写ｌＩｉ度となる。このままでは地
かぶりのため、かぶり現像となるので、第１１図のよう
に反射濃度が変化するように、画像形成走査時の露光量
を持ち上げてやれば、見掛けの反射濃度は明るくなり、
現像・転写後の地かぶりレベルは第１１図中のＢ′まで
低下せしめることが可能である。

以上説明した露光ランプ８の電圧（光量）を設定するた
めの基準電圧の決定は、アナログ的処理によって行なう
場合の例であるが、デジタル的処理によって行なう場合
は、基準電圧設定回路３２を例えば第２図に示すように
、直流増幅回路３１の出力電圧をデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換回路４１、このＡ／Ｄ変換回路４１から出
力されるデジタル信号の平均値あるいは最大値を求め、
その求めた値に基づいて基準電子を決定する演算回路（
たとえば複写機全体のＬＩ＋　Ｉ＋　８司る主制御部内
のマイクロブセッサ）４２、この演算回路４２で決定し
た基準電圧（デジタル値）をアナログ信号に変換するＤ
／Ａ変換回路４３によって構成すればよい。

すなわち、Ａ／Ｄ変換回路４１において、たとえば第１
２図（ａ）に示すように、直流増幅回路３１の出力電圧
ｖＡに対して８値（３ビツト）のデジタル化を行ない、
第１２図（ｂ）に示すようなデジタル化出力を得る。こ
のようなデジタル化された信号を用いれば、前述した平
均値電圧の算出や地かぶりレベル値（出力電圧ｖＡの最
大値）の検出がデジタル的に処理し得るため、マイクロ
プロセッサ処理に適している。かくして、デジタル化さ
れた原稿２の画像濃度、すなわち直流増幅回路３１の出
力電圧ｖＡを演算回路４２でデジタル的に処理すること
により、その平均値の算出あるいは地かぶりレベル値（
最大値）の算出を行ない、その求めた値を基に原稿２の
画像濃度に応じた適正露光量となる基準電圧を決定し、
Ｄ／Ａ変換回路４３に送る。Ｄ／Ａ変換回路４３は、演
算回路４２からの基準電圧（デジタル値）をアナログ信
号に変換し、選択回路３４に送る。

このようにして決定された基準電圧によって適正露光量
を設定し、その適正露光量によって複写された画像は地
かぶりの無い適正な画像となる。

ここに、適正露光量は、たとえば第１２図中のデジタル
化電圧値“６”に対応する露光量としてもよいし、ある
いは地かぶりを防止するためにデジタル化電圧値“５”
に対応する露光量としてもよく、任意に設計、設定して
かまわない。また、その設定レベルは、ユーザの好みに
応じてサービスマンが変更し得るように構成しておくと
、さらに望ましい。

本発明の要旨は、複写前の露光走査装置５の往動作時に
原稿２の画像濃度を検出し、その検出した画像濃度に基
づいて複写時（復動作時）の露光走査装置５の露光量を
設定することにある。したかって、１枚の原稿から複数
枚の複写を連続的に行なう際（マルチコピーの際）は、
第１図あるいは第２図中の基準電圧の決定を第１枚目の
複写動作前に行ない、その基準電圧を連続複写動作中、
たとえば複写機全体の制御を司る主制御部におけるマイ
クロプロセッサ内のメモリなどに記憶しておき、連続複
写動作中における露光量設定用の基準電圧として使用す
ることにより、各複写動作中や各複写動作前に原稿２の
画像濃度を検出する処理を一々行なう必要が無くなる。

したがって、複写動作中は、マイクロプロセッサ内では
一度記憶された基準電圧が読出されるだけであり、露光
量制御が単純化されるとともに、露光量制御のためにマ
イクロプロセッサなどが占有されることもない。したが
って、複写機全体の制御を司る主制御部の処理能力も複
写動作中は多くを要求されず、またマイクロプロセッサ
の処理容量は小規模なもので用が足りる。

このように、１回の複写動作に対して露光走査装置の往
復動作を１回とし、露光走査装置の復動作を画像形成走
査運動とし、露光走査装置の往動作時に原稿の画像濃度
を検出し、その検出した画像濃度に基づいて露光走査装
置の復動作時における露光量を一定値に制御するもので
ある。このような露光量制御を行なうことにより、露光
走査装置の１回の往復動作で、原稿の画像濃度を検出す
るための走査および実際の複写のための走査を行なうこ
とができるので、露光走査装置の動作を簡素化でき、１
回の複写動作に要する時間を短縮化できるとともに、露
光走査装置の駆動制御を単純なものにし得る。また、原
稿の画像濃度を画像形成走査前に検出しておくので、画
像形成走査中の露光量制御を単純なものにし得る。した
がって、複写機の信頼性も向上する。

なお、前記実施例では、電子写真プロセスを用いたアナ
ログ複写機に適用した場合について説明したが、本発明
はこれに限定されるものでなく、たとえば電子写真プロ
セスを用いたデジタル複写機、さらにはレーザプリンタ
などの画像形成装置にも適用できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、露光走査装置の動
作を簡素化でき、１回の画像形成動作に要する時間を短
縮化できるとともに、露光走査装置の駆動制御および画
像形成走査中の露光量−制御などを単純化でき、信頼性
も向上する画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の詳細な説明するためのもので、第１図はア
ナログ的処理による露光制御部の構成図、第２図はデジ
タル的処理による露光制御部の構成図、第３図は複写機
の外観を示す斜視図、第４図は原稿台の部分を説明する
ための平面図、第５図は光学系部分の構成図、第６図な
いし第１２図はそれぞれ動作を説明するための図である
。 ２・・・・・・原稿、３・・・・・・原稿台、５・・・
・・・露光走査装置、８・・・・・・露光ランプ、１０
，１３，１４，１８゜１９．２０・・・・・・ミラー、
１５・・・・・・レンズユニ・ソト、１６・・・・・・
受光素子、２１・・・・・・感光体、２２・・・・・・
露光制御部、３２・・・・・・基準電圧設定回路、３５
・・・・・・トリガパルス発生回路、３６・・・・・・
交流電源、３７・・・・・・双方向性サイリスク。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ７　　　　乙２ ：Ｉ　第４図 第９図 第１０図 １１１ｒＭ 峻東５　　　　　　　　へψ東５ 彎虫り

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿面に対して露光走査装置が往復動作し、この
   露光走査装置の復動作時に前記原稿を露光走査すること
   により、前記原稿の画像に対応した画像を形成する画像
   形成装置であって； 前記露光走査装置の往動作時に前記原稿を露光走査し、
   前記原稿からの反射光を電気信号に変換することにより
   、前記原稿の画像濃度を検出する検出手段と； この検出手段で検出した画像濃度に基づいて前記露光走
   査装置の復動作時における露光量を制御する制御手段と を具備したことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）複数回連続的に画像形成を行なう際、前記検出手
   段は第１回目の画像形成時における前記露光走査装置の
   往動作時に前記原稿の画像濃度を検出し、前記制御手段
   はその検出した画像濃度を記憶しておき、連続的な画像
   形成時その記憶した画像濃度に基づいて前記露光走査装
   置の露光量を制御することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の画像形成装置。
3. （３）前記制御手段は、前記検出手段で検出した画像濃
   度に基づいて前記露光走査装置の復動作時における露光
   量を一定値に制御することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の画像形成装置。
4. （４）前記露光走査装置は、画像形成待機状態では画像
   形成倍率などによって決定される往復動作の終端部に位
   置していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の画像形成装置。