JPH02193164A - デジタル複写機 - 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〕 この発明は、デジタル複写機に係り、さらに詳しくは、
電子写真プロセスの処理速度を可変にすることができる
デジタル複写機に関する。

〔従来の技術〕

従来、一般には、電子写真方式の複写機は設計時に予め
読み取りスキャナの走査速度と、電子写真プロセスの処
理速度はある速度に固定されており、その設定された速
度で複写が行われていた。

そこで、変倍を行う際には、レンズとミラーとの相対位
置を変え、画像速度を変えることによって変倍する所謂
ミラーズーム変倍や、ズームレンズによって焦点距離、
位置、走査速度を変えることによって変倍するズームレ
ンズ変倍が用いられていた。一方、これらの方式では、
複写速度が速くなるわけではないので、効率的に複写を
するためにスキャナや感光体の作動速度を可変にしたも
のもある。

この−例に、特開昭５７−６８８５１号公報に開示され
た発明がある。この発明は、変倍率を指定選択するため
の入力データに応じてドラムの回転速度および走査手段
の走査速度を制御することにより、等倍その他の変倍モ
ードでの複写速度を高めることを目的としている。その
構成としては、前処理が終了してコピー動作に入った場
合、手動入力手段により指定選択される変倍率に応じて
感光体ドラムの回転速度および露光ランプ、ミラー系、
レンズ等の走査速度を制御するもので、等倍データが送
られてくるとシーケンスコンピュータはこれを判断して
感光体ドラムを高速にし、縮小・拡大の変倍のときには
感光体ドラムを３０ｍ秒遅延して低速にし、次にレンズ
を所望位置にセットするとともに、変倍時にはさらにド
ラムを１回転させ、高速から低速への切り換えにおける
ならし運転と電位の安定化を図るようになっている。

一方、アナログ式の複写機では、読み取りスキャナの走
査速度を一定にし、複写プロセスの処理速度を速くする
と、読み取った原稿の画像情報がそのまま光学系を介し
て感光体に入射され、公知の電子写真プロセスによって
顕像化し、転写紙等の転写媒体に転写して複写画像を得
るため、画像の境界が伸びてぼけた画像になる。しかし
、デジタル式の複写機ではアナログ／デジタル変換して
ドツト単位で管理するため、同様の動作を行わせると副
走査方向に伸びた画像にはなるが、ドツト自体は鮮明で
画像としてもぼけるようなことはない。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、一般には上記のように電子写真プロセスは一
定の速度で処理され、あるいは変倍時には異なった速度
で処理されるものもあるが、複写作業に際して高速で複
写画像が欲しい場合や、低速でも画像品質の優れたもの
を欲しい場合に、ユーザ側でそれを選択する手段がなか
った。

この発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、ユーザ側で複写速度をある程度
自由に設定し、デジタル処理により画像品質を確保して
高速複写および低速複写を行うことができるデジタル複
写機を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、光学的スキャナと、この光学的スキャナを
介して原稿の画像情報を光電変換素子上に結像させ、そ
の結像された像に基づいて前記画像情報をアナログ／デ
ジタル変換し、デジタル画像信号として取り出す手段と
、取り出された画像信号を処理し加工する手段と、この
処理・加工された画像信号を光信号に置き換えて感光体
上に露光する手段と、露光された像を電子写真プロセス
を経て現像し、転写媒体に転写後定着して複写画像を得
る手段とを有するデジタル複写機において、上記電子写
真プロセスの処理速度を可変にする手段と、この可変に
する手段によって可変された速度に対応して副走査方向
のずれが生じることのないような走査速度に光学的スキ
ャナの副走査方向の走査速度を可変にする手段とを備え
ることによって達成される。

〔作用〕

上記手段によれば、ユーザ側で複写速度を可変にすると
、その可変された速度に対応して副走査方向のずれが生
じることのないように光学的スキャナの副走査方向の走
査速度が変わるので、複写像が副走査方向にずれたり、
伸縮したりする虞はなくなる。また、その際、像はドツ
ト単位で管理されているため、複写像がぼけるような虞
もない。

なお、主走査方向の走査速度については一定であるので
、主走査方向の光学系および光学系の制御が複雑になる
こともない。

〔実施例〕

以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。

第１図は実施例に係るデジタル複写機のシステムの構成
図、第２図はそのデジタル複写機の内部構造を示す概略
構成図である。

第２図において、実施例に係るデジタル複写機１は、複
写機本体部３と、スキャナ部５と、自動原稿搬送装置（
以下、ＡＤＦと称する）７とから主に構成されている。

スキャナ部５は、光源９と、光源９からの光を反射して
コンタクトガラス１１の下面側から原稿８９に照射する
反射鏡１３と、原稿８９からの反射光を一次元固体操像
素子１５に導く第１ミラー１７、第２ミラー１９、第３
ミラー２１、レンズ２３からなる光学系２５とからなり
、光源９、反射鏡１３および第１ミラー１７が第１スキ
ヤナ２７を構成し、第２ミラー１９および第３ミラー２
１が第２スキヤナ２９を構成している。このスキャナ部
５には、またスキャナ制御部３１が設けられ、第１およ
び第２スキャナ２７．２９の走査速度を制御するととも
に、−次元固体撮像素子１５で得られた画像情報をデジ
タル情報に変換して後述のメインコントローラ６５のＣ
ＰＵ　（セントラル・プロセシング・ユニット）１００
に出力する。

複写機本体部３は、画像形成部３３と、給紙部３５と、
排紙部３７とから主に構成されている。

画像形成部３３は図示しないレーザ発光部から入射され
たレーザ光を感光体ドラム３９側に導くポリゴンミラー
４１および反射鏡４３と、感光体ドラム３９の外周に沿
って配設された帯電チャージャ４５と、電位センサ４７
と、現像器４９と、濃度センサ５１と、転写・分離チャ
ージャ５３と、クリーニングブレードおよび除電ランプ
を含むクリーニング部５５と、定着ローラ５７とからな
り、さらに、上記ポリゴンミラー４１を駆動するモータ
５９と、このモータ５９を制御するポリゴンミラー制御
部６１と、感光体ドラム３９や定着ローラ５７およびそ
の他の複写機本体部３内の搬送ローラ等を回転駆動する
メインモータ６３と、これらの各部を制御するメインコ
ントローラ部６５とを備えている。

給紙部３５は、給紙トレイ６７と給紙ローラ６９とから
なり、給紙ローラ６９の搬送方向下流側には給紙センサ
７１およびレジストローラ７３が配設されている。

排紙部３７は定着ローラ５７の搬送方向下流側に設けら
れたソータ７５からなり、ソータモータ７７によって駆
動され、排紙センサ７９、排紙ローラ８１を経てソータ
７５内に搬送されてきた転写紙を所定のビン内に排紙す
るようになっている。

ＡＤＦ７は、原稿載置トレイ８３、給紙ローラ８５、主
動および従動ローラによって駆動される原稿搬送ベルト
８７とから主に構成され、原稿載置トレイ８３に載置さ
れた原稿８９を自動的にコンタクトガラス１１上に導い
て複写を行った後、再度原稿載置トレイ８３側に原稿８
９を戻すようになっている。

また、スキャナ部５には、ファクシミリ制御部９３が備
えられ、電話機９５を介してファクシミリ信号を受信し
、スキャナ制御部３１にその受信したファクシミリ信号
を出力して、送信された画像信号を顕像化できるように
なっている。

上記のように構成されたデジタル複写機の制御システム
は、メインコントローラ６５内のＣＰＵ１００に処理速
度設定部１０１、外部信号入力部１０２、各種センサ入
力部１０３、条件設定メモリ部１０４、クロック発生部
１０５、ＡＤＦ！ＩＩＪ１部１０６、スキ部子０６部３
１、画像情報入力部１０７、書き込み制御部１０８、プ
リンタ制御部１０９、使用条件メモリ部１１０、ソータ
制御部１１１、表示部１１２等が接続されている。

処理速度設定部１０１は、複写機本体３の図示しない操
作部に設けられた入力手段により、オペレータあるいは
サービスマンが任意に感光体ドラム３９および／または
定着ローラ５７の回転速度を含む電子写真プロセスの処
理速度を設定できるようにしたもので、ダイヤル回転式
のものやスライド式のアナログ入力手段が採用される。

このような入力手段によって設定された処理速度のアナ
ログ値はさらにこの感光体速度設定部１０１のアナログ
／デジタル変換部においてデジタル値に変換され、ＣＰ
Ｕ１００側に入力される。前述のファクシミリ制御部９
３からのファクシミリ信号およびホストコンピュータか
らの信号は外部信号入力部１０２を介してＣＰＵ１００
に入力され、ジャムセンサ、環境センサ、表面電位セン
サ４７およびトナー濃度センサ等からの検出情報は各種
センサ入力部１０３からＣＰＵ１００に入力される。

さらに、画像ＭＦＴ処理、倍率変倍処理、感光体特性、
開時性およびメインモータ制御等に関する情報や設定条
件は、条件設定メモリ部１０４とＣＰＵＩ　ＯＯとの間
で入出力が行われる。また、帯電チャージャ４５、現像
器４９、転写・分離チャージャ５３、クリーニング部５
５にプロセス条件を指示するプロセス条件制御部１１３
には、プリンタ制御部１０９を経てＣＰＵ１００からプ
ロセス条件が入力され、さらに、書き込み制御部１０８
に書き込み条件が入力される。

上記のような構成のデジタル複写機１では、ＡＤＦ７の
原稿載置トレイ８３上に原稿８９の束をのせ、操作部の
図示しないプリントスイッチを押すと、原稿８９が原稿
載置トレイ８３から給紙ローラ８５により原稿搬送ベル
ト８７側に導かれ、この原稿搬送ベルト８７が原稿８９
をスキャナ部５のコンタクトガラス１１上に載せて位置
決めする。すると、光源９が点灯するとともに、第１お
よび第２スキャナ２７．２９が走査して原稿８９の反射
像を一次元固体撮像素子１５側に導く。

次元固体撮像素子１５に導かれた原稿８９の反射像はそ
こで光電変換され、光電変換された情報がスキャナ制御
部３１に入力される。スキャナ制御部３１に人力された
情報は、ここでデジタル値に変換され、順次、複写機本
体３のメインコントローラ部６５からポリゴンミラー４
１のレーザ発光部およびポリゴンミラー制御部６１に出
力される。

そして、レーザ発光部で発光したレーザ光が反射鏡４３
を経て感光体ドラム３９に導かれ、現像器４９で顕像化
される。これに並行し、感光体ドラム３９の回転に同期
して転写媒体としての複写紙９１がレジストローラ７３
により同期をとられて感光体ドラム３９側に導かれ、感
光体ドラム３９上で顕像化された原稿像を複写紙９１に
転写し、定着ローラ５７によって定着されソータ７５側
に排紙される。この間の複写工程は公知の電子複写プロ
セスなので詳しい説明は省略する。

上記のシステムでは、デジタル信号は主走査方向（レー
ザ書き込み方向）、副走査方向（通紙方向）ともに、４
００ｄｐ　１Ｘ４００ｄｐ　ｉで処理される。ここで、
処理速度設定部１０１で副走査方向の速度を変更する場
合、主走査方向の速度も変えるとビット情報の高速化や
ポリゴンミラー４１の回転速度等の画像処理の処理速度
を変えねばならないためコストが高くなる。そこで、主
走査方向の速度は一定とする。一方、スキャナ部５で読
み取った信号をメモリに入れることなく順次書き込む方
式では、感光体ドラム３９の回転速度を変えて倍率合わ
せを行うと、副走査方向の密度がオリジナルの原稿とは
異なってくる。そのため、この実施例では、第３図およ
び第４図の説明図に示すように、高速時（第３図（ｂ）
）は読み取り情報を設定速度の標準的な速度Ｖ（第３図
（ａ））に対する変化量ΔＶに合わせてΔｖ　／　ｖ％
だけ荒くサンプリングし、逆に遅くするときは（第３図
（Ｃ））Δｖ　／　ｖ％増やして細かくサンプリングす
る。したがって、上記速度Ｖのときの単位送り量をβと
すると、高速時の送り量は（１＋Δｖ／ｖ）ｆｆｉ、低
速時の送り量は（１−Δｖ　／　ｖ　）ａとなる。そし
て、これに合わせて第４図（ａ）に示す通常時から第４
図（ｂ）に示す高速時のように読み取りスキャナの副走
査速度を変化させて対応させる。

なお、このように感光体ドラム３９の回転速度を変えて
副走査方向の走査速度を変えると、それに応じて、光量
、電位、現像バイアス値、転写電流、クリーニング圧お
よび圧力や温度の定着条件を変えることが望ましく、こ
の実施例では、第１図に示した前述のＣＰＵ１００によ
って制御するように構成されている。以下、主な制御点
を列挙する。

まず、電子写真プロセスの処理速度を速くした場合には
、第５図の説明図に示すように標準のプロセス速度のと
きの画像Ａが、黒べた濃度の低下や横すじが目立つ画像
Ｂになる。そのため、画像品位を落とさないようにする
必要が出てくる。この画像品位の低下を防止する方法と
しては、■副走査方向のビーム径を設定した処理速度に
応じて変化させる（副走査方向に長い楕円状のビーム形
状にする）、■ビームパワーを上げてビームのスポット
径を見掛は上大きくする（パワー変ＵＮ）、■パルス幅
を大きくしてビームのスポット径を大きくする（パルス
幅変調）等がある。

すなわち、第５図のＡで示される画像が同図Ｃで示すよ
うなビームｑによって書き込まれ、予め設定された現像
レベルＸで現像することによって、エネルギ分布ｅのレ
ベルに応じて黒ベタ部ｐおよび線部ｒが得られたとする
と、処理速度が高速になることにより、同図りで示すよ
うな荒いビームｑになり、そのビームｑによって生じる
画像はＢのようになるため、黒べた濃度や横すじが目立
つようになるが、同図Ｅに示すようにビームｑのパワー
を上げるとビームｑの分布が同図Ｆに示すようになり、
現像レベルＸに対するエネルギ分布ｅが補正される。ま
た、第６図のレーザの印加時間とスポット径との相関関
係を示す説明図および第５図Ｇにも示すように、レーザ
のパルス幅を標準状態（第６図す、ｂ’）から変えてス
ポット径を大きくすると（第６図ｃ、ｃ′）、第５図Ｈ
に示すようなエネルギ分布ｅとなる。なお、パルス幅は
大体５０ｎａ程度が目安となる。

このように、処理速度を速くするとビーム径が大きくな
りエネルギ分布ｅも改善されるが、処理速度の増加に伴
って、現像ポテンシャルが低下するため、以下に述べる
ようにプロセス条件を変える必要がある。具体的には、
速度向上につれて表面電位が低下するので、ネガ／ポジ
現像の場合、地汚れしやすくなる。そのため、電位セン
サ４７によって感光体ドラム３９の表面電位を監視し、
グリッド電位を上げて電位を回復させるとともに、バイ
アス電位を下げ、やや太りぎみのトナー付着とするよう
に濃度を上げる等の制御を行う。また、転写率も低下す
るので、転写チャージャ５３の転写電流を上げ、転写率
を向上させる。クリーニング部５５では感光体ドラム３
９の回転速度の増加に伴ってクリーニングブレードの圧
力を上げるとともに、トナーの排出力を上げるために、
排出オーガコイルの回転数を高くする。さらに、別モー
タ時には、感光体ドラム３９への書き込み基準に合わせ
るため、レジストローラ７３の立ち上がり時間を加味し
たタイミングのシフト等が必要となる。

なお、上記の制御はレーザ書き込み系について述べてい
るが、ＬＥＤ　（ライト・エミッティング・ダイオード
）アレーやＬＣＤ　（リキッド・クリスタル・デイスプ
レィ）アレー等の固体書き込み素子を用いるものでは、
副走査１ラインあたりの露光時間を感光体ドラム３９の
線速に対応して多くすることによって同様の効果を得る
ことができる。

これに対し、処理速度を低速化したときには、上記と逆
の制御を行う。すなわち、第５図の画像Ａが処理速度の
低速化のために、同図１に示すように黒べた画像になっ
てしまうということは、ビームｑによって得られるエネ
ルギ分布ｅが全て現像レベルＸを越えてしまうというこ
とを示しているので、隣接ビームとの重なりを減らすた
めに、同図Ｊで示すようにパワーを下げて同図Ｋに示す
ようなエネルギ分布ｅを得るようにするか、第５図りお
よび第６１１（ａ、ａ’）にも示したように、パルス幅
を小さくしてビーム径を細くすることにより、第５図Ｍ
に示すようなエネルギ分布ｅを得る。そして、これと並
行してプロセス条件を処理速度の高速化のときと逆にし
て、適正な画像を得る。

また、上記のＬＥＤアレーやＬＣＤアレー等の固体書き
込み素子を用いるものでは、副走査１ラインあたりの露
光時間を感光体ドラム３９の線速に対応して少なくする
ことにより同様の効果を得ることができる。

さらに、定着条件は、処理速度が低速になると、過定着
や転写紙のカールの問題がでてくるので、定着温度や定
着圧力の設定を処理速度に応して変える必要もある。こ
の定着については、印刷マスター原稿やＯＨＰフィルム
への複写に際しては、低速の方が定着性、発色性などの
点で好ましいので、転写媒体に応じて処理速度を選択す
ることもでき、これにより、他の付帯設備等を設ける必
要もなくなった。したがって、処理速度をユーザ側で自
由に設定できるようになったことにより、低コストで、
転写媒体への幅広い対応も可能なデジタル複写機を提供
することが可能になった。

なお、処理速度を変えると、その速度変化に応じて種々
の細かな制御が必要になる。例えば、処理速度の変化に
応じ、ＡＤＦ７、ソータ７５、両面複写、ファクシミリ
、プリンタ等の周辺機に対する線連合わせやタイミング
合わせの必要があり、これらの制御は、上記処理速度や
プロセス条件の制御とともに、ＣＰＵＩ　ＯＯを介して
行われる。

また、処理速度が変化するとメンテナンス部品の寿命が
異なる場合があるので、これらの部品の使用条件を記憶
するための前述の使用条件メモリ部１１０を設けである
。加えて、２成分系の現像剤を用いる場合、回転数のシ
フトに伴う剤寄りの問題があるが、これに対しては、第
７図の斜視図に示すように、現像剤の循環経路の現像剤
取り込み口１１５にゲート１１６を設け、剤寄りが起こ
らないように現像剤の量を調節する。また、メインモー
タ６３はパワーを最大値に合わせ、かつ、低速時も負荷
変動に強くするため、ダミーの負荷を加え、制御もサー
ボ系の定数をシフトしてこれに対応する。

以上の説明では、光源のビームｑを直接制御する■およ
び■について述べているが、■については、例えば、副
走査方向の軸の長さを変えられるようなシリンドリカル
レンズ１３０をポリゴンミラー３１から感光体ドラム３
９表面に至る光路の適宜位置に進出後退自在に入れてビ
ーム径の副走査方向の径を変え、副走査方向の速度の変
化に対応するように設定することもできる。

〔発明の効果〕

これまでの説明で明らかなように、電子写真プロセスの
処理速度を可変にする手段と、この可変にする手段によ
って可変された速度に対応して副走査方向のずれが生じ
ることのないような走査速度に光学的スキャナの副走査
方向の走査速度を可変にする手段とを備えたこの発明に
よれば、その可変された速度に対応して副走査方向のず
れか生じることのないように光学的スキャナの副走査方
向の走査速度が変わるので、ユーザ側で複写速度をある
程度自由に設定し、デジタル処理により画像品質を確保
して高速複写および低速複写を行うことができるデジタ
ル複写機を提供することができる。なお、その際、主走
査方向の走査速度については一定であるので、主走査方
向の光学系および光学系の制御が複雑になることもなく
、制御装置側のソフトによってスキャナの副走査方向の
速度制御を行うため、低コストで上記機能を備えたデジ
タル複写機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は、全てこの発明の詳細な説明するためのもので、第
１図は実施例に係るデジタル複写機のシステムの構成図
、第２図はそのデジタル複写機の内部構造を示す概略図
、第３図はスキャナとスキャナの副走査方向の走査速度
の変化による送り量の違いを説明するための説明図、第
４図はスキャナの速度変位による副走査方向のずれを説
明するための説明図、第５図はスキャナの速度変位とビ
ーム径と画像との関係を示す説明図、第６図はパルス幅
変調とパルス幅変調によって生じるビーム径との関係を
示す説明図、第７図は現像剤の循環経路に設けられたゲ
ートの状態を示す現像器の要部斜視図である。 １・・・・・・デジタル複写機、３・・・・・・複写機
本体部、５・・・・・・スキャナ部、１５・・・・・・
−次元撮像素子、２５・・・・・・光学系、２７・・・
・・・第１スキヤナ、２９・・・・・・第２スキヤナ、
３１・・・・・・スキャナ制御部、３３・・・・・・画
像形成部、３９・・・・・・感光体ドラム、４１・・・
・・・ポリゴンミラー、４５・・・・・・帯電チャージ
ャ、４９・・・・・・現像器、５３・・・・・・転写・
分離チャージャ、５５・・・・・・クリーニング部、５
７・・・・・・定着ローラ、６５・・・・・・メインコ
ントローラ、８９・・・・・・Ｎ　ｆＡ、１００・・・
・・・ＣＰＵ、１０１・・・・・・処理速度設定部、ｌ
Ｏ８・・・・・・書き込み制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学的スキャナと、この光学的スキャナを介して原稿の
   画像情報を光電変換素子上に結像させ、その結像された
   像に基づいて前記画像情報をアナログ／デジタル変換し
   、デジタル画像信号として取り出す手段と、取り出され
   た画像信号を処理し加工する手段と、この処理・加工さ
   れた画像信号を光信号に置き換えて感光体上に露光する
   手段と、露光された像を電子写真プロセスを経て現像し
   、転写媒体に転写後定着して複写画像を得る手段とを有
   するデジタル複写機において、上記電子写真プロセスの
   処理速度を可変にする手段と、この可変にする手段によ
   って可変された速度に対応して副走査方向のずれが生じ
   ることのないような走査速度に光学的スキャナの副走査
   方向の走査速度を可変にする手段とを備えていることを
   特徴とするデジタル複写機。