JPH04109264A - 画像形成装置の光学系自動調整装置 - 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、電子写真方式や静電記録方式等の複写機、フ
ァクシミ７ハプリンタ等の画像形成装置の光学系の自動
調整装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば、原稿載置台であるコンタクトガラス上の
原稿を、原稿照射用ランプを有する光学系で像担持体上
に露光して原稿の静電潜像を形成する、アナログ光学系
を用いた電子写真複写機（以下、複写機という）では、
この光学系の焦点を合わせる調整時に、コンタクトガラ
ス上に調整用のテストチャートを置いて、このテストチ
ャートを複写して、サービスマンがそのコピーとテスト
チャートとを比較して、光学系の焦点が合っているか否
かを判断し、必要に応じて、光学系の構成要素である、
ミラー等の位置を調整することを繰り返すことにより、
光学系の焦点合わせを行なっていた６ 又、ＣＯＤを有するディジタル光学系を用いた原稿読み
取り装置では、例えば２００ｄｉｐのテストチャートを
読み取らせ、この時のＣＣＤ出力をオシロスコープに表
示し、その波形を見ながら、サービスマンガレンズやス
キャナー位置を調整することにより、焦点合わせを行な
っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記の従来技術にあっては、光学系の結像状態
が、最適な状態からどれほどずれているかを、調整者が
判断するので、その調整量が経験的な要素に左右されて
しまう。又、調整者が専門的な知識を有するものに限ら
れてしまうという問題点があった。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みな
されたものであり、その目的とするところは、画像形成
装置の光学系を自動的に焦点合わせすることが出来る装
置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る、画像形成装
置の光学系自動調整装置は、 原稿載置台上の原稿を像担持体上に露光して、該像担持
体上に該原稿の潜像を形成するための光学系と、 該原稿載置台上に配置された基準パターンを該光学系を
用いて該像担持体上に露光することに基づいて形成され
る、像を検出する像検出手段と、位置調整信号により該
光学系の構成要素の位置を調整する位置調整手段と、 該像検呂手段の検出出力に基づいて、光学系の焦点が合
っているか否かを判別する判別手段と、該判別手段の判
別結果に応じて、該位置調整信号を発生する位置調整信
号発生手段とを設け、上記位置調整信号発生手段は、上
記判別手段が該光学系の焦点が合っていないと判別した
ときに、上記位置調整信号を発生することを特徴とする
ものである。

〔作用〕

原稿載置台上に配置された基準パターンを、光学系を用
いて該像担持体上に露光することに基づいて、像を形成
し、これを像検出手段で検出し、この検出出力に基づい
て、判別手段で光学系の焦点が合っているか否かを判別
する。焦点が合っていないと判別したときは、位置調整
信号発生手段で位置調整信号を発生して、位置調整手段
で光学系の構成要素の位置を調整する。以上を判別手段
で光学系の焦点が合ったと判別するまで繰り返すことに
より、光学系の焦点を自動的に合わせる。

〔実施例〕

この発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて説明
する。

第１図は、本発明の実施例に係る光学系自動調整装置を
採用した電子写真複写機（以下、複写機という）の概略
構成図である。

先ず、複写機全体の概略について説明する。

第１図において、原稿載置台であるコンタクトガラス１
上の原稿（不図示）が、光学系２によって、−様帯電器
３で既に一様に帯電されている潜像担持体であるドラム
状の感光体４に結像投影され、これにより感光体４上に
静電潜像が形成される。

ここで、光学系２は、原稿照射用光源であるランプ２１
、第１ミラー乃至第４ミラー２２，２３゜２４．２５、
結像素子であるレンズ２６などの光学系の構成要素を有
し、第２ミラー２３及び第３ミラー２４かもなる第２ス
キヤナーユニツト２７は、光学系２のピント合わせ（焦
点合わせ）のため、レンズ２６との相対位置を調整可能
なように、ステッピングモーター２８で駆動される図示
しない移送手段に連結されている。又、ステッピングモ
ーター２８には駆動回路２９が設けである。

感光体４上に形成された静電潜像は、感光体４の右側方
に設けられた現像装置５のトナーによりトナー像化され
る。ここで、現像装Ｎ５は、２成分現像剤を用いている
。このトナー像は、図示しない給紙部から搬送されてき
た転写紙に、図示しない転写チャージャにより転写され
る。トナー像が転写された転写紙は、感光体４から分離
され、図示しない定着装置を通ってコピー紙として機外
に排出される。

一方、転写後の感光体４表面は、感光体４の左側方に設
けられた図示しないクリーニング装置によって残留トナ
ーが除去されてから、図示しない除電ランプで残留電荷
が除電されて、−様帯電器３による次の帯電に備えられ
る。

本実施例の複写機は、ピント状態を検出し、この検出結
果に応じて、上記のピント合わせのための第２スキヤナ
ーユニツト２７のレンズ２６に対する相対位置の調整を
自動的に行なう、ピント自動調整モードを備えている。

ピント状態を検出するめに、コンタクトガラス１上の原
稿載置箇所（複写時に原稿を載置する箇所）から外れた
位置に常設された照射用の基準パターン１１を、光学系
２で感光体４上に露光して静電潜像を形成し、この静電
潜像を現像装置５で現像し、この現像像からの反射光量
を、発光素子と受光素子とからなる光センサ−６で検出
する。

この基準パターン１１としては、例えば、線数５０乃至
７５、面積率２０乃至５ｏ％のドツト状パターンが好適
である。

上記光センサ−６による反射光の検出は、発光素子の発
光量、受光素子の経時的な感度変化、あるいは、光セン
サー面のトナー付着等による影響を補正するために、ト
ナーが付着していない感光体４の地肌部の検出出力Ｖｓ
ａと、基準パターン部の検出出力ＶＳＰとの比Ｖ　ｓ　
ｐ　／　Ｖ　ｓａを用いて行なう。

これは、第２図に示すように、感光体の地肌部と基準パ
ターン部とは、上記の影響を同じように受けるので、こ
れらの検出出力の比を取ることで、上記の影響を相殺さ
せるものである。

白地に黒のドツトが形成された基準パターン１１を上記
光学系２で感光体４上に露光すると、第３図に示すよう
な電位分布が形成される。同図中、ａは光学系２のピン
トが合っている状態での電位分布、ｂは光学系２のピン
トがずれている状態での電位分布を示す。

このように、黒のドツトの中央部の最大電位は、ピント
が合っているか否かにあまり影響されないが、ドツトの
まわりの輪郭部は、ピントがずれている状態で、光量が
減少するため、電位勾配が発生し、その結果、現像によ
ってこの部分にもトナー付着が発生し、これにより、基
準パターン１１の現像像の反射光量が減少する。そして
、この基準パターン１１の現像像の反射光量の減少は、
光学系２のピントがずれる程大きく、これにより、上記
Ｖ８０が同一であるとすると、ピントがずれる程■ｓＰ
が小さくなる。

従って、上記Ｖ　ｓ　ｐ　／　Ｖ　ｓａは、第２スキヤ
ナーユニツト２７のレンズ２６との相対位置を横軸に、
Ｖｇｐ／Ｖｓａを縦軸に取った、第４図に示すように、
ピントが合った状態の位置で最も大きな値になり、この
位置から離れる程小さな値になる。

本実施例のピント自動調整モードは、以上のことを利用
して、光学系２のピント状態を変化させる光学要素であ
る第２スキヤナーユニツト２７を、レンズ２６に対して
移動させながら、基準パターン１１の現像像の形成、及
びその反射光量の光センサ−６による検出を繰り返し、
ピントの良好な第２スキヤナーユニツト２７のレンズ２
６に対する位置を自動的に決定するものであり、このた
めに、制御部７には、上記光学センサー１０の出力が入
力され、制御部７からは、上記ステッピングモーター２
８の駆動回路２９に駆動信号が出力される。又、ピント
自動調整モードを実行させるための図示しない専用スイ
ッチが設けられている。

以下、第５図を用いて、ピント自動調整モードを説明す
る。

専用スイッチがＯＮされると、先ず、第１ステツプで、
ステッピングモーター２８を駆動して、第２スキヤナー
ユニツト２７をレンズ２６から予め定められている距離
だけ離れた調整開始位置に移動する。この調整開始位置
は、レンズ２６との距離が、光学系２のピントが合った
状態でのレンズ２６との距離（以下、この距離に有ると
きの第２スキヤナーユニツト２７の位置をピント位置と
いう）よりも確実に大きくなるように設定されている。

次に、第２ステツプで、基準パターン１１の露光及び現
像による現像像の形成、及びその反射光量の光センサ−
６での検出出力の読み込みを行なって、Ｖｓｐ／Ｖｓａ
を演算し、この演算結果をレジスタａに格納する。

次に、第３ステツプで、ステッピングモーター２８を駆
動して、第２スキヤナーユニツト２７を基準移動単位で
あるＮｍｍだけレンズ２６に近づく方向に移動させる。

この基準移動単位は、光学系２の共役長等によって設定
するが、−数的に、ステッピングモーター２８の分解能
が０．１１程度あれば十分である。

次に、第４ステツプで、再度基準パターン１１の露光及
び現像による現像像の形成、及びその反射光量の光セン
サ−６での検出出力読み込みを行なって、Ｖｓｐ／Ｖｓ
ａを演算し、この演算結果をレジスタｂに格納する。

次に、第４ステツプで、上記両レジスタの内容を読み出
して、両者の内容を比較する。上述のように、調整開始
位置は、レンズ２６との距離が光学系２のピントが合っ
た状態でのレンズ２６との距離よりも確実に大きくなる
ように設定されており、且つ、上記第３ステツプでの移
動は、第２スキヤナーユニツト２７をＮｍｍだけレンズ
２６に近付ける方向への移動であるから、通常、調整開
始位置よりも、Ｎｍｍ移動後の位置の方がピント位置に
近く、従って、レジスタａから読み出したＶ　５　ｐ／
　Ｖ　Ｓ。よりも、レジスタｂから読み出したＶ　ｓ　
ｐ　／Ｖ　５　Ｇの方が大きい（第４図参照）。

ここで、レジスタｂから読み出したＶ　ｓｐ／　Ｖ　ｓ
。

Ｏ方が大きい場合には、第６ステツプで、レジスタｂか
ら読み出したＶ　ｓｐ／　Ｖ　ｓａをレジスタａに格納
して、第３ステツプに進む。

以降、第３ステツプで第２スキヤナーユニツト２７をＮ
１１ｌＩｌづつピント位置に近付けながら、第４ステツ
プでの基準パターン１１の露光及び現像による現像像の
形成及び、その検出出力のＶｓｐ／Ｖ、０の演算、第５
ステツプでのＮｙａ移動前後のＶ　５　ｐ／　Ｖ　ｓ。

の比較、及び第６ステツプでのＮｍｍ移動後のＶ　ｓＰ
／　Ｖ　ｇｏのレジスタａへの格納を、第２スキヤナー
ユニツト２７がピント位置を通過することにより、第５
ステツプでレジスタｂから読み出したＶ　８Ｐ／　Ｖ　
ｇｏの方が大きくはないと判断するまで、繰り返す。

第５ステツプで、レジスタｂから読み出した■ｓｐ／　
Ｖ　ｓａの方が大きくはないと判断すると、第７ステツ
プで、第２スキヤナーユニツト２７をＮｍｍ戻す。これ
は、最終の第３ステツプでのＮｍｍ移動前の位置がピン
ト位置に最も近いと考えても良いからであるが、この第
５ステツプは省略しても良い。これにより、ピント自動
調整を終了する。

尚、以上のピント自動調整モード実行中には、転写紙を
給紙しない。

以上、本実施例においては、コンタクトガラス■上の原
稿載置箇所から外れた位置に基準パターン１１を常設し
ているので、基準パターン１１を、調整時に原稿載置台
上に載置して配置する手間を省くことが出来る。

又、ピント自動調整モードを実行させる専用キーをＯＮ
するだけで、光学系２の焦点が合うまで、自動的に、基
準パターン１１の検出と光学系２の調整を繰り返すので
、例えば、サービスマンによる複写機の保守点検時にこ
のモードを実行させるときにも、サービスマンは、他の
点検を行なうことが出来る。

更に、感光体４上の現像像を検出することにより、焦点
が合っているか否かを判別し、且つ、ピント自動調整モ
ード実行中には、転写紙を給紙しないので、従来のアナ
ログ光学系２を用いた複写機のように、焦点合わせのた
めに無駄に転写紙を消費することもない。

尚、上記各実施例においては、コンタクトガラス１上の
原稿載置箇所から外れた位置に基準パターン１１を常設
しているが、これに代え、ビント自動モードを実行する
ときに、コンタクトガラス１上に基準パターン１１を載
置するようにしても良い。

又、ピント自動調整モードを開始した直後に、第２スキ
ヤナーユニツト２７を、レンズ２６から予め定められて
いる距離だけ離れた調整開始位置に移動して、最初の基
準パターンの潜像形成を行なっているが、これに代え、
ピント自動調整モード開始時の第２スキャナーユニット
２７位置のままで、最初の基準パターン１１の潜像形成
を行なっても良い。この場合は、第２スキャナーユニッ
ト２７移動前後の光センサ−６の出力と、第４図の関係
を利用して、第２スキヤナーユニツト２７の移動方向が
、ピント位置に近づく方向か否かを判断して、ピント位
置から離れる方向に移動した場合には、移動方向を逆転
させた後に、この逆転後の方向に移動させるようにする
。

更に、上記実施例では、基準移動単位の移動前後の光セ
ンサ−６の検出値を比較することにより、光学系２の焦
点が合っているか否かを判別しているが、これに代え、
光学系２の焦点が合ったときの光センサ−６の検出値を
、予め実験で求めておいて、この検出値を制御の基準値
とし、検出時の光センサ−６の検出値とこの基準値とを
比較することにより、光学系２の焦点が合っているが否
かを判別しても良い。

又、上記実施例では、基準パターン１１の現像像を光セ
ンサ−６で検出しているが、これに代え、基準パターン
１１の静電潜像を電位センサーで検出しても良く、又、
転写紙に転写した基準パターン１１の転写像を光学セン
サー等で検出しても良い。

更に、上記実施例では、第２スキヤナーユニツト２７を
移動させることにより、光学系２の焦点を調整している
が、光学系２の焦点を調整できる構成要素であれば、こ
れ以外のものを移動させても良い。

［発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、画像形成装置が、自
動的に、光学系の焦点が合っているが否かを判別して、
光学系の構成要素の位置を調整するので、専門的な知識
を有しない者でも、光学系の焦点合わせを行なうことが
出来るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は、本発明の一実施例を説明するため
の図面であり、 第１図は実施例に係る複写機の概略構成図、第２図は感
光体地肌部と基準パターン部の光センサー出力を示す特
性図、 第３図は基準パターンの２つのドツトを含む領域に対応
する感光体上の電位を示す特性図、第４図は光学系の第
２スキヤナーユニツト２７とレンズ２６との距離を変化
させた場合の光センサーの検出値Ｖ　ｓ　ｐ　／　Ｖ　
ｓｏを示す特性図、第５図はピント自動調整モードのフ
ローチャートである。 ２・・・光学系、　　　　　　　２１・・・ランプ２２
．２３，２４．２５・・・ミラー ２６・・・レンズ、２７・・・第２スキヤナーユニツト
５・・・現像装置５．６・・・光センサ−，７・・・制
御部特許呂願人　株式会社リコー 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿載置台上の原稿を像担持体上に露光して、該
   像担持体上に該原稿の潜像を形成するための光学系と、 該原稿載置台上に配置された基準パターンを該光学系を
   用いて該像担持体上に露光することに基づいて形成され
   る、像を検出する像検出手段と、位置調整信号により該
   光学系の構成要素の位置を調整する位置調整手段と、 該像検出手段の検出出力に基づいて、光学系の焦点が合
   っているか否かを判別する判別手段と、該判別手段の判
   別結果に応じて、該位置調整信号を発生する位置調整信
   号発生手段とを設け、上記位置調整信号発生手段は、上
   記判別手段が該光学系の焦点が合っていないと判別した
   ときに、上記位置調整信号を発生することを特徴とする
   画像形成装置の光学系自動調整装置。
2. （２）上記基準パターンを上記光学系を用いて上記像担
   持体上に露光するのに先立ち、上記光学系の構成要素を
   、確実に上記光学系の焦点が合わなくなる所定位置に移
   動させる手段を設け、 上記位置調整手段は、上記光学系の構成要素を、該所定
   位置から一定方向に所定距離づつ移動するように位置調
   整し、 上記判別手段は、該所定距離づつの移動の前後における
   、上記像検出手段の出力の大小を比較することを特徴と
   する請求項１記載の画像形成装置の光学系自動調整装置
   。