JPH0687112B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、アナログ複写機、ディジタル複写機、ファ
クシミリ装置等のように、原稿を読取る機構を有し、読
取った原稿情報を処理して画像を形成する画像形成装置
に関するものである。特に、この発明は、原稿像を所望
の倍率に可変できる拡大および／または縮小機能を有す
る画像形成装置に関するものである。

＜従来の技術＞ アナログ複写機を例にとって説明すると、従来の複写機
において、原稿を予備照明走査し、その時に原稿で反射
された反射光の強さをフォトセンサで検出し、フォトセ
ンサの出力に基づいて原稿濃度を自動的に検出するよう
にしたものが知られている（たとえば、特開昭60−1172
64号公報、特開昭61−63864号公報参照）。

第８図および第９図は、上記構成を有する従来の複写機
の露光用光の光路を展開した斜視図および平面図であ
る。図示しない光源から照射される光は、原稿２で反射
され、集光レンズ５で集光され、感光体３へ与えられ
る。フォトセンサ等の受光センサ１は、原稿２から感光
体３へ与えられる光の光路４の外側に配置されていて、
感光体３へ与えられるべき光を遮ることのないようにさ
れている。受光センサ１は、図示しないレンズユニット
に取付けられていて、原稿２のほぼ中央部で反射された
光を検出するようにされている。

＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、複写機が拡大機能または拡大および縮小機能
を有するものの場合、集光レンズ５は、光路４中を上流
側（原稿２側）また下流側（感光体３側）へ移動するよ
うにされている。そして、等倍コピー時には集光レンズ
５は第９図の実線で示される位置に、拡大コピー時には
２点鎖線で示されるようにそれよりも上流側５′に、ま
た縮小コピー時にはそれよりも下流側５″に移動され
る。

一方、受光センサ１は、前述のようにレンズユニットに
取付けられており、集光レンズ５の移動とは関係なくそ
の位置は固定されている。

ところが、受光センサ１と集光レンズ５とが上述のよう
な配置関係にあり、集光レンズ５が光路４中を移動する
場合においては、次のような問題が発生する。すなわ
ち、 集光レンズ５が拡大コピーのために上流側５′に移
動した場合に、受光センサ１への入射光路６の一部が遮
られる場合がある（第９図の場合、ハッチングを付した
部分の光が遮られる。）。

そして、このような状況下で原稿濃度を検出すると、入
射光が一部遮られる分だけ受光センサ１の検出光量が低
下し、原稿２の濃度が相対的に濃いものと誤判断されて
しまう。

上記の問題を解決しようとすれば、受光センサ１
を集光レンズ５から遠ざければよいが、そうすると、受
光センサ１の受光量調整が難しくなると共に、受光セン
サ１を取付けるための図示しないレンズユニットの大型
化を計らなければならない。また、受光センサ１を上流
側へ移すと、光路４を構成する図示しない反射鏡の移動
が受光センサ１によって妨げられる恐れがあるという新
たな問題に遭遇する。

また、上記の問題を解決するためには、受光セン
サ１を集光レンズ５と一緒に移動可能にすることも考え
られるけれども、受光センサ１には電気配線が繋ってい
る関係上、受光センサ１を移動可能にすることは、装置
の安全規格上の別な問題を招来する。

この発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもの
で、原稿濃度検出時に、集光レンズ５がたとえ受光セン
サ１への入射光の一部を遮ったとしても、それにかかわ
らず正確な原稿濃度検出が行なえる画像形成装置を提供
することを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ この発明は、原稿からの光を受光体へ導く光路と、該光
路中を上流側（原稿側）または下流側（受光体側）へ移
動可能な集光レンズとを含み、該集光レンズを光路中の
所定位置へ移動させることによって、前記受光体上に結
像される原稿像を所望の倍率に可変できる画像形成装置
において、 前記原稿からの光を受光して原稿濃度を検出するための
受光センサを備え、該受光センサは、前記集光レンズの
近傍で、集光レンズの停止する位置によっては、集光レ
ンズにより受光センサが受光すべき光の一部が遮られる
ことがある位置に配置されており、さらに 前記集光レンズの停止位置と受光センサの出力補正値と
の関係が予め記憶された記憶手段と、 前記集光レンズの停止位置に応じ前記記憶手段から出力
補正値を読出して、前記受光センサの出力を補正する補
正手段と、 を含むことを特徴とする画像形成装置である。

＜作用＞ 集光レンズにより、受光センサが受光すべき光の一部が
遮られた時は、補正手段は記憶手段から出力補正値を読
出して、受光センサの出力を補正する。よって、たとえ
集光レンズによって受光センサが受光すべき光の一部が
遮られた場合でも、受光センサの出力は補正され、正し
い原稿濃度が検出できる。

＜実施例＞ 第２図は、この発明の一実施例にかかる複写機10の概略
構成を示す断面図である。複写機10の上面には原稿11を
セットするための透明なコンタクトガラス12が設けられ
ており、その上には開閉自在な原稿カバー13が備えられ
ている。

複写機10の内部上方には原稿を読取るための露光装置14
が備えられており、この露光装置14に原稿濃度検出用の
機構が組込まれている。

露光装置14には、コンタクトガラス12上に配置される原
稿11を照明するためのランプ15Lを有するランプユニッ
ト15が含まれている。このランプユニット15は、実線で
示される左端の停止位置から２点鎖線で示される右端の
走査終了位置まで移動可能にされており、ランプユニッ
ト15の移動によって、原稿11が照明走査される。

ランプユニット15には、原稿11で反射された反射光を所
定の方向へ導くための第１ミラー16が備えられている。
第１ミラー16で反射された光は第２ミラー17および第３
ミラー18でさらに反射される。第２ミラー17および第３
ミラー18は共通のミラー枠19に取付けられており、ラン
プユニット15の移動に連動して、ランプユニット15の移
動素度の約２分の１の速度でランプユニット15に追動す
るようにされている。これは原稿11から集光レンズ21ま
での光路長を一定に保つためである。従って、ランプユ
ニット15が図の２点鎖線で表される右端の走査終了位置
になった時、ミラー枠19は２鎖線で示されるようにほぼ
中央部まで移動する。

第３ミラー18で反射された光は光路20中に挿入された集
光レンズ21を経て第４ミラー22へ与えられ、該第４ミラ
ー22で反射されて感光体ドラム23へ照射されるようにな
っている。

この複写機10は、拡大および縮小機能を有していて、集
光レンズ21は、拡大コピー時または縮小コピー時には光
路20中を上流側または下流側へ移動する。

さらに、集光レンズ21の向う側で、光路20の外には原稿
濃度検出のための受光センサ（第２図には表われていな
い）が設けられている。これについては後述する。

感光体ドラム23周囲には、感光体ドラム23の回転方向に
沿って、順に、ドラム表面を一定電位に帯電させるため
の帯電チャージャ24、不必要な帯電電荷を除去するため
のイレースランプ25、露光により形成された静電潜像を
トナー像に現像するための現像装置26、転写・剥離チャ
ージャ27、ドラム表面の残留トナーを除去するためのク
リーナ28および残留電荷を除去するための除電ランプ29
という作業に必要な装置が配置されている。

また、感光体ドラム23を中心とする各作像装置の動きに
合せて給紙を行うために、給紙カセット30、給紙カセッ
ト30内の用紙31を１枚ずつ取り出す給紙ローラ32、一定
のタイミングで用紙を感光体ドラム23へ送り出す（いわ
ゆる２次給紙する）レジストローラ対33が備えられてい
る。またレジストローラ対33における用紙の有無を検出
すべく、レジストローラ対33の直前にレジストスイッチ
44が設けらている。

感光体ドラム23表面に形成されたトナー像は、転写・剥
離チャージャ27の作用によって、２次給紙された用紙に
転写され、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム23
表面から剥離されて、定着装置34へ送られる。そして定
着装置34でトナー像が定着された用紙は排出トレー35へ
排出される。

第３図は、複写機10における露光装置14の光路20を展開
した平面図である。第３図に示されるように、光路20中
に集光レンズ21が配置されており、原稿11で反射された
光は集光レンズ21で集光され、感光体ドラム23上に結像
される。

拡大コピー時には、２点鎖線で示すように集光レンズ21
は光路20中を原稿11側（上流側）へ移動されて所定位置
で停止され、縮小コピー時には、逆に感光体ドラム23側
（下流側）へ移動されて所定位置で停止される。この移
動のために、集光レンズ21は２つのプーリ37に掛けられ
たワイヤ38に連結されていて、ワイヤ38はレンズモータ
36によって動かされるようになっている。レンズモータ
36は、この実施例ではステップモータで構成されてい
る。

さらに、このように移動される集光レンズ21が予め定め
る基準位置、具体的には実線で表わされる等倍位置にな
ったことを検出するために、レンズ位置検出スイッチ39
が設けられている。レンズ位置検出スイッチ39は、たと
えば投光素子と受光素子とからなる光電スイッチででき
ており、集光レンズ21に備えられた遮蔽板40が投光素子
から受光素子への光を遮蔽するか否かの切換えタイミン
グによって、集光レンズ21が基準位置になったか否かが
検出できると共に、基準位置からあるステップ数ステッ
プモータ36が回転したことによって、集光レンズ21を上
流側または下流側へ所望量移動させることができる。

また、従来装置と同様に、露光用光を妨げないように光
路20の外側に、原稿濃度検出用の受光センサ41が配置さ
ている。受光センサ41は、入射する光を電気信号に変換
するフォトダイオード等のフォトセンサを含んでおり、
原稿11のほぼ中央部で反射された光のみを検出できるよ
うに、筒状の部材で光の入射角度が規制されている。

なお、この実施例にかかる複写機10は、原稿合わせがい
わゆるセンタ基準になっており、そのために受光センサ
41は原稿11のほぼ中央部で反射された光を検出できるよ
うにされているが、原稿合せがいわゆる片側基準のもの
の場合、受光センサ41は原稿11の基準端部側の一定領域
で反射された光を検出できるようにすればよい。

第４図は、集光レンズ21の先端位置と受光センサ41への
入射光が遮られる割合との関係を図解的に表わす図であ
る。集光レンズ21が光路中を上流側へ移動し、その先端
が位置EQを越えて位置E1になった時、受光センサ41へ入
射する光のうち、光a1が遮られる。また、集光レンズ21
の先端が位置E2では受光センサ41へ入射する光のうち光
a2が遮られる。同様に、位置E3では光a3が、位置E4では
光a4が遮られる。

集光レンズ21の先端位置と受光センサ41へ入射する光の
一部が遮られる割合との関係は装置に固有するものであ
る。そこでこの実施例では、この関係を予め測定，記憶
しておいて、集光レンズ21の停止位置に応じて受光セン
サ41の出力を信号処理により補正するようにしている。
これがこの実施例の特徴である。

第５図は、複写機10における電気的な制御回路の構成を
示すブロック図である。制御回路は、CPU42を中心に構
成されており、操作部43、レジストスイッチ44およびレ
ンズ位置検出スイッチ39からの信号がCPU42へ与えられ
る。また、受光センサ41の出力はアナログ／ディジタル
変換器48でディジタル信号に変換されてCPU42へ与えら
れる。なお、操作部43は、複写機10のたとえば上面手前
側に設けられていて、図示しないプリントスイッチ、原
稿濃度の自動検出を行うか否かを切換える自動露光スイ
ッチ、拡大コピー指示スイッチ、縮小コピー指示スイッ
チ、倍率指定キー等を含んでいる。

CPU42にはメモリ50が接続されている。メモリ50には予
め測定された受光センサ41の出力補正値が記憶されてい
る。この出力補正値は、第４図で説明した集光レンズ21
の先端位置と遮られる光の割合との関係に基づいて、集
光レンズ21の各先端停止位置EQ,E1,E2,E3およびE4に対
し、受光センサ41の出力に加算すべき補正値0,A1,A2,A3
およびA4が算出されて記憶されている。

なお、この実施例では集光レンズ21の停止位置を４段階
に分け、各段階における出力補正値をメモリ50に記憶さ
せたが、集光レンズ21の先端位置をもっと細く段階分け
して、各段階ごとの出力補正値をメモリ50に記憶させて
おいてもよい。

CPU42から出力される駆動制御信号、回転方向制御信号
および基準クロックは、モータコントローラ45へ与えら
れ、モータコントローラ45によって、光学モータ46の回
転タイミング、回転時間および回転方向等が制御され
る。光学モータ46は、露光装置14を構成するランプユニ
ット15やミラー枠19等を駆動するためのものである。

CPU42は、また、ドライバ47を介してレンズモータ36の
駆動を制御する。レンズモータ36により、集光レンズ21
は所定の位置へ移動される。さらに、CPU42は、ランプ
制御回路49を制御し、露光用ランプ15Lへの印加電圧を
増減して、その照度を調整する。

第１図は、上述の制御回路の動作を表すフローチャート
である。

次に、第１図の流れに沿って、第２図ないし第５図を参
照しながら、複写機10の動作について説明をする。

CPU42は、操作部43のプリントスイッチがオンしたこと
を判別すると（ステップS1）、集光レンズ21を操作部43
で指定されたコピー倍率に対応した位置へ移動させる
（ステップS2）。

この実施例では、このようにプリントスイッチがオンし
て後、集光レンズ21が指定倍率位置へ移動される構成が
採用されているが、操作部43からコピー倍率が入力され
たときに直ちに集光レンズ21を指定倍率位置へ移動させ
るようにしてもよい。

次いでCPU42は操作部43の図示しない自動露光スイッチ
の状態を判別する（ステップS3）。自動露光スイッチが
オンの場合は、原稿11を予備照明走査してその時に受光
センサ41で受光される光量に基づいて原稿濃度を検出す
る（ステップS4）。

そしてCPU42はコピー倍率が補正が必要な倍率か否かを
判別する（ステップS5）。集光レンズ21の先端が第４図
で説明したように位置EQよりも上流側の位置E1,E2,E3ま
たはE4に停止していれば補正が必要な倍率であるから、
CPU42はメモリ50に記憶されたレンズ位置に対する補正
値を読出し、受光センサ41の出力に読出した補正値を加
算することによって原稿濃度を補正する（ステップS
7）。

また、集光レンズ21の位置が補正が必要でない倍率であ
れば、受光センサ41の出力をそのまま原稿濃度と決定す
る（ステップS6）。

そして求めた原稿濃度をメモリ50のワークエリア等にス
トアし、後述するステップS9の画像処理の際に、ランプ
制御回路49を制御してランプ15Lの照度を加減し、コピ
ー濃度が最適になるようにするわけである。なお、この
実施例では濃度調整をランプ15Lの照度を加減すること
によって行うこととしているが、これに換え、帯電チャ
ージ24の電圧または現像装置26の現像バイアス電圧を調
整して、コピー濃度が最適になるよう調整してもよい。
または上述したコピー濃度に関与するランプ15L、帯電
チャージャ24および現像装置26のいずれか２つ以上を組
合わせて制御し、コピー濃度を調整するようにしてもよ
い。

ステップS3において自動露光スイッチがオフの場合は上
述の各制御動作はスキップされる。

次に、CPU42は給紙ローラ32により給紙を開始させ（ス
テップS8）、レジストスイッチ44のオンに基づいて光学
モータ46を正転させ、上述したようにランプ電圧を調整
して、原稿11の照明走査を含む画像処理を行わせる（ス
テップS9）。やがて、レジストスイッチ44がオフに切換
ったことによって供給される用紙の後端（言い換えれば
原稿11の後端）を検出し（ステップS10）、光学モータ4
6を逆転させてランプユニット15を停止位置へ戻す（ス
テップS11）。

そして、設定された枚数のコピーが完了するまで、ステ
ップS8〜S12の制御を繰返し、設定枚数のコピーが完了
したと判別した時、より具体的には、最終枚目のコピー
のために露光動作が終了した時または最終枚目のコピー
用紙が排出トレー35へ排出されたと判別した時（ステッ
プS12）、制御動作を終える。

第６図は、第５図の制御回路による別の制御動作を示す
フローチャートである。第５図の制御回路によって、上
述した第１図に示されるような制御動作ではなく、この
第６図に示される制御動作を行ってもよい。

第６図の流れに沿って説明すると、CPU42は、操作部43
のプリントスイッチがオンしたことを判別すると（ステ
ップS21）、集光レンズ21を操作部43で指定されたコピ
ー倍率に対応した位置へ移動させる（ステップS22）。

次いでCPU42は操作部43の図示しない自動露光スイッチ
の状態を判別する（ステップS23）。自動露光スイッチ
がオンの場合はコピー倍率が補正が必要な倍率か否かの
判別をする（ステップS24）。集光レンズ21の先端が第
４図で説明したような位置E1,E2,E3またはE4であれば補
正が必要な倍率であるから、CPU42はランプ制御回路49
によってランプ15Lの照度を補正する（ステップS25）。

より具体的に言えば、補正が必要な倍率では、受光セン
サ41へ入射する光は、その一部が遮られるので（第４図
参照）、受光センサ41の受光する光量が低下する。そこ
で、その低下分を補うためにランプ15Lの照度を大きく
するようにランプ15Lへの印加電圧を補正する。この印
加電圧とコピー倍率との関係は、たとえば第７図のよう
になっており、この関係は予めメモリ50に記憶されてい
る。そして補正によりランプ15Lへの印加電圧を高くし
た状態で原稿11を予備照明操作してその時に受光センサ
41で受光される光量に基づいて原稿濃度を検出する（ス
テップS26）。

その後は、第１図の制御と同様に、給紙ローラ32により
給紙を開始させ（ステップS27）、レジストスイッチ44
のオンに基づいて光学モータ46を正転させ、ステップS2
6で検出した原稿濃度に基づいてランプ15Lへの印加電圧
を調整し、画像処理を行わせる（ステップS28）。この
場合におけるランプ電圧は、ステップS25で補正したラ
ンプ電圧に比べて通常低い電圧である。なぜならば、ス
テップS25における補正したランプ電圧は、集光レンズ2
1によって受光センサ41へ与えられる光の一部が遮られ
た場合でも、それが受光センサの検出光量に影響を与え
ないようにランプ電圧を強めてランプ15Lを明るくする
ものであったが、当該ステップS28における画像処理で
は、原稿濃度を適性に保つためにランプ電圧を調整する
のであって、光の一部が遮られると言うことは関係ない
からである。

やがて、レジストスイッチ44がオフに切換わったことに
よってCPU2は用紙の後端を検出し（ステップ29）、光学
モータ46を逆転させてランプユニット15を停止位置へ戻
す（ステップS30）。そして、設定された枚数のコピー
が完了するまで、ステップS27〜S31の制御を繰返し、設
定枚数のコピーが完了したことを判別した時（ステップ
S31）、制御動作を終える。

上述の各説明は、複写機を例にとって行ったが、この発
明は、広く次のような各装置に適用可能である。すなわ
ち、原稿からの光を受光体（上述した感光体ドラムに限
らずCCD等の受光素子も含まれる。）へ導く光路を有
し、該光路内を上流側または下流側へ移動可能な集光レ
ンズが設けられ原稿読取機構を含むような装置、たとえ
ば上述の複写機の他、ディジタル複写機やファクシミリ
等に適用することができる。

＜発明の効果＞ この発明は以上のように構成されているので、常に正確
に原稿濃度を自動的に検出できる装置を得られる。特
に、適用された装置が原稿を所望の変倍率で読取ること
ができる場合において、原稿読取時の変倍率に拘りな
く、正確な原稿濃度検出ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例が適用された複写機10の
制御動作を表わすフローチャートである。 第２図は、この発明の一実施例が適用された複写機10の
概略構成を示す断面図である。 第３図は、複写機10における露光用光の光路を展開して
描いた平面図である。 第４図は、集光レンズの先端位置と受光センサへの入射
光が遮られる割合との関係を表わす図である。 第５図は、複写機10の制御回路を表わすブロック図であ
る。 第６図は、第５図の制御回路の他の動作を表わすフロー
チャートである。 第７図は、コピー倍率とランプ15Lへの印加電圧との関
係を示す図である。 第８図および第９図は、従来の複写機における露光装置
を、光路に沿って展開した斜視図および平面図である。 図において、10……複写機、11……原稿、12……コンタ
クトガラス、14……露光装置、20……光路、21……集光
レンズ、23……感光体ドラム、36……レンズモータ、39
……レンズ位置検出スイッチ、41……受光センサ、42…
…CPU、を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿からの光を受光体へ導く光路と、該光
   路中を上流側（原稿側）または下流側（受光体側）へ移
   動可能な集光レンズとを含み、該集光レンズを光路中の
   所定位置へ移動させることによって、前記受光体上に結
   像される原稿像を所望の倍率に可変できる画像形成装置
   において、 前記原稿からの光を受光して原稿濃度を検出するための
   受光センサを備え、該受光センサは、前記集光レンズの
   近傍で、集光レンズの停止する位置によっては、集光レ
   ンズにより受光センサが受光すべき光の一部が遮られる
   ことがある位置に配置されており、さらに 前記集光レンズの停止位置と受光センサの出力補正値と
   の関係が予め記憶された記憶手段と、 前記集光レンズの停止位置に応じ前記記憶手段から出力
   補正値を読出して、前記受光センサの出力を補正する補
   正手段と、 を含むことを特徴とする画像形成装置。