JPS62209476A - 電子写真複写機における画像濃度制御方法 - 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、電子写真複写機における画像濃度制御に関す
る。

（従来の技術） 電子π真鳩冗機においては一複冗画像の６庁を適切に保
つようにトナー濃度を制御する必要がある。

この濃度制御の方法として、原稿ガラスの端に所定の濃
度のパターン板を設け、このパターン板のトナー画像を
感光体上に形成して、その濃度（基準トナー濃度）を感
光体に近接して設けた濃度センサ（受光素子）で検出し
て、その検出値が一定となるようにトナー供給量を制御
する方法がある。

この場合、トナー画像からの正反射光または散乱反射光
を検出してトナー画像の濃度を検出する。

（発明が解決すべき問題点） 上記の濃度制御方法の一つの問題点は、センサが感光体
の周囲で浮遊するトナーにより汚れると、トナー画像の
濃度が正確に検出できないことである。この場合、パタ
ーン板への照射光やトナー画像からの入射光が減少し、
センサ出力が低下し、制御される画像濃度が変動する。

この点を解決するために、光量補償用のセンサを用いて
汚れ等の補正を行う方法がある。

また、特開昭５４−１４３１４４号公報においては、ト
ナー像の形成されていない感光体面での反射濃度により
、基準トナー濃度の検出出力を補正する。この方法では
、トナー像の形成されていない感光体表面の反射率が常
に一定であるとみなし、汚れに対する補正を行っている
。

本発明の目的は、電子写真複写機における新方式の画像
濃度制御方法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、感光体上のトナー像に光を照射した場合、
トナー濃度が高い程、正反射光は減少し、逆に散乱反射
光は増加することを見出した。そこで、この２つの特性
を利用し、センサが汚れた場合でもコントロールされる
画像濃度が変動しない検出方法について検討した結果、
本発明にいたったしのである。

本発明に係る電子写真複写機における画像濃度制御方法
は、感光体ドラムの表面に濃度制御のための基準となる
基準トナー像を形成し、基準トナー像に光を照射し、基
準トナー像からの正反射光と散乱反射光とをそれぞれ受
光素子により検出し、２つの受光素子の出力信号が所定
の基ωトナー像濃度で一致するように予め調整しておき
、両出力信号の差に対応して現像装置のトナー供給量を
増減することを特徴とする。

（作　用） 本発明においては、感光体ドラムの表面に濃度制御の基
準となる基準トナー像を形成し、この基準トナー像の正
反射光と散乱反射光を検出し、雨検出信号の差を求める
。予め所定の画像濃度で差信号が零になるようにしてお
くと、基準トナー像の濃度の増減に対応して差信号の符
号が変わる。

したがって、この符号に対応してトナー供給量を増減す
ると複写画像の濃度を適切なレベルに保つことができる
。基準トナー像からの正反射光及び散乱反射光が汚れに
対し同一の特性をもつ（例えば汚れにより正反射光が２
０％減少した時、散乱反射光ら同様に２０％減少する）
ことから、センサの汚れにたいしても補正できる。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して、本発明の詳細な説明する
。

（ａ）複写機の構成 第２図は、複写機の基本的構成を示す断面図である。こ
の図を用いて複写機の構成と動作の概略を説明する。

本体（１）の中央部には感光体ドラム（１４）があり、
矢印（ｃ）の方向に回転が可能である。感光体ドラム（
１４）の周囲には、帯電チャージャ（１０）、レンズア
レイ（１３）、現像器（１５）、転写、分離チャージャ
（１６）、トナー自動画像濃度制御用センサ（／ＩＤｃ
センサＸ１７）、クリーナーボックス（１８）、イレー
サーランプ（１９）がそれぞれ順次配置され、その上方
には原稿の露光を行う露光ランプ（１１）が配置される
。本体（１）の上方には原稿台（２２）があり、矢印（
ａ）、　（ｂ）の方向に移動可能である。また、原稿台
（２２）の先端部分には画像濃度コントロールに用いる
基準パターン（１２）が配置されている。

複写動作においては、まず、原稿台（２２）が、第２図
に示す様にスキャン開始位置まで進み、矢印（ａ）の方
向に移動して基準パターン（１２）及び原稿を走査する
。これに伴い、帯電チャージャ（１０）により帯電され
た感光体ドラム（１４）上に露光ランプ（１１）により
像が投影され、ドラム表面に静電潜像を形成する。

一方、複写紙収納カセット（２０）内の複写紙は、上記
原稿台（２２）の移動等による感光体ドラム（１４）上
への作像動作と同期をとって転写部へ搬送される。転写
部へ搬送された複写紙には、現像器（１５）によって現
像されたドラム（１４）上のトナー像が重ねられ、転写
・分離チャージャ（１６）により複写紙上に転写される
。次に、複写紙は、感光体ドラム（１４）から分離され
、定着部（２１）へ搬送され、熱定着された後、排出さ
れる。転写後の感光体ドラム（＋４）は、クリーナーボ
ックス（１８）で残留トナーを除去され、イレーサーラ
ンプ（１９）により残留電位を除去し次の複写工程に進
む。

（ｂ）画像濃度コントロール この様な複写機の動作制御は、例えば、第３図に示す様
なマイクロコンピュータ（２４）によって行なわれる。

画像濃度コントロールは、ＡＩＤＣセンサ（１７）を用
いて行なわれる。すなわち、マイクロコンピュータ（２
４）は、感光体ドラム（１４）上に形成された基準パタ
ーン（１２）のトナー像がＡＩＤＣセンサ（１７）の位
置に到達するタイミングで検出開始信号（２７）を発生
する。濃度検出回路（２５）では、この信号をうけ、Ａ
ＩＤＣセンサ（１７）による基準パターン像の濃度の検
出を行い、濃淡の判定を行い、マイクロコンピュータ（
２４）に濃度信号（２８）を伝送する。マイクロコンピ
ュータ（２４）は、濃度が低い場合は、トナー補給信号
（２９）によりトナー補給装置（２６）を動作させ、ト
ナーボックス（２３）（第２図参照）より現像器（１５
）内にトナーを一定時間、補給する。この様な動作を各
コピーサイクル毎に行うことで、画像濃度を常に一定に
制御することができる。

ＡＩＤＣセンサ（１７）は、第１図に示す様に、発光素
子（３２）、発光素子（３２）からの感光体ドラム（１
４）に反射される光路（３６ｂ　）に配置された第１受
光素子（３３）と、発光素子（３２）に対してその主光
路上以外の例えば法線方向の光路（３６ｃ）に配置され
た第２受光素子（３４）を備える。両受光素子（３３，
３４）は、同じ特性のものを用いろ。

主光路（３６ａ、　３６ｂ）は、発光素子（３２）の発
生した光が感光体ドラム（１４）上に入射し、その反射
光が第１受光素子（３３）により検出できるように設け
る。また、光路（３６ｃ）は、この入射光の感光体ドラ
ム（１４）上での散乱光を第２受光素子（３４）により
検出できるように設ける。ここでは、感光体ドラム（１
４）に上述の如く法線方向に設ける。なお、透明保護板
（３７）を各光路の感光体ドラム（■４）側の開口に配
置する。

発光素子（３２）としてＬＥＤ、受光素子（３３゜３４
　）としてフォトトランジスタを使用した場合の検出回
路の構成は第４図の様になる。ＬＥＤ　１は、感光体ド
ラム（１４）上に形成された基準パターントナー像（３
１）がセンサ部に到達するタイミングで、マイクロコン
ピュータ（２４）からのセンサＯＮ信号により点灯され
る。フォトトランジスタＰＴＩ、ＰＴ２は、共通の電源
ＶＣＣに接続され、それぞれ、抵抗Ｒ１，ＲＴＩとＲ２
，ＲＴ２を介して接地されている。基準パターントナー
像（３１）からの反射光のうち、主光路（３６ｂ）上に
配置されたフォトトランジスタＰＴＩで正反射光を検出
し、主光路以外に配置されたフォトトランジスタＰＴ２
で散乱反射光を検出し、その２つの受光素子ＰＴＩ、Ｐ
Ｔ２の出力電圧ｖ　　　、ｖ　　　をコＰＴＩ　　　　
ＰＴ２ ンパレータＩＣで比較することで基準パターントナー像
（３１）の濃淡の判断を行う。トランジスタＰＴＩ、Ｐ
Ｔ２に流れるコレクタ電流をそれぞれ１、．１．とおく
と、 ＶＰＴにＶ０゜−１１（Ｒ１＋ＲＴｌ）。

■ＰＴ２＝■。。−１１（ｒｔ２＋ＲＴ２）。

感光体ドラムの表面は鏡面に近く、またトナーは粉体で
ある。したがって、基準パターントナー像のトナー濃度
に対する２つの受光素子ＰＴＩ、ＰＴ２の出力特性は、
正反射光を検出するＰＴｌでは、トナー濃度が高くなる
と正反射光が減少し、出力電圧が低くなる。逆に、散乱
反射光を検出するＰＴ２では、トナーＢ藺が高くなる七
散坦、卑が増加し、出力電圧が高くなる。

第５図（ａ）は、基準パターントナー像の画像濃度１．
ＪｔｔＺＰＴｌ　、ＰＴ２＋７）出力電圧■ＰＴＩ　、
ＶＰＴ２の関係を示す。画像濃度は、この２つの特性の
交点の示す画像濃度ＩＤで制御される。すなわち、濃度
１０でセンサ出力が基準レベルＶ１となる様にＲＴＩ、
ＲＴ２を調整し設定しておくと、濃度が低下した場合、
ｖＰＴｌ＞ＶＰＴ２となりコンパレータＩＧの出力レベ
ルが“トＩ″となり、逆に濃度が上昇した場合、ＶＰＴ
１＜ＶＰＴ２となりコンパレータ■Ｃの出力レベルが“
Ｌ”となる。この“Ｉ（”、“Ｌ″の出力信号からトナ
ー補給のＯＮ１０　Ｆ　Ｆを行い、画像濃度を基準値Ｉ
Ｄでコントロールする。

ここで、ＡＩＤＣセンサ（１７）の発光部または受光部
の光路中にトナーが付着した場合を考えろ。

この場合、照射光または入射光が減少し、したがって、
第５図（ｂ）に示すように、フォトトランジスタＰＴＩ
、ＰＴ２の出力電圧ｖＰＴＩ、ｖＰＴ２が低下する。し
かし、正反射光と散乱反射光の比率は変わらずに、光量
が低下したものであり、ＶＤＴＩ　ｌｖＰＴ２両者とも
低下し、基準レベルはＶ　ｔ（＜　Ｖ　、）に低下する
けれども、この基準レベルｖ２に対応する画像濃度は、
トナー付着による影響を受けず基準値ＩＤのままで変化
しない。したがって、トナー付着によるセンサの汚れに
対しても、通常はセンサ面で均一に汚れるので、濃度制
御の基準となる画像濃度の変動を防ぐことができる。

また、ＬＥＤとフォトトランジスタはそれぞれ温度特性
を持っているが、２つのフォトトランジスタに同特性の
ものを用いれば、複写機本体内のように温度が大きく変
動しても温度補償用の回路を必要としない。

以上の様な画像濃度制御を行うことにより、濃度の変化
に対するセンサの感度が良くなる。いま、第５図（ａ）
に示すように、基準濃度がＴＤから■Ｄ＋ΔＩＤに変化
した場合、フォトトランジスタＰＴｌの出力電圧はｖｌ
−ΔＶｌ、ＰＴ２（７）出力電圧はｖｌ＋Δ■、となり
、コンパレータＩＣへの差動人力はΔｖ１＋Δ■、とな
る。一方、一定の基準電圧とセンサ出力をコンパレータ
ｔＣに入力し比較する従来から使われているタイプでは
、第６図に示すように、基準トナー像の濃度がＩＤから
ＩＤ＋ＡＩＤに変化した場合のコンパレータへの差動入
力はΔｖ２となる。したがって、従来型に対して画像濃
度の変化に対するコンパレータＩＣへの差動入力電圧（
ΔＶ、＋ΔｖＪが大きくなり、感度が良くなると言える
。

（発明の効果） 画像濃度が適切に制御できる。特に、センサが汚れても
画像濃度が変動しない。

また、濃度の変化に対する感度が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、画像濃度制御装置の断面図である。 第２図は、電子写真複写機の断面図である。 第３図は、電子写真複写機の制御回路の図である。 第４図は、画像濃度制御装置の制御回路の図である。 第５図（ａ）、　（ｂ）は、それぞれ、両受光素子の特
性を示すグラフである。 第６図は、従来の受光素子の特性を示すグラフである。 Ｉ４・・・感光体ドラム、　　　１５・・・現像器、Ｉ
７・・・ＡＩＤＣセンサ、　３ト・・基準トナー像、３
２・・・発光素子、　　　３３．３４・・・受光素子。 特許出願人　　ミノルタカメラ株式会社代　　理　　人
　弁理士　青白　葆ほか２名第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光体ドラムの表面に濃度制御のための基準とな
   る基準トナー像を形成し、 基準トナー像に光を照射し、基準トナー像からの正反射
   光と散乱反射光とをそれぞれ受光素子により検出し、 ２つの受光素子の出力信号が所定の基準トナー像濃度で
   一致するように予め調整しておき、両出力信号の差に対
   応して現像装置のトナー供給量を増減することを特徴と
   する電子写真複写機における画像濃度制御方法。