JPS6257990B2

JPS6257990B2 -

Info

Publication number: JPS6257990B2
Application number: JP59119406A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sugiura; Seiji Saito
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-06-11
Filing date: 1984-06-11
Publication date: 1987-12-03
Also published as: JPS6187175A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は画像形成装置に関するものである。

従来例えば電子写真複写機等の画像形成装置に
おいて、露光量を制御する場合、感光体への光量
時間積分値が一定となる様制御するのが基本思想
で、光源の発光光量を光検出素子により検出し、
時間積分した値が所定値に達した時に光源を断と
する方式、又は電源電圧等の外部変動要因に対し
発光々源の輝度を一定に保ち、しかも露光時間を
一定に保つ事により光量の時間積分を一定に保つ
方式等があつた。カメラ等の分野に於ても同様の
思想で各種自動露光装置が発明されてきた。しか
し電子複写機に於ては使用感光体、コロナ帯電器
等の特性が使用環境（温、湿度変動、使用電源の
変動、経時変化等）により大きく変化し、カメラ
等の分野及び従来より行われている感光体への光
量積分値が一定になる様な制御方式では、より良
く、安定なコピーを長時間保持する事は困難にな
つて来た。即ち、電子写真装置に於ては一次帯電
器により感光体に一様にコロナ放電を行い帯電さ
せ、しかる後、露光により前述帯電電荷を除電
し、全面露光により静電潜像を作成していた。第
１図は感光体の帯電量が露光々量により除電され
る様子を示すグラフで、横軸は光量、縦軸は感光
体の電荷量又は電位を示すものである。光量が零
のときは１次帯電器により与えられた感光体の電
荷により決まる電位が表われ、露光量が増大する
につれ感光体電位が低下する様子を示す。感光体
は使用環境条件（温度、湿度等）、経時変化等に
より１次帯電量が同じで、同一量の露光を行つて
も感光体の帯電々位が異なつてくる。同図で特性
１の様な時の中心光量をＥ６とすると特性２のと
きＥ５、特性３のときＥ４なる中心光量のとき一
番大きな表面電位Vpのダイナミツクレンジがと
れ階調性も充分なものが得られるはずである。中
心光量Ｅ６で固定のとき感光体の特性が特性３の
様に変化した時、明部のダイナミツクレンジが圧
縮され潜像の電位コントラスト低下となり、しか
もダーク部の電位が下がり可視像とした時の最大
画像濃度低下を来たす。逆に中心光量がＥ４なる
とき感光体の特性が１になつたときダーク部のダ
イナミツクレンジが圧縮され、しかも明部の電位
が比較的高く可視像としたとき、いわゆる“カブ
リ”現象を生じる。

即ち本発明は、感光体に画像形成するための露
光手段を含む画像形成手段、基準信号を発生する
基準信号発生手段、前記基準信号をカウントする
カウント手段、前記カウント手段のカウント値に
応じて順次濃度変化に対応した電位パターンを形
成するために順次レベルの変化する信号を発生す
るパターン信号発生手段、前記パターン信号発生
手段からの信号により前記感光体上に順次電位が
変化するパターンを形成するべく前記露光手段の
露光条件を制御する制御手段、前記感光体上の電
位が順次変化するパターンを検知して前記画像形
成手段の最適動作条件を求める手段、を有するこ
とを特徴とする画像形成装置を提供するものであ
る。

本発明の他の目的は以下図面と共になされる実
施例の説明に従い明らかとなる。

第２図は電子複写機の要部を示す構成図であ
る。１００は原稿台で、原稿が載置される有効画
像部分１０１とチエツク用白パターンを設けた非
画像部１０２とからなつている。１０３は露光々
源で螢光灯、ハロゲンランプ等の光源が使用され
る。光源１０３から発した光は原稿台１００で反
射し信号光となり第１反射ミラー１０４で反射レ
ンズ系１０５を通り第２反射ミラー１１３で反射
し、更に第３反射ミラー１１４で反射しAC除電
用帯電器１１６を経て感光ドラム１１２上に結像
される。原稿台１００に設けた非画像部（以下チ
エツクパターン）１０２は感光ドラム１１２上で
チエツクパターン記録部１１７に結像される。１
０９は感光ドラム１１２、原稿台１００と機械的
に連結し作動するロータリーエンコーダで光源１
０８、受光素子１１０、光電変換回路１１１で構
成し複写機の各種駆動信号を作成する。１１５は
１次帯電器、１１６はAC除電器、１１８は全面
照射ランプである。１０６は全面路光径のチエツ
クパターン記録部１１７の感光ドラム１１２の表
面電位を検出するプローブ、１０７は増巾回路で
ある。潜像形成プロセスに関しては特公昭42−
23910号等に詳細に述べられている。チエツクゾ
ーン１０２は感光ドラム１１２でチエツクパター
ン記録部１１７に結像する。チエツクパターン１
０２は白色部になつているためドラム状の１次帯
電量はAC帯電と共に除電され全面露光により潜
像電位Vpがチエツクパターン記録部１１７に生
じる。表面電位Vpは原稿台１００のチエツクゾ
ーン１０２の反射濃度が一定であるため光源１０
３の明るさに応じた電位となつてくる。即ち光源
１０３から発した光が原稿台１００のチエツクゾ
ーン１０２で反射し光学系を経てチエツクパター
ン記録部１１７の位置での照度ｅ及び感光ドラム
１１２がAC除電器１１６によるスリツト露光巾
を通過するに要する時記ｔを乗じたＥ＝ｅ×ｔな
る光量を変化させた場合のVp−Ｅ特性は前述の
第１図の様になる。第１図から明らかな如く露
光々源１０３の明るさは除電用スリツト露光巾を
通過する時間を一定とすれば、チエツクゾーン１
０２の白パターンによる感光ドラム１１２の表面
に出来た静電潜像（表面電位）VpがVp−Ｅ曲線
の斜きｄＶｐ／ｄＥが低下して来た時点をもつて最大輝
度とすべきである。即ち第１図の特性２に於てはＡ
２−Ａ１１にかけてはｄＶｐ／ｄＥはかなり大きいがＡ
１１より右側になると、即ち光量を上げると、かえ
つて表面電位Vpの増分が減少し始める。従つて
Ａ１１をもつてその感光体の使用条件下での最大
輝度即ち露光々源輝度とすべきである。第１図で
はＡ１１の点がその様な点で露光々源輝度として
はe₁₁＝Ｅ_１１／ｔを与えるのが良いことになる。現実
にはｄＶｐ／ｄＥが急激に減少しない場合もあり、その様
なときはｄＶｐ／ｄＥの最大値を求め、その何％かに減少
した点をもつて露光限界とすべきである。第３図以
降は上記基本思想を具体的に実現すべき説明図で
ある。第２図に於て最適露光量を決定すべき前空
転なるものをコピープロセスに入る前に行う。前
空転中では原稿台１００、感光ドラム１１２、露
光々源１０３及び各種帯電器を動作させ、光源１
１８をダークから順次明るくし輝度を上げ、その
時の光量に相当する感光ドラム１１２上の表面電
位Vpを、前述光量値又は相当量と表面電位量を
データ格納部に納め、第１図の特性表を作成させ
る。第３図は露光光源１０３の光量を順次明るく
するための回路ブロツク図である。oSp信号は第
５図に示す制御部より送り出される信号でコピー
始動指令等により作り出される信号で、これによ
り前空転中の順次露光量切替動作がスタートす
る。oSp＝Ｈレベルになるとパルス発生器３０２
が作動し、パルスを放出する。パルス発生器３０
２は通常のマルチバイブレータ回路で構成でき
る。３０５は前記パルス発生器３０２からのパル
スを計数する計数回路で、デケートカウンター等
とし市販されているI.C（集積回路）で構成す
る。３０３はＤ／Ａコンバータ（デジタル−アナ
ログ変換回路）で、計数回路３０５からのデジタ
ル量をアナログ量に変換するものである。３０６
は入力信号に応じ双方向性サイリスター等を使用
し電源の遮断角を制御する回路で光源３０７を調
光する回路である。３０９は光源３０７の輝度を
検出する光電素子で、ホト・トランジスター、太
陽電池等の素子を使用する。３０８は受光素子３
０９からの信号を増巾する回路で、出力はＤ／Ａ
コンバーター３０３の出力との差分回路に入つて
いる。上記回路により光源３０７はＤ／Ａコンバ
ータ３０３の出力に応じ調光される。３０４はデ
レー回路で、パルス発生器３０２からのパルスが
送出されてから時間TDだけ遅れてパルスを放出
する回路である。このデレー回路の出力パルス
DLpにより感光ドラム上の表面電位値を制御部の
データ格納部にデータを格納させる信号に使用す
る。

第４図は第３図の各部の信号発生の時系列変化
を説明する図で信号oSpは第４図の４０１に示さ
れている。oSp＝Ｈレベルによりパルス発生器３
０２がパルスを出すためその様子を４０２に示
す。Ｄ／Ａコンバータ３０３の出力の様子を４０
３に示す。デレー回路３０４を経た出力パルスは
４０４の様にTDだけ時間遅れをもつて出力され
る。電子複写機は通常コピーボタンを押してから
前空転と言われるドラム空転を行わせる。この期
間は原稿走査用駆動装置、給紙用ピツクアツプロ
ーラー、現像器駆動装置等を除きすべての他の複
写装置を作動させている期間である。これはドラ
ムの感度を適正にするとともにドラム表面をクリ
ーニングするに必要な期間である。

本発明の自動露光実行期間はこの前空期間中に
実行すれば、自動露光を行わせるがためにコピー
スタートまでの時間が長くならずにすむ。第３
図、第４図から明らかなように前空転期間中露
光々源は第３図に従つたプログラムにより調光さ
れダークより順次明るくなつてゆく。DLpパルス
は第２図の構成図より明らかな様に感光ドラム結
像部とドラム表面電位検出プローブ１０６との位
置的ズレがあるため時間遅れをもたせる必要があ
るからである。

第５図は制御部のブロツク図である。同図に於
いて、CPuは処理回路で、例えば４０４０（イン
テル製）から構成されている。第６図に処理回路
CPuのブロツク図を示す。

MIFはメモリインタフエースで、例えば４２４
４（インテル製）から構成されている。RAMは
メモリで、例えば４００２（インテル製）から構
成され、かかるメモリRAMは第７図に示す如く
表面電位データ、その差のデータ等が記憶され
る。CLOCKは処理回路CPuにクロツク信号を印
加する信号発生器である。

上述の各要素は第８図に示す如く結線される。
IUは入力装置で、第９図にその詳細図を示す如
く感光ドラム１１２の表面電位をプローブＰで検
知し、かかる出力がＡ／ＤコンバータＡ／Ｄで例
えば８ビツトのデジタル信号に変換され、マルチ
プレクサMPX１に入力される。また信号DP、
DLP、CSPの信号がマルチプレクサMPX２に印
加される。マルチプレクサMPX１、MPX２の出
力はワイヤードオアを介してインバータINV₁に
印加され、かかる出力は第５図に示すバツフア
Buffに印加される。第９図に於けるDE₁はデコー
ダで、マルチプレクサMPX₁、MPX₂の選択及び
インバータINV₁の制御を行なう。

第５図に於いて、OUは出力装置で、その詳細
図は第１０図に示されている。同図に於いてL₁
〜L₄はラツチ回路で、それぞれ４ビツト、２ビ
ツトの記憶要素が入つており、４ビツトを１組と
して接続されている。上述のラツチ回路L₁〜L₄
は第５図に於けるバツフアBuffの出力をインバー
タINV₂を介してセツトされる。デコーダDE₂はラ
ツチ回路L₁〜L₄を選択する信号を出力する。ラ
ツチ回路L₁〜L₄の出力はオア回路３１０に最適
露光量のデータを表わすOES信号を供給し、ま
た各種帯電器を駆動する信号HVTを出力し、パ
ルス発生器３０２に信号OSpを出力し、複写工程
の開始信号としてコピー信号CSSPを供給するよ
うに接続されている。

第５図に於いてメモリROMは第１１図、第１
２図に示す如き制御手順を実行する命令及びデー
タが格納されている。DE₃はメモリROMを選択
する信号を発生するデコーダである。

以上の構成から成る実施例の作動の説明を図面
に従い行なう。

複写機のスタートボタンを押すと、コピースタ
ート信号発生器９０１が信号CSP＝Ｈを発生し、
複写機がコピー作動を開始する。処理回路CPU
は入力装置IUを通じ、CSP＝Ｈを検知し、出力
装置OUのラツチL₂、L₃の出力信号HVTにより各
種帯電器に制御信号を送る。また不図示の手段に
よりドラム駆動モータ、全面照射ランプ等も駆動
させられる。その後最適露光量決定の為、処理回
路CPUはプログラムカウンタPCに先頭アドレス
をセツトする。これにより最適露光量決定の制御
に入り、まずメモリRAMをクリアする。ステツ
プ００３により信号OSPを出力装置OUのラツチ
回路L₃を通じ、出力する。これによりパルス発
生器３０２は作動を開始する。従つて露光ランプ
１０３は第３図の回路により暗→明に順次調光さ
れていく。次のステツプ００４に於いてCPU内
部のインデツクスレジスタIROを零にセツトす
る。インデツクスレジスタIROは露光量相当の値
を示すカウンターで、表面電位のデータ値を格納
するアドレスを示すものである。ステツプ００５
はマルチプレクサMPX₂を通じ信号DLPの状態を
チエツクする。DLP＝Ｌでステツプ００６に進み
DLP＝Ｈになることをチエツクし待つ。即ち第３
図の回路により１発目のパルスに相当する露光量
の光が感光ドラム１１２のチエツクパターン記録
部１１７に与えられ、それが表面電位検出プロー
ブ１０６に達するまでの時間遅れを作り１発目の
パルスに相当する露光量のときのドラム表面の電
位を読込むためのタイミング合わせである。DLP
＝Ｈにより表面電位検出プローブ９０２アナログ
量をデジタル量に変換するＡ／Ｄコンバータ９０
３を通しマルチプレクサMPX₁、処理回路CPUを
経てメモリRAMのアドレス０番地にデータを格
納する。第７図はメモリRAMのアドレスに対す
る各データ内容を示す図である。上記の場合IRO
＝０からメモリアドレス０に１発目のパルスに相
当する露光量を受けたときの感光体表面電位デー
タD₀を格納した様子を示す。なお上述の表面電
位のデータはＡ／Ｄコンバータ９０３で例えば８
ビツトに変換され、上位４ビツトを入力し、そし
て下位４ビツトを入力する。ステツプ００９によ
りインデツクスレジスタIROは＋１増加され、
IRO＝１となる。０１０によりIROの内容がｎに
なつたかどうかを判定され、ｎ＝13なら、今の場
合IRO≠ｎとなり００５のステツプに戻る。即ち
２発目の露光量に相当する感光ドラム表面電位デ
ータをメモリRAMに格納するルーチンに入る。
前述同様にステツプ００５〜００９の制御を繰り
返し表面電位データをメモリRAMに入力装置IU
のマルチプレクサMPX₁より読込IROの内容に従
いメモリアドルスｉ番地にDiなる表面電位デー
タを格納する。IRO＝ｎになるまで表面電位デー
タをメモリRAMに順次格納する。ステツプ０１
０を完了することにより第１図に相当する露光量
対表面電位の特性表がメモリRAMに格納された
ことになる。露光量に相当するのがメモリアドレ
ス即ちIRoの値になる。次にｄＶｐ／ｄＥの最大値を計
算するために、露光量変化に対する表面電位の差分
を計算する。即ちｄＶｐ／ｄＥの最大値はdmax＝（Dn− Dn_-1）の最大値から求められる。ステツプ０１
２〜０１９までがｄＶｐ／ｄＥの最大値を求めるルーチ
ンである。ステツプ００１によりインデツクスレジ
スタIRoを１にセツトする。これによりメモリ
RAMのアドレス１番地を指すことになるステツ
プ０１２によりメモリRAMのアドレス１番地の
データが処理回路CPU内のアキユムレーター
ACCにデータ転送される。ステツプ０１３に於
てインデツクスレジスタIR₁にAccの内容（即ち
D₁のデータ値）が格納される。ステツプ０１４
に於てIROを−１だけ減算する。これによりメモ
リRAMのアドレス０番地を指す。ステツプ０１
５に於いてステツプ０１２と同様０番地目のデー
タDoがAccに転送される。ステツプ０１６に於て
（Acc−IR₁）の差分計算を実行する。即ち（Do−
D₁）の差分計算が行なわれる。ステツプ０１７に
於て（D₀−D₁）の計算結果がIROの内容によつて
示されるアドレスにデータ格納する。上記の場合
にはメモリRAMアドレス０番地に（Do−D₁）の
データが格納される。即ち第７図のＢのようにな
る。ステツプ０１８に於てインデツクスレジスタ
IROを＋２する。これは例えば＋１命令を２回行
えばよい。ｎ＝13とするとIRO＝２から再びステ
ツプ０１２に戻り前述同様に（D₁−D₂）を計算し
アドレス１に結果を格納する。以下同様に（D₁₁
−D₁₂）まで計算するとIRO＝13となりVpの差分
計算を完了する。インデツクスレジスタIR₂は電
位の差分dn＝Ｄ_o+1−Dnの最大値を格納するレジ
スターである。ステツプ０２０〜０２８のステツ
プは上記差分電位の最大値dmaxを求めるルーチ
ンである。初期にIR2＝０とする。IRO＝０から
第７図のＢの様にデータdoがAccに入る。ステッ
プ０２３に於てAccとIR2の差分計算を行うが、
do≧０から０２４ステツプでAcc≧０となる。従
つてステツプ０２６に進みAccの内容をIR2に転
送する。即ちIR2にはデータdoが入ることにな
る。ステツプ０２７でアドレスが１ケ歩進しメモ
リRAMアドレス１番地の内容d₁がAccに入る。
ステツプ０２３により（d₁−d₀）が計算され、結
果が正か負かをステツプ０２４で判断する。d₁＞
d₀とするとIR2の内容はd₁となり、アドレスが１
ケ歩進する。そして再びステツプ０２２に戻る。
以下同様にしてレジスタIR2に最大値を置換する
動作を実行する。第１図から明らかなごとく露光
量が大きくなるとVpの増分は最大値を通つた後
増分の減少があらわれる。そのときはステツプ０
２３でAcc＞０となりステツプ０２４に入る。こ
のときはIR2の内容は変えないためIR0＝９に達
したときIR2にはdmaxが格納されることにな
る。ステツプ０２９〜０３８は上記ｄＶｐ／ｄＥの最大
値から最適露光量の決定制御を示すものである。ス
テツプ０２９によりIR0の内容を零としメモリ
RAMのアドレス０番地を指しステツプ０３０に
より０番地のデータdoをAccに入れる。ステツプ
０３４によりdoとdmaxの比較を行いdo＜dmaxか
らインデツクスレジスタIR0を＋１増分（ステツ
プ０３１）しステツプ０３０に戻る。最適露光量
はｄＶｐ／ｄＥの最大値後に存在し（但しＥをダークよ
り明に切替えていつた場合について）第１図の
A₁，A₂より左側領域を除外した領域での電位増
分がdmax×Ｃ値以下になつたときの最初の光量
であるため、光源１０３はdmaxになる光量より
明るい所に存在していることを確認するルーチン
がステツプ０３０〜０３２で構成されている。ス
テツプ０３３によにりdmax×Ｃを計算し再び
IR2にその値を格納する。当然IR2はdmaxの値を
記憶しなくなる。ステツプ０３４によりdmaxに
なるアドレスの次のアドレスが指定されステップ
０３５によりその内容がAccに入りステツプ０３
６で電位差分とdmax×Ｃとの大小関係を比較し
dmax×Ｃ以下になるまでIR0を歩進させる。第
１図の場合IR0＝11となつたｄ１１がdmax×Ｃ
より小だとするとIR0＝11で０３７にステツプが
移る。即ちIR0＝11はメモリRAMのアドレスを示
すが同時に露光々源量を決定する因子でもある。
従つて０３７によりIR0の内容をラツチ回路L₁〜
L₂より出力し第３図のオアゲート３１０に入り
Ｄ／Ａコンバーター３０３を通じ光源１０３が最
適露光量になる様入力値をセツトする。これによ
り感光体の使用条件に於ける最適露光量決定の１
例を具体的に説明した。ステツプ０３８は第１０
図にラツチ回路L₃よりコピー信号CSSPを出力
し、露光量決定後の複写工程に入つたことを示
す。

上記説明は最適露光量制御方式の具体的１例を
示すもので潜像作成プロセスの相違による上記思
想の応用は容易に実現出来るもので本発明の範囲
に入るものである。原稿台のチエツクパターンは
上記実施例では白色パターンとしたが白黒交互の
パターンでも良い事は明らかである。

実施例では光源輝度を順次明るくしたが露光々
源を一定にし露光スリツト巾または露光絞りを順
次可変させ、結果としての感光ドラム表面の露光
量を変化させドラム表面電位から最適露光量を決
定する方式も本発明の範囲に属する。

ドラム表面電位を１０６のプローブで検出して
いるが、静電潜像状態が判定出来る検出装置であ
れば表面電位計にこだわることはない事は明らか
である。

以上の様に本発明によれば、自動的に順次濃度
の変るパターンを形成できるので、パターンの形
成に際し操作者に煩わしさを与えることがなく又
精度良く画像形成条件の変動を認識することが可
能になり、常に適正画像を得ることが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は帯電量と電光光量との関係を示すグラ
フ図、第２図は本発明による自動露光装置の説明
の為の複写機の斜視図、第３図は光源３０７の制
御回路図、第４図は信号の時系列図、第５図は本
発明による自動露光の制御回路図、第６図は処理
回路Cpuのブロツク図、第７図はメモリRAMの
データエリアを示す図、第８図は処理回路Cpuと
メモリインタフエースMIFとの詳細図、第９図は
入力装置Iuのブロツク図、第１０図は出力回路
Ouのブロツク図、第１１図、第１２図はメモリ
ROMに記憶される制御手順を示す図である。 ROM……メモリ、CPU……処理回路。

Claims

【特許請求の範囲】１感光体に画像形成するための露光手段を含む
画像形成手段、基準信号を発生する基準信号発生手段、前記基準信号をカウントするカウント手段、前記カウント手段のカウント値に応じて順次濃
度変化に対応した電位パターンを形成するために
順次レベルの変化する信号を発生するパターン信
号発生手段、前記パターン信号発生手段からの信号により前
記感光体上に順次電位が変化するパターンを形成
するべく前記露光手段の露光条件を制御する制御
手段、前記感光体上の電位が順次変化するパターンを
検知して前記画像形成手段の最適動作条件を求め
る手段、を有することを特徴とする画像形成装置。