DE69722072T2

DE69722072T2 - Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente

Info

Publication number: DE69722072T2
Application number: DE69722072T
Authority: DE
Inventors: Hideo Nara-shi Taniguchi; Akihiko Yamatokoriyama-shi Taniguchi; Tamaki Nara-shi Mashiba; Masanori Mori
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1997-03-20
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2017-03-21
Also published as: JP3599883B2; EP0802460A3; EP0802460A2; JPH09261411A; EP0802460B1; DE69722072D1; US5884125A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente wie etwa eine Steuervorrichtung für optische Sensoren, eine Austastlampen-Steuervorrichtung usw., um ein lichtemittierendes Element durch einen D/A-Umsetzungsausgang einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) in geeigneter Weise anzusteuern.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es gibt die nachfolgend erläuterten bekannten Steuervorrichtungen für lichtemittierende Elemente.
Wie in 33 gezeigt ist, enthält eine Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente, die in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 167135/ 1989 (Tokukaihei 1-167139) (Nr. 1) offenbart ist, einen Verstärker 50, ein lichtemittierendes Element 51, ein lichtaufnehmendes Element 52, einen A/D-Umsetzer 53, eine CPU 54 und einen D/A-Umsetzer 55. Das lichtemittierende Element 51 und das lichtaufnehmende Element 52 bilden einen optischen Sensor, wobei durch ein Steuerspannungssignal, das durch den D/A-Umsetzer 55 von der CPU 54 auszugeben ist, die Menge des Lichts, die von dem lichtemittierenden Element 51 ausgegeben wird, eingestellt wird. Andererseits erfasst das lichtaufnehmende Element 52 die Menge des Lichts, die von dem lichtemittierenden Element 51 ausgegeben wird, und sie wird, nachdem die Menge des Lichts durch den Verstärker 50 verstärkt wurde, über den A/D-Umsetzer 53 in die CPU 54 eingegeben. Die CPU 54 stellt einen Wert des Steuerspannungssignals des D/A-Umsetzers 55 ein, so dass die Menge des Lichts in einem Bereich von einem vorgegebenen oberen Grenzwert bis zu einem vorgegebenen unteren Grenzwert einfällt. Im Ergebnis steuert die beschriebene Steuervorrichtung das lichtemittierende Element.
Wie in 34 gezeigt ist, enthält die Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente, die durch die japanische nichtgeprüfte Patentanmeldung Nr. 271025/1992 (Tokukaihei 4-271024) (Nr. 2) offenbart ist, eine CPU 56, eine Laserdiode 57, einen D/A-Umsetzer 58, eine Treiberschaltung 59 für eine La serdiode 57, eine Pin-Überwachungseinrichtung 60, einen A/D-Umsetzer 61 und eine variable Schaltung 62.
Die Laserdiode 57 ist so beschaffen, dass sie Licht gemäß einem die Lichtmenge angebenden Wert ausgibt. Der die Lichtmenge angebende Wert wird von der CPU 56 ausgegeben und wird über den D/A-Umsetzer 58 zu einer Treiberschaltung 59 gesendet. Andererseits wird eine Lichtmenge, die von der Laserdiode 57 ausgegeben wird, durch die Pin-Überwachungseinrichtung 60 erfasst und die erfasste Lichtmenge wird über den A/D-Umsetzer 61 in die CPU 56 eingegeben. Die CPU 56 berechnet eine Differenz zwischen dem die Lichtmenge angebenden Wert und einer momentan erfassten Lichtmenge und der die Lichtmenge angebende Wert wird durch eine APC-Schaltung (Auto/Power/Control) eingestellt. Um die Steuergenauigkeit der APC-Schaltung auf einem hohen Wert zu halten, verändert ein Operationsverstärker 62a, der in der variablen Schaltung 62 enthalten ist, eine Verstärkung des Erfassungssignals, das durch die Pin-Überwachungseinrichtung 60 erfasst wird, und ein Wert des Signalausgangs von der Pin-Überwachungseinrichtung 60 verändert sich in Reaktion auf eine Änderung der Verstärkung, die an den A/D-Umsetzer 61 ausgegeben werden soll. Im Ergebnis steuert die beschriebene Steuervorrichtung das lichtemittierende Element.
Die japanische nichtgeprüfte Patentanmeldung Nr. 1674/1992 (Tokukaihei 4-1674) (Nr. 3) offenbart eine Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente, die für eine Steuervorrichtung für Austastlampen, die in einer Kopiermaschine vorgesehen sind, geeignet ist. Die Austastlampe ist für das Entfernen von Ladungen von einem kein Bild darstellenden Bereich auf einem trommelförmigen Fotorezeptor vorgesehen, wenn ein Kopiervorgang mit Verkleinerung oder in einem Rahmeneliminierungsmodus ausgeführt wird. Zum Beispiel ist in einer einseitigen Kopiermaschine, die in 35 gezeigt ist, die Austastlampe 63 so vorgesehen, dass sie der Photorezeptortrommel 68 gegenübersteht, um nur die Ladungen aus einem so genannten "Bereich außerhalb des maximalen Bildes" (schraffierte Linie) zu entfernen, d. h. ein Bereich, der durch Subtrahieren des maximalen Bildbereichs B, auf den ein Bild kopiert wird, von der Trommelbreite A der Photorezeptortrommel 68 erhalten wird.
Die oben erwähnte Referenz Nr. 3 offenbart eine Steuervorrichtung für eine Austastlampe 63, bei der das PWM-Signal (Impulsbreitenmodulations-Signal), das von den Steuermitteln 64 ausgegeben wird, als Steuerspannungssignal für die Austastlampe 63 in einer Integrationsschaltung 65 verwendet wird, und zehn Austastlampen 63 (63a–63j) werden so gesteuert, dass sie durch das Steuerspannungssignal erleuchtet werden, wie in 36 gezeigt ist.
Wie insbesondere in 37 gezeigt ist, wird durch das Einstellen der Impulsbreite des PWM-Signals, das in einem vorgegebenen Intervall auf zehn Pegel eingestellt ist, eine Beleuchtungssteuerung von zehn Lampen ermöglicht. Die PWM-Signale werden insbesondere eingestellt, indem zehn Impulsbreiten in den Registerabschnitt in den Steuermitteln 64 eingegeben und von dem PWM-Signal-Erzeugungsausgang in den Steuermitteln 64 ausgegeben werden.
Das PWM-Signal, das von den Steuermitteln 64 übertragen wird, wird zur Integrationsschaltung 65 gesendet, die in 36 gezeigt ist, und beim Durchlaufen der Integrationsschaltung 65 wird das PWM-Signal in das Spannungssignal umgesetzt, das sich in Reaktion auf die Impulsbreite linear verändert. Anschließend wird das Spannungssignal in den Lampen-Treiberschaltungsabschnitt 66 eingegeben und die Austastlampen 63 werden in der gleichen Anzahl wie die eingegebenen Spannungssignale erleuchtet.
Der Lampen-Treiberschaltungsabschnitt 66 enthält zehn Schaltungen. Jede Schaltung ist so beschaffen, dass die Vergleichsverstärker 67 (67a–67j) und die Austastlampen 63 (63a–63j), die LED (lichtemittierenden Dioden) usw. enthalten, jeweils in Reihe geschaltet sind. An einem positiven Anschluss jedes Vergleichsverstärkers 67 wird ein Steuerspannungssignal, das durch die Integrationsschaltung 65 umgesetzt wird, angelegt und an einen negativen Anschluss jedes Vergleichsverstärkers 67 wird eine Referenzspannung v angelegt. Die Referenzspannung v wird auf Grundlage einer Beziehung zwischen einer Impulsbreite des PWM-Signals (das in ein Tastverhältnis umgesetzt wird) und einer Ausgangsspannung V₀ des Steuerspannungssignals berechnet. Anschließend wird die Leistungsquellenspannung V_CC durch den Widerstand gemäß einem Pegel einer geforderten Ausgangsspannung V₀ (von V₁ bis V₁₀) zum Beleuchten von zehn Austastlampen 63 geteilt.
Wenn ein Kopieren mit äquivalenter Größe ausgeführt wird, wird keine der Austastlampen 63 beleuchtet, da das PWM-Signal nicht erzeugt wird. Wenn jedoch z. B. das PWM-Signal des Pegels 1 ausgegeben wird, das eine minimale Impulsbreite besitzt, die in 37 gezeigt ist, wird ein Steuerspannungssignal, d. h. eine Ausgangsspannung V₁, die in 38 gezeigt ist, in den Lampen-Treiberschaltungsabschnitt 66 eingegeben und nur die Austastlampe 63a leuchtet. Anschließend werden in Übereinstimmung mit einem Impulsbreitenpegel des PWM-Signals die Austastlampen 63b bis 63j dementsprechend beleuchtet. Wenn z. B. eine Kopieroperation mit einer verminderten Kopiergröße von der Größe B-4 auf die Größe B-5 ausgeführt wird, beträgt die Vergrößerung 70% (50% der Fläche) und die Impulsbreite des PWM-Signals entspricht dem maximalen Pegel 10. Deswegen wird das Steuerspannungssignal der Ausgangsspannung V₁₀ in den Lampen-Treiberschaltungsabschnitt 66 eingegeben und alle zehn Austastlampen (63a bis 63j) leuchten auf.
Sowohl die Steuervorrichtung des optischen Sensors der Referenz Nr. 1 als auch die APC-Schaltung der Referenz Nr. 2 benötigen jedoch einen A/D-Umsetzer in einem Weg für die Rückführung des erfassten Ausgangs des lichtaufnehmenden Elements und der Pin-Überwachungseinrichtung zur CPU und die Betriebsspannungen des lichtaufnehmenden Elements und der Pin-Überwachungseinrichtung werden auf die Leistungsquellenspannung (5V) der CPU eingestellt oder es wird wie bei dem Verstärker 50 oder dem Operationsverstärker 62a, die in den 33 und 34 gezeigt sind, eine Verstärkungs-/Dämpfungsschaltung usw. auf der lichtempfangenden Seite vorgesehen und die Ausgangsspannung muss auf einen Wert eingestellt wird, der zur Leistungsquellenspannung äquivalent ist.
In der Steuervorrichtung der Austastlampe in der Referenz Nr. 3 gibt andererseits die Anzahl der Austastlampen eine Anzahl von Gruppen der Austastlampen an, die so eingeteilt sind, dass Lampen in jeder Gruppe gleichzeitig aufleuchten und Lampen in unterschiedlichen Gruppen zu unterschiedlichen Zeiten aufleuchten. Wenn die Anzahl der Gruppen ansteigt, kann eine Beleuchtungssteuerung nicht stabil ausgeführt werden, ohne die Präzisionswiderstände in der vorherigen Schaltung an die Schaltung zur Erzeugung des Steuerspannungssignals anzupassen.
Die beschriebene herkömmliche Anordnung ist für die Steuerung der Beleuchtung von Austastlampen von höchstens zehn Gruppen geeignet und deshalb sind lediglich zehn Arten der Referenzspannungen v₁ bis v₁₀ für den Vergleichsverstärker 67 des Lampen-Treiberschaltungsabschnitts 66, der in
36 gezeigt ist, erforderlich und die Differenz der Spannung zwischen den Referenzspannungen (zwischen v₁ und v₂ und zwischen v₃ und vs ...) beträgt 1,6 (V), wie in Tabelle 39 gezeigt ist. Hier beträgt die Leistungsquellenspannung V_CC, bevor sie durch den Widerstand geteilt wird, 18 (V).
Wenn jedoch die beschriebene herkömmliche Anordnung zur Steuerung der Beleuchtung von mehr als zehn Gruppen, z. B. 15 Gruppen und zur Steuerung des Ausschaltens aller Lampen in den 15 Gruppen verwendet wird, werden für den Vergleichsverstärker 67 16 Arten der Referenzspannungen v₁ bis v₁₆ benötigt und die Differenz zwischen den Referenzspannungen (zwischen v₁ und v₂ und zwischen v₂ und v₃ ...) wird kleiner (etwa 1,1 (V)).
Wenn die Spannungsdifferenz zwischen den Referenzspannungen kleiner wird, ist es erforderlich, dass ein Fehler der Ausgangsspannung V₀ klein ist, um eine Beleuchtung der Austastlampe 63 mit dem Vergleichsausgang vom Vergleichsverstärker 67 stabil zu steuern. Das erfordert einen Präzisionswiderstand usw., wodurch ein Ansteigen der Kosten verursacht wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Beleuchtung von mehreren lichtemittierenden Elementen zu steuern, ohne dass ein Präzisions-Schaltungselement erforderlich ist.
Um die obige Aufgabe zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1.
Weitere optionale Merkmale werden durch die abhängigen Ansprüche geschaffen.
Für ein vollständiges Verständnis des Wesens und der Vorteile der Erfindung sollte auf die folgende genaue Beschreibung Bezug genommen werden, die in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung erfolgt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, ist ein Schaltplan, der einen Austastlampen-Steuerschaltungsabschnitt zur Steuerung der Beleuchtung einer Austastlampe und einen Austastlampen-Treiberschaltungsabschnitt in einer Kopiermaschine darstellt;
2 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Bildverarbeitungsabschnitts rund um eine Photorezeptortrommel der Kopiermaschine darstellt;
3(a) ist eine erläuternde Ansicht, die den Aufbau einer Austastlampeneinheit zeigt, die mit Austastlampen versehen ist;
3(b) ist eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Austastlampe und einer Bestrahlung mit Licht auf einer Photorezeptortrommel zeigt;
4 ist ein Schaltplan, der einen Schaltungsaufbau des Austastlampen-Treiberschaltungsabschnitts genau darstellt;
5 ist eine Tabelle, die eine aufgeteilte Referenzspannung, eine Spannung eines Steuersignals, eine Spannung eines CPU-Ausgangssignals, eine Anzahl von Bereichen bzw. den Beleuchtungszustand der entsprechenden Austastlampen an jedem Punkt in der Schaltung von 1 zeigt;
6 ist eine Tabelle, die Änderungen der Daten in Bezug auf eine CPU-Referenzspannung, die einen Wert der Spannung des Steuersignals = Austastlampen-Referenzspannung besitzt, eine Anzahl von Bereichen und eine Basisspannung in der Schaltung von 1 infolge einer Änderung der Widerstandstoleranz zeigt;
7 ist eine graphische Darstellung der Normalverteilung, die Widerstandsabweichungen (geschätzter Wert) zeigt, wenn eine Widerstandstoleranz ±1% beträgt;
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang der Korrektur einer Referenzspannung eines CPU-Ausgangssignals und das Neueinstellen einer Spannung des Steuersignals zeigt;
9 ist eine Tabelle, die eine Spannung eines Steuersignals, eine Spannung des CPU-Ausgangssignals bzw. eine Anzahl von Bereichen an jedem Punkt in Bezug auf die in der Tabelle von 5 gezeigten Bedingungen zeigt, wenn der Widerstand der Dämpfungsschaltung einen Fehler von 5% besitzt, und wobei eine Basisspannung der CPU erhöht ist;
10 ist eine Tabelle, die eine Spannung eines Steuersignals, eine Spannung des CPU-Ausgangssignals bzw. eine Anzahl von Bereichen an jedem Punkt in Bezug auf die in der Tabelle von 5 gezeigten Bedingungen zeigt, wenn der Widerstand der Dämpfungsschaltung ein Fehler von 5% besitzt, und wobei eine Referenzspannung der CPU vermindert ist;
11 ist eine Tabelle, die eine Spannung eines Steuersignals, eine Spannung des CPU-Ausgangssignals bzw. mehrere Bereiche an jedem Punkt in Bezug auf die in der Tabelle von 5 gezeigten Bedingungen zeigt, wenn der Widerstand der Verstärkungsschaltung einen Fehler von 5% besitzt, und wobei eine Spannung des Steuersignals erhöht ist;
12 ist eine Tabelle, die eine Spannung des Steuersignals, eine Spannung des CPU-Ausgangssignals bzw. eine Anzahl von Bereichen an jedem Punkt in Bezug auf die in der Tabelle von 5 gezeigtem Bedingungen zeigt, wenn der Widerstand der Verstärkungsschaltung einen Fehler von 5% besitzt, und wobei eine Spannung des Steuersignals vermindert ist;
13 ist eine Tabelle, die eine Spannung eines Steuersignals, eine Spannung des CPU-Ausgangssignals bzw. eine Anzahl von Bereichen an jedem Punkt in Bezug auf die in der Tabelle von 5 gezeigten Bedingungen zeigt, wenn eine Referenzspannung des Austastlampenausgangs von der Referenzspannung-Erzeugungsschaltung um 10% erhöht ist;
14 ist eine Tabelle, die eine Spannung eines Steuersignals, eine Spannung des CPU-Ausgangssignals bzw. eine Anzahl von Bereichen an jedem Punkt in Bezug auf die in der Tabelle von 5 gezeigten Bedingungen zeigt, wenn eine Referenzspannung der Austastlampe, die von der Referenzspannung-Erzeugungsschaltung erzeugt wird, um 10% vermindert ist;
15 ist eine Tabelle, die eine Spannung eines Steuersignals, eine Spannung des CPU-Ausgangssignals bzw. eine Anzahl von Bereichen an jedem Punkt in Bezug auf die in der Tabelle von 5 gezeigten Bedingungen zeigt, wenn eine Referenzspannung der Austastlampe um 10% erhöht ist und die Dämpfungsschaltung einen Widerstand mit einem Fehler von 5% besitzt, und wobei eine Verstärkungsschaltung einen Widerstand mit einem Fehler von 5% besitzt, was nicht nur eine Erhöhung der Referenzspannung der CPU, sondern auch der Spannung des Steuersignals bewirkt;
16 ist eine Tabelle, die eine Spannung eines Steuersignals, eine Spannung des CPU-Ausgangssignals bzw. eine Anzahl von Bereichen an jedem Punkt in Bezug auf die in der Tabelle von 5 gezeigten Bedingungen zeigt, wenn eine Referenzspannung der Austastlampe um 10% vermindert ist und die Dämpfungsschaltung einen Widerstand mit einem Fehler von 5% besitzt, und wobei eine Verstärkungsschaltung einen Widerstand mit einem Fehler von 5% besitzt, was nicht nur eine Verminderung der Referenzspannung der CPU, sondern auch der Spannung des Steuersignals bewirkt;
17 ist eine Tabelle, die eine Spannung eines Steuersignals, eine Spannung des CPU-Ausgangssignals bzw. eine Anzahl von Bereichen an jedem Punkt in Bezug auf die in der Tabelle von 5 gezeigten Bedingungen zeigt, wenn eine CPU-Referenzspannung von einer äußeren Leistungsquelle eingegeben wird;
18 ist eine Tabelle, die eine Spannung eines Steuersignals, eine Spannung des CPU-Ausgangssignals bzw. eine Anzahl von Bereichen an jedem Punkt in Bezug auf die in der Tabelle von 13 gezeigten Bedingungen zeigt, wenn eine CPU-Referenzspannung von einer äußeren Leistungsquelle eingegeben wird;
19 ist eine Tabelle, die eine Spannung eines Steuersignals, eine Spannung des CPU-Ausgangssignals bzw. eine Anzahl von Bereichen an jedem Punkt in Bezug auf die in der Tabelle von 14 gezeigten Bedingungen zeigt, wenn eine CPU-Referenzspannung von einer äußeren Leistungsquelle eingegeben wird;
20, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, ist ein Ablaufplan, der einen Vorgang zum Einstellen einer Basisspannung des CPU-Ausgangssignals und der Neueinstellung einer Spannung eines Steuersignals zeigt;
21 ist ein Ablaufplan, der einen Vorgang zum Einstellen einer Basisspan nung eines Ausgangssignals der CPU und zum Neueinstellen einer Spannung des Steuersignals zeigt;
22 ist eine graphische Darstellung einer Normalverteilung, die Widerstandsabweichungen (Effektivwert) zeigt, wenn eine Widerstandstoleranz ±1% des Widerstands beträgt;
23 ist eine graphische Darstellung einer Normalverteilung, die Widerstandsabweichungen (Schätzwert) zeigt, wenn eine Widerstandstoleranz ±1% des Widerstands beträgt;
24 ist eine graphische Darstellung einer Normalverteilung, die Widerstandsabweichungen (Messwert) zeigt, wenn eine Widerstandstoleranz ±1% des Widerstands beträgt;
25 ist eine Tabelle, die eine Spannung, eine Anzahl von Bereichen m, eine aufgeteilte Referenzspannung bzw. einen Beleuchtungszustand der Austastlampen an jedem Punkt zeigt, wenn alle Referenzspannungs-Teilerwiderstände in der Schaltung von 1 1 kΩ betragen;
26, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, ist eine Tabelle, die eine Spannung eines Steuersignals, eine Anzahl von Bereichen m, eine aufgeteilte Referenzspannung bzw. einen Beleuchtungszustand der Austastlampen an jedem Punkt zeigt, wenn der Referenzspannungs-Teilerwiderstand in Übereinstimmung mit den Schwankungen der Spannung, den Widerstandsabweichungen usw. in der Schaltung von 1 eingestellt ist;
27 ist eine graphische Darstellung, die Charakteristiken einer Spannung über den Widerstandsanschlüssen und eine Spannung des Steuersignals auf Grundlage der in der Tabelle von 25 gezeigten Bedingungen zeigt;
28 ist eine graphische Darstellung, die Charakteristiken einer Spannung über den Widerstandanschlüssen und die Spannung des Steuersignals auf Grundlage der in der Tabelle von 26 gezeigten Bedingungen zeigt;
29(a) ist eine erläuternde Ansicht, die einen Aufbau des lichtemittierenden/aufnehmenden Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorlie genden Erfindung zeigt; und
29(b) ist ein Schaltplan einer Steuervorrichtung eines lichtemittierenden/aufnehmenden Sensors gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
30 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Photorezeptortrommel und einem lichtemittierenden und lichtaufnehmenden Sensor zeigt;
31 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Strom des lichtemittierenden Abschnitts und der Spannung des CPU-Ausgangssignals zeigt;
32 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Vorgang der Erfassung eines Installationsfehlers der Photorezeptortrommel zeigt;
33 ist ein herkömmlicher Schaltplan einer Steuerschaltung eines optischen Sensors, der ein lichtemittierendes Element und ein lichtaufnehmendes Element enthält;
34 ist ein herkömmlicher Schaltplan einer APC-Schaltung zum Steuern einer Lichtmenge, die von dem lichtemittierenden Element ausgegeben wird;
35 ist eine erläuternde Ansicht, die das Entfernen von Ladung in einem maximalen Bereich, auf dem kein Bild ausbildet wird, auf einer Photorezeptortrommel zeigt;
36 ist ein herkömmlicher Schaltplan einer Austastlampen-Steuerschaltung;
37 ist eine erläuternde Ansicht, die ein herkömmliches Austastlampen-PWM-Signal zeigt;
38 ist eine graphische Darstellung, die eine herkömmliche Beziehung zwischen der PWM-Impulsbreite für eine Austastlampe und einer Ausgangsspannung V eines Steuerspannungssignals zeigt; und
39 ist eine Tabelle, die die aufgeteilten Referenzspannungen, die sich aus dem Aufteilen einer Referenzspannung (18V) ergeben, bzw. die Differenzen zwischen den aufgeteilten Referenzspannungen im Modus 10 oder Modus 16 zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
[AUSFÜHRUNGSFORM 1]
Die folgenden Erläuterungen erklären eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 19. In der vorliegenden Ausführungsform werden Erläuterungen für den Fall gegeben, bei dem eine Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente der vorliegenden Erfindung bei einer Austastlampen-Steuervorrichtung, die in einer Kopiermaschine vorgesehen ist, angewendet wird.
Zuerst werden der Aufbau eines Verarbeitungsabschnitts zum Bildaufbau in der Kopiermaschine, die eine Austastlampen-Steuervorrichtung verwendet, und eine Verarbeitungsoperation zum Bildaufbau unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
Wie in 2 gezeigt ist, enthält die Kopiermaschine der vorliegenden Ausführungsform eine zylindrische Photorezeptortrommel 1, die als Photorezeptor dient, und eine Hauptladeeinrichtung 2, eine Belichtungseinheit 3, eine Austastlampeneinheit 4, eine Entwicklereinheit 5, einen Ladungsübertrager 6, einen lichtemittierenden/aufnehmenden Sensor 9, eine Reinigungseinheit 7 und eine Lampe 8 zum Entfernen von Ladung, die rund um die äußere Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 vorgesehen sind.
Die Hauptladeeinrichtung 2 ist vorgesehen, um die Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 durch eine negative Koronaentladung gleichförmig zu laden. Obwohl dies nicht gezeigt ist, enthält die Belichtungseinheit 3 eine Kopierlampe, mehrere Spiegel und eine Linse. Die Belichtungseinheit 3 ist vorgesehen, um auf einer Oberfläche der Photorezeptortrommel 1, die durch die Hauptladeeinrichtung 2 gleichförmig aufgeladen ist, ein elektrostatisches latentes Bild zu bilden, indem darauf ein optisches Bild gemäß einem Bildmuster des Doku ments fokussiert wird. Die Austastlampeneinheit 4 enthält mehrere (nicht gezeigte) Austastlampen und ist so angeordnet, dass sie Licht auf das Dokument auf der Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 aussendet, um die Ladungen an einem Bereich, in dem kein Bild ausgebildet wird, zu entfernen. Diese Austastlampeneinheit 4 wird später genau erläutert.
Die Entwicklereinheit 5 liefert Toner an die Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 und der Toner wird von einem elektrostatischen latenten Bild, das auf der Oberfläche gebildet ist, angezogen, wodurch ein sichtbares Bild gebildet wird. Der Ladungsübertrager 6 ist vorgesehen, um das sichtbare Bild auf der Photorezeptortrommel 1 auf einen Übergabebogen P zu übertragen, indem darauf eine Koronaentladung angewendet wird. Hier führt der Ladungsübertrager 6 die Koronaentladung mit derselben Polarität aus wie jene der Hauptladeeinrichtung 2 (in diesem Fall negative Polarität). Die Reinigungseinheit 7 ist vorgesehen, um den restlichen Toner, der auf der Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 verbleibt, zu entfernen und zu sammeln. Die Lampe 8 zum Entfernen von Ladung ist vorgesehen, um ein Potenzial zu löschen, das auf der Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 verbleibt, indem Licht darauf projiziert wird. Der lichtemittierende/empfangende Sensor 9 ist vorgesehen, um eine (nicht gezeigte) Markierung, die auf der Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 gebildet ist, zu erfassen und um zu erfassen, ob die Photorezeptortrommel 1 richtig eingestellt ist.
In der beschriebenen Anordnung wird die Operation zum Bildaufbau in den folgenden Vorgängen ausgeführt. Zunächst legt die Kopiermaschine der vorliegenden Ausführungsform negative Ladungen an die gesamte Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 an, indem eine negative Koronaentladung durch die Hauptladeeinrichtung 2 ausgeführt wird. Anschließend wird ein optisches Bild durch die Belichtungseinheit 3 auf die Photorezeptortrommel 1 gemäß einem Bildmuster des Dokuments fokussiert. Da der Widerstandswert des mit Licht bestrahlten Abschnitts vermindert ist, werden von diesem negative Ladungen entfernt, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild auf der Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 gebildet wird. Wenn eine Kopieroperation mit verminderter Größe ausgeführt wird, werden in dem Bereich, in dem kein Bild ausgebildet wird, durch die Austastlampen der Austastlampeneinheit 4 Ladungen von der Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 entfernt.
Anschließend wird der Toner von dem elektrostatischen latenten Bild, das auf der Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 gebildet ist, durch die Entwicklereinheit 5 in der Kopiermaschine der vorliegenden Ausführungsform angezogen. Im Ergebnis wird das elektrostatische latente Bild in ein sichtbares Bild umgewandelt und das sich ergebende sichtbare Bild auf der Photorezeptortrommel 1 wird auf einen Bogen B übertragen, der zu einem Übergabezeitpunkt durch den Ladungsübertrager transportiert wird. Der Bogen, auf den das Bild übertragen wurde, wird zu einer (nicht gezeigten) Fixiereinrichtung transportiert, in der das darauf befindliche Bild unter Anwendung von Wärme und Druck dauerhaft fixiert wird, und in ein Entladefach (nicht gezeigt) entladen.
Nach der Übergabe wird andererseits der restliche Toner, der auf der Photorezeptortrommel 1 verbleibt, durch die Reinigungseinheit 7 entfernt und Ladungen, die auf der Photorezeptortrommel 1 verbleiben, werden durch die Lampe 8 zum Entfernen von Ladung entfernt. Im Ergebnis ist der erste Bildaufbauvorgang beendet und die nächste Kopieroperation kann beginnen.
Nun wird die Austastlampeneinheit 4 zum Entfernen von Ladungen von dem Bereich auf der Oberfläche der Photorezeptortrommel 1, in dem kein Bild ausgebildet wird, erläutert.
Zunächst wird der Aufbau der Austastlampeneinheit 4 und die Beleuchtungsoperation der Austastlampe erläutert.
Die Austastlampeneinheit 4 der Kopiermaschine der vorliegenden Ausführungsform enthält mehrere Austastlampen, die an der gesamten Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 in axialer Richtung ausgerichtet sind. Die Austastlampeneinheit 4 ist so angeordnet, dass sie Licht zum Entfernen von Ladungen nicht nur auf den maximalen Bereich, in dem kein Bild ausgebildet wird, sondern auch auf die gesamte Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 in ihrer axialen Richtung projiziert. 3(a) ist eine in der Richtung B von 2 aufgenommene Ansicht, die die Austastlampeneinheit 4 und die Photorezeptortrommel 1 darstellt. In der Figur ist der lichtemittierende Punkt der Austastlampe G (G1 bis G15) durch einen schwarzen Punkt·dargestellt.
Wie in den Figuren gezeigt ist, enthält die Austastlampeneinheit 4 ein Substrat 4a, das derart vorgesehen ist, dass seine Längsrichtung der axialen Richtung der Photorezeptortrommel 1 entspricht. Auf dem Substrat 4a sind mehrere Austastlampen G, die z. B. LEDs (lichtemittierende Dioden) sind, mittels eines Lampenhalters 4b angebracht, der einen zahnförmigen Querschnitt besitzt. In der Austastlampeneinheit 4 sind die Austastlampen G in einer Gesamtzahl von 42 vorgesehen. Die Austastlampen G sind derartig in 15 Gruppen (G1 bis G15) eingeteilt, dass die Austastlampen G in jeder Gruppe gleichzeitig ein- und ausgeschaltet werden.
Die Breite des Lichts, das vom lichtemittierenden Punkt von jeder Austastlampe G ausgesendet wird, wird durch den Lampenhalter 4b eingestellt. Durch eine Beziehung zwischen der Breite des ausgesendeten Lichts, die durch eine kurze gestrichelte Linie gezeigt ist, und der Trommeloberfläche 1a, wird dann, wenn eine Kopieroperation mit Verkleinerung ausgeführt wird, die Austastlampe G, die zu beleuchten ist, in Abhängigkeit von der Vergrößerung in der folgenden Weise bestimmt.
In 3(b) gibt die Y-Richtung die Vergrößerung des Kopierens (1,0 bis 0,5) und die X-Richtung gibt eine Breite der Photorezeptortrommel 1 in einer axialen Richtung an. In der Figur gibt ein Intervall zwischen der Linie 22a und der Linie 22b die Breite eines Bilds an, das auf der Photorezeptortrommel 1 auszubilden ist, wenn eine Kopie mit verminderter Größe eines A4-Dokuments bei einer bestimmten Vergrößerung auszuführen ist, wobei gilt, je kleiner die Vergrößerung in Bezug auf die Vergleichsgröße ist, desto schmäler ist das Intervall zwischen der Linie 22a und der Linie 22b (die Hälfte der Breite der A4-Größe bei 0,5-facher Vergrößerung).
Andererseits gibt ein Intervall zwischen den Linien 20a und 20b, die in der Figur gezeigt sind, eine Breite einer ursprünglichen Überdeckung an, die auf der Photorezeptortrommel 1 gebildet ist, wobei gilt: je geringer die Vergrößerung ist, desto schmäler ist das Intervall zwischen den Linien 20a und 20b. In diesem Fall sind zur Berücksichtigung eines Fehlers beim Einstellen der ursprünglichen Überdeckung für jede der Linien 20a bzw. 20b zwei Linien gezeichnet.
In der Figur wird bei dem Ausführen einer Kopieroperation mit verminderter Größe bei jeder Vergrößerung ein Bild auf der Photorezeptortrommel 1 zwischen den Linien 22a und 22b gebildet. Wenn anschließend Licht zwischen die Linien 22a und 22b projiziert wird, verschwindet das Bild, das auf der Photorezeptortrommel 1 gebildet wurde. Wenn andererseits eine Kopieroperation mit verminderter Größe an einem Dokument der Größe A4 ausgeführt wird, wird z. B. bei der Vergrößerung von 50% das Bild in einem Bereich 23 auf der Photorezeptortrommel 1 gebildet und somit werden die Bereiche 24a und 24b, die nicht belichtet werden, ausgetastet.
Es ist deswegen erforderlich, die Austastlampe G so zu beleuchten, dass die Grenzlinie in dem durch die Austastlampe G bestrahlten Bereich zwischen die Linien 20a und 22a und zwischen die Linien 20b und 22b fällt. Speziell in der Austastlampeneinheit 4 sind die Beleuchtungsgruppen z. B. wie folgt festgelegt: die Austastlampe G1 (Vergrößerung in einem Bereich von 1,0 bis 0,97), die Austastlampen G1 und G2 (Vergrößerung in einem Bereich von 0,96 bis 0,93) und die Austastlampen G1, G2 und G3 (Vergrößerung in einem Bereich von 0,92 bis 0,89). Die Grenzlinien des durch die Austastlampen G mit Licht bestrahlten Bereichs (durch die schraffierte Linie gezeigt) sind die Linien 21a und 21b.
Die Austastlampen G1 bis G14 werden erleuchtet, wenn eine Tonerkorrektur vorbereitet wird, während die Austastlampen G1 bis G15 dann erleuchtet werden, wenn eine Leerstelle am oberen Rand oder am unteren Rand hergestellt wird.
Anschließend wird der Schaltungsaufbau und die Schaltungsfunktion zur Steuerung der Beleuchtung der Austastlampen G erläutert.
Wie in 1 gezeigt ist, enthält die Schaltung zur Beleuchtung der Austastlampen G einen Austastlampen-Steuerschaltungsabschnitt 16 (der nachfolgend einfach als ein Steuerschaltungsabschnitt bezeichnet wird) und einen Austastlampen-Treiberschaltungsabschnitt 17 (der nachfolgend einfach als ein Treiberschaltungsabschnitt bezeichnet wird).
Der Steuerschaltungsabschnitt 16 erzeugt ein Austastlampen-Steuerspannungssignal (das nachfolgend einfach als ein Steuersignal bezeichnet wird) n mit einem Spannungswert in Mehrfachgradation. Das Steuersignal n wird vom Steuerschaltungsabschnitt 16 an den Treiberschaltungsabschnitt 17 ausgegeben. Der Treiberschaltungsabschnitt 17 beleuchtet die Austastlampen G derje nigen Gruppe, die dem Spannungswert (der einen Bereich von 0 bis 25 Volt aufweist) des Steuersignals n entspricht.
Zunächst wird der Steuerschaltungsabschnitt 16 erläutert. Der Steuerschaltungsabschnitt 16 enthält eine Referenzspannung-Erzeugungsschaltung 11, eine Dämpfungsschaltung 12, eine CPU (Steuermittel) 14 mit einem D/A-Umsetzer, eine Verstärkungsschaltung 13, einen Komparator 10 und einen E²PROM 15 (Speichermittel).
Die Referenzspannung-Erzeugungsschaltung 11 enthält einen Widerstand R5 und eine Spannungsregeldiode ZD1 und erzeugt eine Austastlampen-Referenzspannung a durch Einstellen der Leistungsquellenspannung (in diesem Fall 24V). Hier ist die Referenzspannung a auf 18 (V) eingestellt.
Die Dämpfungsschaltung 12 enthält zwei Spannungsteilerwiderstände R1 und R2 und erzeugt eine Analogschaltungs-Referenzspannung (CPU-Referenzspannung) b, die durch Dämpfen der von der Referenzspannung-Erzeugungsschaltung 11 erzeugte Referenzspannung a erhalten wird, damit sie an die CPU 14 ausgegeben wird. In diesem Fall werden die Widerstände mit den Werten 7,5 kΩ und 2,4 kΩ als Widerstände R1 bzw. R2 verwendet. Die Dämpfungsschaltung 12 dämpft die Referenzspannung a auf 1/4,125.
Die CPU 14 enthält den D/A-Umsetzer und teilt die Referenzspannung b, die von der Dämpfungsschaltung 12 einzugeben ist, gemäß der Auflösung durch 255 und gibt ein Ausgangssignal r mit dem Spannungswert b/255 × m gemäß der Anzahl der Bereiche m, die in Bezug auf den D/A-Umsetzer auf Grundlage des digitalen Werts (0 bis 255) eingerichtet wurden. In diesem Fall liegt das verfügbare Ausgangssignal r im Bereich von 0 bis 4,125 (V). Die CPU 14 besitzt eine Funktion zum Steuern der Rückführung des Ausgangssignals r. Die Rückführung wird später genauer erläutert.
Der E²PROM (Speichermittel) 15 ist ein nichtflüchtiger Speicher und speichert Daten, wie etwa die Anzahl der Bereiche m, die zum Ausgeben eines Ausgangssignals r benötigt werden, d. h. ein Steuersignal n, das gemäß dem Leuchtzustand der Austastlampe G eine benötigte Spannung besitzt. Der Inhalt in E²PROM 15 wird gemäß der Spannungseinstellung durch die Rückführung der CPU 14 erneuert.
Die Verstärkungsschaltung 13 enthält zwei Operationsverstärker A1 und A2 und die Spannungsteilerwiderstände R4, R3. Die Verstärkungsschaltung 13 ist vorgesehen, um das Ausgangssignal r von der CPU bei einem vorgegebenen Verstärkungsfaktor zu verstärken, damit es an den Treiberschaltungsabschnitt 17 ausgegeben wird. In diesem Fall ist das resultierende verstärkte Ausgangssignal das Steuersignal n. Die Widerstände R3 und R4 mit den Nennwerten 7,5 kΩ und 1,5 kΩ sind entsprechend angepasst. Die Verstärkungsschaltung 13 verstärkt das Ausgangssignal r von der CPU 14 sechsfach.
Der Komparator 10 ist vorgesehen, um die Spannung des Ausgangssignals r von der CPU 14 einzustellen und das Steuersignal n von der Verstärkungsschaltung 13 mit der Referenzspannung a von der Referenzspannung-Erzeugungsschaltung 11 zu vergleichen, um einen Vergleichsausgang k zu erzeugen, der zur CPU 14 zurückgeführt wird.
Nun wird der Treiberschaltungsabschnitt 17 unter Bezugnahme auf den genauen Schaltplan von 4 erläutert. Der Treiberschaltungsabschnitt 17 ist vorgesehen, um die geteilten Referenzspannungen V (V1 bis V16), die durch Teilen der Referenzspannung a mittels der Widerstände R10 bis R26 erhalten und für die Beleuchtung der Austastlampen G benötigt werden, mit der Spannung des Steuersignals n zu vergleichen. In dem Treiberschaltungsabschnitt 17 sind 16 Komparatoren L zur Verwendung bei der Ansteuerung zum Ansteuern der Austastlampen G auf Grundlage eines Vergleichsausgangs (L1 bis L16) parallel gebildet.
An die Ausgangsanschlüsse der Komparatoren L1 bis L13 sind die Austastlampen G1 bis G13 jeweils in Reihe angeschlossen. An den positiven Anschlüssen der Komparatoren L1 bis L13 werden jeweils die geteilten Referenzspannungen V1 bis V13 eingegeben, während an den negativen Anschlüssen der Komparatoren L1 bis L13 jeweils die Steuersignale n eingegeben werden. Diese Komparatoren L1 bis L13 geben ein Signal mit Niedrigpegel aus, wenn die Spannung des Steuersignals n größer als die geteilten Referenzspannungen V1 bis V13 ist, damit die Austastlampen G1 bis G13 erleuchtet werden.
An die Ausgangsanschlüsse der Komparatoren L14 und L15 sind sechs Paare der Austastlampen G14 und zwei Paare der Austastlampen G15 über Transi storen Tr3 und Tr2 des NPN-Typs parallel angeschlossen. Jedes Paar der Austastlampen G14 bzw. jedes Paar der Austastlampen G15 besitzt zwei Widerstände, die in Reihe geschaltet sind. An den positiven Anschlüssen der Komparatoren V14 und V15 werden Steuersignale n eingegeben und am positiven Anschluss werden die geteilten Referenzspannungen V14 bzw. V15 eingegeben. Die jeweiligen Emitter der Transistoren Tr3 und Tr2 sind mit Masse verbunden, während die entsprechenden Kollektoren mit den Austastlampen G14 und G15 verbunden sind. Die Komparatoren L14 und L15 geben Signale mit Hochpegel an die Basisanschlüsse der Transistoren Tr3 bzw. Tr2 aus, wenn die Spannung des Steuersignals n größer als die Referenzspannungen V14 bzw. V15 sind, um die Transistoren Tr3 und Tr2 einzuschalten, um dadurch die Austastlampen G14 und G15 zu erleuchten.
An den Ausgangsanschluss des Komparators L16 sind alle Austastlampen G über den Transistor Tr1 des PNP-Typs angeschlossen. Am positiven Anschluss des Komparators 16 wird das Steuersignal n an den positiven Anschluss des Komparators eingegeben und am negativen Anschluss wird die geteilte Referenzspannung V16 eingegeben. Der Emitter des Transistors Tr1 ist mit der Leistungsquelle Vcc verbunden und der Kollektor ist mit allen Austastlampen G verbunden. Der Komparator L16 gibt ein Signal mit Niedrigpegel an die Basis des Transistors Tr1 aus, wenn die Spannung des Steuersignals n kleiner als die geteilte Referenzspannung V 16 ist, der Transistor Tr1 wird eingeschaltet und alle Austastlampen G werden in den erleuchteten Zustand versetzt. Wenn andererseits die Spannung des Steuersignals n größer wird, wird ein Signal mit Hochpegel ausgegeben und der Transistor Tr1 wird ausgeschaltet und alle Austastlampen G werden in den ausgeschalteten Zustand versetzt.
In diesem Fall werden Transistoren mit 1 kΩ als die entsprechenden Transistoren R10 bis R26 zum Erzeugen der entsprechenden geteilten Referenzspannungen V1 bis 16 verwendet und somit werden die entsprechenden Referenzspannungen V1 bis V16 durch die folgenden Gleichungen erhalten: V1 = 18/17 × 1 = 1.06 (V) (1) V2 = 18/17 × 2 = 2,12 (V) (2) V3 = 18/17 × 3 = 3,18 (V) V14 = 18/17 × 14 = 14,8 (V) V15 = 18/17 × 15 = 15,9 (V) V16 = 18/17 × 16 = 16,9 (V)
In der beschriebenen Treiberschaltung 17 wird die Spannung des Steuersignals n zum Beleuchten der Austastlampen G in der folgenden Weise eingestellt. Wenn z. B. lediglich die Austastlampe G1 eingeschaltet wird, wird die Spannung n₁ des Steuersignals n auf V2 > n₁ > V1 eingestellt. Im Ergebnis werden lediglich die Ausgänge der Komparatoren L1 und L16 auf den Tiefpegel gesetzt und lediglich die Austastlampe L1 wird erleuchtet. Wenn lediglich die Austastlampe G1 erleuchtet wird, wird die eingestellte Spannung n₁ nämlich durch die folgende Gleichung gegeben: n1 = (V2 + V1)/2 (3)
In ähnlicher Weise wird die eingestellte Spannung n₂ des Steuersignals n zum Beleuchten der Austastlampen G1 und G2 durch die folgende Gleichung gegeben: n2 = (V3 + V2)/2
Die Anzahl der Bereiche m, die durch den D/A-Umsetzer der CPU 14 eingesetzt werden soll, um die somit erhaltene Gruppenspannung auszugeben, wird wie folgt bestimmt.
In der Schaltung, die in 1 gezeigt ist, betragen die Widerstände R1 und R3 7,5 kΩ, der Widerstand R2 = 2,4 kΩ, der Widerstand R4 = 1,5 kΩ und die Widerstände R10 bis R26 sind auf 1 kΩ eingestellt, unter der Annahme, dass die Referenzspannung a = 18 (V) beträgt.
Dann erfolgt aus den Gleichungen (1) und (2), dass die Referenzspannung V2 gegeben ist durch: V2 = 18/17 × 2 = 2,12 (V) und die Referenzspannung V₁ ist gegeben durch: V1 = 18/17 × 1 = 1.06 (V) Somit ist die eingestellte Spannung n₁ durch Einsetzen der entsprechenden Werte in die Gleichung (3) durch die folgende Gleichung gegeben: n1 = (V2 + V1)/2 = (2,12 + 1,06)/2 = 1.59 (V).
Vor der Verstärkung ist die Spannung r₁ des Ausgangssignals der CPU 14, die für das Ausgaben der eingestellten Spannung n₁ benötigt wird, durch die folgende Gleichung gegebenen: r1 = n1/((R3 + R4)/R4) = 1,59/((7,5 k + 1,5 k)/1,5 k) = 0,265 (V).
Die Referenzspannung b zum Ausführen der D/A-Umsetzung in der CPU 14 ist andererseits durch die folgende Gleichung gegeben: b = a/(R1 + R2) × R2 = 18/(7,5 k + 2,4 k) × 2,4 k = 4,36 (V).
Die Anzahl der Bereiche m₁ in der CPU 14, die erforderlich sind, um die eingestellte Spannung n₁ auszugeben, um lediglich die Austastlampe G1 zu erleuchten, ist durch die folgende Gleichung gegeben: m1 = r1/(b/255) = 0,265/(4,36/255) = 15,49.
Deswegen wird dann, wenn lediglich die Austastlampe G1 erleuchtet wird, die Anzahl der Bereiche in der CPU 14 auf 15 eingestellt. Anschließend wird die Anzahl der Bereiche m₂ bis m₁₆ gemäß dem Leuchtzustand der Austastlampen G eingestellt. Die Anzahl der Bereiche m₁₆ entspricht dem ausgeschalteten Modus, bei dem alle Austastlampen G ausgeschaltet sind, indem der Transistor Tr1, der in 1 und in 4 gezeigt ist, ausgeschaltet wird.
Wenn in diesem Fall m = 1, ist die Spannung r_m1 des Ausgangssignals durch die folgende Gleichung gegeben: rm1 = b/255 = 4,36/255 = 0,0171 (V).
Wenn m₁ = 15, um lediglich die Austastlampe G1 zu erleuchten, ist die Spannung r 1 des Ausgangssignals r durch die folgende Gleichung gegeben: r1 = 0,0171 × 15 = 0,257 (V).
Die Tabelle von 5 zeigt mit Bezug auf die in 1 gezeigte Schaltung geteilte Referenzspannungen an entsprechenden Punkten, Spannungen des Steuersignals n, Spannungen des Ausgangssignals r, die Anzahl der Bereiche m an entsprechenden Punkten und die Leuchtzustände der entsprechenden Austastlampen G. In diesem Fall gibt die Tabelle den Zustand an, bei dem keine Abweichung der Genauigkeit unter den Widerständen R1 bis R4 in der Verstärkungsschaltung 13 und in der Dämpfungsschaltung 12 vorhanden ist.
In der Tabelle von 5 wird ein Beispiel der Leuchtsteuerung der Austastlampe G genau erläutert, indem spezielle numerische Werte angegeben werden. Wenn z. B. die Austastlampen G1 bis G5 erleuchtet werden, wird die Anzahl der Bereiche für den D/A-Umsetzer der CPU 14 auf m = 57 (m_s) gesetzt. Im Ergebnis wird das Ausgangssignal r von 0,971 (V) von der CPU 14 ausgegeben und das Ausgangssignal wird durch die Verstärkungsschaltung 13 verstärkt und der Spannungswert 5,824 (V) des Steuersignals n wird in die Komparatoren L1 bis L16 des Treiberschaltungsabschnitts 17 eingegeben. In den Komparatoren L1 bis L16 wird der Spannungswert 5,824 (V) des Steuersignals n mit geteilten Referenzspannungen V1 bis V16 verglichen und wird von den Komparatoren L1 bis L5 bzw. L16 ein Signal auf Niedrigpegel ausgegeben und wird von den Komparatoren L6 bis L15 ein Signal auf Hochpegel ausgegeben.
Nun wird die beschriebene Rückführung durch die beschriebene CPU 14 genau erläutert.
Im Schaltungsaufbau, der in 1 gezeigt ist, werden genaue Spannungen n₁ bis n₁₆ des Steuersignals n, die vom Steuerschaltungsabschnitt 16 ausgegeben werden sollen, benötigt, um die Austastlampen G exakt zu erleuchten. Deswegen werden Präzisionswiderstände R1 bis R4 für die Dämpfungsschaltung 12 und für die Verstärkungsschaltung benötigt.
Wenn sich nämlich die Genauigkeit der Widerstände R1 und R2 der Dämpfungsschaltung 12 unterscheidet, ändert sich der Dämpfungsfaktor und dies bewirkt, dass sich die Referenzspannung b der CPU 14 ändert. Im Ergebnis schwanken die Spannungen r₁ bis r₁₆ des Ausgangssignals r der CPU 14 und entsprechende Spannungen n₁ bis n₁₆ des Steuersignals n werden ebenfalls ungenau. Ferner ergeben Abweichungen bei den Widerständen R3 und R4 in der Verstärkungsschaltung 13 Abweichungen des Verstärkungsfaktors. Deswegen werden die Spannungen n₁ bis n₁₆ des Steuersignals n ungenau, selbst wenn der Spannungswert des Ausgangssignals r genau ist.
Wie bei der Kopiermaschine der vorliegenden Ausführungsform beschrieben wurde, ist es darüber hinaus erforderlich, dass der Steuerschaltungsabschnitt 16 Spannungen, die der Gradation 16 entsprechen, exakt ausgibt, wenn die Austastlampen G in 15 Gruppen und der Ausschaltmodus der entsprechenden Austastlampen in 15 Gruppen betrachtet wird. Da dies einen kleineren Wert zwischen den Spannungen bewirkt, ist in dem Steuerschaltungsabschnitt 16 der Präzisionswiderstand erforderlich. Damit die Präzisionswiderstände R1 bis R4 in der Dämpfungsschaltung 12 und in der Verstärkungsschaltung 13 verwendet werden können, sind jedoch sehr hohe Kosten erforderlich.
Um dem beschriebenen Problem entgegenzuwirken, ist die Kopiermaschine der vorliegenden Ausführungsform so beschaffen, dass der Steuerschaltungsabschnitt 16 von 1 den Komparator 10 für die Verwendung zur Steuerung der Rückführung enthält. Der Komparator 10 vergleicht eine Spannung des Steuersignals n, das sich aus der Verstärkung des Ausgangssignals r von der CPU 14 in der Verstärkungsschaltung 13 ergibt, mit der Referenzspannung a, um einen binären Vergleichsausgang k zu erzeugen, der zur CPU 14 zurückzuführen ist. Die CPU 14 verändert eine Spannung des Ausgangssignals r in Abhängigkeit von einem binären Rückführungseingang, um die Spannung des Ausgangssignals r einzustellen, d. h. die Basisspannung r_a, die das Steuersignal n ergibt, das eine Spannung besitzt, die zu der Referenzspannung a äquivalent ist. Anschließend stellt die CPU 14 die Spannungen r₁ bis r₁₆ des Ausgangssignals r, d. h. die Spannungen n₁ bis n₁₆ des Steuersignals n auf Grundlage der eingestellten Basisspannung r_a neu ein. Im praktischen Betrieb wird das Ausgangssignal r verändert, indem die Anzahl der Bereiche m umgeschaltet wird, und die Basisspannung r_a wird durch die Anzahl der Bereiche m_a eingestellt, was ermöglicht, dass das Signal die Spannung besitzt, die ausgegeben werden soll. Die Spannung des Ausgangssignals r wird durch die CPU 14 neu eingestellt, wenn die Leistungsversorgung der Kopiermaschine eingeschaltet wird.
In diesem Fall stellt die CPU 14 die Basisspannung r_a des Ausgangssignals r gemäß den Genauigkeitsabweichungen der Widerstände R1 bis R4 der Dämpfungsschaltung 12 und der Verstärkungsschaltung 13 neu ein, um die Spannungen r₁ bis r₁₆ des Ausgangssignals r, d. h. die Spannungen n₁ bis n₁₆ des Steuersignals n neu einzustellen. Es ist deswegen erforderlich, dass der Steuerschaltungsabschnitt 16 so beschaffen ist, dass der Verstärkungsfaktor der Verstärkungsschaltung 13 im Voraus so eingestellt wird, dass er größer als der Dämpfungsfaktor der Dämpfungsschaltung 12 ist.
Der Steuerschaltungsabschnitt 16 von 1 ist nämlich so beschaffen, dass die Referenzspannung a auf die Referenzspannung b der CPU 14 eingestellt ist, indem sie auf 1/4,125 gesenkt wird, und die Referenzspannung b wird durch die CPU 14 durch 255 geteilt, um die Ausgangsspannung r jeweils so auszugeben, dass sie der Anzahl der Bereiche m entspricht. Wenn z. B. die Anzahl der Bereiche m = 10 ist, wird deswegen der Spannungswert r_m10 des Ausgangssignals R durch die folgende Gleichung angegeben. rm10 = (18/4,125)/255 × = 0,171 (V).
Anschließend wird das Ausgangssignal r durch die Verstärkungsschaltung 13 verstärkt. Wenn jedoch z. B. der Verstärkungsfaktor der Verstärkungsschaltung 13 einen Wert 4,125 besitzt, der zum Dämpfungsfaktor äquivalent ist, wird dann, wenn m = 255 ist, die Spannung n_m255 des Steuersignals n durch die folgende Gleichung angegeben: Rm255 = ((18/4,125)/255) × 255 × 4,125 = 18 (V).
Die resultierende Spannung n_m255 ist zur Referenzspannung a bei einem maximalen Bereich MAX äquivalent. Wie beschrieben wurde, kann der Steuerschaltungsabschnitt 16 durch Einstellen des Dämpfungsfaktors der Dämpfungsschaltung 12 äquivalent zum Verstärkungsfaktor der Verstärkungs schaltung 13 die Spannung des Steuersignals n einstellen, wenn sie größer als die Referenzspannung a ist. Wenn jedoch die Spannung des Steuersignals n kleiner als die Referenzspannung a ist, kann die Spannung des Ausgangssignals r der CPU 14 nicht eingestellt werden, da sie nicht vergrößert werden kann. Wie oben erwähnt wurde, wird in der Kopiermaschine der vorliegenden Ausführungsform der Verstärkungsfaktor in Bezug auf den Dämpfungsfaktor von 4,125 auf 6 eingestellt.
Der variable Bereich der Spannung des Ausgangssignals r zur Verwendung bei der Einstellung der Basisspannung r_a, d. h. der variable Bereich der Anzahl der Bereiche m_a wird anhand der Genauigkeit der Widerstände R1 bis R4 in der Dämpfungsschaltung 12 und in der Verstärkungsschaltung 13 bestimmt. Deswegen kann der variable Bereich der Anzahl der Bereiche m_a zur Verwendung bei der Neueinstellung der Basisspannung r_a anhand der Genauigkeit der Widerstände R1 bis R4 eingestellt werden.
Die Tabelle von 6 zeigt die Toleranz des Widerstands, entsprechende variable Bereiche der Referenzspannung b der CPU 14 gemäß der Genauigkeit des Widerstands, den variablen Bereich der Anzahl der Bereiche m_a und den variablen Bereich der Basisspannung r_a. Wie in der Tabelle gezeigt ist, ist m = 175 bei einer Toleranz von 0 Prozent und bei entsprechenden Toleranzen von ±1 Prozent, ±5 Prozent und ±10 Prozent liegen die entsprechenden Anzahlen von Bereichen m in den Bereichen von 170 bis 181, von 150 bis 206 bzw. von 128 bis 241.
Die Genauigkeit der Widerstände R1 bis R4 zeigt im Allgemeinen eine Normalverteilung und deswegen kann die Zeit, die zum Einstellen der Basisspannung r_a benötigt wird, verkürzt werden, indem die Spannung des Ausgangssignals r, die zuerst auszugeben ist, so eingestellt wird, dass sie eine Spannung ist, die dem Mittelwert des Widerstands entspricht, wodurch die Zeit verkürzt wird, die zum Neueinstellen des Ausgangssignals r benötigt wird. Und zwar erfolgt das durch das Einstellen des Widerstandswerts auf den Punkt P1 in der Darstellung der Normalverteilung (Schätzwert), die in 7 gezeigt ist, für die Spannung des Ausgangssignals r, die zuerst von der CPU 14 als die Widerstandswerte von R1 bis R4 auszugeben ist, wobei anschließend die Basisspannung r₁ in der beschriebenen 6 auf TYP (typischer Wert) der Basisspannung r_a eingestellt werden kann.
Anschließend werden die Operationen des Steuerschaltungsabschnitts 16 zum Einstellen der Basisspannung r_a des Ausgangssignals r und zum Neueinstellen der Spannungen r₁ bis r₁₆ des Ausgangssignals r unter Bezugnahme auf den Ablaufplan von 8 erläutert.
In diesem Fall erfolgen im Schaltungsaufbau von 1 die Erläuterungen für den Fall, wenn die Referenzspannung a = 18 (V) beträgt und der Verstärkungsfaktor der Verstärkungsschaltung 13 tatsächlich 5,5 beträgt, obwohl der Nennwert 6 lautet. Außerdem lautet die Ausgangsbedingung des Steuersignals n der Spannung n_a, die zu der Referenzspannung a (18 V) äquivalent ist, und im E²(PROM) 15 gespeichert ist, m_a = 175.
Wenn m = 1, ist die Spannung r_m1 des Ausgangssignals r durch die folgende Gleichung gegeben: rm1 = (Referenzspannung a/Dämpfungsfaktor der Dämpfungsschaltung 12)/(Auflösung der CPU) = (18/4,125)/255 = 0,0171 (V).
Wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird (S1), liest die CPU 14 einen Anfangswert der Anzahl der Bereiche m_a aus dem E²PROM 15 aus (F2). Da m_a, wenn es anfangs ausgelesen wird, 175 beträgt, wird das Ausgangssignal r des Spannungswerts gemäß m_a = 175 von der CPU 14 ausgegeben (S3). In diesem Fall wird die Spannung r_a des Ausgangssignals r auf r_a = 0,0171 × 175 = 2,99 (V) gesetzt.
Das Ausgangssignal r, das von der CPU 14 ausgegeben werden soll, wird zum Steuersignal n, das sich aus der Verstärkung durch die Verstärkungsschaltung 13 ergibt, und die Spannung n_a des Steuersignals n wird im Komparator 10 mit der Referenzspannung a verglichen, so dass der Vergleichsausgang k zur CPU 14 zurückgeführt wird (S4). In der CPU 14 wird bestimmt, ob der Vergleichsausgang k ein Signal mit Tiefpegel oder ein Signal mit Hochpegel ist (S5). Wenn der Vergleichsausgang k als Tiefpegelsignal bestimmt wird, geht der Ablauf zu S6, und der Ablauf geht dann, wenn der Vergleichsausgang k als Hochpegelsignal bestimmt wird, zu S7. Da in diesem Fall die Ausgangsspannung n_a des Steuersignals n_a = r_a (2,99) × 5,5 = 16,45 (V) beträgt, ist die Span nung n_a kleiner als 18 (V) der Referenzspannung a und der Vergleichsausgang k wird auf Tiefpegel gesetzt, wobei der Ablauf zu S6 geht.
In S6 wird m_a um 1 vergrößert, woraus sich m_a = m_a (175) + 1 = 176 ergibt. Die Spannung n_a des Steuersignals n wird bei m_a = 176 wieder mit der Referenzspannung a verglichen (S8) und es wird bestimmt, ob der Vergleichsausgang k ein Tiefpegel- oder ein Hochpegelsignal ist (S10). Wenn er als Tiefpegelsignal bestimmt wird, geht der Ablauf zu S6, wobei der Ablauf dann, wenn er als Hochpegelsignal bestimmt wird, zu S12 geht. In diesem Fall beträgt die Spannung r_a des Ausgangssignals r ebenfalls r_a = 0,0171 × 176 = 3,01 (V) und die Spannung n_a des Ausgangssignals n beträgt n_a = r_a (3,01) × 5,5 = 16,45 (V), was kleiner als 18 (V) der Referenzspannung a ist und der Vergleichsausgang k wird auf Tiefpegel gesetzt. Anschließend geht der Ablauf zurück zu S6 und in S6 wird m_a um 1 vergrößert.
Bis der Vergleichsausgang k zum Hochpegelsignal wird, werden anschließend die Vorgänge in S6 → S8 → S10 → S16 ... wiederholt, um den Wert von m_a jeweils um 1 zu vergrößern. Beim Erreichen des Zustands m_a = 192 beträgt die Spannung r_a des Steuersignals r r_a = 0,0171 × 192 = 3,28 (V), und die Spannung n_a des Steuersignals n wird auf n_a = r_a (3,28) × 5,5 = 18,04 (V) gesetzt. Anschließend geht der Ablauf zu S12, wo die Anzahl der Bereiche m_a in der CPU 14 auf 192 gesetzt wird.
Nach dem Einstellen wird m_a = 192 im E²PROM 15 gespeichert und die Anzahl der Bereiche m_a wird erneuert (S13). Durch den beschriebenen Vorgang in S13 wird der erneuerte Ausgang m_a von der CPU 14 in die nächste Einstelloperation der Basisspannung r_a und nach dieser ausgegeben. Anschließend werden auf Grundlage des neu eingestellten Bereichs m_a die entsprechenden Bereiche m₁ bis m₁₆, die gemäß dem Beleuchtungszustand der Austastlampen G eingestellt sind, neu eingestellt und die im E²PROM 15 gespeicherten Daten werden überschrieben (S14). Da in diesem Fall die Anzahl der Bereiche m_a, die ermöglicht, dass die Basisspannung r_a ausgegeben wird, 192 beträgt, wird der Multiplikator A für das Neueinstellen der entsprechenden Bereiche m₁ bis m₁₆ durch die folgende Gleichung gegeben: A = 192/175 = 1,097, und die entsprechenden Werte m₁ bis m₁₆ werden mit 1,097 multipliziert.
Anschließend wird eine normale Kopieroperation ausgeführt (S15) und die Kopieroperation wird angehalten, indem die Leistungsversorgung abgeschaltet wird (S16).
Anschließend erfolgt eine Erläuterung bei der Referenzspannung a = 18 (V) für den Fall, wenn der Verstärkungsfaktor der Verstärkungsschaltung 13 tatsächlich 6,5 beträgt, obwohl der Nennwert bei 6,0 liegt. Der im E²PROM 15 gespeicherte Ausgangszustand des Steuersignals n der Spannung n_a, die zu der Referenzspannung a (18 V) äquivalent ist, lautet m_a = 175. Die Spannung r_m1 des Ausgangssignals r bei m = 1 wird in ähnlicher Weise auf 0,0171 (V) gesetzt.
Die Vorgänge in S1 bis S5 werden in der obenbeschriebenen Weise ausgeführt. Die Spannung r_a wird in Übereinstimmung mit m_a = 175 von der CPU 14 ausgegeben. Anschließend wird die Spannung n_a des Steuersignals n, die sich aus der 6,5-fachen Verstärkung der Spannung r_a ergibt, mit der Referenzspannung a verglichen und der Vergleichsausgang k wird zurückgeführt, damit er in die CPU 14 eingegeben wird. In der CPU 14 wird bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist. Wenn bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel ist, geht der Ablauf zu S6. Wenn bestimmt wird, dass er auf Hochpegel ist, geht der Ablauf zu S7. Da in diesem Fall die Spannung n_a als n_a = r_a (2,99) × 6,5 = 19,44 (V) gegeben ist, wird sie größer als die Referenzspannung a von 18 (V). Im Ergebnis wird der Vergleichsausgang k ein Hochpegelsignal und der Ablauf geht zu S7.
In S7 wird (– 1) zu n_a addiert, wodurch sich m_a = m_a (175) – 1 = 174 ergibt. Wenn die Anzahl der Bereiche m_a = 144 ist, wird wieder die Spannung n_a des Steuersignals n mit der Referenzspannung a verglichen (S9). In der CPU 14 wird bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist (S11). Wenn bestimmt wird, dass das Vergleichsignal auf Hochpegel ist, geht der Ablauf zu S7, wobei der Ablauf zu S 12 geht, wenn bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel ist. Die Spannung r_a des Ausgangssignals r wird wieder auf r_a = 0,0171 × 174 = 2,98 (V) gesetzt und die Spannung n_a des Steuersignals n wird auf n_a = r_a (2,98) × 6,75 = 19,37 (V) gesetzt. Somit ist die Spannung r_a größer als die Referenzspannung a (18 (V)) und der Vergleichsausgang k ist auf Hochpegel. Deswegen geht der Ablauf zurück zu S7 und (– 1) wird wieder zu m_a addiert.
Bis der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel gesetzt wird, werden anschließend die Vorgänge von S7 → S9 → S11 → S7 ... wiederholt und die Anzahl der Bereiche m_a wird jeweils um 1 heruntergezählt. Beim Erreichen des Zustands m_a = 161 beträgt die Spannung r_a des Ausgangssignals r dann r_a = 0,0171 × 161 = 2,75 (V) und die Spannung n_a des Steuersignals n beträgt n_a = r_a (2,75) × 6,5 = 17,88 (V). Da in diesem Fall der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel gesetzt wird, geht der Ablauf zu S12 und m_a wird in der CPU 14 auf 161 gesetzt. Die entsprechenden Operationen in S13 bis S16 laufen so ab, wie oben beschrieben wurde. In diesem Fall beträgt die Anzahl der Bereiche m_a, bei der die Spannung r_a ausgegeben werden kann, 161 und der Multiplikator A zum Neueinstellen der entsprechenden Anzahlen der Bereiche m₁ bis m₁₆ ist gegeben durch: A = 161/175 = 0,92.
In Bezug auf die Bedingungen, die in der Tabelle von 5 gezeigt sind (alle Widerstände R1 bis R4 in der Verstärkungsschaltung 13 und der Dämpfungsschaltung 12 besitzen Nennwerte, wobei unter ihnen keine Abweichungen bestehen), zeigt die Tabelle von 9 die Spannung des Steuersignals n, die Spannung des Ausgangssignals r und die Anzahl der Bereiche m von entsprechenden Punkten, wenn die Widerstände R1 bzw. R2 in der Dämpfungsschaltung 12 einen Fehler von 5% besitzen und die Referenzspannung b der CPU 14 erhöht ist.
In Bezug auf die Bedingungen, die in der Tabelle von 5 gezeigt sind, zeigt die Tabelle von 10 den Zustand, in dem die Widerstände R1 und R2 der Dämpfungsschaltung 12 einen Fehler von 5% besitzen und die Referenzspannung b der CPU 14 verkleinert ist.
In Bezug auf die Bedingungen, die in der Tabelle von 5 gezeigt sind, zeigt die Tabelle von 11 den Fall, bei dem die Widerstände R3 bzw. R4 in der Verstärkungsschaltung einen Fehler von 5% besitzen und eine Spannung des Steuersignals n erhöht ist.
In Bezug auf die Bedingungen, die in der Tabelle von 5 gezeigt sind, zeigt die Tabelle von 12 den Fall, bei dem die Widerstände R3 bzw. R4 der Verstärkungsschaltung 13 einen Fehler von 5% besitzen und eine Spannung des Steuersignals verkleinert ist.
In Bezug auf die Bedingungen, die in der Tabelle von 5 gezeigt sind, zeigt die Tabelle von 13 den Fall, bei dem ein Referenzspannungsausgang von der Referenzspannung-Erzeugungsschaltung 11 um 10% erhöht ist.
In Bezug auf die Bedingungen, die in der Tabelle von 5 gezeigt sind, zeigt die Tabelle 14 den Fall, bei dem der Referenzspannungsausgang von der Referenzspannung-Erzeugungsschaltung 11 um 10% verkleinert ist.
In Bezug auf die Bedingungen, die in der Tabelle von 5 gezeigt sind, zeigt die Tabelle von 15 den Fall, bei dem der Referenzspannungsausgang von der Referenzspannung-Erzeugungsschaltung 11 um 10% erhöht ist und die Widerstände R1 bzw. R2 in der Dämpfungsschaltung 12 und die Widerstände R3 bzw. R4 in der Verstärkungsschaltung 13 einen Fehler von 5% besitzen, was nicht nur ein Ansteigen der Referenzspannung b der CPU 14, sondern außerdem ein Ansteigen der Spannung des Steuersignals n bewirkt.
In Bezug auf die Bedingungen, die in der Tabelle von 5 gezeigt sind, zeigt die Tabelle von 16 den Fall, bei dem die Referenzspannung von der Referenzspanriung-Erzeugungsschaltung 11 um 10% abgesenkt ist und die Widerstände R1 bzw. R2 in der Dämpfungsschaltung 12 und die Widerstände R3 bzw. R4 der Verstärkungsschaltung 13 einen Fehler von 5% besitzen, was nicht nur einen Abfall der Referenzspannung b der CPU 14, sondern außerdem der Spannung des Steuersignals n bewirkt.
Wie beschrieben wurde, ist die Kopiermaschine der vorliegenden Ausführungsform so beschaffen, dass sie einen Komparator 10 für die Verwendung zur Rückführungssteuerung enthält, der in einem Steuerschaltungsabschnitt 16 vorgesehen ist. Der Komparator 10 vergleicht eine Spannung des Steuersignals n, das sich aus der Verstärkung des Ausgangssignals r von der CPU 14 in einer Verstärkungsschaltung 13 ergibt, mit der Referenzspannung a, um einen binären Vergleichsausgang k zu erzeugen, der zur CPU 14 zurückgeführt wird. Die CPU 14 stellt die Basisspannung r_a ein, indem sie den Ausgangswert des Ausgangssignals r in Abhängigkeit von binären Rückführungseingängen verändert. Auf Grundlage der eingestellten Basisspannung r_a setzt der Steuerschaltungsabschnitt 16 die entsprechenden Spannungen r₁ bis r₁₆ des Ausgangssignals r neu ein.
Deswegen können selbst dann, wenn minderwertige Widerstände für die Widerstände R1 bis R4 in der Dämpfungsschaltung 12 und in der Verstärkungsschaltung 13 verwendet werden, die entsprechenden Spannungen r₁ bis r₁₆ des Ausgangssignals r in Übereinstimmung mit entsprechenden Widerständen R1 bis R4 neu eingestellt werden, wodurch ermöglicht wird, dass die Austastlampen G1 bis G15 in 15 Gruppen genau gesteuert werden können.
In Übereinstimmung mit der beschriebenen Tabelle von 6 wird dann, wenn minderwertige Widerstände mit einer Toleranz von etwa ±10% für die Widerstände R1 bis R4 verwendet werden, der variable Bereich der Referenzspannung b der CPU 14 groß, d. h. er reicht von 3,735 bis 5,061 (V). Durch Veränderung des Bereichs m_a, wodurch ermöglicht wird, dass die Basisspannung r_a in einem Bereich von 127 bis 241 ausgegeben werden kann, wird jedoch die Basisspannung r_a in einem Bereich von 2,531 bis 3,536 (V) ausgegeben. Das beweist, dass die minderwertigen Widerstände für die Widerstände R1 bis R4 verwendet werden können.
In S13 des Ablaufplans von 8 speichert die CPU 14 einen neu eingestellten Wert m_a im E²PROM 15, um die Anzahl der Bereiche m_a zu erneuern. Deswegen wird dann, wenn die Leistungsquelle das nächste Mal eingeschaltet wird, für die Eingabe in die CPU 14 in S2 nicht der ursprüngliche Wert von 175 sondern der neu eingestellte Wert m_a gelesen. Wenn nämlich der Verstärkungsfaktor kleiner als der gewünschte Wert ist, wird für die Eingabe in die CPU 14 192 gelesen, während dann, wenn der Verstärkungsfaktor größer als der gewünschte Wert ist, für die Eingabe in die CPU 14 161 gelesen wird. Im Ergebnis kann die CPU 14 im Vergleich zu dem Fall des zweiten Einschattens mit der ursprünglich eingestellten Anzahl von Bereichen m_a = 175 die Zeit wesentlich reduzieren, die für die Neueinstellung der Basisspannung r_a benötigt wird.
Wenn die CPU 14 z. B. nicht so beschaffen ist, dass sie den neu eingestellten Wert n_a im E²PROM 15 speichert, wird dann, wenn die Anzahl der Bereiche n_a, die die Bedingung von a = n_a erfüllt, 160 beträgt, der erste Vergleich mit dem Anfangswert von 175 begonnen und es ist notwendig, etwa 15 mal in S6 bis S11 einen Vergleich auszuführen. Durch das Speichern von m_a = 160 im E²PROM 15 in S13 kann jedoch der erste Vergleich mit m_a = 160 begonnen werden und m_a kann neu eingestellt werden, indem lediglich ein oder zwei Vergleiche ausgeführt werden.
Während die beschriebene Operation zum Neueinstellen (Einregeln) der Basisspannung r_a im Treiberschaltungsabschnitt 17 ausgeführt wird, ist der Transistor Tr1 ausgeschaltet, um alle Austastlampen G auszuschalten. Selbst wenn die minderwertigen Widerstände für die Widerstände R1 bis R4 verwendet werden, die eine kleinere Spannung besitzen als die geteilte Referenzspannung V16, werden alle Austastlampen G abgeschaltet. Während die Neueinstelloperation ausgeführt wird, werden deswegen entweder alle Austastlampen G ausgeschaltet oder alle Austastlampen G werden erleuchtet, wodurch die Vorbelichtung der Photorezeptortrommel 1 verhindert wird. In diesem Fall werden die Lichtvollabschaltmittel durch den Komparator 16 und den Transistor Tr1 gebildet.
In dem Steuerschaltungsabschnitt 16 wird ferner die CPU-Referenzspannung b aus der Austastlampen-Referenzspannung a erzeugt, damit diese von der Referenzspannung-Erzeugungsschaltung 11 durch die Dämpfungsschaltung 12 ausgegeben wird. Deswegen schwankt die Referenzspannung b synchron mit den Schwankungen der Referenzspannung a und es ist nicht erforderlich, das Ausgangssignal r der CPU 14 in Bezug auf die Schwankungen der Referenzspannung a zu korrigieren. Es muss nicht erwähnt werden, dass es möglich ist, die CPU-Referenzspannung b von außen einzugeben. Um in diesem Fall Schwankungen der externen Spannung auszugleichen, muss das Ausgangssignal der CPU 14 eingestellt werden.
In Bezug auf die Bedingungen, die in Tabelle 5 gezeigt sind (alle Widerstände R1 bis R4 in der Verstärkungsschaltung 13 und in der Dämpfizngsschaltung 12 besitzen Nennwerte, wobei zwischen ihnen keine Abweichungen bestehen), zeigt die Tabelle 17 Spannungen des Steuersignals n an entsprechenden Punkten, Spannungen des Ausgangssignals r und die Anzahl von Bereichen m, wenn die CPU-Referenzspannung b von außen zugeführt wird.
Mit Bezug auf die Bedingungen, die in Tabelle 13 gezeigt sind, zeigt die Tabelle von 18 Spannungen des Steuersignals n an entsprechenden Punkten, Spannungen des Ausgangssignals r und die Anzahl der Bereiche m, wenn die CPU-Referenzspannung b von außen angelegt ist.
Mit Bezug auf die Bedingungen, die in Tabelle 14 gezeigt sind, zeigt die Tabelle von 19 Spannungen des Steuersignals n an entsprechenden Punkten, Spannungen des Ausgangssignals r und die Anzahl der Bereiche m, wenn die CPU-Referenzspannung b von außen angelegt ist.
[AUSFÜHRUNGSFORM 2]
Die folgenden Beschreibungen erläutern eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 und 20 bis 24. In diesem Fall werden Elemente, die die gleichen Funktionen besitzen wie jene der oben erwähnten Ausführungsform, mit den selben Bezugszeichen bezeichnet und deswegen wird ihre Beschreibung hier weggelassen.
Eine Kopiermaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform besitzt den selben Aufbau wie jene der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme der Anordnung zur Einstellung einer Basisspannung r_a durch eine CPU 14.
Gemäß der Kopiermaschine der ersten Ausführungsform wird in der Operation, die im Ablaufplan von 8 gezeigt ist, ein Ausgangssignal r, eine Spannung, die dem Nennwert der Transistoren entspricht, ausgegeben. Anschließend wird ein Ansteigen der Spannung des Ausgangssignals r in Übereinstimmung mit einer einstellbaren minimalen Spannungsänderung (m = 1) eingestellt. Somit wird für das Einstellen der Basisspannung r_a eine lange Zeit benötigt. Um das beschriebene Problem zu eliminieren, ist die Kopiermaschine der vorliegenden Ausführungsform so beschaffen, dass sie ein Ansteigen des Ausgangssignals r in zwei Stufen einstellt, d. h. eine grobe Einstellung und eine Feineinstellung, um die benötigte Betriebszeit zu vermindern.
Nachfolgend wird eine Operation zum Einstellen der Basisspannung r_a in der Kopiermaschine der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Ablaufpläne der 20 und 21 erläutert.
In diesem Fall sind die Bedingungen der Einstelloperation die gleichen wie die Bedingungen, die unter Bezugnahme auf den Ablaufplan von 8 erläutert wurden. Insbesondere beim Schaltungsaufbau von 1 erfolgen die Erläuterungen für den Fall, dass die Verstärkungsfaktoren der Verstärkungsschaltung 13 5,5 bzw. 6,5 lauten, obwohl der Nennwert bei der Referenzspannung a = 18 (V) 6 lautet. Der im E²PROM 15 gespeicherte Ausgangszustand des Steuersignals n der Spannung n_a, die zur Referenzspannung a (18 V) äquivalent ist, ist auf m_a = 175 eingestellt. Die Spannung r_m1 des Ausgangssignals r bei m = 1 wird in der beschriebenen Weise auf 0,0171 (V) gesetzt.
Wie in dem beschriebenen Fall wird angenommen, dass in der beschriebenen Weise der erste grobe Anstieg Y m = 10 beträgt, der Zweite grobe Anstieg Z m = 5 beträgt und ein kleiner Anstieg × m = 1 beträgt.
Zunächst werden die Vorgänge in S21 bis S25 in der gleichen Weise ausgeführt wie die Vorgänge in S1 bis S5, die im Ablaufplan von 8 gezeigt sind. Von der CPU 14 wird die Spannung r_a gemäß m_a = 175 ausgegeben und eine Spannung n_a des Steuersignals n, die sich aus der 5,5-fachen Verstärkung der Spannung r_a ergibt, wird mit der Referenzspannung a verglichen und ein resultierender Vergleichsausgang k wird an die CPU 14 zurückgeführt. Anschließend wird durch die CPU 14 bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist. Wenn in S25 bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel ist, geht der Ablauf zu S26. Wenn andererseits in S25 bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang k auf Hochpegel ist, geht der Ablauf zu S27. In diesem Fall beträgt die Spannung n_a = r_a (2,99) × 5,5 = 16,45 (V), was kleiner ist als die Referenzspannung a (18 (V)). Somit ist der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel und der Ablauf geht zu S26.
In S26 wird der erste grobe Anstieg Y (10) zu m_a addiert, wodurch sich m_a = m_a (175) + Y (10) = 185 ergibt. Anschließend wird bei m_a = 185 die Spannung n₀ des Steuersignals n mit der Referenzspannung a verglichen (S28). Anschließend wird durch die CPU 14 bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist (S30). Wenn in S30 bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang k auf Hochpegel ist, geht der Ablauf zu S33. Wenn andererseits in S30 bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang auf Tiefpegel ist, geht der Ablauf zu S32. In diesem Fall beträgt die Spannung r_a des Ausgangssignals r r_a = 0,0171 × 185 = 3,16 (V) und die Spannung n_a des Steuersignals n beträgt n_a = r_a (3,16) × 5,5 = 17,38 (V). Somit ist der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel und der Ablauf geht zu S32.
In S32 wird der erste grobe Anstieg Y (10) wieder zu m_a addiert, wodurch sich m_a = m_a (185) + Y (10) = 195 ergibt. Anschließend wird bei m_a = 195 die Span nung n_a des Steuersignals n mit der Referenzspannung a verglichen (S28). Anschließend wird in der CPU 14 bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist (S30). In diesem Fall beträgt die Spannung r_a des Ausgangssignals r r_a = 0,0171 × 195 = 3,33 (V) und die Spannung n_a des Steuersignals m beträgt n_a = r_a (3,33) × 5,5 = 18,32 V). Somit ist der Vergleichsausgang k auf Hochpegel und der Ablauf geht zu S33.
In S33 wird der Zweite grobe Anstieg Z(5) von m_a subtrahiert, wodurch sich m_a = m_a(195) – Z(5) = 190 ergibt. Anschließend wird bei m_a = 190 die Spannung n_a des Steuersignals n mit der Referenzspannung a verglichen (S36). Anschließend wird durch die CPU 14 bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist (S38). Wenn bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang k auf Hochpegel ist, geht der Ablauf zu S41. Wenn andererseits bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel ist, geht der Ablauf zu S40. In diesem Fall beträgt die Spannung r_a des Ausgangssignals r r_a = 0,0171 × 190 = 3,25 (V) und die Spannung n_a des Steuersignals n beträgt n_a = r_a(3,25) × 5,5 = 17,88 (V). Somit ist der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel und der Ablauf geht zu S40.
In S40 wird ein kleiner Anstieg x(1) zu m_a addiert, was ergibt m_a = m_a (190) + x(1) = 191. Anschließend wird bei m_a = 191 eine Spannung n_a des Steuersignals n mit der Referenzspannung a verglichen (S44) . Anschließend wird durch die CPU 14 bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist (S46). Wenn bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang k auf Hochpegel ist, geht der Ablauf zu S49. Wenn andererseits bestimmt, dass er auf Tiefpegel ist, geht der Ablauf zu S48. In diesem Fall beträgt die Spannung r_a des Ausgangssignals r r_a = 0,0171 × 191 = 3,27 (V) und die Spannung n_a des Steuersignals n beträgt n_a = r_a(3,27) × 5,5 = 17,99 (V). Somit ist der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel und der Ablauf geht zu S48.
In S48 wird wieder ein kleiner Anstieg x(1) zu m_a addiert, was ergibt m_a = m_a (191) + x(1) = 192. Wieder wird bei m_a = 192 die Spannung n_a des Steuersignals n mit der Referenzspannung a verglichen (S44). Anschließend wird durch die CPU 14 bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist (S46). In diesem Fall beträgt die Spannung r_a des Ausgangssignals r r_a = 0,0171 × 192 = 3,28 (V) und die Spannung n_a des Steuersignals n beträgt n_a = r_a(3,28) × 5,5 = 18,04 (V). Somit ist der Vergleichsausgang k auf Hochpe gel und der Ablauf geht zu S49 und m_a wird auf 192 gesetzt.
Die Vorgänge in S51 bis S54 nach dem Einstellen des Bereichs sind die gleichen wie die Vorgänge in S13 bis S16, die im Ablaufplan von 8 gezeigt sind.
Anschließend erfolgt ein Beispiel für den Fall, bei dem der Verstärkungsfaktor der Verstärkungsschaltung 13 tatsächlich 6,5 beträgt, obwohl der Nennwert 6,0 lautet.
Die Vorgänge in S21 bis S25 werden in der vorher beschriebenen Weise ausgeführt. Von der CPU 14 wird die Spannung r_a gemäß m_a = 175 ausgegeben und die Spannung n_a des Steuersignals n, die sich aus der 6,5-fachen Verstärkung der Spannung r_a ergibt, wird mit der Referenzspannung a verglichen und der sich ergebende Vergleichsausgang k wird zur CPU 14 zurückgeführt. Anschließend wird durch die CPU 14 bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist. Wenn in S25 bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel ist, geht der Ablauf zu S26, wenn andererseits bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang k auf Hochpegel ist, geht der Ablauf zu S27. In diesem Fall beträgt die Spannung n_a des Steuersignals n n_a = r_a(2,99) × 6,5 = 19,43 (V). Somit ist der Vergleichsausgang k auf Hochpegel und der Ablauf geht zu 527.
In S27 wird der erste grobe Anstieg Y(10) von m_a subtrahiert, woraus sich m_a = m_a(175) – Y(10) = 165 ergibt. Anschließend wird bei m_a = 165 die Spannung n_a des Steuersignals n mit der Referenzspannung a verglichen (S29). Anschließend wird durch die CPU 14 bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist (S31). Wenn bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang auf Hochpegel ist, geht der Ablauf zu S35. Wenn andererseits bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel ist, geht der Ablauf zu S34. In diesem Fall beträgt die Spannung r_a des Ausgangssignals r r_a = 0,0171 × 165 = 2,82 (V) und die Spannung n_a des Steuersignals n beträgt n_a = r_a(2,82) × 6,5 = 18,33 (V). Somit ist der Vergleichsausgang k auf Hochpegel und der Ablauf geht zu S35.
In S35 wird wieder der erste grobe Anstieg Y(10) von m_a subtrahiert, woraus sich m_a = m_a(165) – Y(10) = 155 ergibt. Wieder wird bei m_a = 155 die Spannung n_a des Steuersignals n mit der Referenzspannung a verglichen (S29). Anschlie ßend wird durch die CPU 14 bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist (S31). In diesem Fall beträgt die Spannung r_a des Ausgangssignals r r_a = 0,0171 × 155 = 2,65 (V) und die Spannung n_a des Steuersignals n beträgt n_a = r_a(2,65) × 6,5 = 17,23 (V). Somit ist der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel und der Ablauf geht zu S34.
In S34 wird der Zweite grobe Anstieg Z(5) zu m_a addiert, woraus sich m_a = m_a(155) + Z(5) = 160 ergibt. Wieder wird bei m_a = 160 die Spannung n_a des Steuersignals n mit der Referenzspannung a verglichen (S37). Anschließend wird durch die CPU 14 bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist (S39). Wenn bestimmt wird, dass die Vergleichsspannung auf Hochpegel ist, geht der Ablauf zu S43. Wenn andererseits bestimmt wird, dass sie auf Tiefpegel ist, geht der Ablauf zu S42. In diesem Fall beträgt die Spannung r_a des Ausgangssignals r r_a = 0,0171 × 160 = 2,74 (V) und die Spannung n_a des Steuersignals n beträgt n_a = r_a(2,74) × 6,05 = 17,81 (V). Somit ist der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel und der Ablauf geht zu 542.
In S42 wird ein kleiner Anstieg x(1) zu m_a addiert, woraus sich m_a = m_a(160) + x(1) = 161 ergibt. Anschließend wird bei m_a = 161 die Spannung n_a des Steuersignals n mit der Referenzspannung a verglichen (S44). Anschließend wird durch die CPU 14 bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist (S46). Wenn bestimmt wird, dass die Vergleichsspannung k auf Hochpegel ist, geht der Ablauf zu S49, wenn andererseits bestimmt wird, dass sie auf Tiefpegel ist, geht der Ablauf zu S48. In diesem Fall beträgt die Spannung r_a des Ausgangssignals r r_a = 0,0171 × 161 = 2,75 (V) und die Spannung n_a des Steuersignals n beträgt n_a = r_a(2,75) × 6,5 = 17,89 (V). Somit ist der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel und der Ablauf geht zu S48.
In S48 wird wieder ein kleiner Anstieg x(1) zu m_a addiert, woraus sich m_a = m_a(161) + x(1) = 162 ergibt. Wieder wird bei m_a = 162 die Spannung n_a des Steuersignals n mit der Differenzspannung a verglichen (S44). Anschließend wird durch die CPU 14 bestimmt, ob der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel oder auf Hochpegel ist (S46). In diesem Fall beträgt die Spannung r_a des Ausgangssignals r r_a = 0,0171 × 162 = 2,77 (V) und die Spannung n_a des Steuersignals n beträgt n_a = r_a(2,77) × 6,5 = 18,01 (V). Somit ist der Vergleichsausgang k auf Hochpegel und der Ablauf geht zu S49 und m_a wird auf 162 gesetzt.
Nachdem die Anzahl der Bereiche eingestellt wurde, sind die Vorgänge in S51 bis S54 dieselben wie die beschriebenen Vorgänge in S13 bis S16 im Ablaufplan von B.
In der obigen Erläuterung ist der Vorgang von S44 eingefügt worden, die Vorgänge in S45 bis S47 können jedoch in Abhängigkeit von der Bedingung eingefügt werden.
In den obigen Erläuterungen ist der erste grobe Anstieg auf m = 10 gesetzt, der Zweite grobe Anstieg ist auf m = 5 gesetzt und ein kleiner Anstieg ist auf m = 1 gesetzt. Diese Werte werden anhand einer Widerstandstoleranz bei den Widerständen R1 bis R4 der Dämpfungsschaltung 12 und der Verstärkungsschaltung 13 und durch die Einstellgenauigkeit bestimmt, wie in den folgenden Beispielen gezeigt ist.
Beispiel 1
Wie in 22 gezeigt ist, wird in diesem Beispiel bei den Widerständen R1 bis R4 in der Dämpfungsschaltung 12 und der Verstärkungsschaltung 13 die Spannung verwendet, die einem Widerstand von 1 Sigma (σ) entspricht, der aus der Wahrscheinlichkeit der gemessenen Werte der Genauigkeitsschwankungen erhalten wird.
In der Schaltung von 1 beträgt die Referenzspannung a = 18 (V), der Sollwert der Steuerspannung n beträgt 18 (V) und die Widerstandswerte der Widerstände R1, R2, R3 und R4 sind auf 7,5 kΩ, 2,4 kΩ, 7,5 kΩ bzw. 1,5 kΩ gesetzt. Wenn aller Widerstände R1 bis R4 Nennwerte besitzen, werden die entsprechenden Ausgänge des Steuersignals n, der Anzahl der Bereiche m und des Ausgangssignals r durch die folgenden Formeln gegeben: m = (18/(R3 + R4)/R4))/(18/((R1 + R2)/R2))/255 = 18((7,5k + 1,5k)/1,5k))/(18/((7,5k + 2,4k)/2,4k))/255 = 175,313 n = (18/((R1 + R2)/R2))/255 × m × ((R3 + R4)/R4) = (18/((7,5k + 2,4k)/2,4k))/255 × m × ((7,5k + 1,5k)/1,5k) = 18 r = (18/((R1 + R2)/R2))/255 × m = (18/(7,5k + 2,4k)/2,4k)/255 × m = 3.
Wenn andererseits die Widerstandstoleranz der Widerstände R1 bis R4 ±1% beträgt, und der Dämpfungsfaktor der Dämpfungsschaltung 12 und der Verstärkungsfaktor der Verstärkungsschaltung 13 jeweils um eine Verschiebung von 1 Sigma (0,23%) erhöht sind, werden die entsprechenden Ausgänge des Steuersignals n, der Anzahl der Bereiche m und des Ausgangssignals r durch die folgenden Formeln gegeben: m = (18((7,5k × 1,0023 + 1,5k × 0,9977)/1,5k × 0,9977))/ (18/((7,5k × 0,9977 + 2,4k × 1,0023)/2,4k × 1,0023))/255 = 174,034 n = (18/((7,5k × 0,9977 + 2,4k × 1,0023)/2,4k × 1,0023))/255 × m × (18((7,5k × 1,0023 + 1,5k × 0,9977)/1,5k × 0,9977)) = 18 r = (18/((7,5k × 0,9977 + 2,4k × 1,0023)/2,4k × 1,0023))/255 × m = 2,9885.
Wenn andererseits der Dämpfungsfaktor der Dämpfungsschaltung 12 bzw. der Verstärkungsfaktor der Verstärkungsschaltung 13 um eine Verschiebung von 1 Sigma (0,23%) abgesenkt sind, werden die entsprechenden Ausgänge des Steuersignals n, der Anzahl der Bereiche m und des Ausgangssignals r durch die folgenden Formeln gegeben: m = (18((7,5k × 0,9977 + 1,5k × 1,0023)/1,5k × 1,0023))/ (18/((7,5k × 1,0023+ 2,4k × 0,9977)/2,4k × 0,9977))/255 = 176,6 n = (18/((7,5k × 1,0023 + 2,4k × 0,9977)/2,4k × 0,9977))/255 × m × (18((7,5k × 0,9977 + 1,5k × 1,0023)/1,5k × 1,0023)) = 18 r = (18/((7,5k × 1,0023 + 2,4k × 0,9977)/2,4k × 0,9977))/255 × m = 3,0115.
Da die Spannung dem Widerstandswert von 1 Sigma entspricht, wird deswegen ein grober Anstieg auf m = 2 gesetzt (Differenz zwischen 174,034 und 176,6) und ein Änderungsbetrag des Ausgangssignals r_a wird auf 0,01 (V) gesetzt (Differenz zwischen 2,9885 und 3,0115). Wenn in diesem Fall eine kleine Einstellung auf m = 1 gesetzt ist, ist es nicht erforderlich, den zweiten groben Anstieg festzulegen.
Es folgen Erläuterungen zu den Ablaufplänen der 20 und 21. In S21 bis S25 werden Vorgänge in der oben erwähnten Weise ausgeführt. Wenn in S26 und S27 der grobe Anstieg Y(2) beträgt und in S30 durch die CPU 14 bestimmt wird, dass ein Vergleichsausgang k auf Hochpegel ist, geht der Ablauf zu S41, indem S33, S36 und S38 übersprungen werden. Wenn andererseits bestimmt wird, dass der Vergleichsausgang k auf Tiefpegel ist, geht der Ablauf zu S42, indem S34, S37 und S39 übersprungen werden.
Wenn die Referenzspannung a = 18 (V) beträgt und Widerstände mit einer Widerstandstoleranz von ±5% für die Widerstände R1 bis R4 verwendet werden, und wenn eine Spannung, die einem Widerstandswert von 1 Sigma entspricht, als ein grober Anstieg angelegt wird, beträgt der grobe Anstieg n = 7. Ferner ändert sich ein Betrag des Ausgangssignals r_a durch einen groben Anstieg m = 7 jedes Mal um 0,06 (V). Unter der Annahme, dass die Feineinstellung m = 1 beträgt, ist es in diesem Fall dann vorzuziehen, dass der Zweite grobe Anstieg in der beschriebenen Weise eingestellt wird. In diesem Fall kann ein Zwischenwert von m = 3 (oder 4) als Zweiter grober Anstieg eingesetzt werden.
Es folgen Erläuterungen zu den Ablaufplänen von 20 und 21. In S21 bis S25 werden Vorgänge in der oben erwähnten Weise ausgeführt. In diesem Fall ist der erste grobe Anstieg in S26 und S27 auf Y(7) gesetzt und der Zweite grobe Anstieg ist in S33 und S34 auf Z(3) gesetzt.
Wie beschrieben wurde, kann die Zeit, die für das Neueinstellen der Basisspannung r_a benötigt wird, wirkungsvoll verkürzt werden, indem ein Vergleich durch Ausgeben des Ausgangssignals r, das auf 1 Sigma basiert, ausgeführt wird.
Beispiel 2
Wie in 23 gezeigt ist, werden in dem vorliegenden Beispiel in Bezug auf die Widerstände R1 bis R4 in der Dämpfungsschaltung 12 und der Verstärkungsschaltung 13 die Spannungen, die den maximalen und minimalen Widerstandswerten in der Präzisionsverteilung entsprechen, und die Spannung der Mittelpunkte zwischen dem maximalen Widerstand oder dem minimalen Widerstand und dem Nennwert verwendet.
Insbesondere wird als Erster grober Anstieg ein Ausgangssignal r auf Grundlage der Spannung, die dem minimalen Widerstand P2 oder dem maximalen Widerstand P3 der Widerstände R1 bis R4 entsprechen, ausgegeben, um die Referenzspannung a mit der Spannung n_a des Steuersignals n zu vergleichen.
Anschließend wird als Zweite grobe Komponente der Mittelpunkt P4 zwischen dem minimalen Wert P2 der Widerstände R1 bis R3 und dem Nennwert P1 oder der Mittelpunkt P5 zwischen dem maximalen Wert P3 der Widerstände R1 bis R4 und dem Nennwert P1 verwendet. Anschließend können bei Bedarf ein Mittelpunkt zwischen P4 oder P5 und einem Nennwert P1 sowie ferner ein Mittelpunkt zwischen dem obigen Mittelpunkt und P4 oder P5 verwendet werden.
Wie beschrieben wurde, kann die Zeit, die für die Einstelloperation benötigt wird, außerdem verkürzt werden, indem der Ausgangswert r anhand des minimalen Werts, des maximalen Werts, des Mittelpunktwerts sowie ferner des dazwischenliegenden Mittelpunktwerts eingestellt wird.
Beispiel 3
Wie in 24 gezeigt ist, wird in diesem Beispiel die Verteilung der Genauigkeit der Widerstände R1 bis R4 in der Dämpfungsschaltung 12 und der Verstärkungsschaltung 13 gemessen und anhand der gemessenen Werte werden Werte verwendet, die etwa 70% abdecken.
Als Erste grobe Anstiege wird das Ausgangssignal r der Spannung, die dem Widerstand P2 oder P3 (±0,4%) entspricht, der 70% der gemessenen Werte in Bezug auf die Widerstände R1 bis R4 abdeckt, ausgegeben, um die Referenzspannung a mit der Spannung n_a des Steuersignals n durch den Komparator 10 zu vergleichen.
Ferner kann bei Bedarf als Zweite grobe Anstiege der Mittelpunkt P4 oder P5 (±0,2%) zwischen P2 oder P3 und dem Nennwert P1 oder nachfolgend ein weiterer Mittelpunkt zwischen P4 oder P5 und dem Nennwert P1 oder ein weiterer Mittelpunkt verwendet werden.
Wie beschrieben wurde, kann die Zeit, die für die Einstelloperation benötigt, wird außerdem verkürzt werden, indem der Ausgang des Ausgangssignals r anhand von Widerstandswerten, die eine große Anzahl von gemessenen Werten überdecken, eingestellt wird. In diesem Beispiel ist es besonders effektiv, die Verteilung zu verwenden, die keine Normalverteilung zeigt.
[AUSFÜHRUNGSFORM 3]
Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 25 bis 28 beschrieben. In diesem Fall werden Elemente, die die gleiche Funktion besitzen wie jene der oben erwähnten Ausführungsform, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deswegen werden deren Beschreibungen hier weggelassen.
Wie beschrieben wurde, muss jede Spannung des Steuersignals n in Mehrfachgradation zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert der Anschlussspannung (Spannungsdifferenz der geteilten Referenzspannungen) der Teilerwiderstände R10 bis R26 zum Einstellen der geteilten Referenzspannungen V1 bis V16 der Treiberkomparatoren L1 bis L16 des Treiberschaltungsabschnitts 17 gesteuert werden. In der Kopiermaschine der ersten und zweiten Ausführungsformen wird für alle Teilerwiderstände R10 bis R26 ein Widerstand mit dem Nennwert 1 kΩ verwendet. Wie in der Tabelle von 25 gezeigt ist, ist deswegen eine Differenz zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert der Anschlussspannungen der Widerstände R10 bis R26 im Wesentlichen konstant eingestellt (in einem Bereich von 0,9 bis 1,0 (V) (siehe in der Tabelle Spalte unter "Differenz")).
In dem beschriebenen Zustand zeigt das Steuersignal n eine größere Änderung, wenn die darauf eingestellte Spannung größer wird. Wie in 27 gezeigt ist, gibt es daher einen Punkt, an dem der maximale Wert der Anschlussspannung des Widerstands und der maximale Wert des Steuersignals n auf dieselbe Linie ausgerichtet sind, wodurch bewirkt wird, dass das Beleuchten der Austastlampe G ungenau ist (siehe Tabelle von 25 Spalte unter "Breite von n").
Um dem beschriebenen Problem entgegenzuwirken, verwendet die Kopiermaschine der vorliegenden Ausführungsform für die Treiberwiderstände R10 bis R26 in dem Treiberschaltungsabschnitt 17 Widerstände mit unterschiedlichen Nennwerten. Wie insbesondere in 26 gezeigt ist, ist sie so beschaffen, dass der Widerstandswert von R10 bis R26 größer wird. Das macht die Anschlussspannung des Widerstands größer, wenn die geteilten Referenzspannungen V1 bis V16 ansteigen. Das ermöglicht, dass ein Steuersignal n zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert der Anschlussspannung des Widerstands gesteuert wird, wie in 28 gezeigt ist, sogar an einem Punkt, an dem der maximale Wert der Anschlussspannung des Widerstands, der in 27 gezeigt ist, auf dieselbe Linie ausgerichtet ist wie der maximale Wert der Spannung des Steuersignals n.
Wie beschrieben wurde, sind die Widerstände R10 bis R26 des Treiberschaltungsabschnitts 17 nicht auf den gleichen Widerstandswert gesetzt, sondern auf einen Widerstand unter Berücksichtigung von Schwankungen der Spannung und des Widerstands. Wenn sich z. B. die geteilten Referenzspannungen V1 bis V16 erhöhen, wird durch Erweiterung des Bereichs der Anschlussspannung des Widerstands ein verfügbarer Bereich der Spannungsschwankung des Steuersignals n in Bezug auf die geteilten Referenzspannungen V1 bis V16 vergrößert, wodurch eine stabile Steuerung ermöglicht wird.
[AUSFÜHRUNGSFORM 4]
Die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug nahme auf die 2, 29(a), 29(b) und 30 bis 32 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform erfolgen Erläuterungen für den Fall der Verwendung einer Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente bei einer Steuervorrichtung für optische Sensoren. Zur Einfachheit der Erläuterungen werden Elemente, die die gleiche Funktion besitzen wie jene der oben erwähnten Ausführungsform, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und deswegen werden deren Beschreibungen hier weggelassen.
Wie in der ersten Ausführungsform erläutert wurde, befindet sich an der äußeren Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 der Kopiermaschine der vorliegertden Ausführungsform, wie in 2 gezeigt ist, der lichtemittierende/empfangende Sensor (optische Sensor) 9 zum Erfassen von (nicht gezeigten) Markierungen, die auf der Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 gebildet sind. Der lichtemittierende/empfangende Sensor 9 ist vorgesehen, um zu erfassen, ob die Photorezeptortrommel 1 richtig angebracht ist. Dadurch werden solche Probleme verhindert, dass die Qualität des Bilds infolge einer falschen Installation der Photorezeptortrommel 1, die z. B. schief angebracht ist, eingeschränkt ist.
30 zeigt eine Photorezeptortrommel 1, die von der Seite aufgenommen ist, und ein lichtemittierender/aufnehmender Sensor 9 ist außerhalb der maximalen Blattbreite angebracht (die Breite der Größe A3: 297 mm, wobei der Mittelpunkt der Trommel als Zentrum genommen wird).
Wie in 30 gezeigt ist, ist an der äußeren Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 an einem Abschnitt, der einer Bestrahlung mit Licht von dem lichtemittierenden/aufnehmenden Sensor 9 der Photorezeptortrommel 1 (gestrichelte Linie in der Figur) ausgesetzt ist, eine Trommelmarkierung 29 ausgebildet. Die Trommelmarkierung 29 ist ein nicht spiegelnder reflektierender Abschnitt (z. B. 10 mm × 10 mm) mit einer Breite, die nicht kleiner ist als der Abschnitt, der der Bestrahlung mit Licht von dem lichtemittierenden/aufnehmenden Sensor 9 ausgesetzt ist.
Damit sich z. B. die Reflexionsfähigkeit der Oberfläche der Photorezeptortrommel 1 von jener der Trommelmarkierung 29 um 100% unterscheidet, ist die Trommelmarkierung 29 so auf der Trommeloberfläche ausgebildet, dass sie eine Reflexionsfähigkeit von 50% besitzt.
Wie in der 29(a) gezeigt ist, enthält der lichtemittierende/aufnehmende Sensor 9, der als Reflexionssensor dient, ein lichtemittierendes Element 9a und ein lichtaufnehmendes Element 9b. Der lichtemittierende/aufnehmende Sensor 9 ist so angeordnet, dass das Licht, das vom lichtemittierenden Element 9a ausgesendet wird, von einer Trommeloberfläche 1a reflektiert und vom lichtaufnehmenden Element 9b aufgenommen wird. Das lichtemittierende Element 9a enthält eine LED (lichtemittierende Diode) usw.
Wie in 29(b) gezeigt ist, enthält die Steuervorrichtung des lichtemittierenden/aufnehmenden Sensors 9 den lichtemittierenden/aufnehmenden Sensor 9, eine CPU 32, die einen D/A-Umsetzer enthält, einen Operationsverstärker 30, einen Transistor Tr4, einen Komparator 33 und fünf Widerstände R31 bis R35.
Die CPU 32 ist vorgesehen, um eine Lichtmenge, die von dem lichtemittierenden Element 9a des lichtemittierenden/aufnehmenden Sensors 9 abgegeben wird, zu steuern. Die Lichtmenge, die vom lichtemittierenden Element 9a abgegeben wird, wird anhand der Spannung eines vom D/A-Umsetzer umgesetzten CPU-Ausgangssignals f von der CPU 32 bestimmt. Beim Eingeben des Ausgangssignals f von der CPU 32 in den Operationsverstärker 30 wird von diesem ein verstärktes Ausgangssignal e ausgegeben. Anschließend wird der Transistor Tr4 eingeschaltet und ein Strom g des lichtemittierenden Abschnitts fließt in das lichtemittierende Element 9a des lichtemittierenden/aufnehmenden Sensors 9, der bewirkt, dass über dem Widerstand R31 eine Spannung h erzeugt wird. Die Spannung h ist die Lichtsteuerspannung, die proportional zum Strom g des lichtemittierenden Abschnitts größer wird.

1. Wenn der Strom g des lichtemittierenden Abschnitts größer wird und die lichtemittierende Steuerspannung h größer wird als die Spannung des Ausgangssignals f von der CPU, wird der Ausgang e des Operationsverstärkers 30 ausgeschaltet und der Transistor Tr4 wird abgeschaltet, wodurch der Strom g des lichtemittierenden Abschnitts vermindert wird, was wiederum die lichtemittierende Steuerspannung h vermindert.
2. Wenn die Lichtemissions-Steuerspannung h kleiner wird als die Spannung des Ausgangssignals f, wird der Ausgang e des Operationsverstärkers 30 ausgegeben und der Transistor Tr4 wird eingeschaltet, wodurch der Strom g des lichtemittierenden Abschnitts vergrößert wird, wodurch wiederum die Lichtemissions-Steuerspannung h ansteigt.

Durch Wiederholung der beschriebenen Vorgänge 1 und 2 wird daraufhin die Lichtemissions-Steuerspannung h zu der Spannung des Ausgangssignals f von der CPU 32 äquivalent, und der Strom g des lichtemittierenden Abschnitts fließt gemäß der Lichtemissions-Steuerspannung h und die Lichtmenge, die vom lichtemittierenden Element 9a des lichtemittierenden/aufnehmenden Sensors 9 ausgesendet wird, wird bestimmt.
In der beschriebenen Schaltung ändert sich der Strom g in Bezug auf die Spannung des CPU-Ausgangssignals f durch Änderung des Widerstandswerts des Widerstands R31, wie in 31 gezeigt ist.
Wenn das Ausgangssignal f der CPU 32 den Referenzausgang 2 (V) ausgibt, fließen 20 mA als Strom g des lichtemittierenden Abschnitts und infolge des reflektierten Lichts vom Spiegel der Photorezeptortrommel 1 beträgt eine Sensorspannung i des lichtemittierenden/aufnehmenden Sensors 2,5 (V). Die Referenzspannung b, die von den Widerständen R33 und R34 des Komparators 33 erzeugt wird, ist auf 2,5 (V) eingestellt und der Vergleichsausgang j vom Komparator 33 ist auf 5 (V) eingestellt, wenn die Sensorspannung i nicht kleiner als 2,5 (V) ist, und ist auf 0 (V) eingestellt, wenn die Sensorspannung i nicht größer als 2,5 (V) ist.
Nun wird unter Bezugnahme auf den Ablaufplan von 33 eine Operation zum Bestimmen des Installationszustands der Photorezeptortrommel 1 durch die Erfassung einer Markierung erläutert.
Zunächst wird die Photorezeptortrommel 1 gedreht (S51). Anschließend erhöht die CPU 32 stufenweise die Spannung des Ausgangssignals f von 0 (V) an, und wenn der Vergleichsausgang j vom Komparator 33, der zurückzuführen ist, von 0 (V) auf 5 (V) ansteigt, wird die Spannung f₀ des Ausgangssignals f gespeichert (S52 bis S55). Dabei werden durch Einstellen der Spannung f₀ des Ausgangssignals f Funktionsabweichungen der lichtemittierenden/aufnehmenden Sensoren 9, wie etwa der Wirkungsgrad der Lichtemission/Aufnahme, eine Reflexionsfähigkeit von Spiegel der Photorezeptortrommel 1 usw. eingestellt. Wenn es keine Abweichungen bei den lichtemittierenden/aufnehmenden Sensoren und der Reflexionsfähigkeit vom Spiegel der Photorezeptortrommel 1 gibt, wird dann, wenn die Spannung des Ausgangssignals f 2 (V) erreicht, der Ausgang des Komparators 33 umgekehrt und ein Vergleichsausgang j von 5 (V) wird in die CPU 32 eingegeben.
Wenn z. B. die Reflexionsfähigkeit der Photorezeptortrommel 1 bei der beschriebenen Operation um 10% geringer ist als die Standortreferenz, wird die Spannung f₀ des Ausgangssignals f der CPU 32 wie folgt eingestellt: f0 = 2 (V)/90 Prozent = 2,22 (V).
Die Trommelmarkierung 29 wird andererseits anhand der Reflexionsfähigkeit vom nicht spiegelnden Reflexionsabschnitt (50% der reflektierten Lichtmenge vom Spiegel der Photorezeptortrommel) erfasst. Deswegen werden dann, wenn die Spannung 2 (V) des Ausgangssignals f der vom Spiegel reflektierten Lichtmenge entspricht, z. B. dann, wenn die Trommelmarkierung 29 erfasst wird, wobei die reflektierte Lichtmenge vorn nicht spiegelnden Reflexionsabschnitt in einem Bereich von 45 bis 55% der Reflexionsfähigkeit des Spiegels liegt, die oberen bzw. unteren Grenzspannungen durch die folgenden Formeln erhalten: 2 (V)/45 Prozent = 4,4 (V), und 2 (V)/55 Prozent = 3,6 (V).
Wenn die Trommelmarkierung 29 erfasst wird, wobei das Ausgangssignal f mit der Spannung im vorgeschriebenen Bereich ausgegeben wird, wird festgelegt, dass die Photorezeptortrommel 1 richtig installiert ist (S56–S62).
Dann, wenn die reflektierte Lichtmenge von dem nicht spiegelnden Reflexionsabschnitt erfasst wird und 40% der vom Spiegel reflektierten Lichtmenge beträgt, beträgt die Sensorspannung i, die in den Komparator 33 einzugeben ist, lediglich 2,2 (V) und der Eingang (Vergleichsausgang j) der CPU 32 bleibt 0 (V), selbst wenn das Ausgangssignal f von der CPU 32 4,4 (V) beträgt, wie in den folgenden Formeln gezeigt ist: (4,4 (V)/2 (V)) × 2,5 (V) × 50 Prozent = 2,8 (V) (4,4 (V)/2 (V)) × 2,5 (V) × 40 Prozent = 2,2 (V).
Deswegen ermittelt die CPU 32 in S57, S58 eine Abnormalität anhand der Bestimmung, die von dem Vergleichsausgang j abhängt.
Wenn z. B. die vom nicht spiegelnden Reflexionsabschnitt erfasste reflektierte Lichtmenge 60% der vom Spiegel reflektierten Lichtmenge beträgt, wird der Eingang (Vergleichsausgang j) der CPU 32 auf 5 (V) gesetzt, selbst wenn das Ausgangssignal f von der CPU 32 lediglich 3,6 (V) beträgt, und aus der Bestimmung des Vergleichsausgangs j von S60 gilt, wie in den folgenden Formeln gezeigt ist: (3,6 (V)/2 (V)) × 2,5 (V) × 50 Prozent = 2,2 (V) (3,6 (V)/2 (V)) × 2,5 (V) × 60 Prozent = 2,8 (V).
Deswegen ermittelt die CPU 32 in S60 (S62) eine Abnormalität anhand der Bestimmung, die vom Vergleichsausgang j abhängig ist.
Wenn in S57 der Vergleichsausgang j 5 (V) beträgt und in S60 der Vergleichsausgang j 0 (V) beträgt, stellt die CPU 32 fest, dass die Photorezeptortrommel 1 richtig installiert ist (S61).
Wie beschrieben wurde, ermöglicht die Anordnung der vorliegenden Ausführungsform die Wirkung, dass die vom lichtemittierenden Element 9a ausgesendete Lichtmenge so eingestellt wird, dass sie geeignet ist, damit die vom Spiegel der Photorezeptortrommel 1 reflektierte Lichtmenge erreicht wird, ohne dass im Weg der Rückführung des Erfassungsbetrags in die CPU 32 ein A/D-Umsetzer erforderlich ist. Der Vergleichsausgang j, der vom Komparator 33 auszugeben ist, wird durch die Leistungsquellenspannung (5V) der CPU 32 nicht beeinflusst und der Ausgang des direkten lichtempfangenden Elements 9b kann ohne eine spezielle Verstärkungs-/Dämpfungsschaltung bestimmt werden. Ferner kann wie beim lichtemittierenden/aufnehmenden Sensor 9 im optischen Sensor, in dem das lichtemittierende Element 9a und das lichtaufnehmende Element 9b integriert sind, eine einzelne Leistungsquelle (10V) verwendet werden, wobei dies einen zusätzlichen Effekt der Verminderung der Anzahl von Verbindungsleitungen bietet.
Wie beschrieben wurde, ist die Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente der vorliegenden Erfindung so beschaffen, dass sie das Licht, das vom lichtemittierenden Element ausgesendet wird, steuert, indem sie ein Signal zur Steuerung des vom lichtemittierenden Element ausgesendeten Lichts aus der Steuervorrichtung ausgibt, die den D/A-Umsetzer enthält. Die Steuervorrichtung enthält einen Komparator zum Vergleichen der Spannung des Ausgangssignals der Steuermittel mit der Referenzspannung und erzeugt einen binären Vergleichsausgang, der zu den Steuermitteln zurückzuführen ist, und die Steuermittel setzen die Ausgangsspannung auf eine Spannung, die geeignet ist, um Licht vom lichtemittierenden Element gemäß dem binären Ausgang auszusenden.
Die Steuervorrichtung für einen optischen Sensor, für eine Austastlampe usw., die die beschriebene Anordnung aufweist, bietet die Lösung der Probleme, die mit der herkömmlichen Anordnung verbunden sind.
Die Steuervorrichtung des optischen Sensors, die das lichtemittierende und das lichtaufnehmende Element enthält und die beschriebene Anordnung verwendet, bei der ein Signal zum Steuern der Lichtmenge, die vom lichtemittierenden Element ausgesendet wird, aus der Steuervorrichtung mit dem D/A-Umsetzer ausgegeben wird, ist so beschaffen, dass sie einen Komparator zum Vergleichen der Sensorspannung und der Referenzspannung auf Grundlage der Menge des empfangenen Lichts vom lichtaufnehmenden Element vom optischen Sensor vergleicht und einen binären Vergleichsausgang erzeugt, der zur Steuervorrichtung zurückzuführen ist. Die Steuermittel sind so beschaffen, dass die Spannung des Ausgangssignals auf die Spannung gesetzt wird, die durch das Aussenden des lichtemittierenden Elements bei einer geeigneten Lichtmenge gemäß einem der binären Vergleichsausgänge erreicht wird.
Gemäß der beschriebenen Anordnung vergleicht der Komparator die Sensorspannung mit der Referenzspannung und erzeugt den binären Vergleichsausgang auf Tiefpegel oder auf Hochpegel, der z. B. zur CPU (Steuermittel) zurückzuführen ist. In der CPU wird auf Grundlage eines binären Vergleichswerts der Ausgangswert eingestellt, indem er wiederholt erhöht und vermindert wird, damit er die Spannung darstellt, die die vom lichtemittierenden Element ausgesendete Lichtmenge auf einen geeigneten Wert einstellt.
Deswegen ist bei Verwendung des binären Vergleichsausgangs durch den Komparator, der in der herkömmlichen Anordnung beschrieben ist, der A/D-Umsetzer in dem Weg zur Rückführung des erfassten Ausgangs zur CPU nicht erforderlich. Da der Vergleichsausgang vom Komparator durch die Leistungsquel lenspannung (5 V) der CPU nicht beeinflusst wird, kann außerdem eine Sensorspannung direkt bestimmt werden, ohne dass auf der lichtempfangenden Seite eine spezielle Verstärkungs-/Dämpfungsschaltung vorgesehen wird.
Die Austastlampen-Steuervorrichtung mit der beschriebenen Anordnung, bei der ein Signal zum Einstellen des Spannungswerts in Übereinstimmung mit dem Beleuchtungszustand der Austastlampen in Mehrfachgradation von den Steuermitteln, die den D/A-Umsetzer enthalten, ausgegeben wird, bei der das Steuerspannungssignal durch Verstärken des Ausgangssignals in der Verstärkungsschaltung mit einem Fehlerelement erzeugt wird und eine Beleuchtung der Austastlampe durch Vergleichen des Steuerspannungssignals mit der Austastlampen-Referenzspannung verglichen wird, indem das Steuerspannungssignal in die Austastlampen-Treiberschaltung eingegeben wird, ist so beschaffen, dass sie einen Komparator zum Erzeugen eines binären Vergleichsausgangs, der zu den Steuermitteln zurückzuführen ist, durch Vergleichen des Spannungswerts des Steuerspannungssignals mit der Austastlampen-Referenzspannung enthält. Die Steuermittel stellen die Basisspannung des Ausgangssignals, bei der die Spannung des Steuerspannungssignals zur Austastlampen-Referenzspannung äquivalent ist auf Grundlage eines binären Vergleichsausgangs ein und stellen jeden Spannungswert in Mehrfachgradation neu ein.
Gemäß der beschriebenen Anordnung erzeugt der Komparator einen binären Vergleichsausgang auf Tiefpegel oder auf Hochpegel durch Vergleichen der Spannung der Austastlampen-Referenzspannung mit dem Steuerspannungssignal, das sich aus dem Verstärken des Ausgangssignals z. B. von der CPU als Steuermittel ergibt, das an die CPU zurückzuführen ist. In der CPU wird der Ausgangswert eingestellt, indem die Einstellung durch Vergrößerung oder Verkleinerung des Ausgangswerts auf Grundlage des binären Ausgangswerts wiederholt wird und die Basisspannung des Ausgangssignals, bei dem die Spannung des Steuerspannungssignals zur Austastlampen-Referenzspannung äquivalent wird, wird so eingestellt, dass jeder Spannungswert in Mehrfachgradation zur Steuerung der Beleuchtung der Austastlampe auf Grundlage der eingestellten Basisspannung neu eingestellt wird.
Deswegen sind in der Anordnung der herkömmlichen Austastlampen-Steuervorrichtung zur stabilen Steuerung der Beleuchtung der Austastlampen in 15 Gruppen Präzisionselemente erforderlich, z. B. für die Teilerwiderstände in der Verstärkungsschaltung. Die beschriebene Anordnung der vorliegenden Erfindung ermöglicht jedoch, dass jede Spannung in Mehrfachgradation in gewünschter Weise bei einer kostengünstigen Anordnung unter Verwendung von Widerständen mit geringer Genauigkeit eingestellt wird, wodurch eine stabile Steuerung der Austastlampen in einer großen Gruppe ermöglicht wird, die mit der herkömmlichen Anordnung nicht erreicht werden kann.
Es ist bevorzugt, dass die Austastlampen-Steuervorrichtung so beschaffen ist, dass die Referenzspannung der Steuermittel erzeugt wird, indem die Austastlampen-Referenzspannung durch die Dämpfungsschaltung, die das Fehlerelement aufweist, gedämpft wird.
Da sich die Referenzspannung der Steuermittel, z. B. der CPU, gemäß der beschriebenen Anordnung synchron mit der Verschiebung der Referenzspannung der Austastlampen verschiebt, ist die Einstellung der Spannung in Bezug auf die Schwankungen der Referenzspannung der Austastlampe nicht erforderlich.
In der Austastlampen-Steuervorrichtung ist es bevorzugt, dass das Fehlerelement der Spannungsteilerwiderstand in der Schaltung ist, und dass der Bereich der Spannung des Ausgangssignals, das von den Steuermitteln auszugeben ist, wenn die Basisspannung eingestellt wird, gemäß der Genauigkeitsverteilung des Teilertransistors bestimmt wird.
Gemäß der beschriebenen Anordnung kann die Basisspannung z. B. dann, wenn der Ausgangswert von der CPU (Steuermittel) durch Erhöhen oder Absenken in Übereinstimmung mit einem binären Vergleichsausgang vom Komparator eingestellt wird, in einer früheren Stufe durch Einstellen eines Ausgangswerts eingestellt werden und das ermöglicht, dass eine Ausgangsspannung in Übereinstimmung mit dem Beleuchtungszustand der Austastlampen auf jede Spannung in Mehrfachgradation neu eingestellt werden kann.
Die Austastlampen-Steuervorrichtung kann ferner so beschaffen sein, dass dann, wenn die Basisspannung eingestellt wird, die Steuermittel zuvor einen Ausgangswert einstellen, indem sie ein Ausgangssignal der Spannung, die einem Nennwert des Teilerwiderstands entspricht, ausgeben. Wenn die Genauigkeitsverteilung des Teilertransistors eine Normalverteilung zeigt, besitzen die meisten Widerstände einen Nennwert. Deswegen wird die Basisspannung durch Einstellen eines Ausgangswerts durch Ausgeben des Ausgangssignals der Spannung in Übereinstimmung mit dem Nennwert in einer früheren Stufe eingestellt und jede Spannung in Mehrfachgradation, die dem Beleuchtungszustand der Austastlampe entspricht, kann in einer früheren Stufe auf jede Spannung neu eingestellt werden.
Es ist außerdem bevorzugt, dass die Austastlampen-Steuervorrichtung so eingestellt ist, dass die Steuermittel zuerst ein Ausgangssignal der Spannung ausgeben, die dem Nennwert des Teilerwiderstands entspricht, und anschließend das Ausgangssignal der Spannung ausgeben, die dem maximalen oder minimalen Widerstandswert des Teilerwiderstands entspricht, sowie ferner ein Ausgangssignal der Spannung ausgeben, die einem Mittelwert zwischen dem maximalen oder minimalen Widerstandswert und einem Nennwert des Teilerwiderstands entspricht, um den Ausgangswert einzustellen.
Wie beschrieben wurde, kann der Basiswert in einer früheren Stufe eingestellt werden, indem eine Ausgangsspannung unter Verwendung der Spannung, die dem Nennwert der größten Wahrscheinlichkeit in der Verteilung entspricht, für den anfänglichen Vergleich (erster Vergleich) verwendet wird, und die Spannung, die dem maximalen oder mininialen Widerstandswert des Tellerwiderstands entspricht, für den nächsten Vergleich (zweiter Vergleich) verwendet wird, und indem ferner bei Bedarf die Spannung, die einem mittleren Widerstandswert zwischen dem maximalen Widerstandswert oder dem minimalen Widerstandswert und dem Nennwert des Teilerwiderstands entspricht, für den dritten Vergleich verwendet wird, und jede Spannung in Mehrfachgradation kann gemäß dem Beleuchtungszustand der Austastlampe in einer früheren Stufe neu eingestellt werden.
Es ist ferner bevorzugt, dass die Austastlampen-Steuervorrichtung so beschaffen ist, dass dann, wenn die Basisspannung eingestellt wird, die Steuervorrichtung ein Ausgangssignal der Spannung, die dem Nennwert des Teilerwiderstands entspricht, ausgibt und anschließend ein Ausgangssignal der Spannung, das dem maximalen Widerstandswert oder dem minimalen Widerstandswert in dem Bereich, der etwa 70% der Widerstände anhand der Messung überdeckt, ausgibt. Bei Bedarf kann die Spannung eingestellt werden, indem das Ausgangssignal der Spannung, die dem mittleren Widerstand zwischen dem maximalen oder dem minimalen Widerstandswert und dem Nennwert im beschriebenen Bereich entspricht, ausgegeben wird, um den Ausgangswert einzustellen.
Wie beschrieben wurde, kann die Basisspannung in einem frühen Zustand eingestellt werden, indem die Ausgangsspannung bei Bedarf unter Verwendung der Spannung, die den Nennwerten der Verteilung mit der höchsten Wahrscheinlichkeit entspricht, für den anfänglichen Vergleich (erster Vergleich) und der Spannung, die dem maximalen oder dem minimalen Widerstandswert in dem Bereich entspricht, der anhand der gemessenen Werte etwa 70% der Widerstände abdeckt, entspricht, für den nächsten Vergleich (zweiter Vergleich) verwendet wird und indem ferner die Spannung, die dem mittleren Widerstandswert zwischen dem maximalen oder dem minimalen Widerstandswert und dem Nennwert in dem beschriebenen Bereich entspricht, für den dritten Vergleich verwendet wird, wodurch ermöglicht wird, dass jede Spannung in Mehrfachgradation in einem frühen Zustand gemäß der Beleuchtung der Austastlampe neu eingestellt werden kann. Die beschriebene Anordnung ist besonders wirkungsvoll, wenn Transistoren verwendet werden, deren Verteilung keine Normalverteilung zeigt.
Es ist außerdem bevorzugt, dass die Austastlampen-Steuervorrichtung so beschaffen ist, dass die Steuervorrichtung dann, wenn die Basisspannung eingestellt wird, zuerst ein Ausgangssignal der Spannung, die dem Nennwert des Teilerwiderstands entspricht, ausgibt und anschließend ein Ausgangssignal des Spannungswerts, der dem Widerstandswert des Teilerwiderstands von 1 Sigma entspricht, ausgibt, um den Ausgangswert einzustellen.
Wie beschrieben wurde, kann die Basisspannung in einem früheren Zustand eingestellt werden, indem die Ausgangsspannung unter Verwendung der Spannung, die dem Nennwert mit der höchsten Wahrscheinlichkeit in der Verteilung entspricht, für den ersten Vergleich verwendet wird, und indem der Spannungswert, der dem Widerstandswert des Teilerwiderstands von 1 Sigma entspricht, für den nächsten Vergleich verwendet wird, wodurch ermöglicht wird, dass jede Spannung in Mehrfachgradation in Übereinstimmung mit der Beleuchtung der Austastlampe in einem früheren Zustand neu eingestellt werden kann. Diese Anordnung ist effektiv, da die gemessenen Werte verwendet werden und in einem frühen Zustand kann eine noch genauere Einstellung erwartet werden.
Es ist außerdem bevorzugt, dass die Austastlampen-Steuervorrichtung so beschaffen ist, dass sie nichtflüchtige Speichermittel enthält, die eine eingestellte Basisspannung speichern, und dass die Steuermittel anstelle der Verwendung des Ausgangssignals der dem Nennwert entsprechenden Spannung für den zweiten Vergleich das Ausgangssignal der eingestellten Basisspannung, die zuerst in den Speichermitteln gespeichert wurde, ausgeben können.
Gemäß der beschriebenen Anordnung wird in den nichtflüchtigen Speichermitteln die eingestellte Basisspannung gespeichert und für den nachfolgenden Vergleich wird zuerst anstelle der Verwendung des Ausgangssignals der Spannung, die dem Nennwert entspricht, das zuvor eingestellte Ausgangssignal der Basisspannung, das in den Speichermitteln gespeichert ist, ausgegeben. Das ermöglicht, dass die nachfolgende Einstellung der Basisspannung in einem frühen Zustand ausgeführt wird, wodurch ermöglicht wird, dass das nachfolgende Neueinstellen jeder Spannung in Mehrfachgradation in einem früheren Zustand ausgeführt werden kann.
Es ist ferner bevorzugt, dass die Austastlampen-Steuervorrichtung so beschaffen ist, dass in der Austastlampen-Treiberschaltung Lichtvollabschaltmittel vorgesehen sind, um alle Austastlampen abzuschalten, wenn das Steuerspannungssignal der Spannung, die im Wesentlichen zu der Austastlampen-Referenzspannung äquivalent ist, eingegeben wird.
Gemäß der beschriebenen Anordnung schalten Lichtvollabschaltmittel alle Austastlampen ab, wenn die Spannung eingegeben wird, die zu der Austastlampen-Referenzspannung äquivalent ist. Das verhindert eine Vorbelichtung des Fotorezeptors, ohne die Austastlampen zu beleuchten, selbst wenn das Steuerspannungssignal der Spannung, die im Wesentlichen zu der Austastlampen-Referenzspannung äquivalent ist, bei der Einstellung der Basisspannung in die Austastlampen-Treiberschaltung eingegeben wird.
Es ist außerdem bevorzugt, dass die Austastlampen-Steuervorrichtung mehrere Treiberkomparatoren enthält zum Vergleichen einer Spannung eines Steuerspannungssignals, das von der Steuervorrichtung auszugeben ist, mit einer geteilten Referenzspannung, die sich aus der Spannungsteilung der Austast lampen-Referenzspannung in Übereinstimmung mit dem Pegel der Spannung, die zum Beleuchten mehrerer Austastlampen in der Austastlampen-Treiberschaltung benötigt wird, ergibt. Es ist bevorzugt, dass die geteilte Referenzspannung, die in den Treiberkomparator einzugeben ist, so eingestellt wird, dass gilt: je höher der Spannungspegel ist, desto größer ist die Spannungsdifferenz.
Gemäß der beschriebenen Anordnung ist eine Spanne des Schwankungsbereichs der Spannung des Steuerspannungssignals in Bezug auf die geteilte Referenzspannung vergrößert, wenn die geteilte Referenzspannung so eingestellt ist, dass die Spannungsdifferenz umso größer ist, je höher der Pegel der Spannung ist, wodurch eine noch stabilere Beleuchtungssteuerung der Austastlampen ermöglicht wird.
Bei der beschriebenen Erfindung ist klar, dass sie auf viele Arten verändert werden kann. Diese Veränderungen sollten nicht als Abweichung vom Erfin dungsgedanken und vom Umfang der Erfindung betrachtet werden und es ist beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen, die für einen Fachmann offensichtlich sind, im Umfang der folgenden Ansprüche enthalten sind.

Claims

Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente, mit: Steuermitteln (14), die einen darin untergebrachten D/A-Umsetzer besitzen, um ein Ausgangssignal (r) auszugeben, das beim Festlegen einer Spannung in der Mehrfachgradation auf der Grundlage einer Eingangsreferenzspannung (b) in Übereinstimmung mit einem Leuchtzustand mehrerer lichtemittierender Elemente (G1–G15) verwendet wird; einer Verstärkungsschaltung (13), die das Ausgangssignal (r) des D/A-Umsetzers verstärkt und einen verstärkten Ausgang als ein Steuerspannungssignal (n) ausgibt; einer Referenzspannung-Erzeugungsschaltung (11), die eine Referenzspannung (a) erzeugt; und einem Komparator )10), der das Steuerspannungssignal (n_a) mit der Referenzspannung (a) vergleicht, wobei die Steuermittel (14) das Ausgangssignal (r) des D/A-Umsetzers auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs durch den Komparator (10) ändern und eine Basisspannung (r_a), die das Ausgangssignal (r) des D/A-Umsetzers ist, in der Weise einstellen, dass das Steuerspannungssignal (n_a) zu der Referenzspannung (a) äquivalent ist, und jede Spannung in der Mehrfachgradation auf der Grundlage der Basisspannung (r_a) zurücksetzen.
Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach Anspruch 1, ferner mit: einer Dämpfungsschaltung (12), die aus mehreren Spannungsteilerwiderständen (R1, R2) zum Dämpfen der Referenzspannung (a) gebildet ist, wobei die Eingangsreferenzspannung (b) der Steuermittel (14) ein Ausgang der Dämpfungsschaltung (12) ist.
Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach Anspruch 1, bei der: die Eingangsreferenzspannung (b) der Steuermittel (14) von außen geliefert wird und die Steuermittel (14) einen Ausgangswert des Ausgangssignals (r) in Übereinstimmung mit den Änderungen der Eingangsreferenzspannung (b) einstellen.
Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der: die Verstärkungsschaltung (13) mehrere Spannungsteilerwiderstände (R3, ..., R4) besitzt und ein Bereich der Spannung des Ausgangssignals (r), das vom D/A-Umsetzer ausgegeben werden soll, wenn die Basisspannung (r_a) eingestellt wird, in Übereinstimmung mit einer Genauigkeitsverteilung der Spannungsteilerwiderstände (R1, R2, R3 und/oder R4) bestimmt wird.
Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach den Ansprüchen 2 oder 4, bei der: ein Verstärkungsfaktor der Verstärkungsschaltung (13) größer als ein Dämpfungsfaktor der Dämpfungsschaltung (12) ist.
Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach den Ansprüchen 2, 4 oder 5, bei der: die Steuermittel (14) dann, wenn die Basisspannung (r_a) eingestellt wird, einen Wert des Ausgangssignals (r) einstellen, indem sie zuerst einen Signalausgang einer Spannung ausgeben, die einem Nennwert der Spannungsteilerwiderstände (R1, R2, R3 und/oder R4) entspricht.
Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach den Ansprüchen 2, 4 oder 5, bei der: die Steuermittel (14) dann, wenn die Basisspannung (r_a) eingestellt wird, erst einen Signalausgang einer Spannung ausgeben, die einem Nennwert der Spannungsteilerwiderstände (R1, R2, R3 und/oder R4) entspricht, und dann einen Signalausgang einer Spannung ausgeben, die einem maximalen oder minimalen Widerstandswert der Spannungsteilerwiderstände (R1, R2, R3 und/oder R4) entspricht, um so die Basisspannung {r_a) einzustellen.
Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach den Ansprüchen 2, 4 oder 5, bei der: die Steuermittel (14) dann, wenn die Basisspannung (r_a) eingestellt wird, erst einen Signalausgang einer Spannung ausgeben, die einem Nennwert der Spannungsteilerwiderstände (R1, R2, R3 und/oder R4) entspricht, und dann einen Signalausgang einer Spannung ausgeben, die einem maximalen oder minimalen Widerstandswert der Spannungsteilerwiderstände (R1, R2, R3 und/oder R4) entspricht, und ferner einen Signalausgang einer Spannung ausgeben, die einem Zwischenwert zwischen dem maximalen oder minimalen Widerstandswert und dem Nennwert der Spannungsteilerwiderstände (R1, R2, R3 und/oder R4) entspricht, je nach Situation, umso die Basisspannung (r_a) einzustellen.
Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach den Ansprüchen 2, 4 oder 5, bei der: die Steuermittel (14) dann, wenn die Basisspannung (r_a) eingestellt wird, zuerst einen Signalausgang einer Spannung ausgeben, die einem Nennwert der Spannungsteilerwiderstände (R1, R2, R3 und/oder R4) entspricht, und dann einen Signalausgang einer Spannung ausgeben, die einem maximalen oder minimalen Widerstandswert der Spannungsteilerwiderstände (R1, R2, R3 und/oder R4) in einem Bereich entspricht, der auf der Grundlage einer Messung im Wesentlichen 70 Prozent von Abtastwiderständen abdeckt, und ferner einen Signalausgang einer Spannung ausgeben, der einem Mittelpunkt-Widerstandswert zwischen dem maximalen oder minimalen Widerstandswert und dem Nennwert der Spannungsteilerwiderstände (R1, R2, R3 und/oder R4) entspricht, je nach Situation, um so die Basisspannung (r_a) einzustellen.
Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach den Ansprüchen 2, 4 oder 5, bei der: die Steuermittel (14) dann, wenn die Basisspannung (r_a) eingestellt wird, zuerst einen Signalausgang einer Spannung ausgeben, der einem Nennwert der Spannungsteilerwiderstände (R1, R2, R3 und/oder R4) entspricht, und dann einen Signalausgang einer Spannung ausgeben, der einem Widerstandswert von 1 Sigma der Spannungsteilerwiderstände (R1, R2, R3 und/oder R4) entspricht, um so die Basisspannung (r_a) einzustellen.
Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach den Ansprüchen 6, 7, 8, 9 oder 10, ferner mit: nichtflüchtigen Speichermitteln (15), die eine eingestellte Basisspannung (r_a) speichern, wobei die Steuermittel (14) zunächst einen Signalausgang einer vorher eingestellten Basisspannung (r_a) ausgeben, der in den Speichermitteln (15) gespeichert wird, um den Signalausgang der Spannung, der dem Nennwert einer zweiten Einstellung der Basisspannung (r_a) entspricht, zu ersetzen.
Steuervorrichtung für lichtemittierende Elemente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit: Lichtvollabschaltmitteln, die sämtliche lichtemittierenden Elemente abschalten, indem sie das Steuerspannungssignal (n) der Spannung, die zu der Referenzspannung (a) im Wesentlichen äquivalent ist, eingeben.
Kopiermaschine, mit: mehreren Austastlampen (G1–G15), die den mehreren lichtemittierenden Elementen nach einem der vorhergehenden Ansprüchen entsprechen; der Steuervorrichtung (16) für lichtemittierende Elemente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die die mehreren Austastlampen steuert; und einer Austastlampen-Treiberschaltung (17), die das Steuerspannungssignal (n) und die Referenzspannung (a) von der Steuervorrichtung (16) für lichtemittierende Elemente empfängt und mehrere Komparatoren (L1–L16) für die Verwendung zur Ansteuerung enthält, um eine Spannung des Steuerspannungssignals (n) mit einer geteilten Referenzspannung (V1–V16) zu vergleichen, die durch ohmsche Teilung der Referenzspannung (a) in Übereinstimmung mit einem für die Beleuchtung der mehreren Austastlampen (G1–G15) erforderlichen Spannungspegel erhalten wird.
Kopiermaschine nach Anspruch 13, bei der eine Spannungsdifferenz der unterteilten Referenzspannung (V1–V16) so gesetzt ist, dass sie in Übereinstimmung mit dem Spannungspegel zunimmt.