JP3201932B2 - 画像形成装置のための照明装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置のための
照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複写機などの画像形成装置の
ための照明装置の光源として、ハロゲンランプが用いら
れてきた。しかし、ハロゲンランプは消費電力が大きい
ので、最近では、ハロゲンランプの代わりに消費電力の
少ない蛍光灯が用いられているものもある。

【０００３】ところが、蛍光灯を光源として用いると、
使用に伴う経時劣化、つまり蛍光体の寿命による光量の
低下がおこり、ついには複写したときに最適な画像を得
ることができなくなる。そこで、ある先行技術では、蛍
光灯中央部の光量を検出し、その光量が原稿の地肌かぶ
りの生じる状態まで低下した時点で、蛍光灯の交換時期
と判断していた。

【０００４】しかし、蛍光灯を複写機において使用する
ときは、数秒の点灯の繰り返しを行うので、蛍光体の寿
命による光量の低下よりも、蛍光灯端部の黒化による光
量不足の方が早くおこる。よって、複写物の両端部に地
肌かぶりが生じることが多い。したがって、蛍光灯中央
部の光量を基準に、蛍光灯の交換時期を判断していたの
では、常時、最適な画像を得ることはできなかった。

【０００５】そこで、他の先行技術として、蛍光灯の長
手方向に複数個の光量センサを配置し、これらの複数の
センサによって蛍光灯の光量バランスを検知すること
で、蛍光灯の交換時期を判断するといったものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の先行技
術では、光量センサを複数個使用しているので、光量セ
ンサにかかるコストが高くなり、さらに、個々の光量セ
ンサの感度のばらつきの調整や、光量センサの制御が複
雑になる。また、照明装置を構成する部品点数が多くな
るので、照明装置を製造するのに要する時間およびコス
トが増大するといった問題があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、光源である蛍光灯が使用不適当な状態にな
ったことを簡単に検知し、蛍光灯の交換時期である旨を
報知することのできる画像形成装置のための照明装置を
提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの、この発明の照明装置は、照明された原稿の像を形
成する画像形成装置のための照明装置であって、原稿を
照明するための光源としての蛍光灯と、蛍光灯の中央部
における初期光量に対する光量低下割合であって、蛍光
灯の端部光量が中央部光量と等しい範囲内において決め
られた使用不適当とみなす光量低下割合が記憶された割
合記憶手段と、蛍光灯の中央部における光量を検出する
光量検出手段と、蛍光灯が使用される温度条件を検出す
る温度検出手段と、蛍光灯が新規状態のときに、前記光
量検出手段および温度検出手段で検出される初期光量お
よび温度条件を記憶する初期値記憶手段と、予め定める
検査時期ごとに、温度検出手段により検出される条件
を、前記初期値記憶手段に記憶されている温度条件に合
致させ、そのときに、前記光量検出手段で検出される光
量を読取る読取手段と、読取られた光量を前記初期値記
憶手段に記憶されている初期光量と比較して、光量低下
割合を算出する算出手段と、算出された光量低下割合を
前記割合記憶手段に記憶された割合と比べ、算出された
割合が記憶された割合以上のとき、蛍光灯の交換時期で
ある旨を報知する報知手段とを含むことを特徴とするも
のである。

【０００９】

【作用】この発明によれば、予め使用不適当とみなす蛍
光灯の光量低下割合を、割合記憶手段に記憶させてお
く。また、蛍光灯が新規状態のときに、光量検出手段お
よび温度検出手段により、蛍光灯の初期光量および蛍光
灯が使用される温度が検出され、初期値記憶手段に記憶
される。次に、予め定める検査時期において、蛍光灯の
使用温度が初期値記憶手段に記憶されている温度に達し
たときに、光量検出手段により光量が検出され、読取手
段で光量が読取られる。この光量と初期値記憶手段に記
憶されている初期光量とが比較され、算出手段により光
量低下割合が算出される。算出された光量低下割合と割
合記憶手段に記憶されている使用不適当とみなされる光
量低下割合とを比べ、算出された割合が記憶されている
割合以上のときに、蛍光灯の交換時期が報知される。

【００１０】このようにして、蛍光灯の新規状態におけ
る光量を記憶しておき、予め定める検査時期に検出され
る光量と比較し、光量低下割合を求め、予め記憶されて
いる使用不適当とみなす光量低下割合と比較するだけ
で、簡単に蛍光灯の交換時期を知り、報知することがで
きる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を、添付図面を参照
して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例の複写
機の要部構成を示す概略説明図である。この複写機に
は、上面に原稿１を載置するための透明なコンタクトガ
ラス２が設けられている。コンタクトガラス２の下方側
には、蛍光灯３、第１ミラー４、第２ミラー５、第３ミ
ラー６、第４ミラー７およびレンズ８を含む光学系が設
けられている。コンタクトガラス２上の原稿１は蛍光灯
３により、照明走査される。蛍光灯３の生じる光は、原
稿１によって反射され、その反射光は第１ミラー４によ
り、第２ミラー５へと導かれる。第１ミラー４からの光
は、第２ミラー５および第３ミラー６によって、その光
路を折り返され、レンズ８へと導かれる。レンズ８を通
った光は、第４ミラー７によって反射され、次に述べる
画像形成系に与えられる。

【００１２】画像形成系は、光学系の下方に位置し、図
示しない遮光枠で囲われていて、後述するように、光学
系からの光が入射する以外は、光にさらされないように
されている。画像形成装置には、複写動作時に一定速度
で回転する感光体ドラム１０が備えられている。この感
光体ドラム１０の周囲には、その回転方向に従って順
に、メインチャージャー１１、現像装置１３、転写チャ
ージャー１４、分離チャージャー１５およびクリーナー
１６が配置されている。また、光学系の第４ミラー７に
よって反射された光は、メインチャージャー１１と現像
装置１０との間の感光体ドラム１０の表面に集光される
ようになっている。

【００１３】感光体ドラム１０の表面は、メインチャー
ジャー１１により一様に所定の電位に帯電された後、光
学系から与えられる原稿の反射光により露光される。よ
って、その部分の帯電電荷が逃げる。したがって、感光
体ドラム１０の表面には、原稿の反転像に対応した電荷
のある領域と電荷のない領域とが生じる。このようにし
て、静電潜像が形成される。

【００１４】静電潜像が形成された感光体ドラム１０の
表面は、次に、現像装置１３に対向し、電荷のある領域
にトナーが付着される。現像装置１３には、感光体ドラ
ム１０へのトナーの付着量を制御するために、現像バイ
アス電圧が印加されている。感光体ドラム１０がさらに
回転し、トナー像が、転写チャージャー１４に対向する
位置にくるのに合わせて、レジストローラ１９によっ
て、用紙が送られてくる。用紙は、感光体ドラム１０の
表面に密着し、転写チャージャー１４による放電によっ
て、トナー像は用紙２０に転写される。さらに分離チャ
ージャー１５による放電により、トナー像が転写された
用紙１６は感光体ドラム１０の表面から分離される。

【００１５】その後、用紙２０は搬送ベルト１７により
搬送され、定着部１８でトナーが用紙２０に定着され
る。また、感光体ドラム１０の表面に残留しているトナ
ーは、クリーナー１６で清掃される。以上が画像形成の
１周期である。このようにして形成される画像の濃度
は、次のような方法により調整される。メインチャージ
ャー１１によって感光体ドラム１０の表面電位を高くす
ると、トナーは感光体ドラム１０に強く引き寄せられ、
トナーの付着量は多くなるので、画像は濃くなる。逆
に、メインチャージャー１１を制御して、表面電位を低
くすると、トナーを引き寄せる力が小さいので、トナー
の付着量が少なく、画像が薄くなる。また、現像バイア
ス電圧を高くすると、感光体ドラム１０に引き寄せられ
るトナーの量は減るので、画像は薄くなり、逆に、現像
バイアス電圧を低くすると引き寄せられるトナーの量は
増えるので、画像は濃くなる。さらに、蛍光灯３への供
給電力を多くすると、原稿１からの反射光量が増えるの
で、その反射光で露光された感光体ドラム１０の表面電
位は低くなり、画像は薄くなる。蛍光灯３への供給電力
を少なくすると、光量不足により、露光後の感光体ドラ
ム１０上の表面電位は相対的に高く、画像全体が濃くな
る。

【００１６】このように、主として３つの要因によっ
て、画像濃度を調整できる。ところが、これら要因の１
つである蛍光灯３の光量が所定量以下に低下したとき
は、他の２つの要因をいくら調整しても、画像濃度が濃
くなりすぎ、地肌かぶりが生じる。この実施例では、か
かる事態が生じる直前に、蛍光灯３を交換すべき旨を報
知するものである。

【００１７】図２は、蛍光灯３の構成を示す正面図であ
る。また、図３は、その左側面図である。蛍光灯３は円
筒状の蛍光管３１を含み、その両端部には、たとえばア
ルミニウム製の口金３７が冠着されている。口金３７の
後方には口金ピン３８がそれぞれ突出している。口金３
７の内方には、フィラメント３９が取付けられている。
フィラメント３９は口金ピン３８と接続されていて、口
金ピン３８から電圧が印加される。

【００１８】蛍光管３１には、その長手方向に沿った照
射窓３５が形成され、その照射窓３５の部分を除き、管
の内壁には蛍光体が塗られている。蛍光管３１内で発生
した光は主として、この透明な照射窓３５を通過して、
原稿１に照射される。照射窓３５の側と反対側の蛍光管
３１の背後には、蛍光管３１の後部の約半周程度の領域
に対向するように、蛍光管３１を保温するための保温ヒ
ータ３４が設けられている。また、保温ヒータ３４のた
とえば後方には、蛍光灯３が使用される温度条件の一例
として、蛍光管３１の管壁温度を検出するための温度セ
ンサ３３が配設されている。また、蛍光管３１のたとえ
ば上部には、蛍光灯３の光量を検出するための光量セン
サ３２が配設されている。温度センサ３３や光量センサ
３２の配置位置は、上述の位置以外であってもかまわな
い。

【００１９】蛍光灯３の交換時期を正確に判断するため
に、あらかじめ実験によって、蛍光灯３の寿命試験を行
う必要がある。図４は、蛍光灯３の点灯回数と蛍光灯中
央部光量との関係を示すグラフである。また、図５は、
蛍光灯３の点灯回数と中央部光量に対する端部光量の比
との関係を示すグラフである。寿命試験は、たとえば管
壁温度（温度センサ３３により検出される温度）を４０
℃、蛍光灯３への電力供給を最大（デューティ制御する
場合、デューティ１００％）に設定して測定されるもの
である。管壁温度を４０℃にするのは、蛍光灯の光量は
温度によって変化するからであり、光量測定は一定条件
下で行う必要があるからである。ちなみに、この温度で
蛍光灯３の光量は最大となる。点灯回数がＡ（初期状
態）、Ｂ、Ｃ、Ｄの４つの状態における蛍光灯３の中央
部光量および端部光量が測定されている。点灯回数Ａの
とき、中央部光量はおよそ１０００００ルクスであり、
このときの光量（初期光量）を１００％とする。Ａのと
き、端部の光量は中央部光量と等しい。したがって、端
部光量は中央部光量の１００％である。

【００２０】点灯回数がＢになると、中央部光量は９５
０００ルクス程度にまで減少する。端部光量も中央部光
量と同様に減少し、中央部光量の１００％を保ってい
る。点灯回数Ｃに増加したとき、中央部光量は初期光量
に比べ、１０％低下し、９００００ルクス程度になる。
端部光量も９００００ルクス程度であり、中央部光量の
１００％を保っている。したがって、以上の状態におけ
る光量バランスはくずれていない。

【００２１】しかし、点灯回数がＣを越えたあたりか
ら、中央部光量に比べてと端部光量が減少しはじめる。
この原因は、蛍光灯３の端部において、黒化が生じるた
めである。図６は、複写機に使われる蛍光灯３の長手方
向の光量バランスを示すグラフである。上記Ａの状態に
おける有効画像領域内の光量を１００％としている。こ
のとき上記Ｂの状態において、蛍光灯３の全体の光量は
１０％程度減少しているが、有効画像領域で、光量バラ
ンスはくずれていない。上記Ｃの状態においてもＢと同
様で、有効画像領域内の光量バランスはくずれていな
い。したがって、上記ＢおよびＣの状態において、蛍光
灯３全体の光量低下による地肌かぶり現象は、現像バイ
アス電圧を上げるとか、メインチャージャー１１を調整
し、感光体ドラム１０の表面電位を下げることで回避で
きる。

【００２２】しかし、上記Ｄの状態においては、有効画
像領域内で一様な光量を得ない。具体的には、蛍光灯３
の両端部の光量変化が中央部より著しい。この状態で
は、現像バイアスまたはメインチャージャー１１を調整
しても、有効画像領域の画像濃度を一定にできない。ま
た、有効画像領域の端部において、地肌かぶり現象が生
じてしまう。

【００２３】以上の実験による結果より、蛍光灯３の中
央部光量が初期光量に比べてたとえば１０％低下した時
点を、蛍光灯３の交換時期と判断する。なお、この１０
％という値は、実験的に得られた一例であり、この値に
限られるものではない。図７は、本発明の一実施例の複
写機の電気的構成を示すブロック図である。複写機に
は、蛍光灯交換時期報知動作を制御するための制御手段
としてのＣＰＵ４０ａが備えられている。ＣＰＵ４０ａ
には、メモリ４０ｂが接続されている。メモリ４０ｂに
は、前述したたとえば「１０％」という蛍光灯３の交換
時期の判断基準データが記憶されている。なお、この判
断基準データは、複写機の電源を落としても消えること
がないよう、メモリ４０ｂの不揮発領域に記憶されてい
る。

【００２４】ＣＰＵ４０ａには、また、光量センサ３２
および温度センサ３３からの各出力が、それぞれ光量検
知回路４１および温度検知回路４２を介して与えられ
る。また、ＣＰＵ４０ａには、蛍光灯３の点灯を制御す
るための蛍光灯制御回路４３と、保温ヒータ３４の動作
制御を行うための保温ヒータ制御回路４４と、メインチ
ャージャー１１を制御するためのメインチャージャ制御
回路４５と、現像バイアスを制御するための現像バイア
ス制御回路４７と、交換報知装置２１を動作させるため
の蛍光灯交換報知回路４６とが接続されている。交換報
知装置２１は、音により蛍光灯３の交換を報知するもの
であってもよいし、表示部を設け、表示することで報知
するものであってもよい。さらに、音と表示の両方によ
り交換を報知するものであってもよい。

【００２５】図８は、蛍光灯３の新規状態における初期
光量の測定処理を説明するためのフローチャートであ
る。新たに複写機を設置したとき、または、蛍光灯３を
新しいものに交換したときは、蛍光灯３が新規状態であ
るとして、図８に示す制御が行われる。図８を参照し
て、複写機本体に電源が投入されると、蛍光灯３が点灯
される（ステップＳ１）。次に、温度センサ３３によっ
て、蛍光灯３の管壁温度が検出され、管壁温度が４０℃
以上かどうかが調べられる（ステップＳ２）。蛍光灯３
の管壁温度は点灯直後、ほぼ室温に等しいが、その後ヒ
ータ３４により加熱されるので、管壁温度は上昇する。
管壁温度が４０℃に達するまで、ステップＳ２は繰り返
される。管壁温度が４０℃に達すると、このときの蛍光
灯３の光量が光量センサ３２によって検出される（ステ
ップＳ３）。検出された光量は測定データＡとして、メ
モリ４０ｂに格納される（ステップＳ４）。そして、蛍
光灯３は消灯される（ステップＳ５）。このようにして
得られた測定データＡが初期光量となる。なお、一旦初
期光量が測定されると、たとえば初期光量測定済フラグ
が、メモリ４０ｂの不揮発領域にストアされ、初期光量
の測定処理が繰り返されないようにされている。

【００２６】図９は、複写機の使用中において、所定の
検査時期ごとに行われる交換時期判断処理を説明するた
めのフローチャートである。この処理は、たとえば毎
朝、複写機に電源が投入されると行われる。複写機本体
に電源が投入されると、蛍光灯３が点灯され（ステップ
Ｓ６）、蛍光灯３が保温ヒータ３４（図７参照）により
保温される。次いで蛍光灯３の管壁温度が検出される。
そして、検出された管壁温度が４０℃以上かどうかが調
べられる（ステップＳ７）。検出された管壁温度が４０
℃に達するまで、ステップＳ７は繰り返される。管壁温
度が４０℃に達すると、このときの蛍光灯３の光量（測
定データＢ）が光量センサ３４によって検出される（ス
テップＳ８）。そして測定データＢと図８の処理で得ら
れた測定データＡと比較される。そして、測定データＡ
に対する測定データＢの光量低下割合がメモリ４０ｂに
記憶されている判断基準データの「１０％」と比べられ
る（ステップＳ９）。光量低下割合が１０％以上のとき
は、蛍光灯３の交換時期と判断され、交換報知装置２１
が作動される。また、光量低下割合が１０％未満のとき
は、ただちに、複写準備動作が開始される。

【００２７】以上のように、本実施例では、実際に複写
機を使用したときの、蛍光灯の中央部における初期光量
に対する光量低下割合が、実験で求めた、原稿の地肌か
ぶり現象が始まる直前の光量低下割合（判断基準デー
タ）に達したときを、蛍光灯の交換時期と判断し、交換
を報知する。したがって、蛍光体の寿命による光量不足
だけでなく、蛍光灯の端部における黒化による光量不足
により起こる、原稿の地肌かぶり現象は確実に回避でき
る。また、光量センサは１個しか用いないので、センサ
の配線や制御も簡単にでき、複写機のコストも低くな
る。

【００２８】本発明の実施例の説明は以上のとおりであ
るが、本発明は上述の実施例に限定されるものではな
い。たとえば、図９に示すような交換時期判断処理は、
所定の枚数の複写が行われるごとに行われてもよい。ま
た、検査モード信号を入力したときに実行されてもよ
い。さらに、上述の実施例は複写機を例に説明したが、
ファクシミリ装置などの画像形成装置に対しても、本発
明の適用が可能である。

【００２９】この他、特許請求の範囲に記載された範囲
で種々の変更を施すことが可能である。

【００３０】

【発明の効果】蛍光灯の新規状態における光量を記憶し
ておき、予め定める検査時期に検出される光量と比較
し、光量低下割合を求め、予め記憶されている使用不適
当とみなす光量低下割合と比較するだけで、簡単に蛍光
灯の交換時期を知り、報知することができる。また、光
量を検出するセンサは１つだけでよいから、光量検出手
段の取付けや制御が容易にできる。さらに、照明装置を
構成する部品点数が少なくすみ、照明装置を製造するの
に要する時間およびコストが減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の複写機の要部構成を示す概
略説明図である。

【図２】蛍光灯の構成を示す正面図である。

【図３】上記蛍光灯の左側面図である。

【図４】蛍光灯の点灯回数と蛍光灯中央部光量との関係
を示すグラフである。

【図５】蛍光灯の点灯回数と中央部光量に対する端部光
量の比との関係を示すグラフである。

【図６】蛍光灯の長手方向の光量バランスを示すグラフ
である。

【図７】上記複写機の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図８】蛍光灯の新規状態における初期光量の測定処理
を説明するためのフローチャートである。

【図９】交換時期判断処理を説明するためのフローチャ
ートである。

【符号の説明】

３ 蛍光灯 ２１ 交換報知装置 ３２ 光量センサ ３３ 温度センサ ４０ａ ＣＰＵ ４０ｂ メモリ ４１ 光量検知回路 ４２ 温度検知回路 ４６ 蛍光灯交換報知回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生野 秀一 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工業株式会社内 (72)発明者 下坂 久紀 大阪府大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−135083（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−2772（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−285930（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−54759（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−216298（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−15753（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−173738（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−2078（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−68876（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/00 370 - 512 G03G 15/00 303 G03B 27/52 - 27/56 G03G 15/04 - 15/04 120

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】照明された原稿の像を形成する画像形成装
   置のための照明装置であって、 原稿を照明するための光源としての蛍光灯と、蛍光灯の中央部における初期光量に対する光量低下割合
   であって、蛍光灯の端部光量が中央部光量と等しい範囲
   内において決められた 使用不適当とみなす光量低下割合
   が記憶された割合記憶手段と、 蛍光灯の中央部における光量を検出する光量検出手段
   と、 蛍光灯が使用される温度条件を検出する温度検出手段
   と、 蛍光灯が新規状態のときに、前記光量検出手段および温
   度検出手段で検出される初期光量および温度条件を記憶
   する初期値記憶手段と、 予め定める検査時期ごとに、温度検出手段により検出さ
   れる条件を、前記初期値記憶手段に記憶されている温度
   条件に合致させ、そのときに、前記光量検出手段で検出
   される光量を読取る読取手段と、 読取られた光量を前記初期値記憶手段に記憶されている
   初期光量と比較して、光量低下割合を算出する算出手段
   と、 算出された光量低下割合を前記割合記憶手段に記憶され
   た割合と比べ、算出された割合が記憶された割合以上の
   とき、蛍光灯の交換時期である旨を報知する報知手段
   と、 を含む照明装置。