JPH01121872A - 原稿照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複写機等に用いられる原稿照明装置であって
、原稿照明用の光源として、ハロゲンランプに比して消
費電力が少なくかつ発熱量が少ない螢光ランプを用いた
原稿照明装置に関する。

さらに詳しくは、原稿を照明する螢光ランプと、原稿照
明前の待機中、この螢光ランプの管壁温度が最大発光効
率を与える温度（以下、最適温度と称する）に維持され
るように前記螢光ランプへの電力供給を制御する照明制
御手段とを備え、立上り時間の長い螢光ランプを用いな
がらも、待機中、その螢光ランプの自己加熱を利用して
ヒータ等の他の加熱手段を用いることなく管壁温度を制
御することにより、複写動作等のための原稿に対する適
正な照明を、簡単な構成で、最大発光効率状態に維持さ
れた螢光ランプによって待ち時間少なく開始できるよう
にした原稿照明装置に関する。

〔従来の技術〕

上述した原稿照明装置において、従来、照明制御手段と
して、螢光ランプの管壁の温度を検出するための温度検
出素子を設け、この温度検出素子による検出管壁温度が
最適温度である［約４０℃］を越えたときに螢光う゛ン
プを消灯させるとともに、その温度を下回ったときに螢
光ランプを点灯させるように螢光ランプへの電力供給を
制御する電力供給制御手段を設けたものが知られている
（例えば、特公昭５７−８４７１号公報参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述した従来の原稿照明装置には、次のような
問題があった。

つまり、螢光ランプの管壁温度を所定温度［約４０℃］
の近傍に維持するべく螢光ランプへの電力供給を制御す
るにあたって、温度検出素子によって管壁温度を検出す
ることは、直接的であって確実な動作が期待できるもの
の、実際には、原稿照明の邪魔にならないように温度検
出素子を設けて、照明に直接部る部分の管壁温度を検出
することは難しく、管の端部に近い部分の温度を検出す
る構成にならざるを得ず、しかも、周囲の温度の影響を
蒙りやすいので、管壁温度の検出が不正確になる虞があ
り、その検出管壁温度に基づく螢光ランプへの電力供給
制御の結果、螢光ランプの管壁温度が最適温度から逸脱
する虞があった。

本発明の目的は、上記実情に鑑み、螢光ランプの管壁の
温度を、より一層確実に最適温度に維持できるようにす
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による原稿照明装置の特徴構成は、原稿照明前の
待機中、螢光ランプの管壁温度が最大発光効率を与える
温度に維持されるように前記螢光ランプへの電力供給を
制御する照明制御手段を構成するに、前記螢光ランプの
光の強度を検出する光強度検出手段を設け、前記管壁温
度を上昇させる電力を前記螢光ランプに供給する第１電
力供給状態で前記光強度検出手段による検出光強度が減
少開始したときに前記管壁温度を下降させる電力を前記
螢光ランプに供給する第２電力供給状態に切り替えると
ともに、その第２電力供給状態で前記検出光強度が減少
開始したときに前記第１電力供給状態に切り替える電力
供給制御手段を設けたことにある。

〔作　用〕

つまり、螢光ランプの相対発光光束は、第３図に示すよ
うに、螢光ランプの管壁温度に対し。

て、［約４０℃］で最大値をとるとともにそれより高い
温度でも低い温度でも低下することが知られている。

そこで、上記の関係の認識に基づき、螢光ランプの光の
強度を光強度検出手段によって検出し、螢光ランプの点
灯後、その検出光強度が増加中ば管壁温度も上昇中であ
って未だ最適温度に達していないと判断し、自己加熱に
より管壁温度を高めるべく第１電力供給状態で管壁温度
を上昇させる電力を螢光ランプへ供給するとともに、そ
の第１電力供給伏態で検出光強度が減少開始すれば管壁
温度が最適温度を越えたと判断し、管壁温度が最適温度
を下回るまで冷却すべく第２電力供給状態で管壁温度を
下降させる電力を螢光ランプへ供給し、その後、検出光
強度が増加中ば管壁温度が最適温度に向かって下降中で
あると判断してそのまま第２電力供給状態で電力を供給
するとともに、その第２電力供給状態で検出光強度が減
少開始すれば管壁温度が最適温度を下回ったと判断して
再び第１電力供給状態に切り替えて電力を供給すること
で、光強度検出手段による検出光強度に基づいて、原稿
照明前の待機中、常に上述の動作が操り返され、その結
果、管壁温度は最適温度の近傍に維持される。

さらに、第１電力供給状態と第２電力供給状態との切替
えごとに、その切替えによる螢光ランプへの供給電力の
差を減少させることにより、そのときの周囲環境による
放熱量と螢光ランプの自己加熱による加熱量とがほぼ同
じとなる電力供給状態に収束し、管壁温度を最適温度の
極めて近傍に維持することも可能になる。

従って、原稿の照明が開始されたときに、はぼ最大発光
効率にある螢光ランプによる適正な照明を直ぐに行うこ
とができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。

第２図は、本発明による原稿照明装置を備えたスリット
走査型の電子写真複写機の概略断面を示している。

この電子写真複写機において、ガラス等からなる原稿台
（１）上の原稿（門）が螢光ランプ（２）により照明さ
れ、その原稿（Ｍ）からの画像光が、スリット（３）を
通過し、結像レンズ（４）及び複数個のミラー（５ａ）
〜（５ｄ）等からなる結像光学系（１）によって、感光
体ドラム（６）上に投影されるように構成されている。

走査装置（Ｓ）を構成する螢光ランプ（２）・スリット
（３）・第１ミラー（５ａ）は、速度［Ｖ］でＤＣモー
タ（図示せず）の駆動により図中左方に移動して原稿（
Ｍ）を走査するように構成されている。また、第２ミラ
ー（５ｂ）・第３ミラー（５Ｃ）は、結像光学系（１）
による一定の結像光路長を維持するために、走査装置（
Ｓ）の移動速度［Ｖ］の半分の速度［ｖ／２］で同じＤ
Ｃモータにより図中左方に移動するように構成されてい
る。

そして、この走査装置（Ｓ）によって走査された原稿（
？ｉ）からの画像°光が、走査装置（Ｓ）とは別のモー
タ（図示せず）により図中反時計方向に定速回転される
感光体ドラム（６）上に結像され、その画像光に対応し
た静電潜像が形成されるように構成されている。

感光体ドラム（６）の周囲には、その表面を一様に帯電
させる帯電装置（７）、結像光学系（Ｉ）による投影結
像で形成された静電潜像にトナーを付着させて顕像化す
る現像装置（８）、そのトナー像を記録紙（Ｐ）上に転
写する転写装置（９）、トナー像転写後の記録紙（Ｐ）
を感光体ドラム（６）から分離する分離装置（１０）、
トナー像転写後の感光体ドラム（６）の表面に付着した
余分なトナーを除去するクリーニング装置（１１）、及
び、トナー像転写後の感光体ドラム（６）上の電荷を消
滅させるメインイレーサランプ（１２）等が配設されて
いる。

一方、記録紙（Ｐ）は給紙力セラ）　（１３）に収容さ
れており、記録信号に応じて記録紙（Ｐ）が、ピックア
ップローラ（１４）によって１枚ずつ取り出されて、転
写装置（９）に送り込まれるように構成されている。

転写装置（９）で感光体ドラム（６）上のトナー像を転
写された後に分離装置（１０）により感光体ドラム（６
）から分離された記録紙（Ｐ）は、搬送ベルト（１５）
によって定着装置（１６）に送られ、転写されたトナー
像を形成するトナーを定着装置（１６）による加熱で溶
融させて定着させた後、排紙ローラ対（１７）によって
複写機本体（１８）外のトレー（１９）上に排出される
ように構成されている。

第１図は、この電子写真複写機の動作を制御する制御装
置の周辺の概略構成を示している。

図中（２０）は、その主要部を構成する本体制御部であ
り、メインスイッチ（２１）・プリントキー（２２）・
複写濃度設定キー（２３）・複写条件設定キー　（２４
）等からの入力に基づいて、走査装置（Ｓ）および感光
体ドラム（６）周囲の各装置（７）〜（１２）等の動作
を制御するように構成されている。

また、この本体制御部（２０）との間で信号を授受して
原稿（Ｍ）照明用の螢光ランプ（２）の動作を制御する
螢光ランプ制御部（２５）が設けられている。この螢光
ランプ制御部（２５）において、その主要部を構成する
マイクロコンピュータ（２６）が、本体制御部（２０）
からの制御信号を受けて螢光ランプ（２）に対するレギ
ュレータ（２７）の動作を制御し、螢光ランプ（２）に
印加する電力を制御する。また、螢光ランプ（２）の光
を受光する光センサ（２８）からの出力光電流を光電変
換回路（２９）によって電圧値に変換し、マイクロコン
ピュータ（２６）によってディジタル変換した後、本体
制御部（２０）に出力する。そして、本体制御部（２ｏ
）は、複写動作中、この光センサ（２８）から螢光ラン
プ制御部（２５）を介して得られる螢光ランプ（２）の
光の強度情報に基づいて、螢光ランプ（２）の光が複写
濃度設定キー（２３）により設定された複写濃度を与え
る所定の強度となるように、螢光ランプ制御部（２５）
への制御信号を調節してフィードバック制御を行う、な
お、マイクロコンピュータ（２６）はＲＡＭを内蔵して
い°る。

さらに、本体制御部（２０）は、複写動作中でない間、
すなわち、原稿（Ｍ）を照明する前の待機中、光センサ
（２８）・光電変換回路（２９）・マイクロコンピュー
タ（２６）によって構成される光強度検出手段（ＰＤ）
による検出光強度に基づいて、螢光ランプ（２）の管壁
温度を上昇させる電力を螢光ランプに供給する第１電力
供給状態で検出光強度が減少開始したときに、管壁温度
を下降させる電力を螢光ランプに供給する第２電力供給
状態に切り替えるとともに、その第２電力供給状態で検
出光強度が減少開始したときに前記第１電力供給状態に
切り替えることで、螢光ランプ（２）の管壁温度が最大
発光効率を与える温度（以下、最適温度と称する）であ
る［約４０℃］に維持されるように螢光ランプ制御部（
２５）を介して螢光ランプ（２）への電力供給を制御す
る。

つまり、螢光ランプ（２）の光は、水銀蒸気中のアーク
放電で放射された紫外線によって螢光体が励起されるこ
とで得られるものであり、水銀蒸気の蒸気圧の変化で紫
外線の放射効率が変化することで螢光ランプ（２）の発
光効率も変化する。そして、水銀蒸気の蒸気圧は周囲温
度に応じて変化するので、原稿（Ｍ）を照明する前の待
機中、螢光ランプ（２）の管壁温度を上述したように最
適温度である［約４０℃］に維持しておくことで、プリ
ントキーが操作されたときに、最大発光効率状態にある
螢−光ランプ（２）を用いた適切な照明を直ぐに開始し
て複写動作を始めることができ、作業効率を高めること
ができる。

電力供給制御手段である本体制御部（２０）による前述
した螢光ランプ（２）への電力供給の制御についてさら
に詳述すると、螢光ランプ（２）°の発光光束と管壁温
度とは、第３図に示す関係にある。従って、螢光ランプ
（２）の光の強度を検出し、第４図（イ）および（ロ）
に示すように、螢光ランプ（２）の点灯後、その検出光
強度が増加中ば管壁温度が上昇中で未だ最適温度に達し
ていないと判断し、螢光ランプ（２）の自己加熱により
管壁温度を高めるべく第１電力供給状態で管壁温度を上
昇させる電力を螢光ランプ（２）へ供給し、その第１電
力供給状態で検出光強度が減少を開始すれば管壁温度を
越えたと判断し、管壁温度が最適温度を下回るまで冷却
すべく第２電力供給状態で管壁温度を下降させる電力を
螢光ランプ（２）へ供給し、その後、検出光強度が増加
中ば管壁温度が最適温度に向かって下降中であると判断
してそのまま第２電力供給状態で電力を供給し、その第
２電力供給状態で検出光強度が減少開始すれば管壁温度
が最適温度を下回ったと判断して再び第１電力供給状態
に切り替えて電力を供給するとともに、第１電力供給状
態と第２電力供給状態との切替えごとに、その切替えに
よる螢光ランプ（２）への供給電力の差を減少させるよ
うに電力供給を制御することで、螢光ランプ（２）の管
壁温度は第４図（ハ）に示すように変化し、最適温度近
傍に維持される。

そして、上述のように螢光ランプ（２）の管壁温度を最
適温度近傍に維持するにあたって、光強度検出手段（Ｐ
Ｄ）による検出光強度によって管壁温度の変化を判断し
、それに基づいて螢光ランプ（２）への電力供給を’Ｍ
御するから、光を媒介にすることで周囲の環境に拘らず
常に正確な管壁温度検出に基づいた確実な管壁温度制御
が行える。

次に、第５図及び第６図のフローチャートを用いて、こ
の電子信号複写機の動作を説明する。

第５図は複写動作の全体的な流れを制御するメインルー
チンを示している。

メインスイッチ（２１）の閉成操作でのこのメインルー
チンがスタートすると、先ず各パラメータ等の所期設定
を行い〈＃１〉、螢光ランプ（２）への電力供給のデユ
ーティ比を［１００χ］に設定して螢光ランプ（２）を
フル点灯させた後〈＃２〉、複写濃度設定キー（２３）
からの入力を受は付けてその設定濃度に対応した目標光
強度を演算するく＃３〉。

続いて、光センサ（２８）から螢光ランプ制御部（２５
）を介して光強度情報を入力しく＃４〉、その光強度情
報が目標光強度に一致するか否かを検出するく＃５〉。

人力された光強度情報が目標光強度に達していなければ
く＃４〉のステップに戻って光センサ（２８）からの光
強度情報の入力を繰り返し、目標光強度に達すれば、複
写動作の開始が可能である旨を表示パネル（図示せず）
に表示するための複写可能信号を出力するく＃６〉。

その後、（待機中処理）のサブルーチンをコールしく＃
７〉、後述するがプリントキー（２２）の押圧操作があ
ってこのサブルーチンからリターンした後、（コピー制
御）のサブルーチンをコールするく＃８〉。

この（コピー制御）のサブルーチンでは、図示はしない
が、光センサ（２８）からの光強度情報に基づいて、螢
光ランプ（２）の光の強度が目標値になるようにリアル
タイムにフィードハック制御するとともに、走査装置（
Ｓ）およびその他の複写動作に与る装置の動作制御を行
う。複写動作が終了してこのサブルーチンからリターン
した後は、く＃７〉のステップに戻り、以後、上述の動
作を繰り返す。

第６図のフローチャートは、メインルーチンの〈＃７〉
のステップでコールされる（待機中処理）のサブルーチ
ンを示している。

このサブルーチンがコールされると、まず、螢光ランプ
（２）への電力供給のデユーティ比を［１００％］に設
定して螢光ランプ（２）をフル点灯させ＜＃１０＞、電
力供給状態を判別するための電力供給状態判別フラグを
、第１電力供給状態であることを示すべくセントした後
＜＃１１＞、プリントキー（２２）の押圧操作があった
か否かを判別する＜＃１２＞。プリントキー（２２）の
押圧操作があった場合には、複写動作を行うべくメイン
ルーチンにリターンする。プリントキー（２２）の押圧
操作がない場合には、＜＃２０＞のステップ以降のフロ
ーに進んで螢光ランプ（２）に対する電力供給制御を行
う。

＜＃２０＞のステップでは、螢光ランプ（２）に対する
電力供給制御の一周期を規定する内部タイマをセットす
る。続いて、光センサ（２８）からの光強度情報［Ｉ　
Ｌ］を入力して内蔵のＲＡＭにストアした後＜９２１＞
、カウントフラグをチエツクする＜＃２２＞。このカウ
ントフラグは、後述する電力供給状態の切替時に螢光ラ
ンプ（２）の作動が安定するまで光強度の検出を禁止す
るだめの遅延タイマのカウント中、セットされるもので
ある。

＜＃２２＞のステップでカウントフラグがセットされて
いないと判別された場合には、何も行わずに＜＃３０＞
のステップに進む。カウントフラグがセットされている
と判別された場合には、続いて遅延タイマをカウントア
ツプした後＜＃２３＞、遅延タイＹがタイムアツプした
か否かを判別する＜＃２４＞。

遅延タイマが未だタイムアツプしていなければ何も行わ
ずに＜＃４０＞のステップに進み、遅延タイマがタイム
アツプすれば、カウントフラグをリセットした後＜＃２
５＞、＜＃３０＞のステップに進む。

＜＃３０＞のステップでは、＜６２１＞のステップで入
力された光強度情報［Ｉ　Ｌ］を、前回のルーチンでの
入力光強度情報［Ｉ　Ｌｏ］と比較する。

＜９３０＞のステップでの光強度情報の比較の結果、螢
光ランプ（２）の光の強度が前回のルーチンのときより
も増加していると判別されれば、第１電力供給状態での
電力供給によって螢光ランプ（２）の管壁温度が未だ最
適温度に達しない状態で上昇中であるか、或いは、−旦
最適温度を越えた管壁温度が第２電力供給状態での電力
供給によって最適温度に向かって下降中であると判断し
、その電力供給状態で螢光ランプ（２）へｍ続して電力
を供給すべく何も行わずに＜＃４０＞のステップに進む
。

一方、螢光ランプ（２）の光の強度が前回のルーチンの
ときよりも下降していると判別されれば、続いて、電力
供給状態判別フラグをチエツクする＜９３１＞。このフ
ラグがセットされていると判別されれば、即ち第１電力
供給状態であれば、既に述べたように螢光ランプ（２）
の管壁温度が最適温度を越えたと判断し″、螢光ランプ
（２）の管壁温度を下降させるべ（第２電力供給状態に
切り替えるための制御信号を螢光ランプ制御部（２５）
へ出力しく６３２＞、電力供給状態判別フラグをリセッ
トした後＜＃３３＞、＜＃３６＞のステップに進む。

また、＜９３１＞のステップで電力供給状態判別フラグ
がリセットされていると判別されれば、即ち第２電力供
給状態であれば、既に述べたように螢光ランプ（２）の
管壁温度を再び上昇させるべく第１電力供給状態に切り
替えるための制御信号を螢光ランプ制御部（２５）へ出
力しく６３４＞、電力供給状態判別フラグをセットした
後＜＃３５＞、＜＃３６＞のステップを進む。

なお、既に述べたように、第１電力供給状態と第２電力
供給状態との切替えごとに、その切替えによる螢光ラン
プ（２）への供給電力の差を減少させるべく、＜９３２
＞のステップでは第２電力供給状態に切り替わるごとに
供給電力を増加させるように、また＜＃３４＞のステッ
プでは第１電力供給状態に切り替わるごとに供給電力を
減少させるように、夫々螢光ランプ制御部（２５）への
制御信号が変更されて出力される。

＜＃３６＞のステップでは、既に述べた遅延タイマをセ
ットし、続いてカウントフラグをセットした後＜＃３７
＞、＜＃４０＞のステップに進む。

＜９４０＞のステップでは、＜＃２０＞のステップでセ
ットされた内部タイマがタイムアツプするまで待機し、
その後＜６１２＞のステップに戻って上述の動作を繰り
返す。

上述した（待機中処理）のサブルーチンにおける螢光ラ
ンプ（２）の光の強度の変化、その光強度変化の検出に
基づく螢光ランプ（２）への電力供給制御のタイムチャ
ート、および、それによる螢光ランプ（２）の管壁温度
の変化のタイムチャートは第４図（イ）ないしくハ）に
示すものとなる。

〔別実施例〕

先の実施例では、原稿照明前の待機中に螢光ランプ（２
）の管壁温度制御を行うための光強度検出手段（ＰＤ）
の受光部として、自動濃度制御用の光センサ（２８）を
兼用するものを説明した。この構成の場合、上記光セン
サ（２８）は、複写動作中は自動濃度制御用として、そ
れ以外は管壁温度制御用として用いられるから、光セン
サ（２８）の共用により、自動濃度制御機能を有する複
写機等に本発明を適用する場合に少ない改造で済みコス
ト的に有利であるが、それに替えて自動濃度制御用の光
センサとは別に管壁温度制御用の光センサを設けてもよ
く、また、自動濃度制御機能を有しない複写機等に本発
明を通用することも勿論可能である。

先の実施例では、複写機に適用した場合を例にとって説
明したが、本発明による原稿照明装置は、そのほかマイ
クロフィルムプリンタやイメージリーグ等に適用するこ
とも可能である。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明による原稿照明装置は、
螢光ランプを効率病に発光させるための管壁温度の制御
を、その管壁温度と一対一の関係にある螢光ランプの光
の強度の検出結果に基づいて、管壁温度を上昇させる電
力と下降させる電力とを螢光ランプへ繰り返し供給する
ことで行うものであるから、本来的に螢光ランプの光以
外の光が遮断されているこの種の原稿照明装置において
、外部の有害光による悪影響を蒙ることなく、しかも、
周囲の温度の変動に拘らず、螢光ランプの管壁温度を常
に正確に検出することができ、温度検出素子による管壁
温度検出結果に基づいて管壁温度を制御する構成に比べ
て、より一層確実に、管壁温度を最適温度に維持するこ
とができ、しかも、螢光ランプへの電力供給は継続しな
がらその供給電力を変化させるだけでよいから、螢光ラ
ンプの点灯と消灯とを繰り返すことで管壁温度を制御す
る構成に比べて、螢光ランプの点灯に伴う多大な電力消
費をなくせることでコスト的にも有利である。

しかも、この種の原稿照明装置が用いられる複写機等で
は、原稿の濃淡に拘らず常に複写濃度をほぼ一定にする
べく、原稿濃度を検出するための光センサが設けられる
ことが多く、そのような構成の機器に本発明を適用する
場合には、その光センサを光強度検出手段として兼用す
ることで、構成が簡単になるとともにコスト的にも有利
であり、より一層効果的である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る原稿照明装置の実施例を示し、第１
図は電子写真複写機の制御装置の周辺のブロック図、第
２図は電子写真複写機の概略断面図、第３図は螢光ラン
プの管壁温度と相対光束との関係を示すグラフ、第４図
（イ）ないしくハ）はそれぞれ螢光ランプの発光相対光
束と供給電力と管壁温度とのタイムチャート、第５図お
よび第６図は電子写真複写機の動作を示すフローチャー
トである。 （２）・・・・・・螢光ランプ、（２０）・・・・・・
電力供給制御手段、（２８）・・・・・・光センサ、（
Ｍ）・・・・・・原稿、（ＬＣ）・・・・・・照明制御
手段、（ＰＤ）・・・・・・光強度検出手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原稿を照明する螢光ランプと、原稿照明前の待機中
   、この螢光ランプの管壁温度が最大発光効率を与える温
   度に維持されるように前記螢光ランプへの電力供給を制
   御する照明制御手段とを備えた原稿照明装置において、
   前記照明制御手段を構成するに、前記螢光ランプの光の
   強度を検出する光強度検出手段を設け、前記管壁温度を
   上昇させる電力を前記螢光ランプに供給する第１電力供
   給状態で前記光強度検出手段による検出光強度が減少開
   始したときに前記管壁温度を下降させる電力を前記螢光
   ランプに供給する第２電力供給状態に切り替えるととも
   に、その第２電力供給状態で前記検出光強度が減少開始
   したときに前記第１電力供給状態に切り替える電力供給
   制御手段を設けてある原稿照明装置。 ２、前記電力供給制御手段が、前記第１電力供給状態と
   第２電力供給状態との切替えによる前記螢光ランプへの
   供給電力の差を切替えごとに減少させるものである特許
   請求の範囲第１項に記載の原稿照明装置。 ３、前記光強度検出手段が、前記原稿からの画像光を受
   光してその原稿の濃度を検出するための光センサを受光
   部とするものである特許請求の範囲第１項又は第２図に
   記載の原稿照明装置。