JPS5939171A - 静電潜像読出方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静電潜像を有する画像蓄積板を光走査して、
時系列電気信号に変換する静電潜像読出方法に関するも
のである。

光導電体に像露出してその静電潜像を形成し、光走査す
ることによりこの静電潜像を電気信号として読出す方法
は、例えば特開昭５４−３１２１９、号公報などにおい
て従来から知られている。

この方法は第１図に示すような順序により行われる。即
ち、第１図（ａ）〜（ｄ）は静電潜像読出し方法を説明
するための説明図であり、画像蓄積板ｌは透明電極１ａ
、セレン・硫化カドミウム等から成る光導電体層ｔｂ、
絶縁体層１ｃ、電極１ｄから構成され、電極１ａ、ｌｄ
間に直流電源Ｅが接続されている。なお、Ｓｔ、　Ｓ２
はスイッチ、Ｒは出力抵抗である。

先ず第１図（ａ）において、スインチｓ１をオン、Ｓ２
をオフにして電源Ｅを電極１ａ、ｌｂ間に印加して、光
導電体層１ｂと絶縁体層１ｃを充電する。この状態で全
面を光りで照射すると、光導電体層１ｂの抵抗が低下し
電荷の注入を生じ、電極ｌａの正電荷は図示のように光
導電体層１ｂと絶縁体層１ｃの境界面に達し、電荷は（
ａ）に示すように蓄積され、この状態を１次帯電という
。

次に、光りの照射を停止して暗状態にして、スイッチＳ
ｌをオフ、Ｓ２をオンにすると、ｆＪｒ、１図（ｂ）に
示すように電極１ａに負電荷が現われる。この状態にお
いて、第１図（Ｃ）に示すように濃淡情報を有するフィ
ルム２を介して光りを全面に照射すると、フィルム２の
透明部２ａから透過光Ｌａが電極１ａに達し、透過光Ｌ
ａが照射された光導電体層ｌｂの部分の抵抗が低下し、
電極１ａ、１ｄ、及び光導電体層１ｂと絶縁体層１ｃの
境界面の電荷は消滅する。従って、フィルム２の不透明
部２ｂに相当する部分にのみ電荷が残ることになり、こ
れを像露光と称し、残った電荷パターンを静電潜像とい
う。

その後、第１図（ｄ）に示すようにスイッチＳｔをオフ
、Ｓ２をオンにした状態で、回転多面鏡又は振動鏡から
成る走査偏向器３に光ビームｐを入射し、その反射光Ｊ
ａで画像蓄積板ｌ」−を走査すれば、走査された部分の
光導電体層１ｂの抵抗が低下し、絶縁体層ＩＣの電荷が
出力抵抗Ｒを介して放出され、電流工が流れ出力抵抗Ｒ
の両端に電位差■が生ずる。なお、（ｄ）は走査偏向器
３の反射光ρａが電極１ａの端部から中央部まで走査し
た状態を示している。このようにして、静電潜像は電流
Ｉ又は電位差Ｖとして時系列的に読出すことができる。

第１図からも明らかなように、光ビームｐの反射光ρａ
を走査すると透過光Ｌａが照射した部分では電流工は流
れず、透過光Ｌａが照射されなかった部分のみ流れる。

即ち、像の明部では電流Ｉが流れず、像の暗部で電流Ｉ
が流れることになる。なお上述の説明では、明部では電
荷が完全に消滅し、暗部では電荷が完全に保持されるも
のとしたが、この方法においては明暗に中間調がある場
合は、それに準じた静電潜像が形成され、その静電潜像
に準じた電流Ｉ又は電圧Ｖが得られる。更に」二連の説
明では、光走査を一次元的に行った場合について示した
が、光走査を二次元的に行えば、ビデオ信号と同様に二
次元画像の時系列電気信号が得られることはいうまでも
ない。

第２図は第１図の方法による出力波形を示し、横軸は時
間つまり光ビームｐの反射光ρａの走査角であり、縦軸
は電流Ｉ又は電位差Ｖとして得られる出力である。この
第２図において、旧は明部の波形、ｗ２は暗部の波形、
Ｗ３は中間調の波形を示している。

第３図は他の読出し方法を示し、第１図と同一の符号は
同一の部材等を示している。第３図（ａ）において、ス
イッチＳｌをオン、Ｓ２をオフにすることにより、電極
１ａ、１ｄにそれぞれ正、負の電荷が充電される。第１
図の場合と異なるところは、第３図（ａ）においては最
初に光を照射しないので、電荷は光導電体層１ｂに注入
されずに電極ｌａに停まることである。この状態で第３
図（ｂ）のように像露光を行うと、透過光Ｌａが照射し
た部分では光導電体層ｔｂの抵抗が低下して電荷の注入
を生じ、電荷は光導電体層１ｂと絶縁体層ＩＣの境界面
に移動する。また、透過光Ｌａが照射されなかった部分
の電荷はそのまま電極１ａに停まつている。

次に、第３図（ｃ）のように暗状態でスイ・ンチＳｌを
オフ、Ｓ２をオンにすると、電極１ａ、１ｄは短絡され
るので、電荷は出力抵抗Ｒを介して放出され、透過光Ｌ
ａが照射されなかった部分の電荷は消滅する。また、透
過光Ｌａが照射された部分には電荷が現れる。この後、
第３図（ｄ）に示すように、第１図と同様に光ビームρ
により静電潜像の読出しを行なえば、静電潜像に準じた
電流工又は電位差Ｖが得られる。この第３図の方法では
像露光の明部にのみ電荷が残り、第１図の場合とは明部
、暗部が逆の静電潜像になっていることが判る。また、
明部に中間調がある場合も同様に読取り可能である。

第４図は第３図の方法による出力波形であり、それぞれ
Ｗ５は明部、Ｗｅは暗部、Ｗ７は中間調の波形を示し、
第２図とは明、暗の出力が逆になっている。

なお、これらの方法においては、潜像を与えるための原
版としてネガフィルム２を直接転写する装置の露光過程
であったが、原版を投影レンズで投影する装置、更には
立体物の投影或いは透過像を記録する装置の露光過程に
も適用できる。また、露光エネルギを与える情親の媒体
として可視光、又は赤外光のような不可視光或いはＸ線
のような放射線など、潜像を形成できるエネルギを有し
ていればよい。殊に光導電体がＸ線に感度を持つことは
ゼロラジオグラフィによって周知であり、Ｘ線検査機器
、特に医用Ｘ線検査機器に電子写真的手段を利用するこ
とは、記録体に大判の銀塩フィルムを使用しなくても済
むこと、感度の向上によってＸ線線量を減少できること
、或いは読出した信号を直ちにビデオ画像として観察で
き、種々の電気的な操作をも加えられる等の利点がある
。また、光導電体のＸ線に対する感度が著しく低いか、
殆ど無かったとしても蛍光スクリーンのような像変換器
を介在させれば、同様に潜像を形成することができる。

以上説明した従来の画像蓄積板の読取りにおいては、光
走査して得られる出力電流工は、像露光照射量によって
大きく影響を受は信号の大きさが変ることになる。光走
査して得られる電流信号は処理する電気処理系のダイナ
ミックレンジが有限であるから、像露光照射量が多過ぎ
ると信号が大き過ぎて像の明部が飽和し、逆に像露光照
射量か少な過ぎると信号が小さくなり過ぎてコントラス
トがなくなってしまうという欠点がある。

第５図及び第６図の波形図はこの状態を示していて、第
５図は第２図の方法に、第６図は第４図の方法にそれぞ
れ対応しており、有限なダイナミックレンジを持つ電気
処理系を経由した場合の例である。第５図（ａ）及び第
６図（ａ）では像露光照射量が多過ぎる場合であり、中
間調において飽和Ｗｅが生じている。第５図（ｂ）及び
第６図（ｂ）は像露光照射量が少な過ぎる場合であって
、中間調のコントラストが殆どなくなっている。

また、アナログ量の信号をデジタル量に変換する場合に
は、アナログ拳デジタル変換器のダイナミックレンジを
適合させないと大変な損失となる。例えば、変換器のデ
ジタル信号を８ビツトとし、信号のダイナミックレンジ
が変換器のダイナミックレンジの１７２とすると、信号
は全振幅で７ビツト分しかデジタル量に変換されないこ
とになり、像の中間調再現への支障となる。

上述のような欠点を改善するために、第１図（Ｃ）、第
３図（ｂ）の像露光時に流れる上述の電流Ｉを利用する
方法が知られている。第１図の方法において、第１図（
Ｃ）の像露光を行った場合に、消滅する電荷は第１図（
ｄ）の光走査をした場合と同様に出力抵抗Ｒを介して中
和消滅する。従って、像露光時にも出力抵抗Ｈに電流工
が流れ、出力抵抗Ｒの両端には電位差Ｖが生ずることに
なる。

第３図の方法においても、第３図（ｂ）の像露光を行っ
た場合に、電荷の注入は出力抵抗Ｒを介して行われるの
で、出力抵抗Ｒに電流工が流れ出力抵抗Ｒの両端に電位
差Ｖが生ずる。なお、第１図（ｃ）と第３図（ｂ）では
像露光時の電流■の方向が逆となり、このときの電荷の
量を検出する従来例が既に知られている。

この従来例では像露光時の電流を検出し、像露光時に流
れる総電荷が予め設定した限界に達すると、像露光照射
を停止させるようになっている。

この方法は相当に有効な方法ではあるが、像露光照射を
制御することを前提とし、また像露光時に流れる総電荷
を測定するために別の機構を用いるので、構造が複雑に
なるという欠点がある。

本発明の目的は、上述の欠点を改良するものであって、
画像信号が常に適切なダイナミックレンジを持つように
した静電潜像読出方法を提供することにあり、その要旨
は、光導電層を含む多層の画像蓄積板に、照射源から信
置出をすることによって静電潜像を形成し、該画像蓄積
板を光走査して該静電潜像に相当する電流から成る画像
信号を読出す方法において、該画像信号を増幅する増幅
段階と、該増幅手段の増幅率を信置出時に流れる前記電
流を検知して該電流の大きさに基づいて決定する変更段
階とを有することを特徴とする方法である。

一般に、少ない像露光量で良好な再生画像を得たいとい
う要求がある。特にＸ線像露光を行う場合には、できる
だけＸ線曝射量を減少することが望ましく、信置出量が
多過ぎる場合は殆どない。

電子写真における静電潜像は、露出量が少なくても電荷
量と露出量との関係が広い範囲に渡って比例又は反比例
関係にあり、相当に感光度許容範囲が広い。従って、少
ない露出量の場合は光導電体層ｌｂを厳密に制御しなく
とも、露出量に対応させて信号を増幅すれば良好な再生
像が得られる。

次に、第７図以下に図示の実施例に基づいて本発明の詳
細な説明する。

第７図は本発明の方法を実現するための電気処理系のブ
ロック回路図であり、第８図（ａ）〜（ｆ）は＄７図の
各部においてそれぞれ５ａ−９Ｆとして示す電圧波形で
ある。画像蓄積板ｌに光が照射されて流れる電流Ｉの方
向は、第１図に示した例の場合を示している。また、第
８図の電圧波形（ｄ）〜（ｆ）は第１図の例の場合を示
していて、第３図の例の場合には波形は上下逆になる。

第７図において、ガルバノミラ−から成る走査偏向器３
を士力゛ルバノメータ４により駆動され、光走査は二次
元的に走査される。

１０は中央制御装置であり、各部のタイミング゛を調整
する第８図（ａ）　、　（ｂ）　’、　（ｃ）に示すタ
イミング信号Ｓａ、　Ｓｂ、　Ｓｃを発生する。この中
央制御装置１０のタイミング信号ｓｂにより偏向回路１
１は、この信号ｓｂが正の期間にガル／くノメータ４を
駆動する偏向信号を送出する。シャ・ンタ１２を土中央
制御装置１０から出力される信号Ｓａが負の期間に聞か
れるが、シャッタ１２を制御する代りに像露光の照明源
を制御してもよい。回路中には５個のオペレーショナル
アンプＡｔ〜へ５が用いられ、Ｎチャンネル電界効果ト
ランジスタＴＩ−Ｔ４は、ゲート電圧が低いほどソース
φドレイン間のインピーダンスが低くなる。また、Ｒ１
−Ｒ１０は抵抗、Ｃ１、Ｃ２はコンデンサを表している
。

画像蓄積板ｌから出力される電流工を検出するために、
本実施例の方法では抵抗Ｈの代り番とオペレーショナル
アンプＡＩ、抵抗Ｒ１を使用した電流電圧変換増幅器１
３を用いている。シャッタ１２が開いて像露光が行われ
た場合と、レーザー光から成る光ビームρの照射による
光走査の読取りが行われた場合に、画像蓄積板ｌに蓄積
された電荷は、矢印セ示した電流Ｉのように抵抗Ｒ１，
オペレーショナルアンプＡｌを介して放出される。オペ
レーショナルアンプＡＩの出力は第８図（ｄ）に示すＳ
ｄとなり、電圧ＶはＶ＝ＩＸＲ１になる。シャッタ１２
が開いて像露光が行われると、トランジスタＴ１は導通
し、オペレーショナルアンプＡ２、抵抗Ｒ２、Ｒ３、コ
ンデンサＣＩ、トランジスタＴ２から成る積分回路１４
において像露光時に流れる電流Ｉに相当する電位差Ｖを
積算する。このとき、トランジスタＴ３は導通していて
、オペレーショナルアンプＡ４は動作しない。シャッタ
１２を閉じると、Ｉ・ランジスタＴｌは開放状態となり
、トランジスタＴ２が導通してコンデンサＣ１に蓄積さ
れた電荷が中央制御装置１０の信号Ｓｃに従って積分回
路１４から放電されるまで、オペレーショナルアンプＡ
２の出力Ｓｅは保持される。

次に、中央制御装置ｌＯの出力信号ｓｂが正の期間に光
ビームρによる光走査が行われる。このとき、トランジ
スタＴ３は開放状態となるので、オペレーショナルアン
プＡ４、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ８、Ｒ７から成る交流
増幅器１５が動作する。オペレージ、ヨナルアンプＡ４
の出力は、抵抗Ｒ８、トランジスタＴ４から成る減衰器
１６で減衰され、オペレージ璽ナルアンプＡ５、抵抗Ｒ
８、ＲＩＯから成る増幅器１７で増幅されて、出力端Ｏ
から時系列電気画像信号Ｓｆが得られる。トランジスタ
Ｔ４のゲートは、オペレーショナルアンプＡ２の出力を
オペレーショナルアンプＡ３、抵抗Ｒ４、Ｒ５の反転増
幅器１８で反転増幅した出力に接続しており、像露光量
が大きく像露光時の電流Ｉが大きいほど、トランジスタ
Ｔ４には低い電圧が掛かることになる。従って、抵抗Ｒ
８、トランジスタＴ４による減衰率は、像露光量が大き
いほど大きいことになり、この電気処理系全体の増幅率
を考えると、像露光量が大きいほど増幅率は小さくなる
。

得られる時系列電気画像信号Ｓｆの第８図（ｆ）に示す
期間Ｊは像露光量が大きい場合、期間には像露光量が小
さい場合に対応していて、オペレーショナルアンプＡＩ
の出力信号Ｓｄの波形を見ると、期間Ｋにおいては期間
Ｊよりも小さな信号となっている。しかし、得られる電
気画像信号Ｓｆは期間Ｊ、にで同じ大きさの信号とする
ことができる。

本実施例ではシャッタ１２の開時間を一定とし、像の明
るさが異った場合を第８図に示したが、これは像の明る
さは同じで、像露光時間が異った場合でも同様に動作す
ることは明らかである。また、得られた画像信号ＳＦを
アナログ・デジタル変換をする場合は、画像信号ＳＦの
最大振幅をアナログ・デジタル変換器のダイナミックレ
ンジに合致するようにすれば、画像信号Ｓｆは無駄なく
デジタル化されることになる。また本実施例では、像露
光時の電流検知と光走査時の電流検知とを、オペレーシ
ョナルアンプＡ１、抵抗Ｒ１から成る同一の電流電圧変
換増幅器１３としているので構成が簡単になっている。

第９図は像露光量が大きすぎるか（ＯＶＥＲ）、適切か
（ＧＯＯＤ）、或いは小さ過ぎるか（ＵＮＤＥＲ）を表
示するだめのブロック回路図である。第７図のオペレー
ショナルアンプＡ２の出力Ｓｅが、第９図の入力端にお
けるＶＩに相当する。入力Ｖｌはバッファオペレーショ
ナルアンプ八〇を介して電圧計２０を作動し、この電圧
計２０の目盛に像露光が大き過ぎる（ＬＨ）、適切（Ｌ
Ｍ）、小さ過ぎる（Ｌ’Ｌ）の３つの状態に対応する表
示を付けておけば、操作者に適切な指示を与えることが
できる。また、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３により基準
電圧ＶＣを分割して作られる閾値ＶＨ，ＶＬト、入力Ｖ
ｌとをコンパＬ／　−タＰＩ、　Ｒ２−ｔ−比較するこ
とによって、ランプ２１．２２．２３、又はＬＥＤなど
の表示器を表示して３つの状態を明示することができる
。即ち、コンパレータＰ１、Ｒ２の出力の二値変数出力
をそれぞれＡ、Ｂ、インバータ２４．２５の出力のそれ
をＡ、月、アンド回路２６の出力のそれをＡ・Ｂとする
と、この回路は次の第１表の真理値表に従って作動する
。ただし、Ａ、ＢはそれぞれＡ、Ｈの否定を表し、Ｃ＝
Δ・Ｂとする。

第１表 ０ＶＥＲＧＯＯＤ　　ＩＪＮＤＥＲ ＡＢＡＢＣ＝Ａ　　＝Ｃ＝Ｂ Ｖｌ＞ＶＨ１１０００立カ　　消灯　消灯ＶＨ≧Ｖｌ≧
ＶＬ　　Ｏ１１０１消灯　立カ　　消灯ＶＬ＞Ｖｌ　　
　００１１０　　消灯　消灯　０第１Ｏ図は第７図に示
した電気処理系の増幅率を段階的に換えるためのブロッ
ク回路図である。

このオペレーショナルアンプＡ７、抵抗Ｒ１４〜Ｒ１Ｂ
から成る回路は、第７図の交流増幅器１５、減衰器１６
に代えて挿入されるようになっている。ここで、３０は
第７図のアナログ・デジタル変換器であり、電流電圧変
換増幅器１３の出力をデジタル化し、この変換器３０の
出力はラッチ回路３１により、中央制御装置１０からの
出力信号Ｓｃが負になるまでその値を保持する。３２は
スイッチ回路であり、ラッチ回路３１の出力に従ってオ
ペレーショナルアンプＡ７のフィードバック抵抗をＲ１
５〜Ｒ１８まで選択するようになっている。フィードパ
ック抵抗は、図示した数より多くのものを選択するよう
にすることができるので、オペレーショナルアンプＡ２
の出力Ｓｅによって折線ながら相当に細かくほぼ連続的
にオペレーショナルアンプＡ７の増幅率を変えることが
できる。第７図で示した減衰器１６では、電界効果トラ
ンジスタＴ４のゲート電圧によるドレイン・ソース間の
インピーダンス変化を、広いダイナミックレンジに渡っ
て直線的にすることは困難なので、第１０図の実施例は
極めて有効である。

また、本発明は像露光をＸ線で杆なえば、そのままＸ線
電子写真として応用することも可能である。更には、潜
像を読出すための読出し走査についても、実施例では最
も望ましい例としてレーザー光による二次元的走査を採
用しているが、別の放射エネルギで照射してもよい。ま
た走査の際は、画像蓄積板を固定してエネルギ点を移動
させる代りに画像蓄積板を移送し、或いはエネルギ点の
移動と画像蓄積板の移送とを組合せてもよい。

以上説明したように本発明に係る静電潜像読出方法によ
れば、読取り時における露光量の変動による出力信号の
ばらつきを、増幅手段の増幅率を変えるという簡単な方
法により補正が可能である。また、画像蓄積板は低露光
量では感光度許容範囲が広いために、前述の補正により
露光量の変動をほぼ解消することができるが、若しでき
ないほど露光量の変動が大きい場合には、それを表示し
て操作者の注意を促すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は静電潜像の読出し方法の説明図
、第２図は第１図の方法による出力波形図、第３図は他
の読出し方法の説明図、第４図は第３図の方法による出
力波形図、第５図（ａ）　、　（ｂ）は第２図に相当す
る波形において露光量が変動した場合の出力波形図、第
６図は第４図に相当する波形において露光量が変動した
場合の出力波形図、第７図は本発明を実現するための実
施例の電気処理系のブロック回路図、第８図は第７図の
各部における電圧波形図、第９図は第７図に一部追加し
て露光量が適切か否かを表示するためのブロック回路図
、第１０図は第７図の一部を変更追加して増幅器の増幅
率を変えるためのブロック回路図である。 符号１は画像蓄積板、２はフィルム、３はガルバノミラ
−１１０は中央制御装置、１１は偏向回路、１２はシャ
ッタ、１３は電流電圧変換増幅器、１４は積分回路、１
５は交流増幅器、１６は減衰器、１７は増幅器、１８は
反転増幅器、２゜は電圧計、３０はアナログ・デジタル
変換器、３１はラッチ回路、３２はスイッチ回路である
。 特許出願人　　キャノン株式会社 図面 第１図 ２ 第２図 本カ １３図 ｑフ 第４図 出力 第５１１１ ゎ力　　　　　　　　　ｔａ） （ｂ） 上方 第６図 ｄ８レリ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（０ン１カ　　　　（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　光導電層を含む多層の画像蓄積板に、照射源から
   像露出をすることによって静電潜像を形成し、該画像蓄
   積板を光走査して該静電潜像に相当する電流から成る画
   像信号を読出す方法において、該画像信号を増幅する増
   幅段階と、該増幅手段の増幅率を像露出時に流れる前記
   電流を検知して該電流の大きさに基づいて決定する変更
   段階とを有することを特徴とする静電潜像読出方法。 ２、前記増幅率の変更手段は、電流を積算するか又は前
   記電流に相当する信号を積算し、積嘗した積算値を記憶
   し、該積算値に基づいて増幅率を決定するようにした特
   許請求の範囲第１項に記載の静電潜像読出方法。 ３、前記積算値が大きいほど増幅率は小さくし、積算（
   ｉが小さいほど増幅率は大きくするようにした特許請求
   の範囲第２項に記載の静電潜像読出方法。 ４、　前記積算値が所定の値の範囲内にあるか否かを識
   別するようにした特許請求の範囲第２項に記載の静電潜
   像読出方法。 ５、　前記積算値が該所定の値の範囲内にある場合に、
   信号を発生するか又は（及び）表示を行うようにした特
   許請求の範囲第４項に記載の静電潜像読出方法。 ６、　前記積算値が該所定の値の範囲外である場合に、
   信号を発生するか又は（及び）表示を行うようにした特
   許請求の範囲第４項に記載の静電潜像読出方法。 ７、　前記像露出時に流れる電流を検知する電気回路を
   、画像蓄積板を光走査したときに静電潜像に相当する電
   流を画像信号として読出す電気回路と共通にした特許請
   求の範囲第１項に記載の静電潜像読出方法。