JPS60134230A - 複写機の自動露光制御機構 - 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】 栽蒼す費 本発明は複写機において露光量を制御する自動露光制御
機構に関する。

従来技術 従来、複写機において原稿画像の濃度に応じて露光量を
調整する方式として、感光紙の送り速度により調節する
か、露光ランプの明るさを変えて調節するか、絞りによ
り露光時の照度を変えるが、露光時間を制御するかの方
式が単独にあるいは組合されて用いられる。さらに、複
写能率の向上とともに、原稿の種類による画像光線の変
化、露光ランプ個々の発光量対電圧特性のばらっと、露
光ランプの劣化による光量変化、さらには、複写倍率変
更による結像面の明るさの変動などの種々の条件に対応
して露光量の調整を可能とした自動露光制御装置が既に
実用されている。

しかるに、従来のこの自動露光制御装置は、信号処理が
全てアナログで行なわれるため、回路が複雑化するとと
もに、アナログ回路であるが故に、複写機の設計変更に
際して自動露光制御装置の回路構成そのものも変更を要
するなどの問題点を有していた。

Ｍ−仰 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、所定の関係式を用いることにより、ソフトウェア
による処理で適正な露光量を得るようにした自動露光制
御機構を提供することである。

也−栗 露光ランプから照射される原稿の反射光量に応じた信号
〜’Ａにもとづいて、上記露光ランプへ印力１ける電圧
の位相制御における位相ψを、信号ｖＡが下限値ＶＡＬ
より小であるときは下限値ψＬに定め、信号＼７Ａ　カ
吐限値ＶＡＮより犬であるときは上限値ψＨに定め、信
号〜Ａが下限値ＶＡＬより大で上限値ＶＡＮより小であ
るときは関係式％式％ ただし、Ｋ１は正の定数 により定めて、露光ランプへの給電を制御する。

ヌ遣億 以下、本発明の一実施例を説明する。

第１図は複写機の自動露光制御機構における原稿画像の
濃度を検出する検出装置の周辺の概略構成を示しており
、露光ランプ３は原稿〃ラス２上に置かれた原稿１を照
射し、原稿１がらの反射光が破線で示す経路で第１ミラ
ー４．第２ミラー５及びスルーレンズ６を経て感光体７
に至る。

８は原稿反射光検出器であり、原稿反射光の光量を検出
する。この原稿反射光検出器８は、例えば図示するよう
にスルーレンズ６と並んで配置され、第２ミラー５から
の人創光により原稿反射光量を検出する。この原稿反射
光検出器８に入る光量は、原稿１の画像の濃度パターン
が均一であれば、露光ランプ３の電圧か高いほど多くな
り、また、露光ランプ３の電圧が一定であれば、原稿画
像の濃度パターンに応して左右される。

第２図は自動露光制御装置の概略構成を示している。５
〕はＡ／ｌ）変換器（不図示）を内蔵したマイクロコン
ピュータである。１０はソリッドステートリレーで１、
二のソリッドステートリレー１０の出力端子１０ａ、１
０１＋開に露光ランプ３と交流電源１１が直列に接続さ
れる。１２はマイクロコンピュータ９の出力端子ＰＡＯ
からの信号をソリッドステートリレー１０を駆動するこ
とができる信号にするドライバである。マイクロコンピ
ュータ９には、そのアナログ入力端子ＡＮを介して、原
稿反射光検出器８からの原稿反射光量を示す電圧信号が
人力される。また、マイクロコンピュータ９には、割込
端子ＩＮＴを介して、交流電源１１の交流正弦波電圧の
ゼロクロス点においてゼロクロス検知器１３からパルス
が入力される。

原稿反射光検出器８からの原稿反射光量を示すアナログ
電圧信号が端子ＡＮを介してマイクロコンピュータ９に
入力されると、マイクロコンピュータ９の内部のＡ／Ｄ
変換器によりこのアナログ信号がディジタル信号に変換
される。マイクロコンピュータ９では、さらに、この原
稿反射光量を示すディンタル信号にもとづいて後述する
関係式により原稿の画像濃度に応じた露光制御データを
算出する。この算出した露光制御データは、一旦、マイ
クロコンピュータ９の内部のメモ１ハネ図示）に記憶さ
れる。そして、ｆｊ、流正弦波のゼロクロス点において
ゼロクロス検知器１３から出力されるゼロクロスパルス
が、割込端子１ＮＴを介して入力されると、マイクロコ
ンピュータ９の内部タイマがメモリに記憶された」ニ記
露光制御データに対応した時間の計時を開始する。内部
タイマが計時を終了した時、マイクロコンピュータ９は
出力端子Ｐ　Ａ　ｏを介してドライバ１２に信号を出力
し、この時にドライバ１２から出力される駆動信号によ
りソリッドステートリレー１０がオンする。ゼロクロス
パルスか出力される毎に上述の動作を繰り返すことによ
り、露光ランプ３には、上記露光制御データに対応して
位相制御された交流電圧波が印加され、露光量制御が行
なわれる。第３図はこの位相制御された交流電圧波を示
しており、原稿の画像濃度に応じて算出された露光制御
用データである位相ψ３．ψ２．・・・がゼロクロスパ
ルスが出力される毎に内部タイマに設定され、位相ψＩ
。

ψ２．・・・が経過した時にソリッドステートリレー１
０をオンさせることにより、図の斜線部分の電圧が露光
ランプ３に印加される。

第４図に示すグラフは、上述の露光制御データを算出す
るのに用いられる変数系の各変数の相互の関係を示して
いる。このグラフの第１象限は露光量ｌと露光ランプ電
圧Ｖ、第２象限は上述の位相制御における位相ψと露光
ランプ電圧Ｖ、第３象限は原稿反射光量を示す検出電圧
ＶＡ　と位相φ、第４象限はある一定の均一な画像濃度
である原稿における原稿反射光検出電圧ＶＡと露光１夕
との関係を夫々示している。

第１象限の露光量βと露光ランプ電圧Ｖとの関傾を示す
グラフでは、露光ランプ電圧■は露光量ｌの３．８乗に
比例するという定まった曲線が描かれる。また、第２象
限の位相φと露光ランプ電圧■との関係においても所定
の曲線が描かれる。

さらに、第４象限の原稿反射光検出電圧ＶＡ　と露光量
ｐとの関係を示すグラフでは、原稿反射光検出器８とし
て入射光量に対してリニアな電圧出力が得られる例えば
フォトダイオードのような素子を用いることにより、原
稿画像の濃度パターンを均一にすれば、一定のリニアな
特性が得られる。

さて、第３象限のグラフは、原稿反射光検出電圧ＶＡに
応じて露光量を制御するために上述の位相φを定めるの
に用いる曲線を示しており、原稿反射光検出電圧ｖＡか
下限値Ｘ１ＡＬよりも低い場合には、曲線ａで示すよう
に、位相ψをその下限値ψ１に固定し、原稿反射光検出
電圧■Ａか上限値■ＡＨよりも高い場合には、曲線すで
示すように、位相ψを上限値ψ８に固定して、夫々露光
ランプ３を発光させる。例えば、原稿ガラス２上に原稿
１が置かれなくてｇ槁反射光か無いかまたは画像か黒い
原稿の場合で、位相ψを下限値ψＬまで小さくして露光
ランプ３の電圧を高めても原稿反射光検出電圧＼ＩＡが
下限値ｖＡＬ以上に上昇しないと外には、位相ψを下限
値ψＬに固定する。また、原稿画像が露光を殆んど反射
する場合で、位相φを上限値ψ日まで大きくして露光ラ
ンプ３の電圧を低下させてもｌｊ稿反射光検出電圧ｖＡ
カ佳限値＼シＨ以下に低下しないときには、位相φを上
限値ψＨに固定する。これは、原稿反射光検出電圧みが
下限値ｖＡＬと上限値ＶＡＮの範囲を越えるときは、後
述する位相ψの制御範囲外であり、最小または最大の電
圧を露光ランプに印加して、過度のランプ電圧上昇と低
下を防止する。

上述のように、第４図のグラフの第１象限、第２象限及
び第４象限はある定まった曲線となり、しかも、第１象
限のグラフが単調増加、第２象限のグラフが単調減少、
第４象限のグラフが単調増加であるので、この第４図で
示される変数系を安定させるためには、第３象限は単調
増加でなければならない。この理由は、第」、第２及び
第４のいずれかの象限で変数が変化しようとしたとき、
第３象限が単調増加であると、第４〜第４象限を一巡す
ると、その変化を抑制する方向に作用するのに対して、
第３象限が単調減少であると、第１〜第４象限を一巡す
ると、その変化を助長する方向に作用し、不安定な系に
なる。例えば、第３象限が単調減少であるとして、露光
ランプ電圧Ｖが上昇すると、位相ψが小さくなり、原稿
反射光検出電圧■＾が上昇し、露光量タカ伏鰺くなる。

したがって、さらに露光ランプ電圧Ｖが上昇し、原稿反
射光検出電圧■Ａがさらに上昇して、上限値ＶＡ）Ｉを
越える方向に変化する。露光ランプ電圧Ｖが低下すると
きは、逆に原稿反射光検出電圧ＶＡが低下して、下限値
ＶＡＬを越える方向に変化する。

しかるに、第３象限が単調増加であると、露光ランプ電
圧■が上昇すると、位相ψが小さくなＩ）、原稿反射光
検出電圧ｖＡが低下し、露光量ｐが小さくなり、したが
って、露光ランプ電圧Ｖの上昇が抑えられる。逆に、露
光ランプ電圧■が低下しようとすると、原稿反射光検出
電圧ｖＡカ吐Ａ、Ｉ−１したがって、露光Ｍ、ｌが天外
くなるので、露光ランプ電圧Ｖの低下か抑えられる。

そこで、この第３象限の原稿反射光検出電圧＼ｉ△に対
する位相ψの制御範囲ψＬ〜ψＨにおける曲線Ｃを、単
調増加とするとともに、演算を簡単化するためにこれを
下式で示される直線とする。

ψ＝　ＫＩＶＡ十に２　・・・・・・（１）ｖＡＨＶＡ
Ｌ 位相制御においてこのリニアな関係式を用いると、原稿
反射光検出電圧の下限値ＶＡ’Ｌと上限値ＶＡ）ｌ及び
この原稿反射光検出電圧ＶＡＬＩＶＡＮに夫々対応する
位相の下限値ψしと上限値ψＨを任意に変えることによ
り、曲線Ｃの傾きや位置を任意に変えることができる。

したがって、原稿が一定であるときでも、安定となる露
光ランプ電圧をリニアに変化し得る。また、原稿画像の
濃度パターンの変化に対する露光ランプ電圧の変化幅も
自由に変えることができる。

以下、上述の関係式（１）を用いた露光制御の動作につ
いて説明する。

原稿ＡとＢがあり、同じ露光ランプ電圧で照射すれば原
稿Ｂは原稿Ａよりも反射光が多くなるものとする。

いま、原稿Ａの場合に、＠４図に示すように、位相φ、
、露光ランう電圧■１．露光量ｌＩ、１、原稿反射光検
出電圧め、という１点鎖線ｄで示される関係で安定する
ものとする。原稿反射光検出電圧ｖＡが下限値ＶＡＬよ
りも大であるＶ４１であると、実線ｅで示される関係に
より式（１）から算出される位相ψＩで位相制御された
露光ランプ電圧ｖｌを露光ランプに供給する。このラン
プ電圧＼１．はランプ電圧ｖ８より高い電圧であり、こ
のときの露光量は１１　となって、高い加速度をもって
原稿反射光を反射光検出電圧ＶＡＮに相当する目標値に
収束させようとする。原稿反射光検出電圧ｖＡが目標値
＼餉の近傍の値ＶＡ２になると、式（１）で算出された
位相ψ２での露光ランプ電圧ｖ２は目標値＼・′いに近
い値となり、さらに、実線ｅの矢印ｆで示す方向をたど
って第１〜第４象限を巡回することにより、原稿反射光
電圧が目標値〜；、Ｍ＋こ収束するように、位相φかｌ
ｌ７１＋＋される。このように、露光の目標値から遠い
所では露光ランプ電圧を高め、目標値に近づくにしたか
って露光ランプ電圧を低下させることによＩ）、オーバ
ーシュート及びアンダーシュートを押えながら素早く目
標とする露光量に収束させることがでた乙。

原稿Ｂの場合には、第５図に示すように、１点鎖線ｄの
原ｆＡＡに対して、２点鎖線ｇで示す状態に収束するよ
うに位相制御が行なわれる。原ＭＢの反射光量が原稿Ａ
の反射光量より大であるので、安定状態における原稿Ａ
の露光ランプ電圧〜楡は原ＩＢの露光ランプ電圧布゛よ
り犬であＩ）、原稿Ｂの場合には、画像濃度パターンの
差の分だけ露光ランプ電圧が低くなる。

次に、マイクロコンピュータ９における処理手順につい
て説明する。

第６図は、露光ランプを制御するメインフローチャート
である。電源がＯＮされると、ステップＳ１で初期設定
が行なわれる。そして、ステップＳ２で露光ランプの点
灯サインがきたかどうかのチェックが行なわれる。ステ
・ンプＳ３で露光ランプの処理が行なわれて、ステップ
Ｓ４で露光ランプのトラブル処理が行なわれる。電源が
ＯＮの状態では、ステップＳ２．ステップＳ３．ステッ
プＳ４の処理が順次繰返される。

蚊７１’ｆｉｌ土、又テップＳ３での内部７０−チセー
トを示す。ステップＳＩＯ〜８１２で露光ランプＯＮ、
トラブルＮｏが確認されると、ステップＳ１３で原稿反
射光検出電圧＼値が下限値ＶＡＬよす小かどうかのＩ’
ｌ＋定を行なう。下限値＼仏りより小の場合にはステッ
プＳ１７に進み、メモリに位相ψの下限値φ、を記憶す
る。ステップＳ１３で反射光検出電圧■△が下限値＼旋
より大と判定するとステップＳ］４に進み、ステップＳ
１４で原稿反射光検出電圧＼゛Ａが」ニ限値卑りより大
かどうかの１１１定を行なう。上限値〜廂より犬の場合
にはステップ８１６に進み、メモリに位相ψの上限値ψ
Ｈを記憶する。ステップＳ１４で反射光検出電圧ｖＡが
上限値＼輛より小と判定すると、ステップＳ１５に進み
、関係式（１）の演算処理によ１）、原稿反射光検出電
圧＼１Ａを位相ψに変換し、メモリに記憶する。

第８図に、ゼロクロスパルスでの割込み処理（ＩＮＴＰ
Ｌ）のフローチ→・−卜を示す。ステップ５１０１で、
ソリッドステートリレー１０のトリがパルスを一旦“Ｈ
ｉ８ｂ”にする。さらに、ステップ５１０２でタイマー
をリセットし、ステップ５１０３に進む。ステップ５１
０３では、露光ランプ処ｆ！１．（ステップＳ３）にて
、／モリに記憶された位相ψをタイマーレジスタにセッ
ト腰ステップ５１０４にて位相制御用タイマーをスター
Ｆさせる。

第９図では、第８図でスタートさせたタイマーか゛タイ
ムアツプしたとぎの割込み処理（ＩＮＴＴＭ）の７０−
チャートを示す。ステップ８１０６にて、ソリッドステ
ートリレー１０のトリガパルスを“’　Ｌ　ｏｕｒ”　
ｉこして、ソリッドステートリレーに導通させる。

カー朱 以上説明したように、本発明においては、露光ランプか
ら照射される原稿の反射光量に応じた信号Ｖ　にもとづ
いて、上記露光ランプへ印加する電圧の位相制御におけ
る位相ψを、信号ｖＡが下限値ＶＡＬより小であるとき
は下限値ψＬに定め、信号鴇が上限値ＶＡＨより大であ
るとぎは上限値ψＨに定め、信号ぬが下限値ＶＡしより
大で上限値ＶＡｔ−１より小であるときは関係式％式％ ただし、Ｋ、は正の定数 により定めて、露光ランプへの給電を制御するようにし
たか呟露光制御をＲ１［ｆｉによりソフトウェアで行な
うことかでき、ハードウェアを簡略化できるとともに、
複写機の設計変更に際して記憶データの変更だけで対処
できるので工数削減に寄与する６さらに、制御系を安定
化させる関係式を用いる二とにより、原稿のあらゆる濃
度パターンに対して常に適正な露光が行なえる。また、
上述の関係式における変数は原稿反射光量だけであり、
関係式における定数を変更することにより、同じ原稿に
対して目標とする露光ランプ電圧を変化させることがで
き、容易に自動露光のステップ補正に対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は原稿画像濃度の検出装置の概略構成を示す図、
第２図は自動露光制御装置の概略構成を示す図、第３図
は位制御された交流電圧波を示す波形図、第４図と第５
図は変数系の相互の関係を示すグラフ、第６図ないし第
９図はマイクロコンピュータの処理手順を示すフローチ
ャートである。 １・・・原稿、３・・・露光ランプ、８・・・原稿反射
光検出器、９・・・マイクロコンピュータ。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 代理人弁理士青山　葆外２名 第６図 ｍ９図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）露光ランプと、この露光ランプに供給する交流位
   相を制御する制御装置と、上記露光ランプから照射され
   る原稿の反射光を受光してこの反射光量に応じた信号■
   Ａ　を出力する原稿反射光量検出手段と、上記位相制御
   １こおける位相ψを、上記信号ｖＡが第１のレベルＶＡ
   Ｌより小であるととは第１の値ψＬに定め、上記信号ｖ
   Ａが第２のしベル鷺Ｈより大であるとぎは第２の値ψＨ
   に定め、上記信号Ｘｉ八が第１のレベルｖＡＬより大で
   第２のレベルＶＡＩ−１より小であるときは ＫｔＶＡ十にま ただし、Ｋ１は正の定数 に定める演算手段とを備え、この演算手段によりめた位
   相ψにより露光ランプへの給電を制御することを特徴と
   する複写機の自動露光制御機構。