JPS6031157A - 複写機の自動制御装置 - 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】 く技術分野〉　□ 本発明は原稿の濃淡に応じて自動的に光源の光量あるい
は感光体への帯電電位、現像器のバイヤス電位等を制御
する複写機の自動制釧１装置に関する。

〈従来技術〉 複写する原稿（たとえば白原稿、色原稿、新聞等）の濃
淡情報を光電変換素子で受光し、その受光電圧値をあら
かじめ定められた基準電圧値と比較してその差電圧が零
になるように光源の発光量を制御する自動露光方式が最
も多くの複写機に採用されている。しかし従来この自動
露光方式を含む自動制御方式に用いられる光電変換素子
を、複写機の光学系内に配置することは多くの問題点が
あった。以下従来の例をヌル−レンズを使った複写機と
セルフォックレンズを使った複写機の例をもって説明す
る。

第１図は光学系移動形のスルーレンズを使用した倍率変
換可能な複写機である。光源２によって照射される原稿
の濃淡情報をスリット７の読取領域でレンズ４を使って
感光体６上に投影する。光源２を含む光学系３はミラー
系３−１とミラー系３−２により構成され、それぞれ異
った速度で方向５に移動する。この光学系の移動に同期
して感光体６は矢印１２の方向に回転し、原稿の濃淡情
報を帯電器８で帯電された感光体６上に潜像として形成
して行く。感光体６上の潜像は、現像器９によって可視
化され、その可視像は感光体６の回転に同期してカセッ
ト１１から送られてくる普通紙上に転写器１０によって
転写される。さらに転写された可視像は、定着器１３に
送られ定着されたのち出力される。

この光学系移動形のヌル−レンズ４を使用した複写機で
スルーレンズ４と感光体６の間に自動制御に使用する光
電変換素子を配置した場合は、主に二つの問題があった
。その一つは、複写機の拡大、縮小機能を使用すると、
スルーレンズ４が感光体６に対して移動するため、感光
体面上に適正制御するために設定された光電変換素子の
基準受光電圧値が倍率変化に伴って変わってしまう欠点
がある。これを補正するためには、倍率切替修正用可変
抵抗を用いた複雑な電気回路を必要としたり、常に光電
変換素子の位置が、レンズ４と感光体６の距離に対して
、所定の比の位置にくるよう機械的に移動する複雑な構
造をもつ光学系を使わなければならなかった。さらにも
う一つの問題は光電変換素子を光路中に配置するため、
光量損失を伴うことであった。

次にスルーレンズ４と原稿台１０間に光電変換素子を配
置した場合では、ミラー系３−１とミラー系３−２がそ
れぞれ異った速度で移動するひめ可動部分以外のスベー
ヌは限定されること、その限定されたヌベースで光電変
換素子とレンズ間の相対的位置関係を保つことは困難で
あった。まだ、原稿台１とミラー糸３−１の間の不可動
部に光電変換素子を配置することが考えられるが、光源
２の輻射熱が大きく、光電変換素子の劣化をまねく欠点
があった。実験によれば原稿台１近傍では、連続複写時
１．２０℃以上の温度になった。ミラー系３−１近傍で
も７０℃以上もあった。市販されている光電変換素子の
保障温度は６０〜８０℃程度であるため、環境による温
度上昇をも考え合わせると光電変換素子を直接原稿台近
傍におくことは好ましく力い。

第２図は光学系として集束性光伝送体レンズアレイ（セ
ルフォックレンズ）を用いた原稿台移動形の複写機で、
１５は光学系のセルフォックレンズである。原稿台１が
方向１６に移動し、順次光源２で照射された原稿１７を
セルフォックレンズ１５を通して、感光体６上に投影す
る。以下の動作は第１図で説明したのと同様である。こ
の光学系の構成は非常に簡単であるため、スルーレンズ
を使用した複写機と比較して自動制御のための光電変換
素子を配置するヌベースが限定される。原稿台近傍は熱
的に、感光体近傍はトナーの飛散や感光体の静電気に影
響を受けやすい。そこで原稿台近傍や感光体近傍にレン
ズやハーフミラ−あるいは反射ミラー等を挿入して熱的
にも影響の少ない場所に光を導びく方法が考えられるが
限られたスペースに配置することは困難であった。その
だめ、セルフォックレンズを用いた複写機では、原稿の
濃淡情報を読み取って自動制御する方式はスルーレンズ
方式より開発が遅れている。

しかし、従来からこれらの多くの問題点を含んでいるに
もかかわらず、ヌル−レンズを使用した複写機にも、セ
ルフォックレンズを使用した小型複写機にも共用して使
用できる安価な自動制御方式が望まれていた。

〈発明の目的〉 本発明は従来の欠点を除去するために、光伝播部利を利
用１〜だものであって、その第１の目的は安価な装置を
提供することであり、第２の目的は熱的にも、静電的に
も安定した装置を提供することであり、第３の目的は容
易に測定領域の設定できる装置を提供することである。

〈実施例〉 以下本発明を実施例によって詳細に説明する。

第３図は本発明による一具体例を示す主要部の斜視図で
ある。腰回は、第２図に示す様に光学系としてセルフォ
ックレンズを使用した例であって、第２図と同一部分を
同一符号を付しており、その説明は省略する。図に示す
様にセルフォックレンズ１５に隣接させて、本発明にか
かる原稿の画像の濃淡を読取る光伝播部材１８が設けら
れている。

この例は、光伝播部材１８として光ファイバを用いたも
のである。

ここで原稿台１近傍の１００℃以上の温度をさけるため
に、耐熱性のある石英ガラスファイバあるいは耐熱性プ
ラスチックファイバ２１の一方の端面を原稿台１に平行
に配置する。この実施例では、ファイバ２１端面（原稿
台１と対向する面）は、セルフォックレンズ１５の端面
と同一平面上にくるよう設計しである。１本のファイバ
２１による原稿面上の測定領域は、ファイバ端面と原稿
台１の距離とファイバ開口角で決定される。従って任意
の測定点に対応する位置に、１本あるいは複数本のファ
イバ２１を配置し、そのファイバ２１をベーク板等の耐
熱材にはりつけたファイバセラ１−２０によって熱的に
影響の少ない場所まで導ひいて、ファイバ２１の他方の
端面に光電変換素子１９を接続している。

ファイバ２１を使いだ本発明の第１の例では、ファイバ
材料自体は、光通信用等に開発されたものもあり、安価
に入手できる。さらに自動制御用に測定したい位置及び
所定の測定領域をもつようなファイバセラ１−２０を作
ることは容易にできる。

測定位置はファイバのとりつけ位置を決めれば良い。測
定領域はファイバの開口角や原稿台とファイバ端面の距
離を設定してやれば良い。また小さなスペースに入れる
ためにファイバ自身を小さく折り曲けることが可能であ
る。実験では１００μｍの径をもつ光ファイバを使用し
たときは、曲げることは比較的容易である。このときの
１本のファイバに対して、原稿面」−での測定領域は実
測値で約６ｍｒｎ、程度の円形であった。また６本の光
ファイバを１つの光電変換素子１９に接続し、光電変換
素子の両端にＩＯＫΩの抵抗をつけたときの受光電圧値
は約数ＴＩ′ＬＶであって、自動制御用信号とて使用で
きた。

この第１の例では、複数本の光ファイバをそれぞれまと
めて光電変換素子１９に接続しているが、それぞれのフ
ァイバ又は何本かをブロックにして複数個の光電変換素
子に接続し各出力値を演算処理して制御し、最適光量を
定めることも可能である。

第４図は本発明の第２の例である。光源２は原稿台１上
を照射し原稿１７の濃淡情報はセルフォックレンズ光学
系を通して感光体６上に投影される。原稿台上の原稿１
７は、原稿台端辺１ａ及び１ｂを基準にして置くように
設計されている。これは、原稿サイズの異なる原稿たと
えばＡ４．Ｂ４゜ハガキ等に対してその原稿サイズに対
応する複写紙に正常に複写されることを保障するだめに
設定されているものである。

一方セルフォックレンズ１５の片側Ｋ　ｉｄ、セルフォ
ックレンズ１５と平行して、透明な厚さ１．１ｍｍの板
ガラス２２が配置されている。さらにその板ガラス２２
の受光端面２２ｂと直交する一端２２ａには、原稿１７
のａ淡を読取るだめの光電変換素子１９−２の受光面が
端面２２ａに密着あるいは接近して配置されている。

この動作を説明すると光源２からの光は原稿面に反射し
、その反射光はセルフォックレンズ１５に入射すると同
時にセルフォックレンズ１５と平行に配置されている板
ガラス２２の上端面２２ｂにも入射するよう構成されて
いる。板ガラス２２の受光端面２２ｂから入射した光は
、ガラス内面を伝播し、一部は光電変換素子１９に入射
する。

板ガラス２２の内面反射の光経路は複雑であるが、実験
によって第５図の結果を得た。使用したガラスは厚さ１
．１ｍｍ巾２０　ｍｍ長さ２７０　ｍｍのソーダガラス
である。板ガラス２２は入射及び出射光の散乱をさける
ため、端面２２ａと端面２２ｂは研磨しである。まだ光
電変換素子１９−２の近傍における端面２２ｂには約１
０ｒｒＬｍの遮光マヌク２３がほどこされていて、光電
変換素子１９近傍の強い光が入射されないようにしであ
る。第５図の測定結果は、第４図に示したセルフォック
レンズを使用した複写機で、原稿台１上に巾１５ｍｍの
白紙原稿をたすきかけ状において、測定したものである
。また板ガラス２２の側面２２ａからの距離ｅ　（ｍｍ
　）を横軸に示している。

これは、原稿台が移動するとたすきがけされた白紙原稿
を原稿台１の端辺１ａから順次読み取っていくことにな
るから、板ガラス２２の各位置での入射光がどの程度伝
播していくかを光電変換素子１９−２で観測することが
できる。測定は光電変換素子１９にＩＯＫΩの抵抗を接
続しその両端の電圧値をオシロスコープで描き、プロッ
トした。

第５図の曲線Ａは光電変換素子１９を端面２２ａの下側
すなわち受光面である端面２２ｂより離れた位置に取シ
つけた場合である。曲線Ｂは光電変換素子１９を端面２
２ａの上側すなわち端面２２ｂに近い位置に取シつけた
場合である。曲線Ａの方が光量的に艮好な結果を得た。

以上の測定結果から第４図の第２の例をさらに詳細に説
明すると、原稿台１におかれた原稿１７は、Ａ４．Ｂ５
．ハガキ等のいろいろな異った原稿サイズが考えられる
。これらは異ったサイズの原稿に対して原稿のもつ情報
のみによって自動制御しなければならない。たとえばハ
ガキサイズの原稿を複写するときなど、読取る領域が全
体均一であれば光電変換素子１９によって、受光される
信号のほとんどは、オリジナルカバーの白色情報であっ
たシ、オリジナルカバーがなされなければ、ハガキ原稿
の存在しないところは無反射となり黒情報を得ることに
なる。このような場合はハガキ原稿の情報は失なわれて
しまう結果となる。従ってどのような原稿サイズにも対
応するためには、複写原稿のおかれる基準端辺１ａを基
準にした受光信号の重みづけ、あるいは受光領域を限定
する必要がある。本発明の第２の例では、原稿基準端辺
１ａ側に光電変換素子１ｇ−２が配置されている。

従って本発明の板ガラス２２の端面２２ｂから入射した
光の内光電変換素子１９−２に近い端面２２ｂから入射
した光は比較的多く、離れた位置からの光は減衰して少
なくなる傾向がある。そのため、本発明の板ガラス２２
をもって自動制御信を得れば、自然に原稿基準端辺１ａ
側に重みづけが可能であシ、非常に効果的である。また
原稿台端辺１ａ近傍からの入射光量が多い場合、または
受光曲線の最大値を変えたい場合は、適当な遮光マヌク
２３を端面２２ｂに設けることによって簡単に行うこと
ができる。

また板ガラス２２の材質をソーダガラス等の赤外光を吸
収するガラスとすると、さらに新しい効果が期待できる
。原稿の濃淡情報は可視領域の光波長成分が必要であっ
て、光電変換素子１９−２として可視領域に感度をもつ
素子が使用されている。

しかし多くの光電変換素子１９−２はシリコンを主体に
したものであって、赤外光に感度の最大値を有している
。そのだめ複写機の自動制御に使用される光電変換素子
１９−２には赤外カットフィルりが付けられていて高価
なものとなっていた。本発明の板ガラス２２を使用すれ
ば、赤外光の吸収の多い板ガラスは容易に安価に入手で
きるから、通常の安価なシリコンフォットダイオードと
組み合わせて十分可視領域の情報を得ることも可能であ
る。

また第２の例では、第４図に示す通シ板ガラヌ２２は光
源２、セルフォックレンズ１５、板ガラス２２の順に配
置されているが、光源２からの原稿面又は原稿台１での
正反射した光をさける目的で光源２、板ガラス２２、セ
ルフォックレンズの順に配置することも可能である。

一方、原稿面の濃淡の画情報はセルフォックレンズ１５
の読取領域範囲で感光体６上にスリット露光される。こ
の場合現在セルフォックレンズ１５が感光体６」−に投
影している読取領域より、次の時刻にセルフォックレン
ズ１５が感光体６−にに投影するであろう読取領域から
の反射光を、板ガラス２２へ入射するように板ガラス２
２を配置しておけば、光源等の制御の遅れを防止するこ
とも可能である。

第６図は本発明の第３の例であって、倍率可変可能なス
ルーレンズを使った複写機である。４はスルーレンズ１
９−３光電変換素子、２２は第４図で示した本発明の板
ガラスである。光源２で照射された原稿台１上の原稿１
７からの反射光は原稿台直下にもうけられたスリット（
図示せず）で制限され、かつミラー系３−１及びミラー
糸３−２で反射され、スルーレンズ４を通って感光体６
上に結像する。ミラー系３−１とミラー系３−２はそれ
ぞれ異った速度で光学的条件を満足しながら移動する。

板ガラス２２は原稿台１の直下で光源２とスリットの近
傍にあって、光源２の原稿面からの正反射を防止した位
置で、受光端面２２ｂが原稿台１に平行になるように配
置されている。

原稿を拡大縮小するときヌル−レンズ４は倍率選択に伴
って光軸にそって前後に移動し、ミラー系３−１．３−
２は移動速度を倍率に応じて増減して拡大又は縮小され
た像を感光体６上に投影していく。そのときスリット内
の像の光量と感光体６面上に投影された光量の比は倍率
変化によってほとんど影響しない。それは多くの複写機
において使用されるスルーレンズは焦点距離の長いレン
ズを使用しているため、レンズの移動による光学的条件
の変動の影響は無視できるためである。

このような複写機に、本発明の板ガラス２２を、光源２
近傍で使用すれば、倍率変化に伴って基準受光電圧値を
変える必要もなく正確に自動制御することができる。

第７図は本発明の第４の例であって、２２０は本発明の
板ガラスである。板ガラス２２は８０ｒｒａｎの長さに
切断されている。光源２によって照射された原稿からの
反射光は板ガラス２２０の端面２２０ｂと端面２２０ｄ
　（端面２２０ａの相対向）に入射されるよう構成しで
ある。板ガラス２２０の２端而２２０ｂと２２０ｄから
の入射光は板ガラス内部伝播によって光電変換素子１９
−４で受光される。板ガラス２２０は長手方向が８０　
ｍｍを短いだめ、原稿台１上の一部の情報しか入射しな
い。さらに光電変換素子１９−４の出力は端面２２ｄか
らの入射光が端面２２ｂからの入射光に比べて大きく、
第８図のような結果を示しだ。

端面２２０ｄからの入射光がない場合（図中破線で示し
た）より、板ガラス２２０の端面２２０ｄの近傍の信号
を強調することができる。これは、小さな原稿たとえば
ハガキ原稿が原稿台１の原稿基準端辺１ａに対して精度
よく置かれない場合が多いとき、最小原稿中の位置より
小し基準端辺１ａによった位置に重みづけされた特性を
板ガラス２２０にもたせておくと効果的である。

〈発明の効果〉 以上の様に本発明によれば、ファイバ、板ガラス等の光
伝播部材と光電変換素子からなる受光器によって、熱的
にも静電的にも影響の少ない信号を得ることができる。

さらに、原稿のもつ濃淡情報の平均値を得ることができ
、またその情報は複写機の原稿サイズにあった重みづけ
されたものが自然に得られる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はスルーレンズを使いた複写機の内部構造を示す
断面図、第２図はセルフォックレンズをもちいた複写機
の構造を示す斜視図、第３図は本発明の第１の具体例を
示す要部斜視図、第４図は本発明の第２の具体例を示す
要部斜視図、第５図は第４図における光電変換素子の出
力特性図、第６図及び第７図は本発明の第３、第４の具
体例を示す要部斜視図、第８図は第７図における光電変
換素子の出力特性図である。 １・・・原稿台、　２・光源　３・・・ミラー糸４・・
・スルーレンズ　６・・・感光体　７・・・スリット　
１５・セルフォックレンズ　１７・・原稿　１９　（１
９−２＋　１．９−ｓ　、　１９−４　）・・・光電変
換素子　２０　・ファイバセット２１・・・ファイバ　
２２（２２０）・・板ガラス２２ｂ（２２０ｂ、２２０
ｄ　）　・受光端面２３・・遮光マスク 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）ｅ 築　ｌ　図 特開昭ＧＯ−３１１５７（７）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　原稿を露光ランプによって光を照射し、該原稿か
   らの光を光学系を介して感光体表面に結像させて、帯電
   された感光体上に潜像を形成せしめたのち現像器によっ
   て可視像を作り、画像を順次形成するスリット露光方式
   による電子複写機において、上記原稿からの光を受光す
   る受光端面を原稿面と平行に配置した光伝播部材の一部
   に光電変換素子を密着もしくは接近して配置した受光器
   を設け、上記原稿からの光を受光器の光伝播部材を介し
   て上記光電変換素子にて受光せしめ、該受光器の信号か
   ら得られる制御信号を上記電子複写機に帰還して適正な
   画像を形成できるように自動制御することを特徴とした
   複写機の自動制御装置。 ２、　上記電子複写機の露光ランプに受光器の信号から
   得られる制御信号を帰還したことを特徴とする第１項記
   載の複写機の自動制御装置。 ３、上記光伝播部材を露光ランプによる原稿からの正反
   射光を受けない位置に配置したことを特徴とする第１項
   記載の複写機の自動制御装置。 生　同一時刻における光学系の読取領域と受光器の読取
   領域とが異っていることを特徴とする第１項記載の複写
   機の自動制御装置。 ５、　上記光伝播部材として長方形を有する板ガラスを
   使用したことを特徴とする第１項記載の複写機の自動制
   御装置。 ６、上記光伝播部材として赤外光を吸収する板ガラスを
   使用し、かつ光電変換素子としてシリコンフォットダイ
   オードを使用することを特徴とした第１項記載の複写機
   の自動制御装置。 ７、　上記板ガラヌの端面２２ａで受光端面２２ｂから
   離れた位置に上記光電変換素子を取り付けたことを特徴
   とする第５項記載の複写機の自動制御装置。 ８　上記受光端面に板ガラスの端面２２ｂと端面２２ｄ
   の両方をもちいたことを特徴とする特許項記載の複写機
   の自動制御装置。