JPS6154210B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複写機等の露光用光源を有する露光装
置に関する。

複写機においては露光用光源として、ハロゲン
ランプ、蛍光灯、水銀灯、キセノン管等が使用さ
れている。電子写真複写機においては蛍光灯、ハ
ロゲンランプが最も一般的に用いられている。光
源の照度は電圧に比例して変化するので、照度を
一定に保つためには電圧を安定化させて使用する
必要がある。電圧を安定化させるためにはトライ
アツク等の双方向性制御素子による位相制御方式
を用いた帰還型によるもの、鉄共振を使用した電
圧安定化トランス（C.V.T）によるもの等が一般
的に使用されている。

また、原稿走査用の往復動部材が一方向に移
動、例えば往動中に原稿露光走査するものにおい
ては、特開昭50−34540号に示される様に、往動
開始時にランプの点灯を開始し、復動時はランプ
を消灯するものがあり、これにより電力の消費量
を減少し、ランプ等の過熱を防止することがなさ
れる。

一方、複写機では、コピーする原稿の状態、種
類によりSe、CdS等で構成される感光体に照射す
る光量を適正な値に調整する必要がある。露光量
を調整する方法としては、 ａ 機械的に絞り羽根を変える。

ｂ 電気的に光源自体の明るさを変える。

の方法がある。

ａにおいては、光源自体の光量は全く変える必
要がないので、従来よりよく使用されて来た。欠
点としては機械的である為、大きなスペースを必
要とし、かつメカニカルな構造も非常に複雑とな
り、その調整等が困難であつた。更にランプが最
大光量を常時出力していることになり、露光量が
少ないときでも、最大電力を必要とする。そのた
め電力ロスが多く光源の寿命が短い欠点があつ
た。

また、ｂはａの欠点を除去するが、光源に印加
する電力を変化させた光源自体の明るさを変える
ために前記印加電圧を変える必要がある。このた
めに、以下の如き問題点を生じる。

例えば、ハロゲンランプにランプの定格電圧を
ステツプ上に加えて一定照度になるまで略300ms
を要する。従つて、前述した特開昭50−34540号
の様に、往復動部材の往動開始時にランプの点灯
を開始する構成では、原稿の先端部がランプの光
量が所定光量に至る前に露光走査され、複写像先
端にカブリを生じることがある。

そこで、特開昭51−90180号に示される様に、
原稿走査用の往復動部材を原稿長よりも多めに移
動させるか又はランプ照度が一定になつた後に往
復動部材を往動開始させることにより、ランプの
立上り時間を補償することがなされる。

しかしながら、この方法では、コピー開始から
原稿露光走査開始までに待時間を要し、結局複写
速度を遅くしてしまうことになる。

更に、ランプ自体の品質上、温度、湿度の環境
変化上の特性バラツキにより立上がり時間にバラ
ツキがあること、光学系、原稿台の移動速度にバ
ラツキがあること、又感光体の感度も品質上、環
境上一定ではないことから、これらの要件が重な
つてオリジナル先端部の静電潜像が適切に形成さ
れず、そのため複写像先端部にカブリを生じるこ
とがある。従つて、立上がり時間のバラツキを補
償するよう待時間を設けると、ますます複写速度
を低下させてしまうことになる。

その上、前述した特開昭50−34540号の様に、
復動時はランプを消灯する構成で、同一原稿を複
数回露光する場合には、復動終了から次の露光走
査開始までに待時間を有し、連続した露光走査が
迅速になされないことになる。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、通
電開始後発光量が徐々に増加する原稿露光用の光
源と、原稿を走査すべく往復動する往復動部材
と、上記往復動部材の往動時に原稿を所定光量で
露光すべく上記光源を点灯し、往動による露光走
査終了に応じて上記光源を消灯する様に上記光源
への通電を制御する光源制御手段と、同一原稿を
複数回露光走査すべく上記往復動部材の往復動を
繰り返し行なわしめる往復動制御手段とを有し、
同一原稿の複数回露光走査のうちの１回目の露光
走査のために上記往復動部材の往動開始前に上記
光源制御手段による上記光源への通電を開始し上
記光源の光量が所定光量となつた後に露光走査を
開始し、同一原稿の複数回露光走査のうちの２回
目以降の露光走査のために前回の露光走査後の上
記往復動部材の復動中に上記光源の光量の立上げ
を行ない露光走査開始時には所定光量に至る様に
上記往復動部材の復動終了前に上記光源制御手段
による上記光源への通電を開始し上記光源の光量
が所定光量となつた後に露光走査を開始する露光
装置を提供するものである。

これにより、常に所定光量で安定した原稿の露
光走査を可能とするとともに、同一原稿の複数回
露光走査のうちの２回目以降の露光走査を往復動
部材の復動後に迅速に開始することができ、同一
原稿を複数回露光走査するための所用時間の短縮
が可能となる。

以下図面により実施例を説明する。

第１図は本発明の適用できる複写機の略断面図
であり、第２図は第１図の操作部平面図である。
オリジナル１は光学系プラテン２に置き露光ダイ
アルVR₂（第２図）を調整してランプの露光量を
所要値にした後コピーボタンCPBを押すとスイツ
チ（第３図）がオンとなりランプＬは点燈する。
前記Ｌによるオリジナル１の反射光は赤外線カツ
ト（可視光以外をカツト）するフイルタ３を通し
てレンズ４・ミラー５を通つて感光体６に露光さ
れる。露光はプラテン２の往復動のスリツト走査
による。感光体６の表面はコロナ帯電器７により
既に一様に帯電されているので、前記露光により
静電潜像が作られる。これを現像器８で顕像化
し、その画像を紙９に転写し定着器１１で定着し
た後に機外に排出し所要のコピーを得る。可変抵
抗器VR₂は露光ダイヤルとして複写機の操作パネ
ル部に配置される。そしてこの中心値（即ち露光
ダイヤルのセンタ値）で適正な値となるように可
変抵抗器VR₃を調整する。この可変抵抗器VR₃に
よりランプＬのバラツキを主として、Ｃ・Q₂・
Q₁のバラツキも含めて補正したり感光体の感度
に合わして補正したりすることができるので、こ
のVR₃を待たない場合は露光ダイヤルの値がバラ
ツキを生ずる。

尚ランプＬはハロゲンランプでありランプに印
加する電圧の変動等によりランプ光量が変化して
も一定光量となるよう制御される。

第３，４図は本発明に係わるランプ照度制御装
置の回路例であり、枠内ＡはＮゲートサイリスタ
（PUT）を用いて双方向性制御素子１２の点孤角
を制御しランプＬに加わる交流電圧の実効値を所
定値に保つ位相制御回路である。ここで点孤角は
ランプＬの端子電圧を一定値と比較して誤差を検
出する差動増巾器Ｂの出力と抵抗１４を介して
PUTのアノード端子に加わるライン電圧とによ
り決定される。

この差動増巾器Ｂを説明すると、トランジスタ
３０，３１はエミツタを共通に接続するととも
に、この接点から抵抗３２を通してアースされ
る。またトランジスタ３０のコレクタは抵抗２９
を通して電源に、トランジスタ３１のコレクタは
直接電源Ｂに接続される。さらにトランジスタ３
１のベースはT₁，T₂，T₃に接続された第４図の
調節回路により作られる一定電位点T₃に接続さ
れる。T₃の印加電圧の変化によりランプＬへの
印加電圧が変えられる。一方、トランジスタ３０
のベースには負荷３の端子電圧を検出するため
に、ランプＬに接続された誤差検出トランス２１
の出力をダイオードブリツジ２２により整流し、
抵抗２３，２４により分圧した後コンデンサ２５
により脈流分をある程度除去した誤差信号が抵抗
２６を通して加えられる。さらにトランジスタ３
０のベースとコレクタ間にはコンデンサ２７と抵
抗２８を直列に接続した帰還路を設ける。

双方向性制御素子１２の点孤位相角はPUTよ
り得られるパルスにより決定されるが、このパル
スと交流電源ACの電源周波数との位相関係はコ
ンデンサ１６を充電する電流によりつまりトラン
ジスタ１３でβ倍だけ増幅された電流と抵抗１４
を流れる電流との和により変化する。

いまランプＬの両端の電圧が何らかの原因で基
準電圧より低くなつた場合をみると、ダイオード
ブリツジ２２の出力端の電圧が低下しトランジス
タ３０ではベース電流が減少し、このトランジス
タ３０はベース電位を一定におさえられたトラン
ジスタ３１と共に差動増幅器を構成しているため
コレクタ電流が減少し、従つてそのコレクタ電位
は上昇し直流電源電圧に近づく。このために抵抗
１５を流れる電流とトランジスタ１３のエミツタ
電流が増大し、コンデンサ１６がPUTをオンに
するのに必要な電位まで充電される交流半周期毎
の時間が短かくなる。すなわち、点孤パルスの位
相が進むこととなり、双方向性制御素子１２は元
の場合よりも半周期毎早く導通し、よつて負荷３
の端子電圧は上昇して基準電圧に近づく。ランプ
電圧が高くなつた場合はその逆の動作をする。

第４図は本発明による露光制御回路における調
節部を示す。図中T₁〜T₃は各第３図のT₁〜T₃に
接続される。Q₁〜Q₃はオペアンプで入力電圧と
出力電圧は一致し、入力インピーダンスが高く出
力インピーダンスが低いところの通称ボルテージ
フオロアと称するものあり、Q₄は比較回路であ
る。VR₂は露光量を設定するための可変抵抗でオ
ペアンプQ₁，Q₂の出力側に接続される。VR₃は
VR₂で設定した露光量の微調を行なうための可変
抵抗、VR₁はVR₂による調節範囲を決定するため
の可変抵抗器であり、VR₃はトランジスタＱ６の
ベースに接続される。C₁，R₈〜R₁₀，VR₄は遅延
回路を構成するコンデンサ、抵抗、可変抵抗であ
りQ₇はコンデンサC₁の電荷を放電させるための
トランジスタである。

動作説明すると、スイツチSWのオンによる電
源投入時は、T₁，T₂への電圧印加により、可変
抵抗VR₁，VR₂，VR₃により決まる電位がオペア
ンプQ₃の入力に印加しT₃からその電位が瞬間出
力される。しかし電源投入時比較器Q₄の一入力
端子には抵抗R₉，R₁₀で決まる電位が印加され、
＋入力端子にはコンデンサC₁の電位が印加され
ることからT₃の電位は以下の如くなる。つまり
コンデンサC₁は電源投入后VR₄，R₈，C₁の時定
数で充電され、C₁の電位は徐々に上昇する。比
較器Q₄はその＋入力の電位が−入力のそれより
低い間、０を出力している。従つてその遅延期間
トランジスタQ₅はオンするので、T₁に印加され
る電位がアンプQ₃の入力に印加してその出力端
子T₃からVR₁，VR₂，VR₃で決まる電位より高い
電位T₁を出力することになる。遅延時間后比較
器Q₄はその＋入力電位が充電により−入力電位
よりも高くなると、１を出力する。そのためトラ
ンジスタQ₅はオフし、オペアンプQ₃の出力T₃か
らは、VR₁，VR₂，VR₃で決まる電位を出力する
ことになる。従つてランプ点灯時R₈，VR₄，C₁で
決まる時定数時間の間T₃から高電位が出力され
その后VR₂で設定した電位が出力されるのでラン
プの立上りが良くなり、かつ一定時間後ランプが
所定光量で点灯する。又VR₄の調節によりT₃から
の出力を切換える時期を調節することができる。
ランプを定格電圧以下で点灯させる場合の所定光
量への立上りは定格点灯時の立上り時間より長
い。しかし上記の如く点灯初期に定格電圧を一時
印加するので、上記の如く調節した場合逆に定格
点灯時よりも短い時間で立上ることができる。従
つてその時間に応じてVR₄を調節すると補償時間
を短くできる。ここではT₃の電位がT₁の電位と
等しいときランプに定格電圧（100V）が印加さ
れ、T₂の電位と等しいときその30％が印加され
るようにしている。

第６図はVR₂による調節光量に応じて立上り補
償用の定格電圧印加時間を自動的に加減制御する
回路例である。Q₁₀，Q₁₂はQ₁，Q₂等と同様のオ
ペアンプ、Q₁₆は発光ダイオードLEDを点灯させ
るためのトランジスタ、Q₁₇はLEDと遅延回路中
に挿入されたフオト抵抗PRとで１つのケース内
で構成されるフオトカプラであり、他の素子は第
４図のものと記号同志対応しかつ同じ機能を有
す。

スイツチSWをオンして回路に電源投入する
と、アンプQ₁₂はトランジスタQ₆のコレクタ電位
つまり可変抵抗VR₁，VR₂，VR₃で設定されたラ
ンプ調節電位に対応する電位を検知して出力す
る。定常点灯時VR₂にこの調節によるT₃からの出
力電圧が小なる程Q₆のコレクタ電位が低く従つ
てトランジスタQ₁₆の通電量が少ないので、発光
ダイオードの点灯光量は大きい。CdS等の抵抗
PRはLEDの電流量に対し反比例するので、その
抵抗値はVR₂の調節量が少ない程低下する。その
ため比較回路Q₄の＋入力の電圧は点灯開始から
短時間で−入力のそれに達する。よつてQ₄の出
力が低レベルからトランジスタQ₁₅をオフすると
ころの高レベルに変化する時間が光量調節の低さ
に応じて短かくできる。逆にVR₂の調節によりT₃
からの出力を大にして露光を大にしようとすると
トランジスタQ₁₆の動作量が増加しLEDの発光量
が少なくなる。よつてフオトカプラにおけるPR
の抵抗値が大となつて、Q₄の＋入力の所定電位
に達する時間が長くなる。従つてQ₁₅がオフする
までの時間が長くなつてランプの点灯立上りに要
する十分な時間を確保できる。

光量調節が小のときは点灯時立上り補正内に定
格電圧をランプに印加すると光量調節が大のとき
よりも、その設定光量に早く達成することから低
照度で点灯する際立上りのための待時間を定格照
度で点灯するときよりも短かくすることができ
る。従つてVR₄その他の回路定数は低光量調節し
たときは少ない立上り時間に合わして比較器Q₄
の出力が切換わるよう、又逆のときは立上り時間
を十分補償した上で切換するよう設定する。

ところで第９図の如く照度Ｂを得んがためにそ
れ以上の照度Ａに必要な電圧を初期に印加すると
Ｘの如くオーバシユートを生じることがあり、tc
時間后に露光走査を開始するとオーバシユートに
よる強度光により部分的に白ぬけが生じる。従つ
てオーバシユートのできないように第３，４，６
図の回路定数を選択したり、ｔ_C，ｔ_Bの時間選択
をしたりする必要がある。

次に光量調節について説明する。調節したVR₂
のもとで電源投入后所定状態の点灯しているとき
可変抵抗VR₁を調節すると、オペアンプQ₂の＋入
力への電圧を変えて、オペアンプQ₁，Q₂の出力
同志の電位差を変えることができる。それによつ
て可変抵抗VR₂で設定できる電位範囲が変えられ
露光調節範囲が規定される。調節したVR₁，VR₂
のもとでVR₃を変えるとトランジスタQ₆を流れる
電流を変え、それによつて抵抗R₂の電位降下を
変化させる。この抵抗R₂の抵抗値を可変抵抗VR₂
に比べて十分大きくしておくと可変抵抗VR₂によ
る電位降下が無視できるものとなる。従つて抵抗
R₂による電位降下の変化のみがT₃の出力に影響
を及ぼすことになり、よつてVR₁で設定した調節
範囲を変えることなくこの範囲をVR₃の調節によ
りレベルシフトすることができる。

尚図中D₁はトランジスタQ₆の温度補償用、
D₂，D₃はトランジスタQ₅の逆耐圧補償用のダイ
オードである。VR₁，_３は操作部のはん雑さを損
わない様マシン内の回路基板上に設けることも可
能である。又トランジスタQ₇をオンするリセツ
ト信号Ｒはランプを消灯のとき入力する。又第３
図中のスイツチSWはプラテンによる露光走査開
始前コピーボタンCPB（第２図）によりオンする
ものである。

第５，７，８図は第１図の複写シーケンスにお
けるランプに係るタイミング制御を示す第１図の
部分断面図、回路図、タイムチヤート図である。
第５図中５０，５２，５３はプラテンの往復移動
路に設けたリードスイツチで、各復動終了直前、
往動（露光）終了点（反転位置）、復動終了点
（停止位置）に設けられる、５１はプラテンの移
動により順次上記リードスイツチを作動する。プ
ラテンに設けたマグネツトである。この動作を第
７，８図を参照して説明する。第７，８図の図
中、CPBは第２図のコピーボタンCPBのオンによ
り１となる信号、BP，HP，EXPは上記リードス
イツチのオンにより１となる信号、Q₄は第４図
の比較器Q₄からのハイレベルで１となる信号、
SWは第３図のランプ点灯スイツチSWをオンす
る信号、FWDはプラテンを露光走査のために往
動させる前進モータオン信号、BWDは露光終了
后プラテンをもとの停止位置に戻すための後進モ
ータオン信号、Ｌはランプの点灯動作を示すもの
である。又第７図中FF₁〜_３は入力Ｓへの信号で
出力Ｑをセツトし、Ｒへの信号で出力Ｑをリセツ
トするフリツプフロツプ、G₁，G₂はアンドゲー
トである。

コピーボタンのオンによりFF₁をセツトして
SW信号をオンしてランプＬを点灯する。その后
第４図の比較器Q₄の出力が所定時間ｔ后ハイレ
ベルに変化するとFF₁のオンと合まつてゲートG₁
を介してFF₂をセツトする。そして前進信号
FWDをオンしてプラテンを往動開始しそれによ
る露光走査を開始する。この時間ｔはランプが所
定照度に立上つた時期よりも少し長めに対応す
る。露光終了しプラテンの反転位置に達するとリ
ードスイツチ５２をマグネツト５１がオンするの
で信号BPによりFF₂がリセツトされFWDがオフ
し代りにFF₃がセツトしBWDがオンする。従つ
てプラテンの前進を停止し後進を開始する。同時
にFF₁もリセツトするのでSWをオフしてランプ
を消灯せしめる。そしてプラテン復動中リードス
イツチ５０をマグネツトが通過したとき信号
EXPを生じるので、BWDのオンと合まつてゲー
トG₂を介してFF₁を再びセツトしてSWをオンし
ランプを点灯する。そしてプラテンがもとの停止
位置に達すると信号HPを生じるのでFF₃をリセ
ツトしBWDをオフしてプラテン復動を停止す
る。この後比較器Q₄がハイレベルを出力すると
前述と同様にしてFF₂をセツトしFWDをオンし
て再び露光動作を開始する。このようにして枚数
設定器SL（第２図）で設定した数のコピーを同
じ原稿からとるものである。このようにVR₂によ
る光量調節に応じてQ₄がハイレベルとなる時期
が変化するので前進信号FWDの開始時期も変化
する。ここで後進が終了したときQ₄がハイレベ
ルとなる時期を調節光量が最低の場合に対応させ
ると後進終了后すぐに前進を開始することができ
コピー速度を高めることができる。尚この方式で
はドラム位置に露光場所の制限を受けないのでつ
ぎ目なく感光体を有するドラムの特徴を生かすこ
とができる。又図示しないがローラ９（第１図）
による転写紙の転写部への送りタイミングをBP
信号もしくは別に設けたリードスイツチによりと
ることができる。又ドラム６はCPBオン后セツト
数のコピーの転写完了まで回転続行するものであ
る。又リードスイツチ５０を用いず、信号BPか
らタイマを作動して上記EXP信号に相対する時
期にこの信号を出すようにすることもできる。又
CPBオン后前進開始までの間で、感光ドラム面は
帯電器７により＋に１次帯電されているものであ
る。

第１０，１１図はランプの点灯開始時期を光量
調節に応じて制御する例である。図中FF₁₁〜
FF₁₃は前述FF₁と同様のフリツプフロツプであ
り、TMはＳへの１入力后所定時限に１を出力す
るタイマであり、その時限は入力抵抗の大小に応
じて短長変化される。即ちコピーボタンのオンに
よりランプを点灯し前述の如く光量調節に応じた
時間后FWDをオンして露光し、その終了后反転
位置でBP信号を得るとBWDをオンして後進開始
するとともにタイマTMの時限動作を開始する。
タイマTMは光量調節抵抗VR₂による光量大のと
き時限は短くT₁，逆のとき長くT₂となるように
またランプの立上り時間后がFWDがオンとなる
時期に相当するように設定される。タイマTMの
時限終了后FF₁₁を再びセツトしてSWをオンしラ
ンプを点灯開始する。所定照度に達した后プラテ
ンが元の位置に戻ると信号HPを得る。そうする
とFF₁₃をリセツトしBWDをオフ、更にSWオン
と合まつてゲートG₅，G₆を介してFF₁₂をセツト
しFWDをオンして露光走査を開始するのであ
る。尚コピーボタンオンしてドラムをクリーニン
グの為に１回転した後１枚目のコピーの走査を開
始する場合はランプ点灯をその空回転中に点灯さ
せることが可能となる。この場合も調光に応じて
時限が変わる別のタイマをコピーボタンにより時
限動作開始させ点灯時期を設定可変にすると、ラ
ンプの長寿命、電力節約に寄与することができ
る。

以上の如く本発明によると、１回目の露光走査
のために往復動部材の往動開始前に光源への通電
を開始し、光源の光量が所定光量となつた後に露
光走査を開始し、また、同一原稿の複数回露光走
査のうちの２回目以降の露光走査のために前回の
露光走査後の往復動部材の復動中に光源の光量の
立上げを行ない露光走査開始時には所定光量に至
る様に往復動部材の復動終了前に光源への通電を
開始し、光源の光量が所定光量となつた後に露光
走査を開始するものである。これにより、常に所
定光量で安定した原稿の露光走査を可能とすると
ともに、同一原稿の複数回露光走査のうちの２回
目以降の露光走査を往復動部材の復動後に迅速に
開始することができ、同一原稿を複数回露光走査
するための所用時間の短縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用できる複写機の略断面
図、第２図は第１図の複写機の操作部平面図、第
３，４，６図は本発明の装置における露光制御回
路図、第５図は第１図の複写機の部分断面図、第
７図は走査に係るシーケンス制御回路図、第８図
は第７図のタイムチヤート図、第９図はランプの
立上り特性を示すグラフ図、第１０図は走査に係
る別の制御回路図、第１１図は第１０図のタイム
チヤート図であり、第２，３，４，６図中、Ｌは
ランプ、SWは点灯スイツチ、１２はトライアツ
ク、Ｂは差動増巾回路、VR₂は露光調節用抵抗、
VR₃は露光シフト用抵抗、VR₄は露光立上り補正
用抵抗、Q₁₇は自動補正のためのフオトカプラで
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 通電開始後発光量が徐々に増加する原稿露光
   用の光源と、 原稿を走査すべく往復動する往復動部材と、 上記往復動部材の往動時に原稿を所定光量で露
   光すべく上記光源を点灯し、往動による露光走査
   終了に応じて上記光源を消灯する様に上記光源へ
   の通電を制御する光源制御手段と、 同一原稿を複数回露光走査すべく上記往復動部
   材の往復動を繰り返し行なわしめる往復動制御手
   段とを有し、 同一原稿の複数回露光走査のうちの１回目の露
   光走査のために上記往復動部材の往動開始前に上
   記光源制御手段による上記光源への通電を開始し
   上記光源の光量が所定光量となつた後に露光走査
   を開始し、同一原稿の複数回露光走査のうちの２
   回目以降の露光走査のために前回の露光走査後の
   上記往復動部材の復動中に上記光源の光量の立上
   げを行ない露光走査開始時には所定光量に至る様
   に上記往復動部材の復動終了前に上記光源制御手
   段による上記光源への通電を開始し上記光源の光
   量が所定光量となつた後に露光走査を開始するこ
   とを特徴とする露光装置。