JPS6310810B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば電子複写機において露光量
を自動的に制御する複写機の露光制御装置に関す
る。

なお、本発明において「複写機」という用語
は、原稿の像を露光走査して原稿の像に対応した
画像を形成する装置を意味し、一般に電子複写機
あるいは画像情報記憶検索装置と呼ばれているも
のなどを含む。

一般に、この種の電子複写機において、特に新
聞あるいは濃い青焼き原稿などのような地肌の濃
い原稿を複写する場合には、通常の原稿の場合に
比べて露光量を多くしたり、あるいは現像器のバ
イアス電圧を高くするなどの制御が必要となる。
しかるに従来のその制御方法は、操作パネルに設
けられた露光調節ダイヤル、あるいは露光切換ス
イツチなどをその都度オペレータが操作すること
により行うものであるため、操作が非常に面倒で
あり、操作性に欠けるばかりか、種々の原稿に対
して最適な露光量が得られず、ひいては常に最適
な複写が得られないという問題があつた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、電源電圧の変動あるいは
種々の原稿に対して常に最適な露光量が自動的に
得られ、操作性が著しく向上するとともに、露光
ランプへの印加電圧を常に一定の電圧以下に自動
制限し得る複写機の露光制御装置を提供すること
にある。

以下、本発明の一実施例について図面を参照し
て説明する。

第１図は本発明に係わる電子複写機を概略的に
示すもので、原稿を載置する原稿台１は、必要に
応じて矢印ａ方向に往復動するようになつてい
る。そして原稿台１が往動すると、その上に載置
された原稿は露光ランプ２によつて照射され、そ
の反射光は光学系ブロツク３に支持されたミラー
４、レンズ機構５、およびミラー６を介して感光
体ドラム７に導かれ、原稿の画像が感光体ドラム
７の表面に結像されるようになつている。上記感
光体ドラム７は矢印ｂ方向に回転し、まず帯電器
８によつて帯電され、しかるのち原稿の画像が露
光され、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成
される。この静電潜像は、現像器９によつてトナ
ーが付着されることにより可視像化されるように
なつている。一方、カセツト１０内の転写紙は、
感光体ドラム７の回転に応じて動作する給紙ロー
ラ１１によつて送出され、搬送ローラ１２で搬送
される。そしてこの搬送される転写紙は、転写用
帯電器１３の部分で感光体ドラム７の表面と密着
し、上記帯電器１３によつて感光体ドラム７上の
トナー像が転写される。転写後の転写紙は、剥離
用帯電器１４によつて感光体ドラム７の表面から
剥離され、搬送ローラ１５によつて定着器１６へ
送られることにより転写像が定着される。そして
定着後の転写紙は、排紙ローラ１７によつてトレ
イ１８へ排出されるようになつている。一方、転
写後の感光体ドラム７は、除電器１９によつて除
電されるとともに、けい光灯２０によつて静電潜
像イメージが消去され、最後にクリーナ２１でク
リーニングされることにより、初期状態に戻るよ
うになつている。

しかして、前記光学系ブロツク３内におけるレ
ンズ機構５とミラー６との間の光路中には光検出
素子、たとえばフオトダイオード２２が設けられ
ており、このダイオード２２は取付部材２３によ
つて光学系ブロツク３に固定されている。上記フ
オトダイオード２２は、露光ランプ２による原稿
からの反射光の一部を検出して電気信号に変換す
るものであり、後述する光検出回路（第２図およ
び第３図の38参照）の光検出部を構成している。

第２図は本発明による露光制御装置を概略的に
示すもので、商用交流電源３１には双方向性サイ
リスタ３２を介して前記露光ランプ２が接続され
る。また、上記電源３１には疑似負荷回路３３が
接続される。この疑似負荷回路３３は、サイリス
タ３２のオン時に露光ランプ２両端の電圧に対応
した電圧を疑似負荷に加え、その疑似負荷両端の
電圧を出力するものである。この疑似負荷回路３
３の出力電圧は、波形整形回路３４および後述す
る制限回路４０へそれぞれ供給される。上記波形
整形回路３４は、疑似負荷回路３３の出力電圧を
波形整形することにより、露光ランプ２の実効値
電圧に対応した電圧にして出力するものである。
ここに、上記疑似負荷回路３３および波形整形回
路３４は、露光ランプ２両端の電圧に対応した電
圧を生成する電圧生成回路３５を構成している。
しかして、波形整形回路３４の出力電圧は比較
器、たとえば誤差増幅器３７に供給され、この誤
差増幅器３７には加算スイツチ３６を介して光検
出回路３８の出力電圧も供給される。上記誤差増
幅器３７は、波形整形回路３４の出力電圧、ある
いは波形整形回路３４の出力電圧に光検出回路３
８の出力電圧を加算した電圧と基準電圧発生回路
３９から出力される基準電圧とを比較し、両電圧
間に誤差がある場合その誤差の大きさに応じた信
号を出力するものである。また上記光検出回路３
８は、原稿からの反射光を検出し、その検出光量
に応じた電圧信号を出力するものである。さら
に、誤差増幅器３７には制限回路４０が接続され
る。この制限回路４０は、疑似負荷回路３３の出
力電圧を波形整形し、その波形整形した電圧が所
定値以上になると誤差増幅器３７の出力を制限す
ることにより、露光ランプ２への印加電圧が定格
電圧以上にならないようにするためのものであ
る。しかして、誤差増幅器３７の出力信号はトリ
ガパルス発生回路４１へ供給される。このトリガ
パルス発生回路４１は、電源３１の周波数に同期
したトリガパルスを出力し、かつそのトリガパル
スの発生位置を誤差増幅器３７の出力信号に応じ
て制御するものであり、その制御されたトリガパ
ルスはサイリスタ３２のゲートに供給される。

このような構成において第２図の動作を説明す
る。まず、加算スイツチ３６をオフ状態にした場
合について述べると、この場合、露光ランプ２は
波形整波回路３４の出力電圧によつてのみ制御さ
れる。すなわち、たとえば今、波形整形回路３４
の出力電圧と基準電圧発生回路３９からの基準電
圧との間に誤差がある場合、その誤差の大きさに
応じて誤差増幅器３７の出力電圧が増減し、これ
に応じてトリガパルス発生回路４１から出力され
るトリガパルスの発生位相も変化する。したがつ
てサイリスタ３２の導通角が変化し、またこの変
化が疑似負荷回路３３へのトリガパルスによつて
誤差増幅器３７へフイードバツクされる。このた
め、全体として波形整形回路３４の出力電圧が基
準電圧発生回路３９からの基準電圧と同等になる
ように、つまり電源３１の電圧変動に対して露光
ランプ２の両端に加わる電圧が常に一定となるよ
うに動作する。また制限回路４０は、疑似負荷回
路３３の出力電圧を検出して波形整形することに
より、その出力電圧が所定値以上のとき誤差増幅
器３７の出力を制限する。

次に、加算スイツチ３６をオン状態にした場合
について述べると、この場合、露光ランプ２は波
形整形回路３４および光検出回路３８の各出力電
圧によつて制御される。すなわち、露光ランプ２
からの光は原稿で反射されて光検出回路３８に入
射し、よつて光検出回路３８はその入射光量に応
じた電圧を出力し、この出力電圧は加算スイツチ
３６を介して誤差増幅器３７へ供給される。この
とき、波形整形回路３４は前述したような動作に
より所定の電圧を出力するので、光検出回路３８
の出力電圧は波形整形回路３４の出力電圧に加え
られた状態で誤差増幅器３７へ供給される。光検
出回路３８の出力電圧は入射光量が少ないときは
低いものとすると、いま地肌の濃い原稿の場合は
原稿からの反射光が少なく、光検出回路３８へ入
射する光量も少なく、よつて光検出回路３８の出
力電圧は低い。したがつて、このとき波形整形回
路３４の出力電圧に光検出回路３８の出力電圧を
加えた値が基準電圧発生回路３９からの基準電圧
よりも低いとすれば、誤差増幅器３７はその差を
増幅してトリガパルス発生回路４１へ出力する。
これにより、トリガパルス発生回路４１はサイリ
スタ３２をその導通角が大きくなるように制御
し、よつて露光ランプ２の光量が増加する。そし
て、露光ランプ２の光量は再び光検出回路３８で
検出され、その出力電圧が波形整形回路３４の出
力電圧に加算された状態で再び基準電圧と比較さ
れ、基準電圧と同等になつたところでバランスが
とれる。また一方、この状態において電源３１の
電圧変動が生じれば上記バランスがくずれるの
で、前述したように露光ランプ２の印加電圧が一
定となるように動作する。このようにして、全体
として露光ランプ２の印加電圧が常に一定とな
り、かつ原稿からの反射光の光量が常に一定とな
るように制御が行われるものであり、これにより
電源電圧の変動あるいは原稿の濃度にかかわらず
常に最適な露光量を得ることができる。また、原
稿からの反射光を検出しているので電源電圧の変
動に対してもこれを補償する制御が可能となる。

第３図は第２図の各回路を具体的に示すもの
で、電源３１には電源トランス５１の１次コイル
が接続され、このトランス５１の２次コイルには
全波整流器５２が接続される。上記整流器５２の
直流出力端Ｐ，Ｎ間には、ダイオード５３とコン
デンサ５４との直列回路が接続される。また、上
記出力端Ｐ，Ｎ間には抵抗５５とツエナダイオー
ド５６との直列回路が接続され、このダイオード
５６にはダイオード５７とコンデンサ５８との直
列回路が並列に接続される。そして、上記ダイオ
ード５７とコンデンサ５８との接続点はスイツチ
５９の一端に接続される。さらに、上記出力端
Ｐ，Ｎ間には抵抗６０とツエナダイオード６１と
の直列回路が接続され、この抵抗６０とダイオー
ド６１との接続点６２に電源３１に同期した台形
波電圧が発生するようになつている。しかして上
記コンデンサ５４には、疑似負荷回路３３を構成
する抵抗６３、単方向性サイリスタ６４、および
疑似負荷となる抵抗６５の直列回路が並列に接続
される。上記疑似負荷回路３３の出力端となるサ
イリスタ６４のカソードと抵抗６５との接続点６
６は、ダイオード６７および抵抗６８，６９を直
列に介して加算スイツチ３６の一端に接続され
る。上記抵抗６８，６９の接続点と前記出力端Ｎ
との間には、コンデンサ７０および抵抗７１が並
列に接続される。ここに、上記ダイオード６７、
抵抗６８，６９，７１およびコンデンサ７０は波
形整形回路３４を構成している。しかして、加算
スイツチ３６の一端と抵抗６９との接続点は
NPN形トランジスタ７２のベースに接続され、
このトランジスタ７２のコレクタは抵抗７３を介
して前記スイツチ５９の他端に接続される。ま
た、上記トランジスタ７２のベースとコレクタと
の間には、発振防止用のコンデンサ７４と抵抗７
５との直列回路が接続される。そして上記トラン
ジスタ７２のエミツタは、もう１つのNPN形ト
ランジスタ７６のエミツタと共通に接続され、こ
の接続点は抵抗７７を介して前記出力端Ｎに接続
される。上記トランジスタ７６のコレクタは前記
スイツチ５９と抵抗７３との接続点７８に接続さ
れ、ベースは可変抵抗７９の摺動子に接続され
る。上記可変抵抗７９の一端は抵抗８０を介して
前記出力端Ｎに接続され、他端は抵抗８１を介し
て上記接続点７８に接続される。ここに、上記ト
ランジスタ７２，７６などは誤差増幅器３７を構
成し、また上記可変抵抗７９および抵抗８０，８
１は基準電圧発生回路３９を構成している。

誤差増幅器３７の出力端となるトランジスタ７
２のコレクタと抵抗７３との接続点８２は、抵抗
８３を介してNPN形トランジスタ８４のベース
に接続され、このトランジスタ８４のコレクタは
前記接続点６２に接続される。上記トランジスタ
８４のエミツタは、コンデンサ８５を介して前記
出力端Ｎに接続されるとともに、抵抗８６を介し
て前記出力端Ｐに接続され、さらにプログラマブ
ル・ユニジヤンクシヨン・トランジスタ（以後単
にPUTと略称する）８７のアノードに接続され
る。上記PUT８７のカソードは、パルストラン
ス８８の１次コイルとNPN形トランジスタ８９
とを直列に介して前記出力端Ｎに接続される。上
記トランジスタ８９のベースは、抵抗９０を介し
て前記接続点７８に接続されるとともに、抵抗９
１を介して前記出力端Ｎに接続される。また上記
PUT８７のカソードは、抵抗９２とダイオード
９３とを直列に介して前記サイリスタ６４のゲー
トに接続され、この接続点は抵抗９４を介して前
記接続点６６に接続される。そして上記パルスト
ランス８８の２次コイルは、前記サイリスタ３２
のゲートと第１アノードとの間に接続される。一
方、上記PUT８７のゲートは、抵抗９５を介し
て前記出力端Ｎに接続されるとともに、ダイオー
ド９６と抵抗９７とを直列に介して前記接続点６
２に接続される。上記ダイオード９６と抵抗９７
との接続点は、ダイオード９８を介して前記トラ
ンジスタ８４のベースに接続される。ここに、上
記トランジスタ８４、コンデンサ８５、PUT８
７、パルストランス８８、トランジスタ８９およ
びダイオード９６，９８などはトリガパルス発生
回路４１を構成している。

一方、前記フオトダイオード２２のアノード
は、前記出力端Ｎに接続されるとともにオペアン
プ９９の非反転入力端に接続される。また上記ダ
イオード２２のカソードは、オペアンプ９９の反
転入力端に接続されるとともに、帰還用抵抗１０
０とコンデンサ１０１とを並列に介してオペアン
プ９９の出力端に接続される。そして上記オペア
ンプ９９の出力端は、もう１つのオペアンプ１０
２の非反転入力端に接続される。上記オペアンプ
１０２の反転入力端は、抵抗１０３を介して前記
出力端Ｎに接続されるとともに、帰還用可変抵抗
１０４を介してオペアンプ１０２の出力端に接続
される。そして上記オペアンプ１０２の出力端
は、可変抵抗１０５を介して加算スイツチ３６の
他端に接続される。ここに、上記フオトダイオー
ド２２およびオペアンプ９９，１０２等は光検出
回路３８を構成している。

また、疑似負荷回路３３の出力端、つまり前記
接続点６６はオペアンプ１０６の非反転入力端に
接続され、このオペアンプ１０６の反転入力端は
自己の出力端に接続される。そして上記オペアン
プ１０６の出力端は、ダイオード１０７と抵抗１
０８とを直列に介してもう１つのオペアンプ１０
９の反転入力端に接続され、この接続点はコンデ
ンサ１１０と抵抗１１１とを並列に介して前記出
力端Ｎに接続される。ここに、上記ダイオード１
０７、抵抗１０８，１１１およびコンデンサ１１
０は波形整形回路１１２を構成している。また、
上記オペアンプ１０９の非反転入力端は基準電圧
設定用の可変抵抗１１３の摺動子に接続され、こ
の可変抵抗１１３の一端は抵抗１１４を介して前
記出力端Ｎに接続されるとともに、他端は抵抗１
１５を介して前記接続点７８に接続される。また
上記オペアンプ１０９の出力端は、抵抗１１６と
１１７とを直列に介して前記接続点７８に接続さ
れる。そして上記抵抗１１６と１１７との接続点
は、ダイオード１１８を介して前記接続点８２に
接続される。ここに、上記オペアンプ１０６，１
０９、可変抵抗１１３、ダイオード１１８および
波形整形回路１１２などは制限回路４０を構成し
ている。

このような構成において第３図の動作を説明す
る。まず、加算スイツチ３６をオフ状態にした場
合について述べる。この場合、光検出回路３８は
以下に説明する露光ランプ制御と無関係になる。
しかして今、スイツチ５９をオンせしめると、ト
ランジスタ８９のベースには接続点７８の電圧を
抵抗９０，９１で分圧した電圧が印加され、この
トランジスタ８９はオンする。また、トランジス
タ８４のベースには接続点７８の電圧が抵抗７
３，８３を介して印加され、このトランジスタ８
４もオンする。これにより、コンデンサ８５は上
記トランジスタ８４を介して充電される。この充
電により、PUT８７のアノード電圧がゲート電
圧以上になるとPUT８７はオンとなり、パルス
トランス８８の１次コイルにパルス電流が流れ
る。したがつてパルストランス８８の２次コイル
にパルスが発生し、それがトリガパルスとなつて
サイリスタ３２のゲートに印加される。これによ
りサイリスタ３２はオンし、露光ランプ２を点灯
させる。またこのとき同時に、抵抗９２とダイオ
ード９３とを介してサイリスタ６４のゲートにも
上記トリガパルスが印加され、よつてサイリスタ
６４はオンして露光ランプ２の電圧に対応した電
圧を抵抗６５の両端に発生させる。この発生電圧
はダイオード６７、抵抗６８，６９，７１および
コンデンサ７０による波形整形回路３４によつて
整形されることより、露光ランプ２の実効値電圧
に対応した電圧となり、この電圧はトランジスタ
７２のベースに印加される。このとき、トランジ
スタ７６のベース電圧よりもトランジスタ７２の
ベース電圧の方が低ければ、トランジスタ７２の
コレクタ電圧は高くなり、よつてトランジスタ８
４のベース電圧も高くなり、コンデンサ８５の充
電タイミングが速くなる。これにより、PUT８
７は速いタイミングでパルスを発生するのでサイ
リスタ３２の導通角は増大し、よつて露光ランプ
２は印加電圧が増加して光量が増加する。サイリ
スタ３２の導通角の増大はサイリスタ６４へフイ
ードバツクされ、これによりトランジスタ７２の
ベース電圧は増加し、トランジスタ７６のベース
電圧と同等になつたところでバランスがとれる。
トランジスタ７６のベース電圧は電源３１の電圧
変動に対して一定に保持されているので、トラン
ジスタ７２のベース電圧も一定になるように、つ
まり露光ランプ２への印加電圧が一定となるよう
に動作する。なお、露光ランプ２への印加電圧を
変えるときは、可変抵抗７９によつてトランジス
タ７６のベース電圧（基準電圧）を変えればよ
い。

次に、加算スイツチ３６をオン状態にした場合
について述べる。露光ランプ２からの光は原稿に
反射して感光体ドラム７へ導かれるが、その反射
光の一部はフオトダイオード２２に入射する。こ
の光入射によつて生じるフオトダイオード２２の
光検出電流は、オペアンプ９９および抵抗１００
によつて電圧変換され、それがオペアンプ１０２
によつて増幅される。そしてオペアンプ１０２の
出力電圧は、加算スイツチ３６を介してトランジ
スタ７２のベースに印加される。このとき、疑似
負荷回路３３および波形整形回路３４は前述した
ように動作し、波形整形回路３４が所定の電圧を
出力するので、オペアンプ１０２の出力電圧は波
形整形回路３４の出力電圧に加えられた状態でト
ランジスタ７２のベースに印加される。原稿の地
肌が濃い場合は反射光量が少なく、光検出電流も
少ないのでトランジスタ７２のベース電圧は低く
なる。したがつて、このときトランジスタ７６の
ベース電圧よりもトランジスタ７２のベース電圧
の方が低ければ、前述したように露光ランプ２へ
の印加電圧を増加させ、光量が増加するように制
御が行われる。露光ランプ２の光量が増加する
と、原稿からの反射光量が増加するので光検出回
路３８の出力電圧も増加し、トランジスタ７２，
７６の各ベース電圧が同等になるように制御が行
われる。また一方、この状態において電源３１の
電圧変動が生じれば、トランジスタ７２，７６の
各ベース電圧が同等にならなくなるので、前述し
たようにトランジスタ７２，７６の各ベース電圧
が再び同等になるように、つまり露光ランプ２の
印加電圧が一定となるように動作する。この結
果、電源電圧が変動しても露光ランプ２の印加電
圧が常に一定となり、また原稿の濃度に応じて露
光ランプ２の光量が自動的に変化し、感光体ドラ
ム７への入射量が一定となるように制御が行われ
る。これにより、電源電圧の変動あるいは種々の
原稿に対して常に最適な露光量を与えることがで
き、最適な複写が得られる。また、電源電圧の変
動による露光ランプ２の光量変化をも検出して制
御できるので、電源電圧の変動に対してもより一
層安定した動作が可能となる。

一方、制限回路４０は次のように動作する。す
なわち、接続点６６では露光ランプ２両端の電圧
に対応した電圧が得られるので、その電圧を電圧
フオロワであるオペアンプ１０６に供給し、その
出力を前記波形整形回路３４と同様に波形整形回
路１１２によつて波形整形することにより、露光
ランプ２の実効値電圧に対応した電圧を比較器で
あるオペアンプ１０９に供給する。これにより露
光ランプ２への印加電圧が高くなると、オペアン
プ１０６の入力電圧が増加し、よつてオペアンプ
１０９の反転入力端への入力電圧も増加する。そ
して、可変抵抗１１３および抵抗１１４，１１５
で設定される基準電圧以上になると、オペアンプ
１０９はオン状態となり、ダイオード１１８のカ
ソード電圧は接続点７８の電圧を抵抗１１６，１
１７で分圧した値となる。この電圧が〔接続点８
２の電圧−ダイオード１１８の順方向降下電圧〕
よりも低く設定してあるため、接続点８２の電
圧、つまり誤差増幅器３７の出力電圧は制限され
る。これにより、露光ランプ２への印加電圧は一
定の電圧以下に制限される。

このような動作を行う制限回路４０を設けた理
由について述べる。一般に、商用交流電圧以下の
電圧を定格電圧とする露光ランプを使用する場
合、寿命などの点から露光ランプの印加電圧が定
格電圧以上とならないように制限する必要があ
り、このとき前述の制限回路４０が必要となる。
また加算スイツチ３６のオン状態時に原稿が真黒
な場合、あるいは原稿無しで原稿台１上の原稿カ
バーを開けた場合は、光検出回路３８の出力電圧
が最低値（零ボルト付近）になるため、本制御装
置は露光ランプ２の電圧を上げようとする。しか
し、それでも原稿が真黒な場合は光検出回路３８
の出力電圧は上がらない。このため、露光ランプ
２の両端には定格電圧を越えた電源電圧付近の電
圧が印加される。このため、上述の露光ランプの
場合に前述の制限回路４０が必要となる。またこ
の場合、ランプ点灯直後は露光ランプ２の光量が
少なく、同様に光検出回路３８の出力電圧が低い
ために前述の制限回路４０が必要となるものであ
る。

以上詳述したように本発明によれば、電源電圧
の変動あるいは種々の原稿に対して常に最適な露
光量が自動的に得られ、操作性が著しく向上する
とともに、露光ランプへの印加電圧を常に一定の
電圧以下に自動制限し得るなど、種々の効果が得
られる複写機の露光制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は
電子複写機の概略構成を示す側面図、第２図は露
光制御装置の概略構成を示すブロツク図、第３図
は第２図の各回路を具体的に示す構成図である。 １……原稿台、２……露光ランプ、７……感光
体ドラム（感光体）、２２……フオトダイオード
（光検出素子）、３１……交流電源、３２……サイ
リスタ、３３……疑似負荷回路、３４……波形整
形回路、３６……加算スイツチ、３７……誤差増
幅器（比較器）、３８……光検出回路、３９……
基準電圧発生回路、４０……制限回路、４１……
トリガパルス発生回路、１１２……波形整形回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原稿を露光ランプによつて照射し、この照射
   による前記原稿からの光を感光体に導くことによ
   り画像露光するように構成された複写機におい
   て； 前記露光ランプ両端の電圧に対応した電圧を生
   成する電圧生成回路と； 前記原稿からの光を検出し、それを電圧信号に
   変換する光検出回路と； この光検出回路の出力電圧を前記電圧生成回路
   の出力電圧に加算する加算手段と； この加算手段で加算された電圧をあらかじめ設
   定される基準電圧と比較し、その比較結果に応じ
   た信号を出力する比較器と； 前記電圧生成回路の出力電圧を検出し、その出
   力電圧があらかじめ設定される所定値以上の場
   合、前記比較器の出力を所定値に制限する制限回
   路と； 前記比較器の出力信号に応じて前記露光ランプ
   への印加電圧を制御する制御回路と を具備したことを特徴とする複写機の露光制御装
   置。