JPH0330866B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、現像済の像を担持する光導電体の表
面からの反射光を集光するための集光器に関する
もので、特に被覆したロツド形状の集光器に関す
るものである。

「背景技術とその問題点」 静電複写機で、その光導電部材上のトナ粉現像
済像を飛点ビームで走査する方式のものでは、光
導電部材からの反射光は、走査される現像済像を
表わすアナログ画像信号に変換される。この実施
方法の一つは、光導電面に接近して集光器に取付
けて、光導電面から発生する散乱光及び反射光を
集光することである。

集光器には種々の形式のものがあるが、小形で
比較的低コストのため好まれるタイプは、透明ロ
ツドである。しかしながら、ロツドの集光能率は
非常に低いために、実用されない。ロツドの外面
に種々の反射性被覆又は不透明な被覆を施すこと
によつて、ロツドタイプ集光器の集光能率を改善
することが試みられて、若干の改善がなされてい
る。しかしながら、そのような改造や改善にもか
かわらず、ロツドタイプ集光器の集光能率はまだ
不十分なものである。

「発明の要約」 本発明は、静電複写機及び光ビームで複写機光
導電面上の現像済像を走査するラスタ走査器に使
用するための集光器に関するもので、次のものを
含むものである。

現像済像を走査するとき、光導電面からの反射
光を集光するため、光導電面の移動路に対向しか
つ、これに跨るような空間的位置に配置する透明
なロツド、 ロツドの一端において光パルスを画像信号に変
換する光センサ；および ロツドの周囲を被覆する被覆手段及び前記被覆
手段を覆う光散乱材の層；ただしこの層は、光導
電部材に対向するスリツト状開口部は除外するも
ので、開口部から進入する光は反射してロツドの
軸方向に進行してセンサに達する。

ここに示す複写機は多重モード複写機であつ
て、複写モードを選択するときは、一般の静電複
写機のように、原稿を乾式に複写することができ
る。書き込みモードでは飛点型走査器を使用し
て、複写機に加わる画像信号から静電複写を作る
ことができる。また読取りモードでは、複写機の
光導電面上の現像済の像を同一の飛点走査器で読
取つて、それを表わす画像信号をつくり、画像を
電子信号に変換する。

「発明の実施態様」 第１図及び第２図には、本発明を用いた代表的
静電複写機１０を示す。静電複写機１０には、複
写をする原稿１３をのせる観察部すなわちプラテ
ン１２を備える。複写モードの動作については、
以下に詳しく説明するが、光／レンズ結像装置１
１を備える。光／レンズ結像装置にはプラテン１
２上の原稿を照射するための光源１５と露出部２
１のドラム１８の光導電面１９に原稿１３から反
射する画像光線を透過するレンズ１６を含む。

帯電部２０、現像部２２、転写部２６、及び清
掃部３２が動作に関連してドラムの周囲に配置さ
れている。帯電部２０にはコロナ帯電装置２３を
備えて、ドラム１８の光導電面に均一な静電荷を
帯電させて像形成の準備をする。現像部２２に
は、例えば磁気ブラツシ２５を含む適当な現像機
構が備えてあつてドラム１８につくられた静電潜
像を現像する。

転写部では、コロナ転写装置２７によつて現像
済像を適当な複写材２８に転写する。清掃部３２
には、回転清掃ブラツシ３３のような適当なドラ
ム清掃装置を備えて、ドラム１８の面１９から残
留した現像材を取り除く。ブラツシ３３は、排出
容器内に配置してあつて、清掃ブラツシによつて
ドラムから取除いた残留現像材をこの容器から排
出する。適当な抹消ランプ（示してない）を備え
て、帯電装置２３で帯電する以前に、光導電面１
９上の残留電荷を放電させる。

こゝに示した例では、光導電面１９は、ドラム
１８の面上に非結晶セレニウムのような光導電材
料の均一な層で構成する。ドラム１８は、適当な
軸受装置（示してない）によつて回転が支持され
る。適当な駆動モータ（示してない）がドラム１
８を駆動するように結合しており、複写処理では
ドラム１８を実線矢印の方向に回転させる。

複写モードの動作では、ドラム１８の光導電面
１９は、コロナ帯電装置２３によつて均一なレベ
ルに帯電される。プラテン１２とその上の原稿１
３は、光源１５で照射されて、原稿１３からの反
射光は、露出部のレンズ１６によつてドラム１８
の光導電面１９上に焦点を結ぶ。プラテン１２と
その上の原稿１３とは、ドラム１８の回転と同期
して、同時に移動される。原稿１３からの反射光
は、原稿を構成する画像に従つたパターンによつ
て帯電光導電面を放電させる。

ドラム１８の面１９上に形成された静電潜像
は、磁気ブラツシ２５で現像されて、コロナ転写
装置２７の動作によつて複写材２８に転写され
る。転写ののち、ドラム１８の光導電面１９は、
清掃ブラツシ３３で清掃されて、残留した現像材
が取除かれる。適当な融着又は固定装置（示して
ない）によつて複写材２８に転写された像は固定
されて、恒久的な複写が可能となる。

ドラム形の光導電体を図示したが、他の形の光
導電体例えばベルト形、網目形等のものも想定さ
れる。また、セレニウム以外の光導電材料、例え
ば有機質材料も考えられる。なおまた走査タイプ
の像形成方式を図示したが他のタイプの像形成方
式例えば全フレームフラツシユ方式なども考えら
れる。

光導電体は、光を透過させない不透明なもの
か、又は一部又は全部が透明なものでもよい。代
表的なドラム１８は、ドラムを不透明にするアル
ミニウム基板でつくる。しかしながら、ドラム１
８の全部又は一部を透明にするもの、例えばガラ
スのような他の基板材料も考えられる、一つの材
料は、アルミニユーム、マイラ基板で、これはポ
リビニルカルバゾール内にセレニウム層を含めた
ものをピレンのような電荷運搬化合物を含む透明
な重合体で被覆したものである。

静電複写機１０には飛点走査器５９が含まれ
る。飛点走査器５９はレーザ６０のような電磁放
射の放射源を含む。レーザ６０が発生する単色放
射の平行ビーム６１は反射鏡６２で反射されて変
調器６５に達する。書込みモードで動作中は、ビ
ーム６１を、こゝに加わる画像信号中の情報にし
たがつて変調する。変調器６５には音響−光学型
又は電気−光学型の変調器のような適当な変調器
を含んでおり、そこに加わる画像信号の情報内容
をビーム６１に伝える。

ビーム６１は、ホログラフイ偏向装置７０の円
板偏向器６８で回折される。偏向器６８は、実質
的な平面円板状素子を備え、その外縁は複数個の
回折格子又は面７１を形成する。偏向器６８は、
ガラスであることが望ましく、これはモータ７２
によつて駆動される。また、偏向器６８は光ビー
ム６１が面７１に実質的に45゜の角度で入射する
ように配置することが望ましい。偏向器６８出力
の回折走査ビーム６１′は余角の方向に得られる。

偏向器６８から出る走査ビーム６１′は像形成
レンズ７５を通過する。図示した通り、レンズ７
５は、偏向器６８と反射鏡７７との間の光学的通
路上に配置される。レンズ７５の直径は、偏向器
６８の面７１で回折された光ビームを受けて、ド
ラム１８の面１９に近接した焦点面内の選択した
点に焦点を合わせるのに適したものとする。

レンズ７５からの走査ビーム６１′は、反射鏡
７７で反射されて、読み取り／書き込み制御反射
鏡７８に達し、こゝでビームは反射されて、画像
読取りビーム６３（第１図に実線で示す）か又は
画像書込みビーム（第１図に点線で示す）かが選
択される。画像読取りビーム６３は現像部２２よ
り後段のドラム１８の面１９上の位置に反射鏡８
０によつて反射される。一方書込みビーム６４は
現像部２２より前段のドラム１８の面１９上に反
射鏡８５によつて反射される。

光導電材が不透明な場合には、ドラム１８の面
１９につき当たる光の一部は反射する。光導電材
が透明な場合には、光導電材からドラムの内部に
いたる光導電材の透明度にしたがつて、光は透過
する。周知のように、反射光は鏡面反射光と散乱
反射光とからなりまた透過光も鏡面透過光と散乱
透過光とからなる。ドラム１８の光導電面１９及
びこの面上の現像済像からの反射光及び透過光は
集光器１００に集光されたのち、画像信号に変換
される。

読取り／書き込み制御反射鏡７８は、読取り位
置（図に実線で示した）と書込み位置（図に破線
で示した）との間に限つて移動するように支持さ
れている。電磁石８１のような適当な駆動機構に
よつて反射鏡７８を一方の位置から他方の位置へ
と選択的に移動させる。復帰装置（示してない）
が備えてあつて、電磁石８１を非励磁としたと
き、反射鏡７８をもとの位置に復帰させる。

複写モードでは、前に述べたように、プラテン
１２上の原稿を露出することによつて、ドラム１
８の光導電面１９に静電潜像を形成する。書込み
モードでは、飛点走査器５９により、これに加わ
る画像信号にしたがつた静電潜像がドラム１８の
光導電面１９上形成される。書込みモードでは電
磁石８１を励磁して制御反射鏡７８を書込み位置
（第１図に示した破線の位置）に移動させる。こ
の位置では、反射鏡７８，８５が共同動作して現
像部２２の前段におけるドラム１８の面１９上の
１点に画像書込みビーム６４を加える。変調器６
５は、それに加わる画像信号の内容に従つてビー
ム６４の光の強さを変調するので、画像書込みビ
ーム６４は、ドラム表面上の静電荷を消失させ
て、静電潜像を生じるが、この像は、ビーム６４
の走査にしたがつて、加えられる画像信号を表わ
すものとなる。このようにしてつくられる静電潜
像はその後磁気ブラツシ２５で現像され、転写部
２６でコロナ転写装置２７によつて複写材２８に
転写される。転写の後、ドラム１８の面は清掃ブ
ラツシ３３で清掃されることは前述の通りであ
る。

この書込みモードと以下に説明する画像読取り
モードでは、偏向器６８がモータ７２によつて殆
んど一定の速度で連続的に駆動される。書込みモ
ードでは、画像信号源は、偏向器６８の回転と同
期するように制御される。走査線の間隔を決定す
る乾式複写機ドラム１８の回転速度は、画像の直
線性を維持するために信号源と同期することが望
ましい。

画像読取りモードで、原稿１３を読取つてその
内容を画像信号に変換することを希望するとき
は、電磁石８１の励磁を停止して制御反射鏡７８
を読取り位置（第１図に実線で示した）に置く。
この位置では反射鏡７８は反射鏡８０と共同動作
して現像部２２の後段のドラム１８の面１９上の
一点に画像読取りビーム６３を加え、このビーム
６３がドラム１８の面を横切つてその面上に現像
された画像を走査する。

このモードでは、プラテン１２上の原稿１３の
静電潜像が、原稿１３の露出とそれにつづく磁気
ブラツシ２５による現像によつてドラム１８の面
１９上につくられる。現像済像が、ドラム１８上
で現像部２２から転写部２６まで運ばれると、こ
こで像は、画像読取りビーム６３によつて一行毎
に走査される。ドラム面上にトナ粉が存在するか
しないかに従つて光導電面１９から光が反射され
るが、その反射光を集光器１００がとらえて、以
下に述べるように画像信号に変換する。周知のよ
うに光ビームがトナ粉につき当るとき、光は吸収
されて反射光は生じない。光ビームが、ドラム１
８の光導電面１９のトナ粉に覆われてない部分に
当るとき、光の一部が光導電面から反射して集光
器１００に達する。集光器１００が反射光の有無
のセンサとして動作して、走査する現像済像を表
わすアナログ画像信号をつくる。集光器１００で
発生する画像信号は原稿１３の追加コピー作成用
に、又は記憶用に又は遠隔地への送信用等に使用
できる。

この走査につづいて、ドラム１８上の現像済像
は、前述した通り複写材２８に転写できる。ある
いはまた転写しないでドラム面を清掃ブラツシ３
３で清掃することもできる。

第２図及び第３図において、集光器１００は、
ロツド状の素子１０２で構成する。その内部又は
中央のコアは比較的堅い均質透明な材料、例えば
ガラス、プラスチツク等の材料で構成する。適当
な材料の一つとしてポリメタル、メタクリル酸塩
が挙げられる。

ロツドの表面にほこり、トナ粉粉末などの堆
積、特に現像部２２付近から生じるトナ粉末の堆
積によつてロツド１０２の集光能率が損なわれる
のを防いで、集光能率を改善するためにコア１０
４の外面をコア１０４の屈折率より小さい屈折率
をもつ適当な被覆材１０６で被覆する。適当な被
覆材１０６の一つとしては、低屈折率のフツ化炭
素化合物である。

被覆材１０６の外周は、ロツド１０２の長さの
軸方向にのびるスリツト状開口部１０８を除い
て、適当な光拡散材、例えば二酸化チタンを用い
て被覆する。適当な光検出器、例えば光電池１１
２をロツド１０２の一端に取付けて集光器内を軸
方向に透過する光のセンサとする。アルミニウム
箔のような適当な鏡のような反射面１１４を集光
器１００の対向端に取付けて、光を反射させてロ
ツドの内部を光電池１１２の向つて進ませる。別
の方法では、反射面を適当な拡散材で構成する。

集光器１００は、スリツト状の開口部１０８が
光導電面１９に対面するような、空間的な関係を
もたせて、適当な装置（示してない）で支持す
る。集光器１００の長軸は、ドラム１８の回転軸
と平行であることが望ましい。

第３図において、読取りモードで動作中、ビー
ム６１が光導電面１９上の現像済像を走査すると
き、光導電面１９から反射する光は、スリツト状
開口部１０８を通過して集光器１００の内部に進
入する。集光器１００に実質上垂直な光は、被覆
材１０６及び内部コア１０４を通過して光拡散被
覆１１０に突き当る。この被覆が光を種々な入射
角で集光器の内面に向うよう拡散し反射する。被
覆材１０６を通過してコア１０４に戻る光は、コ
アの内面でロツド１０２の軸方向の前后に反射を
繰り返す。コア１０４に再進入するための臨界角
を越える光は拡散されるため、若干の光は被覆材
１０６を通過し、被覆材の境界で反射して、二次
的拡散を生じる。

拡散された光は、ロツド１０２と被覆材１０６
の長さの軸方向に伝搬し、ロツド１０２と被覆材
１０６との両方の内部に反射される。光電池１１
２に接近した集光器１００の端に到達した光は、
光電池１１２によつて検出される。ロツド１０２
及び被覆材１０６を透過して集光器の対向端に達
する光は、反射面１１４で反射されて、集光器ロ
ツドの軸方向を光電池の方向に逆戻りして、光電
池１１２に突き当つて光の輝度を高める。反射面
を拡散材で構成する場合には、ロツドの端に到達
した光は拡散されて、ロツド及び被覆材の内部に
戻される。

光電池１１２は光の存在又は不存在に対応した
アナログ画像信号を発生するがその信号レベルは
光電池１１２にあたる光の強さに比例する。光電
池１１２からの出力信号は、画像読取りビーム６
１で走査する光導電面上の現像済像をあらわす。

第４図に示す実施例では、同様な部品には同様
な参照番号を使用しているが、集光器１００′の
開口部１０８′の寸法を図示のように可変にして、
集光器の長さの方向に沿つて均一の応答特性を得
るようにしている。図示した例では、光拡散被覆
１１０の被覆の程度は、ロツドの長さに沿つてあ
る点で最大とし、ロツドの両端１１５，１１６に
近付くにしたがつて被覆の程度を減少している。
一例では、光拡散被覆１１０の程度の最大をロツ
ドの中心点近くとし最小をロツドの端１１５，１
１６としている。

使用上、集光器１００′をドラム１８の光導電
面１９に接近して支持する方法は、前述したもの
と同様に可変寸法開口部１０８′を光導電面１９
に対面して支持する。開口部１０８′は一様に変
化するものを示したが、一様でなく変化するも
の、例えば段階的開口部も考えられる。

第５図及び第６図についても、同様な部品には
同様な参照番号を使用しているが、こゝに示す集
光器は被覆材１０６にスリツト状の部分１２５が
あり、これと直径上対向した受光用開口部１０８
を削除して被覆ロツドの高伝送モードでの光の導
入を増加させ、また第１図ないし第３図の実施例
のような被覆材１０６の中での光の捕捉を減少さ
せる。光拡散用被覆１１０′は残余の被覆材１０
６′の外縁とロツド１０２の一部分１２５を被覆
する。ロツドのこの部分１２５では被覆材は取除
いて集光器の能率を高め、ほこりなどによる影響
も最小にしている。

第４図及び第５図の実施例では、光導電面１９
から反射した光は開口部１０８を通つてロツド１
０２に入る。光は直接ロツド１０２を通過して、
拡散被覆１１０′に覆われているロツド１０２の
面に突きあたる。被覆１１０′は光をロツド１０
２の内面方向に拡散させるが、ロツドの内面で光
は被覆材１０６によつて反射される。反射された
光は、ロツド１０２の軸方向を端に向つて進行し
てホトダイオード１１２で検出されるか又は反射
面１１４で反射されてホトダイオード１１２の方
向に進む。

この実施例では、拡散用被覆１１０は、臨界角
以上の大きな角度で入射する光線の一部を拡散す
るがその光を被覆材１０６は透過する。その結
果、被覆材１０６はこれにあたる光を通過させる
よりもむしろ反射して損失を軽減して能率を向上
させる。

集光器１００の一端に１個の光センサを使用す
るものを図示したが集光器１００の両端に光セン
サを備えることも可能なことを理解されたい。こ
の場合、反射体１１４は使用しない。

こゝに開示した集光器１００は、光導電面に現
像済像を走査する機器と関連させたが、本発明の
集光器は、他の走査方式、例えば原稿がラスタ走
査で読取られる方式のものにも使用可能であるこ
とを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の集光器を使用する代表的な
多重機能画像処理をする複写機の概略構成図；第
２図は第１図に示した集光器の詳細を示す斜視
図；第３図は、第２図に示した集光器の断面図；
第４図は開口部の寸法を可変とする構造の別実施
例集光器を示す側面図；第５図は、被覆材の一部
を取除いて、その代りに光拡散被覆を施したさら
に別の実施例集光器の斜視図；および第６図は第
５図に示した集光器の拡大断面図である。 符号の説明、１０……静電複写機、１９……光
導電面、５９……飛点走査器、１００……集光
器、１０２……ロツド、１０４……中心コア、１
０６……被覆材、１０８……開口部、１１０……
光拡散被覆、１１２……光センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電複写機の光導電面上の現像済み像をラス
   タ走査する飛点走査器と共に使用する集光器であ
   つて、前記光導電面に対向して配置し、前記光導
   電面上の現像済み像を走査するとき、前記光導電
   面から反射する光を集光する集光器において、 (イ) 透明な中心コアと、 (ロ) 前記コアの周囲を被覆する被覆材の層と、 (ハ) 前記光導電面からの反射光が前記コアに進入
   するスリツト状の開口部を除いて、前記の被覆
   材の周囲を被覆する光拡散材の層と、ただし前
   記の開口部は前記コア軸に実質的に平行な方向
   に延び、前記開口部の幅が、前記コアの夫々両
   端部において最大であり、その中央部分で最小
   となるように前記コアの長さに関して均一に変
   化し、これにより前記コアの長さに沿つて均一
   な応答特性を与え、および (ニ) 前記集光器の少くも一方の端に光センサを備
   え、前記光センサは、前記の集光器と結合され
   ており、前記コアに沿つて軸方向に進行する光
   に感応することによつて走査画像を表わす画像
   信号を発生することが可能であり、 また前記光導電面からの反射光が、前記開口
   部、前記の被覆材及び前記コアを通過して前記
   光拡散材に到達すると、前記光拡散材が、前記
   光を前記被覆材を通して前記コア内に拡散し反
   射させるが、前記拡散光の一部は前記被覆材内
   に導かれてここで第二次拡散を生じて前記コア
   と前記被覆材に沿つて軸方向に反射して進行す
   る光が前記光センサに達する構成となつている
   前記光センサと、 を備えてなる静電複写機に使用する集光器。 ２ 特許請求の範囲第１項の集光器であつて、前
   記集光器はその一端に単一の光センサを有し、か
   つ前記集光器の他端には鏡反射手段が設けられ、
   それによつて前記コア及び前記被覆材によつて伝
   達された光が反射されることを特徴とする静電複
   写機に使用する集光器。 ３ 特許請求の範囲第１項の集光器であつて、前
   記集光器はその一端に単一の光センサを有し、か
   つ前記集光器の他端には拡散反射手段が設けら
   れ、それによつて前記コア及び被覆材によつて伝
   達された光が拡散されることを特徴とする静電複
   写機に使用する集光器。 ４ 特許請求の範囲第１項の集光器であつて、前
   記開口部の幅が前記コアの長さに関して変化する
   ことを特徴とする静電複写機に使用する集光器。 ５ 特許請求の範囲第１項の集光器であつて、前
   記開口部の幅が、前記コアの夫々両端部において
   最大であり、その中央部分で最小となるように前
   記コアの長さに関して均一に変化することを特徴
   とする静電複写機に使用する集光器。