JPS59146A - 原稿の濃度検出装置 - 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】 稿に対して平行移動する支持部利と、その支持部相」二
に配置され原稿からの反射）１受尤してその九袖に応じ
た信号を出力する受光素子とを具備する原稿の濃度検出
装置に関する。

」二記装置は、主に複写機の露光装置の１構成要素とし
て用いらｆする。複写機、特に電子写真複写機において
は、感光体上に原稿画像に対応した静電ａ１象を形成す
るため、所定の位置に置かれた原稿をその原稿に対して
平行移動する光源によって照明し、それによって得られ
る原稿からの光像を適宜の丸字系を介して感光体上に露
光するといった作業が行なわれる。この場合、感光体へ
の露光の丸用は、原稿の画像濃度に応じて適正な値に制
ｉ’ｆｌ：１１されなければならない。例えば、画像と
地肌のコントラストが小さいような原稿を複写する場合
、通常の露光量で行なったのでは、複写像は不鮮明にな
るので、この場合には、露光量を多くしなければならな
いのである。このように、複写機においては露光量の調
節及びそれに先立つ原稿画像の濃度の検出が必要である
が、冒頭に述べた濃度検出装置はその画像濃度の検出全
行なうためのものである。

この踵の濃度検出装置において、原稿を照明すべく平行
移動可能な光源に対して固定関係を保持するように受光
素子、例えばフォトダイオードを配置し、光源から出て
原稿画像面で反射した光をその受光素ｒ−で受光しなが
ら原稿を走査し、その走査中受ｙＬ素子から出力される
信号のうち、最も〜 高い画像ａ度に対応する信号（以−Ｆ１高濃度信号とい
う）と最も低い画像濃度に対応する信号（以下、低１ａ
ｋ　Ｉｆ倍信号いう）とを選択し、これらの信号に基づ
いて光源に印加すべき電圧を調節したり又に光源から感
光体へ至る光路中に設けたスリッＩ・の開口面積を調節
したりして露光の光量を調節するようにした装置は知ら
れている。ところて、複写機において複写される原稿は
長方形の形状のものが一般的であり、又照明のために光
源が移動する方向ｉｑｊ、’　ＩＪｉ￥　’ＦＢの辺方
向であるのが一般的である。

」二記従来の濃度検出装置においてに１光源が辺方向に
移動する場合、その光源と固定関係にある受光素子は光
源と同様に辺方向に移動部る。しかしながら、原稿の画
像、特に文字等は一般的に原稿の辺に対して直角又は平
行に記載されているので、上記従来の装置ては、受光素
子が画像部のみ又は地肌部のみを走査する虞れがあり、
この場合には、きない。

上記の点を解消するために、受光素子を複数個配置する
ことが考えられるが、このことは上述の不都合が発生す
る確率を低くするだけのことであって根本的な解決方法
とは言い難い。又、受フし素子を複数個用意することは
コスト高に通ずる。

本発明は、上記の点にかんがみ、画像の記載位置にかか
わりなく常に正確な濃度検出ができる濃度検出装置を提
供することを目的とする。

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明す
る。

第１図において、複写すべき原稿ｌが陥、か、ｆ′１．
たコンタクトカラス２の下方［Ｆｊ、ガイドロッド（実
際は２本のガイドロッドが用いられるが図でに一方のカ
イトロッド３ａのみが示されている）に支持された支持
部材４が配置される。支持部材４は、図示しない駆動系
によって図中の矢印晶′の如く、ガイドロッド３ａ及び
図示しないもう一方のガイドロッド上を往復移動する。

支持部材４ｉ−１：、その一端部に紙面垂直方向に延び
る光源、例えばけい光灯５全有し、又その中央部に同じ
く紙面型ｉＮ方向に延び且つ適宜傾斜する第１ミラー６
を有す。原稿１を複写する際、支持部材４はＡ′方向へ
移動し、そのときけい光灯５がらの″に、げ、一点鎖線
のように、原稿ｌを照明した後第１ミラー６で反射し、
更に支持部材４に形成されたスリット７を経て図示しな
い感光体へ向う。これによって感光体は露光される。支
持部材４、従ってけい光灯５及び第１ミラー６の移動に
応じ、感光体上［は原稿ｌの画像に対応する静電潜像が
順次に形成されてゆく。上記感光体上に形成された潜像
は、従来周知の通りに現像、転写及び定着の各工程を経
て複写像とされる。

上述の通り、感光体の露光に際し、支持部材４は第１図
中の左方から右方へ移動するのであり、従って支持部材
４の露光開始位置は、図中の左方の適宜の一点にある。

尚、支持部材４の複写開始位置、すなわち複写作業の開
始に先立って支持部材４が待機する位置は、上記露光開
始位置と異なつで図中の右方σル一点に設定される。複
写開始指令があると、露光作業に先立って、支持部材４
が右方の複写開始位置から左方の露光開始ｆＸ′ｌ置ま
で移動するのであるが、この間にけい光灯５を出た光の
一部は、二点鎖線のように受光素子、例えばフォトダイ
オード８に受光される。フォトダイオード８け、第２図
に示すように、支持部材４の２つの側板９ａ　、　９ｂ
に両端全固定された輔１１に摺動可能に取り伺けられた
移動部材１２上に固定されている３、支持部材４の側板
９ａｌｌｌｌがら更・に外方へ突出するブラケツ）１３
には軸１４が固定され、この軸ｘ４ＶＣＩｒ、ｆ、グー
ＩＪ１５が回転自在に取り伺けられる。

他方、もう一方の側板９ｂには、軸１６及びその“１り
１１の周りに回転自在なブー１月７が取り付けられる。

プーリ１５とプーリ１７との間Ｋ　ｉＪワイヤ１８が巻
き掛けられ、そのワイヤの両端１８ａ　、　１８ｂは上
記移動部ｉＪ’１２に固定される。グー１）１５に、そ
の下方に径の小さい他のプーリ１９ヲ一体に有しており
、そのプーリ１９には、ガイドロッド３ａ及びもう一方
のガイドロッド３ｂと平行に張り渡され両端が機枠に固
定されたワイヤ２１が巻かれ、でいる。

以上の構成により、支持部月４がＡ方向又ｎＮ方向へ移
動すると、ワイヤ２１の作用によってブラケット１３上
の下プーリ１９が回転する。下プーリ１９と」ニブ−’
Ｊ１５とは前述の如く一体であるので、下プーリ１９の
回転によって上プーリ１５は等しい角速度で回転する。

−１−プーリ１５が回転するとワイヤ１８は、グーＩＪ
Ｉ５とプーリ１７との間で直線移動し、これによって移
動部、１ＪｌＺＵ軸１１の上を摺動する〇軸１１は予め
ガイドロッド３ａ及び３ｂの延在方向、従って支持部月
４の移動方向に対して直角方向に配置さｆ’Ｌるので、
移動部４ｇ’１２が４ＴＩＩＩｌｌ上を摺動する結果、
その移動部１ｔｌｚ上のフォトダイオード８は支持部利
４の移動方向に対して直角方向（ＢＢ’方向）に移動す
る。すなわち、フォトダイオード８は、支持部月４が複
写開始位置から露光開始位置に至る間、原稿を斜めに走
査する。支持部月４が複写開始位置から露光開始位置に
至る間、けい光力１５から出て原稿ｌの画像面で反射す
る光は、上記斜めに移動するフォトダイオード８に受光
される。、フォトダイオード８からは受光光耽に応じた
、換言すれば原稿ｌの画像１ｔＴｉ！−＼に応じた信号
が出力される。その出力信号に、後述する制御回路へ送
られ、けい光灯５に印加される電圧の制菌に供せられる
。フォトダイオード８は原稿１ｉ斜めに走査するので、
仮に画像（特に文字）が原稿中に支持部利４の移動方向
と平行に記載されているとしても、フォトダイオード８
は必ずその画像を捕えることができる。フォトダイオー
ド８２．従って移動部材１２のＢＢ’方向への移動速度
は、原稿の縦辺の長さと横辺の長さとの比に応じて決定
されるのが望ましいが、そのためにけプーリ１５とプー
リ１９の径の比を適宜に設定すれば良い。

フォトダイオード８の出力信号に基づいてけい光灯５の
印Ｑｌ］電圧全制御するための制御回路は、例えば次の
ように構成すれば良い。

第３図において、フォトダイオード８（第１図又は第２
図に同一符号で示すものと同じもの）はオペアンプＡＩ
　、抵抗器Ｒ１及び抵抗器へとともにゲＣ量−電圧変換
増幅器２２′ｌｆ：形成する。ダイオード８にＵバイア
ス電圧がかからないので直線性の良い尤址−電王変換が
ｃきる。かく変換された出力は、次いで対数変換増幅器
２３に送られる。対数変換増幅器２３は、オペアンプＡ
２．Ａ３、トランジスタＱ、　ＩＱ２、抵抗器Ｒ，＋　
Ｒ４＋　Ｒｌｉ　ｔ　Ｒ６ｔ　Ｒ７＋　Ｒ８及びコンデ
ンサＣ３ｒ　ｃ、、ｉ有する。この増幅器２３Ｕ、）ラ
ンジスタＱ、＋　Ｑ２のコレクタ電流とベース・エミッ
タ間電圧とが対数特性になっていることを利用したもの
である。抵抗器■ζケ、トランジスタのｖｎｇの温度依
存性を補償するために、正の温度係数を有するものが使
用される。抵抗器Ｒ１ｍ流れる電流ｌＲ３０、光用−電
圧変換器２２の出力電圧に比例し、他方、オペアンプＡ
２の出力、従って対数変換増幅器２３の出力−゛電流Ｉ
Ｒ３が対数変換されて出力される。抵抗器Ｒ７ヲ流れる
電流ＩＲ７と上記の電流ＩＲ３とにおいてＩＲ３≧ＩＲ
７のときオペアンプへの出力ｅ。ｉｄｅ。

≦０、一方ＩＲ３＜　ＩＫ７のときｅ。〉０になるので
あるが、原稿の画像濃度の最大値に対応する信号とその
最小値に対応する信号とを後段の回路で検出するため、
一般的に使われる原稿の明るい部分の反射光をダイオー
ド８が受光したときにも笥が正になるように抵抗器へ及
びＲ７の抵抗値が選定される。これにより、どのような
原イ高であってもｅ。は（）Ｖ、　ｙ＋　の間にあるこ
とになる。一般に原稿濃度は光の反射率の逆数の対数で
定義さｆ’Ｌるのて、オペアンプんの出力ｅ。は画ｆ象
濃度に比例する。バッファアンプＡ４は、対数変換増幅
器２３の出力ｅ。を高インピーダンスで受け、内部イン
ピーダンスの低い電圧源として同・−の波形を出力する
。オペアン“プＡ６及び抵抗器も、Ｒゎ＋　ＲＩＩ　＋
　ＲＩ。から成る回路−、バッファアンプへの出力から
プラス１則の電源電圧■４−２減算する。抵抗器Ｒ９〜
Ｒｒ２の抵抗値は、オペアンプＡ６のゲインがＩＫなる
ように設定する。第４図はアンプＡ４及びアンプＡ６の
出力を模式的に示す図であって−、（ａ）は白地に濃度
の高い画像が記された原稿、（ｂ）＆″ｉｉ新聞うに地
肌濃度が比軸的高く且つ濃度の高い画＠ケ有する原稿、
（Ｃ）は地肌濃度が高く且つ画像濃度の低い原稿全適用
した場合のものである。これらの図で、アンプＡ６の出
力波形は、アンプＡ４の出力からＶ＋を減算した形、−
」゛なわちＶだけマイナス方向へ平行移動した形となっ
ている。前述の如く、明るい原稿に対しても対数増幅器
２：３の出力ｅ。が正になるようにしたのけ　ｙ−１−
の減算を施した後のアンプＡ６の出力がＶ−以下となっ
てその演算のリニアリティー・が失わわ、るのを防ぐた
めである。

アンプＡＩの出力は、スイッチＳＷ’及びスイッチＳ当
の後述する操作によって、原稿の画像濃度の読取時間中
ダイオードＤ、ヲ介してコンデンサＣ５へ送られ、る。

これにより、コンデンサＣ１には、読取時間中の最大出
力が電主の形で保持さメする。スイッチＳ当は原稿の画
像濃度の読み取りに先立って閉じ、コンデンサＣ１の放
電を行なう。読み取り開始とともにスイッチｓｗ、　ｉ
、を開き、これによってコンデンサＣ８には読取１直が
電圧として保持されるのである。スイッチＳ当ｉｌ′ｉ
：複写作業が終わる寸で開の状態を維持する。スイッチ
Ｓ席Ｑま、複写サイクル中のけい光灯の影響又はａ度読
取時の光源の立とり不−１分等による読取ミスを避ける
ために、コンデンサＣ１とアンプＡ４とを切離す役目を
担う。上電圧を保持てきるようにするため、ＭＯＳＦＥ
Ｔのアナログスイッチ又はリードスイッチ等といった開
状態のときのインピーダンスが高いものが使われる。

以−にの作用と同様ニして、コンデンサＣ２Ｋ　ｉｉア
ンプＡ６の出力の最小値が保持される。以４二の結果、
コンデンサＣ，Ｖｒｃに読取期間中の最高画像濃度に対
応する電圧（以「、単に最高電圧ＶＭＡＸという）が、
一方コンデンザｃ２には最低画像濃度に対しＬ（する電
圧（以下、単に最低電圧ＶＭＩＮという）とＶ＋との差
ＶＭＩＮ　−Ｖ＋が保持されることになる。これらの電
圧は、放電による低下を避けるため、高入方インピーダ
ンスのバッファアンプへ＋Ａ７に通される。

オペアンプＡ８及び抵抗器Ｒ１５〜Ｒ１９がら成る反転
型別−算器２４は、アンプＡ、の出力、アンプＡ７の出
力及びグラス側電源電圧Ｖ十を加算する。これを式％式
％ ） となる。これを、オペアンプん及び抵抗器Ｒ２０〜Ｒ２
２ｉ有する反転増幅器２５ｖｃよって符号変換すると、
その増幅器２５の出力として（ＶＭＡＸ　十ＶＭＩＮ　
）が得られる３、ところで、（ＶＭＡＸ　Ｉ−ＶＭＩＮ
　）　／　２は最高画ｒ象濃度と最高画像濃度との平均
を示す値であるので、反転増幅器２５の出力として得ら
れる上記の値（ＶＭＡＸ　トＶＭＩＮ　）　ｒｊ　、取
りも直さず平均の画像濃度に比例する値である。このよ
うに平均画像濃度に比例する出力信号に基づいてけい光
灯５（第１図）の印加電圧が制御され、もって原稿の画
像濃度に適合する露光の光量が得ら１する。

第５図１制御回路についての他の具体例である。

第３図に示した回路では、支持部材４上のフォトダイオ
ード８からの信号に何等の補正全局えることなく、その
信号をそのま脣制御のための信号として用いているので
、けい光灯５の印加電圧は、原■ハの画〔象濃度の変化
に対してのみ適正に制御される。ところが、実際上、け
い光灯５から感光体へ至る光路中には反射鏡又はレンズ
が配置されているので、仮にその反射鏡等に汚れがある
ときには、けい光灯５の印加電圧が画像濃度に対しては
適正に設定されていても、実際の感光体への露光量が］
二記反射鏡等の汚れに起因して不十分になることがある
。第５図に示すこの回路は、上記の点全改善するもので
あって、この回路が先の回路と異なる点は、反転増幅器
２５の後段に、アンプＡ、。

〜Ａ１４　　及びＪナログスイッナＳ）〜５Ｗ６ｅ有す
る電圧レベル判別回路２６ヲ配置したことである。

同図において、反転増幅器２５から５Ｙ均画像濃度に比
例する出力が得らｆＬる１では先の回路と同じである。

かく得られる出力ＶＩＮは、アンプＡｔｏ〜Ａ、４１’
とよって次のよう［５段階に選別される。

アンプＡＩＱ　”””　Ａｌ１の出力信号は、第６図に
示す５本の濃度サンプル線２７ａ〜２７θからの反射光
を選択するために用いられる。図において符号２けコン
タクトガラヌであり、Ａ−Ａ’方向ｉｄ支持部月４、従
つτけい光’ｋｌ’　５の移動方向、そしてＢ　−１３
’方、向に１移動部月１２、従ってフォトダイオード８
が軸１１上を摺動する方向である。ａ度ザンブル線２７
ａ〜２７　ｅｒ／−ｌ、コンタクトガラス２の片端２ａ
側にそＩＩぞ１１、けいゲＣ灯５の移動方向と平行に延
びている。これらの線２７ａ〜２７ｅは相互に異なる光
反射率を有し、けい光灯５がＡ−Ａ’力方向移動する際
には、第１１￥Ｉに示す一点鎖線の経路に従って、これ
らの線から感光体へ向って九ｌを異にする反射光が送ら
れる。第７図に模式的に示すようＩｃ　％感光体の、結
像面に相肯する位置の近傍にｄ１予め濃度サンプル線の
数に相当する数のフォトダイオード２８ａ〜２８ｅが備
えられ、これらのうちのそれぞれ１つづつが上記濃度ザ
ンプル線２７ａ〜２７ｅからの反射光を受光するように
なっている。これらのフォトダイオード２８ａ〜２８ｅ
は受光九騎に応じた信号を、後段に配置されたランプレ
ギュレータ２９に向けて出力（７ようとするが、これら
のダイオードの出力１線には第５図中の電圧レベル判別
回路２６の「ＩＩ」信号に基づいていずれか１つの接点
が閉るとなるスイッチ３１が接続されているので、ラン
プレギュレータ２９には第５図の開側１回路によって選
択されたいずれか１つのフォトダイオードの出力信号の
みが送られる。ラングレギュレータ２９へ送られた」二
記の信号は、そのレギュレータ内で適宜の基準値と比較
され、その比較結果に基づいてけい光・Ｌ１２の光計が
制釧される。このように、本回路例（ておいては、原ｆ
ｍ　ｔ　’ｘ斜めに走査するフォトダイオード８によっ
て原稿の画像濃度を５段階のうちのいずれか１つの濃度
レベルに分別し、この分別した結果に基づいていずれか
１つの濃度サンプル線を選択し、その選択さｆＬ７’（
ザンプル線からの反射′Ｌを感ｙｔ体の結像面近傍にお
いて、すなわち反射鏡等の光学系を経由した後に受光し
、その受電結果に従ってけい光灯５の制御をするように
なっている。反射鏡等を経た後の検出結果によって制御
を行なうようにしているので、仮に反射鏡等といった原
稿からの感光体へ至る光路中の介在物に汚れその他の障
害があるとしても、それらをも制御の対象とすることが
でき、それ故極めて信・幀性８の高い露光計制御が実現
できる。尚、濃度サンプル線の数は５本に限られるもの
ではなく、感光体特性、現像特性等に応じて増減しても
良い３３又、電圧レベル判別についてＡ／Ｄコンバータ
ヲ使つこともできる。

一ヒ述した２つの回路例では、原稿の画ｒ象濃度の平均
をとっているが、加算増幅器によって重みつき加いをす
ることにより、最高濃度と最低濃度の重みつき平均を出
力し、これにより自動露光装置を構成すれば、より感光
体特性及び現像特性に適合する制御が”Ｊ能である。

【図面の簡単な説明】

第１図り：１本発明の実施例を示す複写機の要部を示す
ｆｆｌ！Ｉ断面図、第２図に第１図中の支持部月４等全
上方から見た場合の平面図、第３図は上記実施例におけ
る露光計制御のための回路例を示す図、第４図はその回
路中のアンプＡ４及びへの出力図、第５図は露光用制御
のための他の回路例を示す図、第６図は第５図の回路例
を実施する際に用いられるコンタクトガラス２に取り付
けられた濃度ザンプル線を示す部分平面図、第７図Ｃま
第５図の回路例によって制御されるけい光灯駆動のため
の回路を示す図である。 ！・・・原稿　　　　　　５・・・光源（けい光灯）４
・・・支持部拐

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原稿を照明する光源を支持しその原稿に対して平行移動
   ｒる支持部利と、その支持部胴上に配置され原稿からの
   反射光全受光してその１−ｉｔに応じた（εξ号を出力
   する受ｙ０素子とを具備する原稿の濃度検出装置゛にお
   いて、支持部利が原稿に対して平行移動する間その支持
   部相上において受光素子を支持部（ｌの移動方向と直角
   方向に移動さぜることにより、受光素子が原稿を斜めに
   走査するようにしたことを特徴とする濃度検出装置。