DE3626818C2 - Steuereinrichtung für ein Bildverarbeitungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für ein Bildverarbeitungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

In der DE 32 32 505 A1 ist eine solche Steuereinrichtung für ein Bildverarbeitungsgerät beschrieben, mittels der die Lei­ stung eines Verbrauchers (analoge Funktionseinheit) in einem Kopiergerät geregelt wird. Zur Regelung wird ein als Maß für die zu regelnde Größe verwendbares analoges Signal des Ver­ brauchers in einem Analog-Digital-Umsetzer in ein digitales Signal umgewandelt, und in Abhängigkeit von diesem Signal wird durch eine Impulserzeugungseinrichtung ein für eine Pha­ senansteuerung vorgesehenes Impulssignal erzeugt und an die analoge Funktionseinheit ausgegeben. Für die Leistungsregelung ist eine Recheneinrichtung vorgesehen zur Berechnung von Impulsbreite-Daten und zur Überwachung der Ausgabe des Impulssignales durch die Im­ pulserzeugungseinrichtung. Damit wird sowohl die Auslösung als auch die Steuerung des zeitlichen Verlaufs eines jeden Impulses von der Recheneinheit besorgt. Diese bekannte Steuer­ vorrichtung weist deshalb den Nachteil auf, daß sie wenig leistungs­ fähig und nicht universell einsetzbar ist.

In Elektronik-Applikation, 1982, Nr. 12, Seiten 22 bis 28 ist eine Ansteuerschaltung für einen MOS-Transistor beschrieben, die einen Oszillator, einen Pulsweitenmodulator und einen Fehlerverstärker aufweist und auf einem Halbleiter-Chip realisiert ist.

In Electronic Engineering, Juli 1978, Seiten 65 bis 67 ist die Kommunikation zwischen einzelnen Einrichtungen in Multi­ prozessor-Systemen beschrieben.

Bei einem in der DE-OS 30 49 339 beschriebenen Bildverarbei­ tungsgerät werden die analogen Funktionseinheiten durch De­ tektoreinrichtungen überwacht, die entsprechende analoge Er­ fassungssignale erzeugen. Diese analogen Erfassungssignale werden dann in digitale Werte umgesetzt und einer zentralen Steuereinheit zugeführt, die abhängig von gespeicherten Pro­ grammen eine entsprechende Steuerung der Funktionseinheiten abhängig von den Erfassungssignalen durchführt. Die von der zentralen Steuereinheit abgegebenen digitalen Steuersignale werden durch Digital-Analog-Wandler in analoge Werte umge­ setzt und dann den analogen Funktionseinheiten zu deren Steuerung zugeführt. Bei dieser Digital-Analog-Umsetzung werden die digitalen Steuersignale in entsprechende Amplitu­ denwerte umgesetzt, so daß an die Funktionseinheiten Steu­ ersignale variabler Amplitude angelegt werden, deren Höhe durch die jeweiligen Gegebenheiten festgelegt ist.

Ähnliche Gerät sind auch aus der DE-OS 34 22 351 und der US 4,306,803 bekannt. Bei allen diesen bekannten Bildverarbei­ tungsgeräten findet, sofern dies erforderlich ist und das Steuersignal nicht von Haus aus einen geeigneten Pegel be­ sitzt, eine Digital-Analog-Umsetzung des von der zentralen Steuereinheit an die analogen Funktionseinheiten anzulegenden Steuersignales statt.

In der DE 32 24 030 A1 wird ein Verfahren zur Steuerung eines Mikrorechners vorgeschlagen, der in unregelmäßig sich über­ schneidenden Intervallen Eingangssignale erfaßt und/oder ver­ schiedene Ausgangssignale ausgeben muß. Jedem dieser Signale ist wenigstens ein Register zugeordnet. Zur Erfassung oder Festlegung dieser Signale werden alle Register parallel durch Interrupt-Signale ab einem festgelegten Wert inkrementiert bzw. dekrementiert, wobei diese Interrupt-Signale durch einen Zeittaktgeber erzeugt werden. Auf diese Weise lassen sich dort eine große Vielzahl sich überschneidender Signale erzeu­ gen bzw. erfassen, ohne daß eine externe Beschaltung des Mi­ krorechners erforderlich wäre.

Die kürzlichen Fortschritte hinsichtlich elektronischer Ein­ richtungen sind auf dem Gebiet der Automatisierung im Büro, im Herstellungswerk, im Laboratorium usw. besonders ausge­ prägt und auf die geschickte Kombination elektronischer Ein­ richtungen mit Mechanismen zurückzuführen. Naturgemäß stützen sich die Fortschritte hauptsächlich auf die Zusammenlegung der ständig weiterentwickelten Halbleiterintegration mit der Computertechnologie, da zu einer preiswerten Massenproduktion Systeme hochintegrierter Schaltungen eingesetzt werden müs­ sen. Hinsichtlich der Mechanismen ist jedoch noch vieles zu verbessern, und zwar insbesondere im Bereich der Schnittstel­ len zwischen analog arbeitenden Komponenten bzw. Vorrichtun­ gen und digitalen elektronischen Steuerschaltungen. Bei dem gegenwärtigen Stand der Technologie führen die meisten digi­ talen elektronischen Steuerschaltungen nur eine einfache Ein- und Ausschaltsteuerung für analoge Komponenten aus. Aus die­ sem Grund haben die analogen Komponenten noch eigene kompli­ zierte Steuersysteme, während die Leistungsfähigkeit der digitalen elektronischen Steuerschaltungen im Bereich dieser Schnittstellen nicht voll ausgeschöpft ist. Infolgedessen entstehen im Bereich solcher Schnittstellen noch unnötige Kosten, die vom Kunden zu tragen sind.

Gegenwärtig sind diese digitalen elektronischen Steuerschal­ tungen zumeist Mikrocomputer oder Mikrosteuereinheiten, wel­ che Einzelbaustein-Mikrocomputer mit Speichern und Eingabe- /Ausgabekanälen sind. Für die Steuerung der analogen bzw. analog arbeitenden Komponenten ist ein Einzelbaustein-Mikro- Computer bekannt, bei dem auf dem gleichen Halbleiterplätt­ chen ein A/D-Wandler eingegliedert ist. Ferner ist eine Steuereinheit angekündigt, in der zusätzlich zu einer Zen­ traleinheit und einem Speicher ein Zähler/Zeitgeber, eine A/D-Steuerschaltung bzw. Umsetzschaltung und eine Schnitt­ stelle für Ausgabe/Anzeigevorrichtungen mit Impulsbreitenmodulation wie eine Flüssigkristallvorrichtungs-Schnittstellen­ treiberstufe eingebaut sind. Diese herkömmlichen Einrichtun­ gen sind jedoch einfache Schaltungen mit hohem Integrations­ grad, in denen schon bekannte Baueinheiten kombiniert sind und mit denen wie vorstehend genannten, insbesondere im Be­ reich der Schnittstellen zwischen den analog arbeitenden Komponenten und den digitalen elektronischen Steuerschaltun­ gen auftretenden Mängel nicht ausgeschaltet werden können, da infolge der Erfordernis geeigneter Verarbeitungsgeschwindig­ keit und komplizierter Steuerung viele analoge Komponenten ihre eigenen Steuereinheiten enthalten müssen. Demgemäß ent­ stehen bei Geräten mit analogen Komponenten höhere Kosten.

Durch gesteigerte Herstellungskosten ist unvermeidbar insbe­ sondere ein Gerät belastet, bei dem eine große Anzahl analo­ ger Komponenten verwendet wird, wie bei einem Kopiergerät.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß eine leistungsfähige und vielseitig einsetzbare Steuereinrichtung geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird durch die Steuereinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Durch die Erfindung werden die Mängel im Bereich der Schnittstellen zwischen analog arbeitenden Vorrichtungen und digitalen elektronischen Steuerschaltungen auf ein Mindestmaß herabgesetzt.

Weiterhin wird mit der Erfindung eine Steuereinrichtung ge­ schaffen, mit der eine verbesserte Vereinheitlichung und Zusammenfassung der analog arbeitenden Vorrichtungen und der digitalen elektronischen Steuerschaltungen erreicht wird.

Ferner wird mit der Erfindung eine Steuereinrichtung für ein Bildreproduktionsgerät oder ein Bilderzeugungsgerät geschaf­ fen, die eine brauchbare flexible digitale Steuerung über einen Maximalbereich des Geräts durch Zentralisieren der Steuerung und der Steuerinformationen und durch Vereinheitli­ chen des Steuerprozesses ermöglicht, wodurch auch eine Ver­ einfachung der jeweiligen Komponenten ermöglicht wird.

Schließlich werden die Voraussetzungen geschaffen, daß mittels einer Steuereinrichtung in einem Bildreproduktionsgerät oder einem Bilderzeugungsgerät wie ein Kopiergerät mehrere analoge Größen gesteuert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung als Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Blockdarstellung, die ein Beispiel für eine Steuerung mittels einer Steuereinheit 30 zeigt.

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm des Hauptprogramms eines Hauptprozessors 37.

Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm einer Unterbrechungsroutine.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild einer Gleichspannungssteuer­ schaltung.

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung zum Steuern einer Halogenlampe 2.

Fig. 7 ist ein Ablaufdiagramm eines Programms eines Makro­ codeprozessors im Falle der Lampensteuerung.

Fig. 8 ist ein Blockschaltbild einer Impulsbreitenmodula­ tions-Ausgabeeinheit 34.

Fig. 9 zeigt Kurvenformen von Signalen der Impulsbreiten­ modulations-Ausgabeeinheit.

Fig. 10 ist eine Schnittansicht eines Kopiergeräts.

Fig. 11 ist ein Ablaufdiagramm des Programms des Hauptpro­ zessors 37 bei der Steuerung eines Kopiergeräts.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild einer Niederspannungsgene­ rator-Steuerschaltung.

Fig. 13 ist ein Blockschaltbild einer Hochspannungsgenera­ tor-Steuerschaltung.

Die Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für ein Bildreproduk­ tions- oder Bilderzeugungsgerät.

Die Fig. 1 zeigt eine Eingabeeinheit 31 für digitale Signale, eine Eingabeeinheit 32 für analoge Signale mit einer Abfrage­ schaltung für das schnelle Abfragen von acht Analogeingangs­ kanälen AD0 bis AD7, einem A/D-Wandler und einer Schnittstel­ le, eine Ausgabeeinheit 33 für die Ausgabe digitaler Signale an Kanälen D00 bis D0n, eine Ausgabeeinheit 34 für die Aus­ gabe von der Impulsbreitenmodulation unterzogenen Signalen PWM0, PWM1, . . . , einen Hauptspeicher 35 mit einem Festspei­ cher (ROM) zum Speichern eines Steuerprogramms und einem Schreib/Lesespeicher bzw. Arbeitsspeicher (RAM) für das Spei­ chern von zur Steuerung erforderlichen Informationen, einen Makrocodeprozessor 36, der das Ausführen eines Makrobefehls, welcher einigen 100 Byte entspricht, in 1 bis 2 bis ermög­ licht, einen Hauptprozessor 37 mit einer Arbeitsgeschwindig­ keit, die mehrfach höher als diejenige eines gewöhnlichen Mehrzweck-Mikroprozessors ist, eine PLL-Ausgabeeinheit 38 für die Abgabe von Phasenregelungssignalen PLL0, PLL1, . . . als Steuersignale beispielsweise für Servomotore 107 und 108 nach Fig. 2 und eine Übertragungsschnittstelle 39 für die Daten­ verbindung mit einem externen Gerät.

Der Hauptprozessor 37 ist mit externen Unterbrechungskanälen INT0, INT1, . . . ausgestattet und kann mit einer Geschwindig­ keit von einigen 100 ns je Befehl arbeiten. Der Hauptprozes­ sor ist ferner mit einer Registerbank aus mehreren Registern ausgestattet und ermöglicht den Zugriff zu Eingabe/Ausgabeka­ nälen in Biteinheiten. Weiterhin enthält der Hauptprozessor 37 16 Kanäle mit 16-Bit-Zeitgeber-Zählern, über die ein lei­ stungsfähiger Zeitgeberprozeß durch Nulldurchgangspunkt- Erfassung ermöglicht ist. Der Hauptprozessor 37 hat zwei Hauptfunktionen, namlich als Ablaufsteuereinheit für das Gerät die Steuerprozedur zu prüfen und für die analoge Steue­ rung auf geeignete Weise den Makrocodeprozessor 36 zu steuern.

Die Analog-Eingabeeinheit 32 hat acht Analogeingangskanäle. Die der Schnittstelle entsprechend abgefragten Daten werden in dem A/D-Wandler in digitale Daten umgesetzt und aufeinan­ der folgend in einen Arbeitsspeicher der Schnittstelle einge­ speichert. Die Rangfolge der Abfrage kann durch aus dem Hauptprozessor 37 zugeführte Abfragesteuerdaten verändert werden. Beispielsweise kann die Abfrage aufeinander folgend an den Analogeingangskanälen von 0 bis 7, nur von 0 bis 4 oder nur von 4 bis 7 vorgenommen werden. Die Schnittstelle der Analog-Eingabeeinheit 32 enthält jeweils den Analogeingangs­ kanälen entsprechende Arbeitsspeicher zur Datenspeicherung, wodurch ein Größenvergleich mit vorbestimmten Bezugswerten ohne Unterstützung durch die Prozessoren 36 und 37 erzielt werden kann. Beispielsweise kann ermittelt werden, ob eine Variable in einem durch eine Obergrenze und eine Untergrenze festgelegten Bereich bleibt, und im Hauptprozessor 37 eine interne Unterbrechungsprozedur ausgelöst werden, wenn die Variable aus dem Bereich heraustritt. Auf diese Weise wird bei der Erfassung einer externen analogen Variablen durch die Abfrage die interne Unterbrechungsprozedur in dem Hauptpro­ zessor 37 nur in dem Fall ausgelöst, daß die Variable eine Änderung über einen Schwellenwert hinweg zeigt. In dem Haupt­ prozessor 37 werden daraufhin die Eingangsdaten zu Beginn der Unterbrechung sowie der Kanal bzw. die Ursache für die Unter­ brechung ermittelt, wonach dem Makrocodeprozessor 36 entspre­ chend dem Ermittlungsergebnis ein bestimmter Makrobefehl zugeführt wird. Im Ansprechen darauf führt der Makrocodepro­ zessor 36 eine Hochgeschwindigkeits-Verarbeitung der Ein­ gangsdaten aus, um eine Steuergröße für das Konstanthalten der gesteuerten Variablen auf einem Sollwert zu erhalten, wo­ nach das Verarbeitungsergebnis beispielsweise der Impulsbrei­ tenmodulations- bzw. PWM-Ausgabeeinheit 34 zugeführt wird. Die vorstehend beschriebene Rückführungssteuerung bzw. Rege­ lung, die die A/D-Umsetzung der gesteuerten Variablen, der Eingabe in den Unterbrechungskanal, die Prüfung der Un­ terbrechungsprozedur durch den Hauptprozessor 37, die Verar­ beitung durch den Makrocodeprozessor 36 und die Ausgabe der Steuergröße über die PWM-Ausgabeeinheit umfaßt, kann in unge­ fähr 2 µs vollständig durchgeführt werden. Daher wird jeweils für die in Fig. 2 dargestellte Steuerung der Lichtstärke einer Lampe, der Temperatur eines Heizelements, der Drehzahl der Servomotore 107 und 108 und des Ausgangssignals einer Gleichstromquelle (einer Schaltung 60 mit einem Hochfrequenz- Koppeltransformator) als analoge Variable für jede analoge Komponente ein entsprechender Makrobefehl bestimmt und in den Makrocodeprozessor 36 eingegeben. Auf diese Weise kann durch die Ausführung eines Makrobefehls der Hauptprozessor 37 aus dem Makrocodeprozessor 36 die Steuerinformationen (PWM, PLL) für die jeweilige analoge Komponente erhalten und daher die Regelung aller Komponenten innerhalb einiger 10 µs ausführen. Dies ist eine ausreichend kurze Ansprechzeit für die vorste­ hend genannten jeweiligen Komponenten.

Die Hauptfunktion des Makrocodeprozessors 36 ist es, die sog. Impulsbreitenmodulations-Regelung oder Phasenkoppelkreis- Regelung, die mittels eines Rechenverstärkers und zugeordne­ ter Schaltungen ausgeführt worden ist, durch eine Programm- Regelung zu ersetzen, die durch das Ausführen eines Satzes von Mikrobefehlen erreicht wird. Beispielsweise kann ein herkömmliches verstärktes Ausgangssignal dA aus einer mittels des Rechenverstärkers erfaßten Differenz d dadurch ersetzt werden, daß ein Mikrobefehlssatz zum Multiplizieren einer Konstanten A mit einem Schwellenwert d ausgeführt wird, wel­ cher die Unterbrechungsprozedur ausgelöst hat. Ferner werden bei der Berechnung nach einer komplizierten Funktion die Eingangsdaten als Adresseneingangsvariable x eingesetzt, gemäß der ein vorbereitetes Ergebnis y aus einem Hochge­ schwindigkeits-Festspeicher ausgelesen wird. Auf diese Weise können bestimmte herkömmliche Regelungen wie die Impulsbrei­ tenmodulations- oder Phasenregelkreis-Regelung durch einen Mikrobefehlssatz bzw. Makrocode oder Makrobefehl einer ver­ einheitlichten Regeltheorie dargestellt werden. Falls bei­ spielsweise die analoge Komponente eine stabilisierte Gleich­ stromquelle ist, können mehrere Gleichstromquellen mittels eines Mikrobefehlssatzes durch die Wahl geeigneter Parameter auf einheitliche Weise gesteuert bzw. geregelt werden.

Auf diese Weise wird die Regelung mehrerer analoger Komponen­ ten zentralisiert. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Steuerschaltungen in den verschiedenen analogen Komponenten durch eine einzige, durch den Makrocodeprozessor 36 gebildete Schaltungsausstattung ersetzt, jedoch bietet das Ausführungsbeispiel weitere bedeutsame Vorteile. An erster Stelle steht der Vorteil, daß in den Prozessoren 36 und 37 die gesteuerten Variablen der mehreren wichtigen analogen Komponenten zusammengefaßt werden. Infolgedessen kann der Hauptprozessor 37 die Funktionen der mehreren analogen Kompo­ nenten miteinander in Beziehung setzen, was insbesondere beispielsweise bei der Steuerung eines Kopiergeräts zweck­ dienlich ist. Z.B. kann der Hauptprozessor 37 erkennen, daß lediglich ein Hochspannungsgenerator nicht richtig gesteuert wird, während alle anderen analogen Komponenten richtig ge­ steuert werden. Infolgedessen kann der Hauptprozessor 37 auf genaue Weise die Ursache der Verschlechterung der Bildquali­ tät in einem frühen Zustand vor dem Auftreten eines schwer­ wiegenden Fehlers erkennen und daher nötigen falls eine Warn­ meldung für die Bedienungsperson abgeben. Ein zweiter Vorteil liegt darin, daß die gesteuerten Variablen der mehreren wich­ tigen analogen Komponenten nicht nur an den Prozessoren 36 und 37 zusammengefaßt werden, sondern auch entsprechende Steuergrößen aktiv verändert werden können. Dieser Umstand ist bei einem Kopiergerät außerordentlich nutzvoll. Falls z. B. auf die vorstehend erläuterte Weise die Ursache einer Verschlechterung der Bildqualität zuverlässig erfaßt wird, kann der Hauptprozessor 37 diese Verschlechterung durch eine Änderung der Steuergrößen für die anderen analogen Komponen­ ten korrigieren. Eine derartige Steuerung kann durch eine geeignete Versetzung der der A/D-Umsetzung unterzogenen Aus­ gangsdaten vor deren Abgabe durch den Hauptprozessor 37 an den Makrocodeprozessor 36 erreicht werden.

Die Übertragungsschnittstelle 39 hat ein als "µ-LAN" bezeich­ netes normiertes Übertragungsprotokoll für die Datenverbin­ dung mit 64 kBit/s und erlaubt den Einsatz dieser Steuerein­ richtung als Endgerät eines digitalen Datenübertragungsnet­ zes.

Die Fig. 2 ist eine Blockdarstellung, die die Verwendung der Steuereinrichtung 30 gemäß dem beschriebenen Ausführungsbei­ spiel zur Steuerung analoger Komponenten veranschaulicht.

Eine der Funktionen der Steuereinrichtung 30 besteht darin, durch das genaue Erfassen der X-Y-Lage eines bewegbaren Teils 116 entsprechend einem Ausgangssignal eines Bildsensors (CCD) 118 auf drei Achsen X, Y und Z zu steuern und den Ablauf des Teils über drei 5-Phasen-Schrittmotore 101 bis 103 herbeizu­ führen.

Die Lage des bewegbaren Teils 116 wird mittels des CCD- Bildsensors 118 ermittelt, der den Schatten des bewegbaren Teils 116 bei dessen Bewegung über eine Linsenanordnung 117 kurzer Brennweite erfaßt. Das Ausgangssignal des Bildsensors 118 wird über einen Empfänger 115 einem Eingang A/D0 zuge­ führt, wobei der Hauptprozessor 37 durch eine Dichteänderung in diesem Bildsignal in Betrieb gesetzt wird. Von der Mikro­ steuereinheit bzw. Steuereinrichtung 30 werden für die An­ steuerung des Bildsensors Bildtaktsignale VCLK abgegeben. Für jeden der 5-Phasen-Schrittmotore 101 bis 103 für das Bewegen des bewegbaren Teils 116 sind 10 Leitungen und 10 Phasenim­ pulse erforderlich. Infolgedessen sind für die dreiachsige Steuerung 30 Leitungen notwendig, so daß für die Steuerung der Schrittmotore 101 bis 103 eine Eingabe/Ausgabe-Erweite­ rungseinheit 113 eingesetzt wird. Die Einheit 113 ist zur Speicherung von zuvor aus der Steuereinrichtung 30 zugeführ­ ten Impulsmustern mit einem Arbeitsspeicher (RAM) ausgestat­ tet, aus dem auf ein Startsignal aus der Steuereinrichtung 30 hin Steuerimpulse für die Schrittmotore 101 bis 103 abgegeben werden.

Die Mikrosteuereinheit bzw. Steuereinrichtung 30 führt auch die Phasenkopplungs- bzw. PLL-Steuerung der Servomotore 107 und 108 aus. Diese Motore rufen Drehmelderimpulse hervor, die jeweils Eingängen OLK1 bzw. CLK2 der Steuereinrichtung 30 zugeführt und in einer Unterbrechungsprozedur im Hauptprozes­ sor 37 gezählt werden.

Ferner bewirkt die Steuereinrichtung 30 das Ein- und Aus­ schalten eines Ablaufsteuerglieds 112, das aus der Steuerein­ richtung 30 die Ein- und Ausschaltsignale für Solenoide, Kupplungen, Ventile usw. empfängt und die dementsprechenden Komponenten überprüft. Diese Steuerung ist nicht nur eine einfache Ein-/Ausschaltsteuerung, sondern auch eine zeitlich gesteuerte Steuerung, welche durch die volle Nutzung der 16- Kanal-Zeitgeber-Zähler im Hauptprozessor 37 der Steuerein­ richtung 30 erreicht wird.

Die Steuereinrichtung 30 regelt auch die Temperatur eines Heizelements und die Lichtstärke einer Lampe. Diese Tempera­ tur- und Lichtstärkeregelungen werden extern allein mittels Schaltelementen 127 und 128 und Sensoren vorgenommen, wobei die Verarbeitung der Meßsignale aus den Sensoren und die den Verarbeitungsergebnissen entsprechende Steuerung der Schalt­ elemente 127 und 128 durch die Steuereinrichtung 30 erfolgt. Als ein Beispiel wird nachfolgend eine Phasensteuerung des einer Halogenlampe zugeführten Stroms einer Wechselspannung von 100V erläutert.

Darüberhinaus steuert die Mikrosteuereinheit bzw. Steuerein­ richtung 30 Gleichspannungen über die Schaltung 60 mit dem Hochfrequenz-Koppeltransformator. Im einzelnen wird über einen Ausgang PWM0 ein Schaltregler gesteuert, der aus einer Trei­ berstufe 114 und der Schaltung 60 mit dem Hochfrequenz- Koppeltransformator gebildet ist und Gleichspannungen von 24V und 12V erzeugt. Die Steuereinrichtung 30 prüft eine über einen Eingang A/D3 aufgenommene geglättete Sekundärspannung VS und regelt das Tastverhältnis des PWM-Ausgangssignals, falls eine Belastungsänderung vorauszusehen ist oder falls die aufgenommene Spannung VS aus einem vorbestimmten Bereich heraustritt, wodurch Belastungsschwankungen entgegengewirkt wird.

Die Fig. 3 ist ein Hauptablaufdiagramm, das das Steuerpro­ gramm es in Fig. 2 gezeigten Hauptprozessors 37 zeigt. Das entsprechende Programm ist in dem Hauptspeicher 35 gespei­ chert.

Nach dem Einschalten der Stromversorgung erfolgt bei einem Schritt S1 im Hauptprozessor 37 eine Anfangseinstellung der Eingänge und Ausgänge, wonach bei einem Schritt S2 in der Schnittstelle der Analog-Eingabeeinheit 32 die Abrufsteuerda­ ten für die analogen Eingangssignale eingestellt werden, wodurch die Eingabeeinheit 32 entsprechend diesen eingestell­ ten Abrufsteuerdaten die eingegebenen analogen Daten in digi­ tale Daten umsetzt und diese in den Arbeitsspeicher der Schnittstelle einspeichert.

Bei einem nachfolgenden Schritt S3 wird eine Systemsteuerung und Ablaufsteuerung für die in Fig. 2 gezeigten Komponenten ausgeführt. Die Schritte S2 und S3 werden wiederholt, bis bei einem Schritt S4 der Abschluß der Steuerung ermittelt wird.

Die Fig. 4 veranschaulicht eine Unterbrechungsroutine, die von dem Hauptprozessor 37 auf eine interne Unterbrechungsan­ forderung aus der Analog-Eingabeeinheit 32, dem Makrocodepro­ zessor 36 usw. hin ausgeführt wird.

Auf diese Anforderung hin führt der Hauptprozessor 37 die Unterbrechungsroutine aus, wobei eine gegenwärtig ausgeführte Steuerprozedur unterbrochen wird, wonach nach dem Abschluß der Unterbrechungsroutine das Programm zu dieser Steuerproze­ dur zurückkehrt.

Gemäß Fig. 4 werden bei einem Schritt W1 Unterbrechungsur­ sache-Daten für die Erkennung der Ursache der Unterbrechungs­ anforderung eingegeben, wonach dann in Schritten W2 bis W7 die Ursache bzw. quelle ermittelt wird (Heizelement, Lampe, Gleichspannung, Drehmelderimpulse aus den Servomotoren, Bild­ sensor 18 oder Makrocodeprozessor 36 gemäß Fig. 2); auf diese Ermittlung hin wird dem Makrocodeprozessor 36 in Schritten W8 bis W12 jeweils ein der auf diese Weise ermit­ telten Ursache bzw. quelle entsprechender Makrocode bzw. Makrobefehl (zur Heizelementsteuerung, Lampensteuerung, Gleichspannungssteuerung, Servomotorsteuerung oder Steuerung eines bewegbaren Teils) zugeführt, wobei eine diesem Makrobe­ fehl entsprechende Kennung gesetzt wird. Mit dieser Kennung wird die Art der von dem Makrocodeprozessor 36 ausgeführten Steuerung bestimmt. Nach dem Abschluß eines dem Makrobefehl entsprechenden Steuerungsvorgangs fordert der Makrocodepro­ zessor 36 von dem Hauptprozessor 37 eine Abschlußunterbre­ chungsprozedur an, wobei der Hauptprozessor bei dem Schritt W7 die Anforderung bestätigt und bei einem Schritt W13 für den Abschluß des Makrocodeprogramms die Kennungen rücksetzt.

Auf die vorstehend erläuterte Weise wird von der Schnittstel­ le der Analog-Eingabeeinheit ermittelt, ob ein jeweiliges analoges Eingangssignal innerhalb eines vorbestimmten Be­ reichs liegt, und von dem Hauptprozessor 37 eine Unterbre­ chungsprozedur angefordert, falls der Bereich überschritten wird.

Die Fig. 5 ist ein Schaltbild der kombinierten Hochfrequenz­ transformator-Schaltung 60, die eine Zerhacker-Niederspan­ nungsquelle bildet, in welcher mit einer Treiberstufe NPN entsprechend dem Signal PWM0 eine eingegebene Gleichspannung von 48V geschaltet wird, um Gleichspannungen von 24V und 12V zu erhalten. Die Schaltsteuerung erfolgt über einen Kanal PWM0 der PWM-Ausgabeeinheit mit einer Frequenz von 30 bin 50 kHz. Eine Überwachungsausgangsspannung, die durch das Teilen der Gleichspannung von 24V mit Widerständen R1 und R2 erhal­ ten wird, wird einem Vergleicher CMP zugeführt, der eine Schutzschaltung gegen übermäßige Spannung bildet. Falls eine derartige übermäßige Spannung auftritt, gibt der Vergleicher CMP ein Signal "O" ab, um damit ein UND-Glied AND zu sperren. Die Überwachungsausgangsspannung wird auch einem Eingang AD3 der Analog-Eingabeeinheit 32 in der Steuereinrichtung 30 zugeführt. Der Makrocodeprozessor 36 berechnet die Differenz zwischen den eingegebenen Daten und einem vorbestimmten Be­ zugswert und bestimmt den Wert des PWM-Signals in der Weise, daß eine konstante Ausgangsspannung von 24V erreicht wird. Das Berechnungsergebnis wird in ein entsprechendes Register in der PWM-Ausgabeeinheit 34 eingesetzt. Im Falle einer wie bei einem Kopiergerät unter vorbestimmter Zeitsteuerung aus­ geführten Ablaufsteuerung kann die Steuereinrichtung 30 eine Belastungsänderung vorhersagen und daher erwünschtenfalls das PWM-Signal im voraus einregeln. Bei dem beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel wird die Ausgangsspannung von 12V in einem festen Verhältnis zu der Ausgangsspannung von 24V gehalten. Bei der in Fig. 5 gezeigten Schaltung wird eine Abnormalität der Ausgangsspannung auf digitale Weise über die Analog- Eingabeeinheit 32 überprüft, wobei der Vergleicher CMP eine zusätzliche Sicherheit für den Fall eines eventuellen Fehlers in der Steuereinrichtung 30 bietet.

Die Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das die Halogenlampen­ steuerung ausführlich veranschaulicht. Bei dieser Steuerung werden in der Steuereinrichtung 30 die Funktionen einer Null­ durchgangs-Erfassung an einem extern eingegebenen Wechsel­ stromsignal sowie der Analog-Eingabeeinheit 32, eines Zählers und einer monostabilen Kippstufe genutzt. Für die Nulldurch­ gangsermittlung für das Erfassen des Hindurchtretens eines eingegebenen Wechselstromsignals durch den Pegel OV ist eine Korrekturschaltung erforderlich, da die Steuereinrichtung 30 nur eine einzige Stromversorgung hat. Die Korrekturschaltung ist bekannt, so daß daher deren Beschreibung weggelassen ist. Auf die Erfassung eines Nulldurchgangsimpulses hin wird in dem Hauptprozessor 37 der Zähler in Betrieb gesetzt; wenn ein vorbestimmter Zählstand (für eine Periode von 10 ms oder eine Halbperiode von 5 ins bei einem Wechselstrom-Eingangssignal mit 50 Hz) erreicht wird, wird eine interne Unterbrechungs­ prozedur eingeleitet, um den A/D-Wandler in der Analog-Einga­ beeinheit 32 in Betrieb zu setzen. Ferner wird aus den zuvor durch den A/D-Wandler umgesetzten Daten eine Phasensteuer­ größe für eine Halogenlampe 2 berechnet, wonach entsprechend dem Rechenergebnis die monostabile Kippstufe in Betrieb ge­ setzt wird, um ein Triac vorzuspannen. Auf diese Weise wird in der Steuereinrichtung 30 parallel der Nulldurchgangsimpuls ermittelt, der Zählvorgang mittels des Zählers und das Ein­ leiten der A/D-Umsetzung ausgeführt und weiterhin die mono­ stabile Kippstufe betrieben. Zur Berechnung eines Pseudo- Effektivwerts wird die Spannung mit der an der Halogenlampe anliegenden Kurvenform mittels einer Diodenbrücke BR nach Fig. 6 gleichgerichtet, wonach eine aus einem Spannungsteiler mit Widerständen R1 und R2 erhaltene analoge Mittelwertspan­ nung einem Eingang AD2 zugeführt wird.

Die Fig. 7 ist ein Ablaufdiagramm zur Lampensteuerung, die mittels des Makrocodeprozessors 36 ausgeführt wird, wenn dieser durch den Hauptprozessor 37 in Betrieb gesetzt wird. Diese Lampensteuerung wird mittels des in Fig. 4 gezeigten Makrocodes bzw. Makrobefehls für die Lampensteuerung ausge­ führt. Bei der in Fig. 7 gezeigten Steuerung wird bei einem Schritt S21 ermittelt, ob die Eingangssignalfrequenz 60 Hz ist, wonach entsprechend dem Ermittlungsergebnis bei Schrit­ ten S22 bzw. S23 der Zähler auf 50 Hz bzw. 60 Hz eingestellt wird. Bei einem Schritt S24 wird der Nulldurchgang ermittelt, wonach bei einem Schritt S25 der Zählvorgang des Zählers beginnt. Bei einem Schritt S26 wird ein vorbestimmter Wert erfaßt, nämlich ein Spitzenwert der Eingangswechselspannung bei 5 ms im Falle von 50 Hz, wonach bei einem Schritt S27 die A/D-Umsetzung eingeleitet wird. Danach werden bei einem Schritt S28 die umgesetzten Daten in ein Register eingegeben, wonach bei einem Schritt S29 aus der Abweichung der Eingangs­ wechselspannung die Phasensteuergröße berechnet wird und bei einem Schritt S30 der Auslösezeitpunkt der monostabilen Kipp­ stufe für das Triggern des Triac überprüft wird. Diese Steue­ rung erfolgt parallel zu dem bei dem Schritt S26 entsprechend dem Zählvorgang eingeleiteten Beginn der A/D-Umsetzung. Die anfängliche Einzelimpuls-Triggerung ist jedoch um eine Pe­ riode gegenüber der A/D-Umsetzung verzögert, da die Zeit- Steuerung der monostabilen Kippstufe aus dem Ergebnis der vorangehenden A/D-Umsetzung festgelegt wird. Bei einem Schritt S30 wird das Einzelimpuls-Triggersignal abgegeben. Auf diese Weise wird die vorangehend erläuterte Prozedur fortgesetzt.

Die Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das einen Kanal der Impulsbreitenmodulations- bzw. PWM-Ausgabeeinheit 34 des be­ schriebenen Ausführungsbeispiels zeigt, während die Fig. 9 eine Darstellung der Kurvenform des von der Ausgabeeinheit nach Fig. 8 abgegebenen PWM-Ausgangssignals ist.

Das Auflösungsvermögen der Ausgabeeinheit 34 ist durch einen Abstufungszyklus T eines Durchlaufzählers 34-3 bestimmt, während eine Impulsbreite TL von Impulsen niedrigen Pegels durch einen voreinstellbaren Abwärtszähler 34-2 bestimmt ist, dessen Zählwert durch ein PWM-Register 34-1 auf ein Hochzähl­ signal UP hin festgelegt wird, welches den Abschluß eines Hochzählens des Durchlaufzählers 34-3 anzeigt. Der Abwärts­ zähler 34-2 gibt auf ein "Borgen"-Signal hin ein Signal hohen Pegels und auf das Hochzählsignal UP aus dem Durchlaufzähler 34-3 hin ein Signal niedrigen Pegels ab.

Gemäß den vorstehenden Ausführungen wird bei dem beschriebe­ nen Ausführungsbeispiel eine zentrale Steuerung mehrerer analoger Komponenten vorgenommen, wodurch es ermöglicht wird, die Steuerschaltungen in diesen analogen Komponenten durch eine einzige Schaltungsausstattung zu ersetzen, die in der Form des Makrocodeprozessors 36 vorgesehen ist, und eine zentrale Verwaltung der Steuerinformationen und des verein­ heitlichten Steuerschemas zu erreichen. Infolgedessen wird bei dem Gerät mit der Steuereinrichtung gemäß diesem Ausfüh­ rungsbeispiel im Vergleich mit der herkömmlichen Technologie eine Verringerung der Anzahl von Baueinheiten, eine Zusammen­ fassung und eine Vervielfachung von Funktionen erreicht.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel erläutert, bei dem die Steuereinrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel in einem Kopiergerät verwendet wird.

Zunächst wird das Kopiergerät beschrieben, das mit der Steuereinrichtung 30 gesteuert werden soll und das im Quer­ schnitt in Fig. 10 gezeigt ist.

Gemäß Fig. 10 wird von der Bedienungsperson zunächst eine zu kopierende Vorlage auf einen Vorlagenauflagetisch 1 aufge­ legt, wonach die Kopienanzahl und die Kopiendichte einge­ stellt werden. Bei dieser Einstellung wird mittels eines Tastenschalters eine automatische Dichtesteuerung oder eine Dichtesteuerung von Hand gewählt. Falls das Gerät für den Kopiervorgang bereit ist (nämlich ein Fixierheizelement eine vorbestimmte Temperatur hat, verschiedenerlei Mechanismen in vorbestimmten Ausgangsstellungen stehen und die erforderli­ chen Vorratsmaterialien wie Toner und Papier bereitgestellt sind), drückt die Bedienungsperson eine Kopierstarttaste. Daraufhin wird eine Halogenlampe 2 als Beleuchtungslampe eingeschaltet und ein Koronalader 3 in Betrieb gesetzt, um an einer fotoempfindlichen Trommel 4 ein Oberflächenpotential hervorzurufen. Danach wird der Vorlagenauflagetisch 1 in Bewegung gesetzt, um die Bilderzeugung auf der fotoempfindli­ chen Trommel 4 zu beginnen. Das Bild der Vorlage wird über eine Faserlinse bzw. ein Lichtleiterobjektiv 5 mit kurzer Brennweite auf der fotoempfindlichen Trommel 4 fokussiert. Das dabei auf der fotoempfindlichen Trommel 4 erzeugte un­ sichtbare Latentbild wird dann an nicht benötigten Bereichen mit einer Löschlampe 6 zur Entladung in diesen Bereichen belichtet. Diese Belichtung erfolgt zum Herbeiführen einer gleichförmigen Ermüdung der fotoempfindlichen Trommel 4 und zur Bildaufbereitung, beispielsweise zum Löschen eines Teils des Bilds. Infolgedessen wird die Löschlampe 6 beispielsweise aus einer Leuchtdiodenzeile, einer Elektroluminiszenz-Seg­ mentzeile oder eine Flüssigkristallverschlußzeile gebildet, wobei der Leuchtbereich in der Längsrichtung verändert werden kann. Das nach diesem Löschen verbliebene Latentbild wird durch Tonerablagerung in einer Entwicklungsvorrichtung 7 sichtbar gemacht. Das Bild wird durch die Ablagerung von Toner in einem Bereich erzeugt, in dem ein statisches Poten­ tial vorliegt.

Andererseits wird ein unter einer vorbestimmten Zeitsteuerung aus einer Papierkassette 8 zugeführtes Blatt 10 an Regist­ rierwalzen 9 angehalten, welche dann das Blatt 10 in der Weise zuführen, daß der Vorderrand des an der Trommel 4 erzeugten sichtbaren Bilds mit dem Vorderrand des Blatts 10 übereinstimmt. Danach wird das Bild von der Trommel 4 auf das Blatt 10 übertragen, wobei diese Übertragung durch einen von der Rückseite des Blatts 10 her wirkenden Übertragungs-Koro­ nalader 11 erleichtert wird. Der Übertragungs-Koronalader 11 wird mit einer Spannung betrieben, die geringfügig höher als diejenige an dem Koronalader 3 ist, welcher beispielsweise mit einer Spannung von ungefähr 5,8 kV betrieben werden kann. Darauffolgend wird ein Blattentlader 12 eingeschaltet, um die statische Ladung an dem Blatt 10 zu beseitigen und dadurch das Ablösen des Blatts von der Trommel 4 zu erleichtern. Das nunmehr das übertragene Bild tragende Blatt 10 wird mittels eines Förderbands 13 weiterbefördert, wobei die Haftung zwi­ schen dem Blatt und dem Band durch Unterdruck hervorgerufen wird, mit dem die Rückseite des Förderbands 13 durch ein Sauggebläse 14 beaufschlagt wird. Danach wird das Blatt 10 in einer Fixiervorrichtung 15 Wärme und Druck ausgesetzt, wo­ durch das Bild auf das Blatt 10 aufgeschmolzen bzw. an diesem fixiert wird, welches danach zu einer Blattablage 16 beför­ dert wird.

Nach der Bildübertragung wird die fotoempfindliche Trommel 4 in einer Reinigungsvorrichtung 17 der Reinigung von zurückge­ bliebenem Toner unter Rückgewinnung unterzogen und dann mit einer Entladelampe 18 für das Entfernen von Restpotential an der fotoempfindlichen Trommel 4 belichtet. Danach wird an der Trommel 4 wieder das Oberflächenpotential mit dem Koronalader 3 erzeugt. Der vorstehend erläuterte Kopierzyklus wird für die gewählte Kopienanzahl wiederholt.

Bei diesem Kopiergerät ist längs der Linse 5 kurzer Brenn­ weite eine kleine Linse kurzer Brennweite bzw. ein Lichtlei­ ter 19 angebracht, mit dem ein Bildsensor (eine Fotodioden­ zeile) 20 die Vorlage zur Bildaufbereitung sowie zur automa­ tischen Erkennung der Vorlagendichte erfaßt. Die Bildaufbe­ reitung erfolgt dadurch, daß mittels der Löschlampe 6 ein unnötiger Bereich des mittels des Bildsensors 20 gelesenen Bilds gelöscht wird. Bei diesem Kopiergerät wird zur Kosten­ verringerung ein Wechselstrommotor 21 für den Antrieb der Trommel 4, des Förderbands 13, einer Blatteinzugwalze 22, der Registrierwalzen 9, von Blattausstoßwalzen 23 und des Vorla­ genauflagetisches 1 über nicht gezeigte Kupplungen und Sole­ noide verwendet.

Die Mikrosteuereinheit bzw. Steuereinrichtung 30 steuert das Zuführen, Befördern und Fixieren des Blatts 10, die Drehung des Motors 21 und das Ein- und Ausschalten eines Lampenreg­ lers, einer Hochspannungsquelle, von Kupplungen und Solenoi­ den; ferner führt die Steuereinrichtung eine Tastenabfrage­ steuerung an einer Bedienungs/Anzeigeeinheit und die Steue­ rung einer Flüssigkristall-Anzeigeeinheit aus, wobei diese Einheiten nicht dargestellt sind. Die Steuereinrichtung 30 empfängt Signale aus einem Sensor PD für das Ermitteln des Vorlagenformats und die automatische Belichtungssteuerung durch das Erfassen des Vorlagendichtemusters, einem Sensor SE für das Erfassen des Oberflächenpotentials der fotoempfindli­ chen Trommel 4 und einem Temperatursensor NTC sowie ein Eingangssignal mit hohem Störpegel.

Die Steuereinrichtung 30 empfängt von einem Drehmelder ent­ sprechend dem Umlauf des Motors 21 erzeugte Trommeltaktimpul­ se, um gemäß diesen Impulsen die Zeitsteuerung des Kopierge­ räts herbeizuführen. Ferner empfängt die Steuereinrichtung 30 die Nulldurchgangsimpulse bei der Ermittlung des Nulldurch­ gangs der Eingangswechselspannung und zieht diese Impulse als Zeitgeberzählimpulse sowie zur Nulldurchgangsauslösung bei der Temperatursteuerung und der Beleuchtungslampensteuerung heran. Die digitalen Eingabe- und Ausgabeeinheiten, die ana­ loge Eingabeeinheit und die PWM-Ausgabeeinheit der Steuerein­ richtung 30 sind mit verschiedenen Sensoren, Solenoiden, Kupplungen, Treiberstufen usw. zu deren Ein- und Ausschalt­ steuerung verbunden. Auf diese Weise führt die Steuereinrich­ tung 30 einen Kopierzyklus durch, der die Blattzufuhr, das Laden, Belichten, die Bildentwicklung, die Bildübertragung, den Blatt-Transport, das Fixieren des Bilds, den Blattausstoß und das Reinigen der Trommel umfaßt. Ferner werden von der Steuereinrichtung 30 abnormale Zustände ermittelt und behan­ delt. Auf die Ermittlung eines ernsthaften Fehlers wie einer abnormal hohen Fixiertemperatur, einer abnormalen Lichtstärke der Beleuchtungslampe oder eines Festsitzens eines Blatts hin wird der Kopierprozeß sofort abgebrochen. Andererseits wird auf die Ermittlung einer weniger schwerwiegenden Störung wie eines Blattmangels oder Tonermangels oder des Öffnens einer Tür oder eines Deckels hin eine Alarmmeldung an die Bedie­ nungsperson abgegeben. Normalerweise können derartige Abnor­ malitäten vor dem Beginn eines Kopiervorgangs ermittelt wer­ den.

Im folgenden wird die Kopiersteuerung mit der Mikrosteuerein­ heit bzw. Steuereinrichtung 30 erläutert.

Die Fig. 11 ist ein Ablaufdiagramm des von dem Hauptprozessor 37 auszuführenden Hauptprogramms. Mit dem Beginn der Strom­ versorgung des Kopiergeräts wird der Steuereinrichtung 30 eine Spannung Vcc zugeführt. Bei einem Schritt S101 wird die Frequenz der Eingangswechselspannung dadurch ermittelt, daß die Anzahl der von der Steuereinrichtung empfangenen Null­ durchgangsimpulse innerhalb, einer vorbestimmten Zeitdauer von beispielsweise 100 ms gezählt wird, in welcher bei einer Frequenz von 50 bzw. 60 Hz jeweils 10 bzw. 12 Impulse empfan­ gen werden. Bei einem Schritt S102 wird die Eingangswechsel­ spannung überprüft, um eventuelle Schwankungen dieser Span­ nung zu ermitteln. Nach einer Spannungsverringerung mittels eines Transformators oder einer Spannungsteilung mit Wider­ ständen wird die Eingangswechselspannung dem A/D-Wandler der Steuereinrichtung 30 zugeführt, wobei der Makrocodeprozessor 36 die Schwankungen des Effektivwerts der Eingangsspannung durch eine Berechnung mit einer Näherungsgleichung ermittelt. Bei einem Schritt S103 werden das Einschaltsignal für eine Niederspannungsquelle und dessen Zeitsteuerung überprüft; wenn das Einschaltsignal und die Zeitsteuerung zufriedenstel­ lend sind, wird bei einem Schritt S104 durch das PWM-Aus­ gangssignal der Steuereinrichtung 30 die Niederspannungsquel­ le in Betrieb genommen, was nachfolgend ausführlicher erläu­ tert wird. Bei einem Schritt S105 werden das Einschaltsignal für eine Hochspannungsquelle und dessen Zeitsteuerung über­ prüft; wenn das Einschaltsignal und die Zeitsteuerung zufrie­ denstellend sind, wird bei einem Schritt S106 die Hochspan­ nungsquellle in Betrieb gesetzt, was gleichfalls nachfolgend erläutert wird. Bei einem Schritt S107 wird das Einschaltsig­ nal für die Halogenlampe und dessen Zeitsteuerung überprüft; wenn das Einschaltsignal und dessen Zeitsteuerung zufrieden­ stellend sind, wird bei einem Schritt S108 die Lampe stufen­ weise eingeschaltet, um einen Glühfadenbruch durch einen Stromstoß zu verhindern. Sobald die Lampe einmal eingeschal­ tet ist, wird der Schritt S108 für das langsame Hochfahren umgangen. Bei einem Schritt S109 wird die Halogenlampe da­ durch eingeschaltet und geregelt, daß die effektive Lampen­ spannung erfaßt wird und diese Spannung zum Erhalten einer konstanten Lichtstärke korrigiert wird, was nachfolgend er­ läutert wird. Bei einem Schritt S110 wird das Ausschaltsignal für die Hochspannungsquelle und dessen Zeitsteuerung über­ prüft; wenn das Ausschaltsignal und dessen Zeitsteuerung zufriedenstellend sind, wird bei einem Schritt S111 die Hoch­ spannungsquelle abgeschaltet. Bei einem Schritt S112 werden das Ausschaltsignal für die Lampe und dessen Zeitsteuerung überprüft; wenn das Ausschaltsignal und dessen Zeitsteuerung zufriedenstellend sind, wird bei einem Schritt S113 die Lampe ausgeschaltet. Bei einem Schritt S114 werden das Ausschalt­ signal für die Niederspannungsquelle und dessen Zeitsteuerung überprüft; wenn das Ausschaltsignal und dessen Zeitsteuerung zufriedenstellend sind, wird bei einem Schritt S115 zum Ab­ schluß eines Kopiervorgangs die Niederspannungsquelle abge­ schaltet.

Die Fig. 12 ist ein Blockschaltbild einer Niederspannungs­ quelle 28′ in Zerhackerausführung für den Einsatz bei der Kopier­ steuerung; in dieser Niederspannungsquelle wird eine niedrige Ausgangsspannung dadurch erhalten, daß eine Eingangswechsel­ spannung von 100 V direkt gleichgerichtet wird und die in einem Kondensator C1 gespeicherte gleichgerichtete Spannung mit einem Transistor U2 und einer Treiberstufe NPN geschaltet wird. Die Schaltsteuerung erfolgt über den Kanal PWM0 der PWM-Ausgabeeinheit 34 mit einer Frequenz von 30 bis 50 kHz. Eine durch das Teilen der Ausgangsgleichspannung von 24V mit Widerständen R5 und R6 erhaltene Überwachungsausgangsspannung wird einem Vergleicher MP zugeführt, der als Schutzschaltung gegen eine übermäßige Spannung wirkt und der bei einer sol­ chen übermäßigen Spannung ein Ausgangssignal "0" abgibt, durch das ein UND-Glied AND gesperrt wird. Dieses Überwa­ chungsausgangssignal wird auch über die Analog-Eingabeeinheit 32 der Steuereinrichtung 30 dem Makrocodeprozessor 36 zuge­ führt. Der Makrocodeprozessor 36 ermittelt die Differenz zwischen den eingegebenen Daten und einem vorbestimmten Be­ zugswert und berechnet das PWM-Signal in der Weise, daß eine konstante Ausgangsgleichspannung von 24V erreicht wird. Das Ergebnis dieser Berechnung wird in ein entsprechendes Regi­ ster in der PWM-Ausgabeeinheit 34 eingegeben. Bei einer Ab­ laufsteuerung mit einer vorbestimmten Zeitsteuerung wie bei einem Kopiergerät kann die Steuereinrichtung 30 irgendwelche Schwankungen hinsichtlich der Belastungen bzw. Verbraucher voraussagen und daher das PWM-Signal im voraus einregeln.

Die Fig. 13 ist ein Blockschaltbild einer Hochspannungsquelle für die Kopiersteuerung mit einem gleichartigen Arbeitsprin­ zip. In einer Hochspannungsquelle 26′ wird eine Hochspannung dadurch erzeugt, daß eine niedrige Eingangsgleichspannung von 24V geschaltet wird, wogegen in der Niederspannungsquelle 28′ die niedrige Spannung durch das Schalten einer aus der Ein­ gangswechselspannung von 100V erhaltenen geglätteten Spannung erzeugt wird. Die Regelung erfolgt auf gleichartige Weise mittels eines Ausgangssignals PWM1 an dem Kanal PWM1 der Ausgabeeinheit 34, wobei ein Schalten mit hoher Geschwindig­ keit bzw. Frequenz an einem Hochfrequenztransformator T aus­ geführt wird, um die Hochspannungen zu erhalten, die für den Koronalader 3 und den Übertragungs-Koronalader 11 erforder­ lich sind, welche jeweils mit ungefähr 5,8 kV bzw. ungefähr 6,2 kV betrieben werden. Eine durch das Teilen der Ausgangs­ spannung für den Koronalader 3 mit Widerständen R1 und R2 erhaltene Überwachungsausgangsspannung wird einem Überwa­ chungsvergleicher CMP zugeführt, der bei einer abnormal hohen Spannung ein Signal "0" abgibt, durch das ein UND-Glied AND gesperrt wird. Die Überwachungsspannung wird auch dem Kanal AD1 der Analog-Eingabeeinheit 32 zugeführt, woraufhin der Makrocodeprozessor 36 das Tast- bzw. Einschaltverhältnis des Signals PWM1 bestimmt, um eine stabile Ausgangshochspannung zu erhalten. Bei den in den Fig. 12 und 13 gezeigten Schal­ tungen wird irgendeine Abnormalität der Spannung auf digitale Weise über die Analog-Eingabeeinheit 32 erfaßt, jedoch ergibt der Schutz-Vergleicher eine zusätzliche Sicherheit für den Fall einer eventuellen Störung der Steuereinrichtung 30.

Die Regelung der Halogenlampe 2 wurde schon anhand der Fig. 6 und 7 erläutert, so daß sie daher nicht wiederholt beschrie­ ben wird.

Gemäß den vorstehenden Ausführungen erlaubt die zentralisier­ te Steuerung eines Kopiergeräts mit der Steuereinrichtung 30 in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eine Verein­ fachung des Steuerschaltungsaufbaus des Kopiergeräts, bei dem mehrere analoge Variable auftreten. Ferner wird durch diese zentralisierte Steuerung mit einer einzigen Steuerschaltung die Zuverlässigkeit der Steuerung verbessert.

Die Steuereinrichtung 30 gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann nicht nur bei einem Kopiergerät, sondern auch bei irgendeinem beliebigen Bilderzeugungsgerät oder Bildreproduktionsgerät eingesetzt werden, bei dem meh­ rere Analogarbeitsvorrichtungen verwendet werden.

Es wird eine Steuereinrichtung zur Steuerung mehrerer analo­ ger Vorrichtungen in einem Bildreproduktionsgerät angegeben. Die Steuereinrichtung hat eine erste Steuervorrichtung zum Steuern des Funktionsablaufs der analogen Vorrichtungen, einen Analog/Digital-Wandler zum Erhalten digitaler Signale aus den mehreren analogen Vorrichtungen und eine zweite Steuervorrichtung zum Steuern der analogen Vorrichtungen für die Bildreproduktion in der Weise, daß entsprechend den digi­ talen Signalen aus dem Analog/Digital-Wandler bestimmte, durch die erste Steuervorrichtung vorgeschriebene Befehle ausgeführt werden.

Claims (7)

1. Steuereinrichtung für ein Bildverarbeitungsgerät, mit

• a) einer analogen Funktionseinheit für die Bildverarbei­ tung oder -erzeugung,
• b) einer Detektoreinheit zum Ermitteln einer analogen Variablen der Funktionseinheit,
• c) einer Analog-Digital-Umsetzeinrichtung zum Umsetzen eines der analogen Variablen entsprechenden analogen Ausgangssignals der Detektoreinheit in ein di­ gitales Signal, und
• d) einer Impulssignal-Erzeugungseinrichtung (34) zum Er­ zeugen eines Impulssignals, das der Funktionseinheit zur Einstellung der analogen Variablen zugeführt wird, wobei
• e) die Steuereinrichtung zu der auf dem digitalen Si­ gnal basierenden Einstellung der analogen Variablen auf einen vorbestimmten Wert eine Recheneinrichtung zum Berechnen von Impulsbreitedaten für das Impulssignal aufweist, dadurch gekennzeichnet,
• f) daß die in der Recheneinrichtung (36) berechneten Im­ pulsbreitedaten an die Impulssignal-Erzeugungseinrichtung (34) ausgegeben werden und
• g) daß die Impulssignal-Erzeugungseinrichtung (34) eine Registereinrichtung (34-1) zum Empfang der Impulsbreitendaten aufweist und wiederholt Impulssignale mit einer dem aktuellen Inhalt der Registereinrichtung entsprechenden Impulsbreite erzeugt.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Hauptprozessor (37) zum Verwalten von Steuerabläufen in der Steuereinrichtung aufweist, wobei die Recheneinrichtung (36) auf einen besonderen, durch den Hauptprozessor (37) spezifizierten Befehl die Impulsbreitedaten berechnet.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Speichereinrichtung (35) ein Steuerpro­ gramm für den Hauptprozessor (37) sowie ein Steuerprogramm für die Recheneinrichtung (36) speichert.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Impulssignal-Erzeugungseinrichtungen vorhanden sind, von denen jede eine Registereinrichtung zum Beibehalten der Impulsbreitendaten aufweist und in Übereinstimmung mit diesen Impulsbreitendaten die Impulssignale mit einer vorbestimmten Periode wiederholt erzeugt.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Analog-Digital-Umsetzeinrich­ tung (32) eine Erkennungseinrichtung aufweist, über die erkennbar ist, ob die umgesetzten Daten in einem durch eine Ober- und Untergrenze festgelegten Bereich bleiben, und dem Hauptprozessor (37) eine Unterbrechungsprozeduranforderung zuführt, wenn die umgesetzten Daten nicht in diesem Bereich liegen, und daß der Hauptprozessor (37) daraufhin den spezifizierten Befehl an die Recheneinheit (36) ausgibt.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Analog-Digital-Umsetzeinrich­ tung eine Abfragevorrichtung zum Abfragen mehrerer Ausgänge der Detektoreinheit in Übereinstimmung mit vom Hauptprozessor (37) abgegebenen Abfragedaten aufweist.

7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Analog-Digital-Umsetzeinrich­ tung (32), die Speichereinrichtung (35), die Recheneinrichtung (36), der Hauptprozessor (37) und die Impulssignal-Erzeugungseinrichtung (34) auf einem Halbleiterchip ausgebildet sind.