JPH0358111B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複写装置における露光ランプと定着
ヒータの電力制御方法に関し、特に、同一交流電
源から露光ランプと定着ヒータに位相制御により
電力を分配する電力制御方法に関する。

一般に乾式複写機では消費電力の大きな負荷は
露光用のハンゲンランプと定着用のヒータであ
る。従来の複写機では、ハロゲンランプは複写シ
ーケンスのタイミングに合わせ、ヒータは特定の
温度を維持するように、それぞれ独立にオン、オ
フ制御している。ところで、電源事情の良好でな
い地域にあつては電源のラインインピーダンスが
高く、ヒータのような大きな負荷をオン、オフす
ると必ず電源電圧が変動する。複写機では感光体
（OPC、セレン等のフオトコンダクター）上に、
原稿に照射した光の反射光を集束して像を転写す
るが、感光体の光の変化に対する許容度はあまり
大きくないため、電圧変動に基づくハロゲンラン
プの光度変化は複写した像に明、暗となつて現わ
れる。また、ヒータの発熱量は電圧の二乗に比例
するので、電源電圧の低下は定着部にかなりの温
度低下をもたらしコピーの定着むらが発生する。
このような電圧変動に対拠するため、一般には位
相制御を行なつてこれを補償している。これは、
トライアツク等を負荷と直列に接続し、トライア
ツクの点弧角を電源電圧の変動に伴なつて変える
ことにより、負荷に供給する電力を一定に保持す
る制御方式である。ところで、複写機では前に述
べたように大きな負荷が２つ（ハロゲンランプ、
ヒータ）あり、これらの負荷に対してそれぞれ位
相制御を行なうと、２つの負荷が同一周期にオン
した場合、電源から負荷全体に供給される電流の
波形は一般に０〜πの位相区間の一部分にピーク
が表われる歪波形となり、電流が流れるのは各半
周期毎の後半で、しかもその期間には集中的に大
電流が流れる。つまり、ランプの光量やヒータの
熱量と関係する電流の実効値に対して、電流の最
大値は極めて大きな値となる。したがつて、この
ような装置の設計に際しては、実際に消費される
電力（実効値）に対してかなりの余裕をもたせな
いと電流が最大となつたときに線路（内部配線お
よび電源線路）での電圧降下が著しくなり、位相
制御による補償が不十分となつて、ランプおよび
ヒータに対して十分な電力を供給できなくなる。
これは、瞬時的な負荷率が高いために生ずる問題
である。

また、このような位相制御においては、電流波
形がパルス状であるめ、この電流に含まれる高次
の高調波成分により電磁波の不要輻射を生ずる。
このような電子機器の不要輻射は、各種の規格
（米国のFCC、ドイツのUDE）でも厳しく規制さ
れているため、装置に十分な電磁波対策を施こす
必要があり、生産性の低下およびコストアツプに
つながる。

本発明は、露光ランプに対して電力の補償を充
分に行ない複写機の明暗をなくすとこ、及び露光
ランプと定着ヒータのスイツチングに基づき発生
する電磁波の不要輻射を抑えること、及び複写装
置の電源投入後定着可能温度になるまでの時間を
短縮することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の複写装置に
おける露光ランプと定着ヒータの電力制御方法
は、露光ランプと、２個の定着ヒータを有する定
着ローラとを備える複写装置の当該露光ランプと
２個の定着ヒータそれぞれに、同一の交流電源か
ら位相制御により電力を供給する、複写装置にお
ける露光ランプと定着ヒータの電力制御方法にお
いて、複写装置の電源投入から前記定着ローラが
所定温度に達するまでの第１の状態において、第
１の定着ヒータ及び第２の定着ヒータそれぞれに
前記交流電源の全位相角度区間電力を供給し、前
記定着ローラが予め決められた所定温度に達した
後前記露光ランプに電力を供給していない第２の
状態において、前記交流電源の半周期毎に当該交
流電源の実効値が当該接着ローラの所定温度を維
持するに要する値となるように、当該交流電源の
第１の給電位相角度区間を決定し、当該第１の給
電位相角度区間のみ前記第１の定着ヒータを電力
を供給し、残りの給電位相角度区間に前記第２の
定着ヒータに電力を供給し、残りの給電位相角度
区間に前記第２の定着ヒータに電力を供給し、前
記露光ランプに電力を供給する第３の状態におい
て、前記交流電源の半周期毎に当該交流電源の実
効値と予め設定した基準値とを比較し、比較結果
に応じて当該交流電源の当該露光ランプへの第２
の給電位相角度区間を決定し、当該露光ランプに
対し、当該交流電源のゼロクロス点から当該第２
の給電位相角度区間に電力を供給し、残りの給電
位相角度区間に前記第１又は第２の定着ヒータの
どちらか一方に電力を供給することを特徴とす
る。

本発明の好ましい実施例においては、第１の定
着ヒータは排紙ラインに関してトナーが乗つた記
録紙のトナー像面に対向する側に配置し、第２の
定着ヒータは前記トナー像面の裏面に対向する側
に配置する。

第１図に本発明を実施する複写機の機構部の概
略断面を示す。

第１図において、有機半導体ベルト（以下
OPCベルトと称する）１は、ベルト状感光体で
あつてマガジンになつている。コピーキーのON
によつてハロゲンランプ１１が点灯し、帯電用ス
コロトロンチヤージヤ２に高電圧が印加される。
ハロゲンランプ１１は原稿台２１上におかれた原
稿を照射し、フアイバーレンズ２４を通して
OPCベルト１上に原稿像が結像される。

ハロゲンランプ１１、フアイバーレンズ２４、
高圧電源２５およびスコロトロンチヤージヤ２は
１つのキヤリツジに搭載されており、矢印Ａの方
向に原稿面上をスキヤンされる。その時POCベ
ルト感光体は静止した状態でキヤリツジがその上
をスキヤンして作像がおこなわれる。OPCベル
ト上に作像が完了すると、キヤリツジは（第１図
の右側）、チタージヤへの電圧印加を停止し、ハ
ロゲンランプを消灯し、２倍のスピードでホーム
ポジシヨンヘリターンする（第１図で左側へ）。
作像されたOPCベルト１は作像が完了するとＢ
の方向に駆動され、端面でイレースランプ１３に
よつてサイドおよびエンドクエンチングが行なわ
れる。これは原稿サイズ（紙サイズでも良い）を
検知して作像領域以外を光をあてて表面電位をお
とし、感光体の疲労を一定ベルトとし、余分の所
（作像以外の）にトナーを付着させない事を目的
にしている。感光体は次に現像部３を低下して電
荷ののつた所にトナーを付着させて潜像部を顕像
化する。

一方上段又は下段カセツト内の転写紙は給紙コ
ロ１７又は１８によつて給紙されてレジストロー
ラ１６で正確なタイミングをとすてOPCベルト
１と接触する。この時OPCベルトはトナーによ
つて顕像化されており、ベルト上の像は転写紙上
に転写する。転写チヤージヤ６は正確なタイミン
グで、帯電チヤージヤ２より少し高い電圧（２は
−5.6kV、６は−6.0kV程度）を印加して像を紙
の方に引きつける。同時に分離しやすい様に転写
機の静電気を除去するため、分離チヤージヤ７に
よつてACコロナ（約5kV）が印加される。

ベルト感光体のコーナーで分離（これを曲率分
離という）され、像転写された紙は定着器９に導
かれ、ヒーターローラ９ａ，９ｂによつて熱定着
される。そして、裏面コピーする場合は１５のガ
イド板によつて両面バツフアトレー８にストツス
される。両面コピーしない時、又は両面コピーで
裏面コピーが終了した紙は、ガイド板１５によつ
て排紙ストツカー１４にストツクされる。又転写
および分離の終了したOPCベルト１のセグメン
ト（１枚の潜像部）は除電ランプ２０によつて光
照射され、静電気の除電を行つて１０のクリーナ
ー用フアーブラシによつてOPCベルト上のトナ
ーがかき落されて、清浄されて再び作像を持つて
いる。

さらにセツトされた数のコピーサイクルが終了
した後のサイクルとしてOPCベルト１を数回転
させてACコロナ７やクレンチングランプ２０と
イレースランプ１３を全面点灯してベルトの残留
電荷、像メモリを除去してベルト表面をクリーニ
ングする。

第１図に示すOPCベルトのセグメントは２セ
グメントあり全長で２つの像の作像が可能であ
る。

トナー像が乗つた転写紙には、定着ローラ９
ａ，９ｂによつて適当な圧が加えられてトナー融
解して定着されてコピーが完成する。熱ロール定
着の場合上、下のローラ９ａ，９ｂの圧によつて
ニツプ幅が定まりこのニツプ幅の温度の微妙な関
係が定着の効率を左右する。

電源がONして、所定の温度（200℃程度）に
冷間時より立上る時間が短い（クイツクスター
ト）程、複写機の操作性は向上する。又紙が連続
通紙されても所定の温度を維持する様適切な電力
を供給しなければならない。定着装置への効率の
良い電力供給方向に関しては、点灯率（単位時間
当りのヒータのON、OFF回数）を計数して適切
な電力制御をする。これについては「複写装置の
電力制御方式」（特願昭56−81468号）に開示され
ている。

この実施例では第１図に示す様に上、下ヒータ
ローラ９ａ，９ｂにヒータ入つている。上に
1.1kW、下ローラに350Wで計1.45kWになる。電
源ONの立上り時に上、下のヒータはフルサイク
ル点灯する。双方で1.45kWの電力が供給され、
瞬時立上げを行う。定着の場合ヒータからの為の
寄写率は上ヒータの方からが大きい。下のヒータ
は紙の裏面から熱を加えることになり紙に熱が加
わり、あたためる格好になるからトナーの融解を
助ける。従つて上のヒータを大きく、下のヒータ
を小さくするのが定着全体の効率が良い。普通
は、上のローラにだけヒータが入つている場合が
多く、この方式だとヒータのコストは安いが、立
上りとコピー時の熱の供給がすばやく行えない。
上のローラにだけヒータが入つている場合、上の
ローラの熱の伝導によつて下のローラが一定温度
以上にならないと立上らない。小さな容量でも良
いから下のローラにヒータが入つている立上りが
早くなる。かつ連続コピー中に紙に熱をもち去ら
れても、上だけのヒータの場合は下のローラに上
から熱を補給しなければならないが、下ローラに
ヒータが入つている時にはその回復は早い。上、
下ヒータの容量は３：１にしてある。

立上り時には２本のヒータを全サイクルで点灯
し、立上りを早くする。1.45kWで立上ると常温
で約１分以内で200℃に達する。立上り後は所定
の温度を維持するために位相制御を行つて半分以
下の実効出力で温度の安定化を計つている。

第２ａ図および第２ｂ図にヒータ９ａおよび９
ｂを複写待機温度に立上げた後の、しかも照明灯
１１を消灯しているときの第２の状態での、ヒー
タ９ａおよび９ｂの通電区間（斜線）を示す。上
ヒータ９ａ（大きな容量）は後通電に、下ヒータ
９ｂ（小さな容量）はトランジスタで前通電にし
て両者が揃うとフルサインウエーブになる。位相
制御の場合、電圧波形の数分の１しか電流を通電
しないから、電圧、電流波形は非対称で力率はは
なはだしく低下するが、この様に２本のヒータを
対称に温度の変化に大じて本件の様に上ヒータを
マスタにし、下ヒータをスレーブによると電力供
給の応答性が良くなる。

事務用複写機の場合、使用出来る電流は
100V15Aが限度であるが、立上り時はヒータ９
ａ，９ｂにしか供給しないから目１杯使用出来
る。コピー中は駆動系、露光ランプ、フアン等に
電力を供給しなければならないからヒータには
800Wが限度である。コピー中の電力配分は（一
般的な事務用PPC）以下のようになる。

ヒータ９ａ，９ｂ合計 800W 駆動系（モータ、フアン） 100W クラツチ、ソレノイド 50W 露光ランプ 300W 制御系 50W 表示、他 100W 計 1400 従つて損失を出来るだけ少なくして、有効電力
を増さねばならない。屋内配線の容量が15Aを限
度としている以上、出来るだけ機械の容量は15A
以内に設計することが要求される。現在国内の電
源事情は規定の値である100Vある所は珍らしく、
ほとんどが５％程度の電圧降下した状態で使用し
ている。従つて必要な電力量が得られず、仕様を
満足しない機械も出てくる。

以上の理由から本件では定着と、露光ランプ点
灯に適切な電力配分をおこなつている。先きに述
べた様に、ヒータの容量の大きい上ローラをマス
ターにして下ローラをスレーブにする。立上り時
（第１の状態）は両ローラとも全サイクル点灯で
あるから1.45kWになる。立上り後のスタンバイ
時（第２の状態）は、第２ａ図および第２ｂ図に
示すように、上ヒータ９ａを1/3以下のデユーテ
イにして、下ローラ９ｂには2/3デユーテイが供
給される。こうすると約600Wの電力が定着部に
供給され一定の温度に維持される。コピースター
トになつたら、第４ａ図および第４ｂ図に示すよ
うにランプ（ハロゲンランプ）１１がマスタにな
り、定着部上ヒータ９ａがスレーブになる。下ヒ
ータはランプ１１の点灯中はインヒビツトされ点
灯しない。コピー中、露光ランプ１１が消えた
時、再び上ヒータ９ａがマスタになり下ヒータ９
ｂがスレーブになる。温度の低下に応じて第３ａ
図および第３ｂ図に示すように、上ヒータ９ａの
供給量を多くし、下ヒータ９ｂを少なくする。温
度の回復した後は、上ヒータ９ａを少なくし、下
ヒータ９ｂを多くする。第２の状態において熱の
回復が容易な場合は、上ヒータ９ａの電流波形は
点弧が大きくなり通電は少なくなる。逆に下ヒー
タ９ｂは大きくなる。第２ａ図および第２ｂ図と
同じ状態になる。この通電角の変位は、点灯率を
計数して行なわれる（単位時間当り例えば１分間
にヒータに通電している時間の割合）。

第５図に以上に説明した露光ランプ１１、定着
ヒータ９ａおよび９ｂに結合された電力制御装置
の構成を示す。まず露光ランプ１１制御系を説明
すると、露光ランプ１１の電力制御は一定の光量
を得るために電圧変動に対する補償を位相角を変
位させて行なう。特別な回路を使用しないで、マ
イクロコンピユータMPUに交流入力のゼロクロ
スパルスを入力して、そのゼロクロスパルスの立
下りエツジよりMPUの内部カウンター起動して、
サンプリングを行い交流入力の変動値を検知す
る。この検知データより入力変動値をMPUによ
つて演算して操作部キースイツチよりユーザによ
つて入力された調光設定値より対比されてポート
P₁より位相制御量として、フイードバツクされ
る。従つてきわめて高精度なデイジタル方式によ
る交流AVR（自動電圧制御装置）が構成されてい
る。これらのシステムを使用して露光用ハロゲン
ランプ１１の安定化と設定値に応じた精度の高い
調光が可能になつている。

第６ａ図は交流AC入力を10回サンプリングし
て、入力変動量を検知する様子を示した。サンプ
リング点はゼロクロス点よりMPU内部カウンタ
の起動により、Ａ／Ｄをスタートしてサンプリン
グを行なう。この場合50Hzの時、10回のサンプリ
ングを行なうからＡ／Ｄ変換は高速変換可能なも
のが要求される。富士通製4052は８ビツト変換時
間50μsecであり、処理時間も含めて100μsecあれ
ば十分である。従つて半サイクル中10回のサンプ
リングには十分使用出来る。この様に半サイクル
でデータの入力変動値の検知を行ない、演算を行
なつて次の半サイクルでフイードバツクを行なう
ことになる。リアルタイムでなく、半サイクル遅
れで位相制御量としてフイードバツクされる。次
にフイードバツクの原理について説明すると、交
流入力よりゼロクロスパルスを生成してマイクロ
コンピユータインテル社8051のT₁端子に入力す
る。T₁端子は外部パルスをエツジ（立下りエツ
ジ）で検知して、プログラム動作および実行とは
関係なしにイペントカウンタとして動作する。こ
こではゼロクロスパルスが入力して立下りで検知
すると、内部割り込みが発生する様にセツトして
おき、次にT₁よりの入力をイベントカウンタよ
り内部カウンタモードに切換える。そして位相制
御のトリガ時間の計数を行なう。あらかじめ、所
定の値に達したら同様に内部割り込みが発生する
ようにセツトしておく。ゼロクロスパルスを検知
してから内部カウンタモードに切換えると、クリ
スタルを分周したパルスでカウントを行なう。

12MHzの水晶を使用すると、1μsecの分周パル
スでカウントを開始する。交流入力は50Hzの時半
波長10ｍsec、60Hzの時8.3ｍsecであるから、こ
の半波長よりプログラムによつてトリガする時間
を決めれば位相制御によつて実効出力を変える事
が出来る。内部カウンタの値がトリガポイントに
セツトされた値（第６ｂ図のt₁〜t₃）に達する
と、内部割り込みによつてMPUが認知するとポ
ートを介してトランジスタを導通付勢する。トラ
ンジスタを使用すれば、前通電となりt₁〜t₃が通
電角となる。トライアツクは後通電でトリガした
所の後より正弦波の位相が反転（ゼロクロス）す
る所まで通電出来る。この通電角のカウントは
MPU8051の内部カウンタによつて行なわれる。
トランジスタによる通電制御はゼロクロスポイン
トの所よりONして通電量のカウンタのカウント
UPした所でOFFする。トライアツクの場合はカ
ウントUPの所より通電を開始する。

以上交流のAVRをマイクロコンピユータによ
つてデイジタルで処理する態様に付き述べた。こ
れに関してはすでに特願昭55−175672号（定電圧
電源装置）、特願昭55−012985号（複写機におけ
る露光ランプ電圧安定化方法）および特願昭56−
036591号（負荷電力安定化装置）に開示されてい
る。

次に定着ヒータ９ａ，９ｂの制御系を説明する
と、MPUはポータP₂よりバツフアu₂を介してAC
をトライアツクによつてON、OFFするSSRを付
勢する。先きにも述べた様に上ヒータ９ａは容量
も大きく、トライアツクによつてスイツチングさ
れるから位相角制御は後通電となる。又ポータ
P₃よりバツフアu₃を介してパワートランジスタ
Tr₂を付勢して下ローラ９ｂのヒータのコントロ
ールを行なう。トランジスタでスイツチングを行
なうから前通電となる。ヒータ９ａ，９ｂは双方
でロスのない制御が可能になる。即ち電圧波形１
杯に電流を通電出来る。先きにも説明した様にこ
の制御はMPUの内部カウントの計数によつて位
相角を制御する。コピースタート前の待機時のヒ
ータのコントロールは、ゼロクロスパルスが到来
するとP₃よりトランジスタTr₂を付勢して９ｂを
ONする。ON時間は先きに述べた様に温度の依
存如何によつて点灯率が所定の値になる様に演算
され、上、下ヒータの電力供給量が決定される。
この演算結果より通電角θ₀が決定され、９ｂに前
通電角θ₀だけ通電する。θ₀になると残りのπ−θ₀
がバツフアu₂を介してSSRを付勢して９ａがON
する。温度の低下が著しくなり、点灯率の割合が
大きくなるとθ₀（９ｂのON角度）は小さくなり
π−θ₀が大きくなる。

第７ａ図〜第７ｃ図にMPUの電力制御動作を
示す。これらのフローチヤートのうち、メインフ
ローを示す第７ａ図の制御各ステツプの内容は次
の通りである。

STEP−１ パワーがONされて、MPU内部のレ
ジスタ、メモリ等が初期化される。

STEP−２ ゼロクロスパルスの間隔をMPUの
内部カウンタを起動して計測する。10ｍsec又
は8.3ｍsec間のパルス数によつて、50Hzと60Hz
を判別する。

STEP−３ 機械の初期化を行なう。ジヤム紙の
存在、トナー、紙、サプライ類のセツト状況等
のチエツク。

STEP−４ 機械系が途中で停止した状態であれ
ばスタート位置にもどす（ホームポジシヨニン
グ）。

STEP−５ 機械の状態で全て正常であればヒー
タの電源をONしてヒータを立上げる。立上り
時間を短くするため上、下ヒータ９ａ，９ｂを
全サイクルで付勢する。計1.45kWの出力にな
る。

STEP−６ 機構各各部、電気回路等の診断ルー
チンであり、故障および異常の診断を行なう。

STEP−７ 定着部の温度が所定のレベルに立上
つたか否かの判断を行なう。

STEP−８ ここでは、第５図に示すスイツチ
SW_u，SW_dによる調光レベルの設定である。

STEP−９ ユーザによつてコピー所用枚数がセ
ツトされる。

STEP−８，９においてセツトされた値で、あ
る一定の時間（約１分以上）以上たつてもコピー
スタートされない時、標準モードにリセツトされ
る（調光レベル中間値の５；コピー枚数１）。ウ
オームアツプした時標準モードが表示される。再
びこの状態にもどる。

STEP−9a このルーチンは温度が立上り、コピ
ートネーブルの待機ルーチンである。STEP−
４と内容は同一である。

STEP−9b ヒータ９ａには温度の維持（200℃
±0.5℃）出来る程度の電力が供給される。点
灯率を計数して余裕のある時には下ヒータ９ｂ
の通電量が多くなる。点灯率は60％程度になる
様、電力量が供給される。上ヒータ９ａの位相
角に優先権がある。

STEP−9c STEP−６と同じ。異常の有無、機
械の状態をチエツクする。

STEP−9d STEP−８，９においてセツトされ
た値で、ある一定の時間（約１分以上）以上た
つてもコピースタートされないと電源が遮断す
る。

STEP−10 コピースタートスイツチをテスト
（開、閉読取）する。

STEP−11 複写機のシーケンスコントロールル
ーチンであり、帯電、露光、現像、転写、定
着、その他機構部、給紙、搬送、除電、クリー
ニング等の一連のシーケンスコントロール。

STEP−12 コピー中のヒータコントロールにな
る。ランプ点灯中はランプがマスターになり上
ヒータ９ａがスレーブになる。下ヒータ９ｂは
インヒビツトされる。ランプが消灯すると
STEP−9bと同じ動作をする。

STEP−13 露光ランプのソフトスタート。レギ
ユレータの機能をもつルーチンである。

STEP−14 各機構部の動作のチエツク。ジヤム
紙のチエツク。サイプライの有無、その他各機
能のモニタが行なわれる。電源電圧の変動、外
気温度等環境条件もモニタされる。

STEP−15 STEP−14においてモニタした異常
値の判定を行なう。

STEP−16 コピー終了のフラツグが立つている
かどうかテストし、立つていれば待機ルーチン
へジヤンプする。

第７ａ図に示す「調光レベルセツト」の詳細を
第７ｂ図に示す。第７ｂ図に示す「調光レベルセ
ツト」サブルーチンの各ステツプの内容は次の通
りである。

STEP−21 このルーチンに入ると調光レベルが
デイジタル的に設定される。このフローを以下
実行する。

STEP−22 第５図のシステム構成において、操
作部のアツプスイツチSW_uを行なう。

SW_dがONされていれば、０になる。０でなけ
ればSTEP−26へジヤンプする。

STEP−23，24 SW_uが押されている間、MPU
内部でプログラムで生成するパルスによつて、
ハロゲンランプの調光が明るくなる方向にシフ
トして行く。例えば、中間値の５であつたもの
が0.5secおきに５→６→７→８→９で停止す
る。好みの明るさで指を離せばその値で設定さ
れる。

STEP−25 明るい方にシフトされて行く数値が
表示される。

STEP−26 SW_uがOFFされたか否かテストされ
る。

STEP−27 今度はダウンスイツチSW_dのテスト
を行なう。押されていなければSTEP−31へジ
ヤンプしてSW_dがOFFされているかどうかテ
ストする。

STEP−28 STEP−23と同様にクロツクをカウ
ントする。

STEP−29 カウントされた値に応じて暗い方へ
デクレメントする。例えば中間値５の値を示し
ていれば５→４→３→２→１で停止する。１が
最も暗い。この値は調光を設定するレジスタに
貯えられる。第７ａ図のフローのSTEP−13の
ハロゲンランプコントロールルーチンにおいて
は、このレジスタの内容を基準値としてランプ
電力制御を行なう。

STEP−30 デクレメントされ、0.5sec間隔でシ
フトして行く様子が表示される。

STEP−31 SW_dがOFFされたか否かテストさ
れ、OFFされればメインルーチン（第７ａ図）
へ復帰する。ONされていればSTEP−27へも
どり、このルーチンをくり返し実行する。

第７ａ図に示す「ハロゲンランプコントロー
ル」の詳細を第７ｃ図に示す。第７ｃ図に示す
「ハロゲンランプコントロール」の各ステツプの
内容は次の通りである。

STEP−41 点灯信号のチエツクを行なう。これ
は第７ａ図のSTEP−11のシーケンスコントロ
ールにおいて複写機のタイミングの制御を行な
い、点灯信号はここのルーチンにて出される。

STEP−42 信号をテストし、点灯信号がなけれ
ばメインルーチンにリターンする。

STEP−43 メインルーチン（第７ａ図）の
STEP−８において設定した調光レベルの値を
レジスタより読み込み、ハロゲンランプ１１位
相制御の基準値にする。

STEP−44 電圧変動のレベルをチエツクする。
これはSTEP−14のモニタにおいても同様に電
源の変動がサンプリングされているから、この
データをレジスタに呼び込む。電源変動の補償
は定着ヒータコントロールの位相制御時の点弧
角をシフトして電圧補償を行なう。同様にハロ
ゲンランプについても演算を行なう。

STEP−45 STEP−44において電源変動をモニ
タしたデータと調光レベルの基準値によつて演
算を行ない、初期の位相制御量を決定する。

STEP−46 ラツシユ電流防止のため、100ｍsec
のソフトスタートを行なう。これでもプログラ
ムによつて位相制御を行なう。ここで行なうソ
フトスタートもSTEP−46とサブルーチン
（注：このルーチンはSTEP−13のサブルーチ
ンであり、STEP−46はサブルーチンのサブル
ーチンで、１レベルネスチングされたことにな
る）で、ゼロクロスパルスの到来を待つて、こ
れを基準点に内部カウンタを起動して、位相角
θのトリガ量を決める。

STEP−47 ソフトスタートの終了をテストす
る。

STEP−48 ゼロクロスパルスの到来をテストす
る。

STEP−49 ゼロクロスパルスを基準にカウンタ
をスタートする。

STEP−50 実効値変換レベルのサンプリングを
行なう。STEP−46においてソフトスタートが
始まつており、STEP−45において初期位相制
御角度が演算されているSTEP−46の100ｍsec
までソフトスタートを行なう。が、これは
STEP−45で演算された第１発目の初期位相制
御量まで行なう。例えばモニタされた電源変動
量を考慮した値が点弧角30゜であればソフトス
タートを、100ｍsecの間、点弧角0゜近くから
徐々に位相角を上げて行き通電量を多くして行
く。

STEP−51 Ａ／Ｄコンバータの変換が開始され
る。８ビツト、富士通4052のＡ／Ｄコンバータ
をアクセスし、MPUより送りこむクロツクパ
ルスに応じて出力データがシリアルに出され
る。MPUのプログラムによつてデータがレジ
スタにストアされる。

STEP−52 変換終了のストツプビツトが
DataOUTに立つたか否かテストする。

STEP−53 ここで調光レベルの設定値、即ちこ
れが基準値になるが、これと実測値の比較を行
ない、差を演算する。

STEP−54 フイードバツク量に応じて補償量を
考慮した位相制御量（角度）を決める。

STEP−55 先きにSTEP−48でスタートしたカ
ウンタのデータを読み込み、STEP−54で計算
した値との対比を行なう。

STEP−56STEP−55でフエツチした値とSTEP
−54との値によつてトリガのタイミングを待つ。

STEP−57 トリガの時機を待つている。

STEP−58 トリガを行なうメインルーチンへ復
帰する。

第６ａ図に示した様に、MPU8051の内部カウ
ンタを起動して（1μsecでカウントする）サンプ
リングを半波長で10回行ない電圧変動量を検出す
る。その値に応じた実効値に変換して位相角制御
によつて補償を行なうのがこの原理である。

第８図に本発明のもう１つの実施例を示す。こ
の実施例においては、MPU2ケを用いて複写機の
シーケンス制御と自動制御を行なう。第８図のシ
ステムにおいて本件の目的である上ヒータ９ａ、
下ヒータ９ｂ及び露光ランプ１１はROM＆Ｉ／
Ｏ素子8755よりアクセスしている。第５図では
MPU本体の内臓されているポートよりアクセス
しているが、内容は同じでプログラムが若干異な
るだけである。

マイクロコンピユータMPU１およびMPU２
は、インテル社の８ビツトワンチツプMPUであ
り、ROM4Kバイト、RAM128バイト、16ビツト
カウンタ２チヤンネル、外部割り込み２チヤンネ
ル、それに８ラインのポート３つを含む強力な
MPUである。クリスタルに12MHzをつけた時そ
の実行時間は１インストラクシヨン1μsecである。
イベントカウンタT₀，T₁には、タイミング用の
クロツクパルスとシーケンス開始用の同期パルス
を入力する。このカウンタは16ビツトで64000の
パルスカウントが可能で、プログラムの実行とは
関係なく、ハード上でカウントを行なう。従つて
従来複写機のタイミングパルスのカウントに割り
込み端子にそれを入力させて、ソフトウエアでカ
ウンタを形成することが行なわれて来たが、これ
だと、パルスが入力する毎に割り込みが発生し、
プログラムの実行に支障をきたす事が多かつた。
パルスが高速になる程（例えば周期50μsecのパル
スを入力すると50μsec毎に割り込みが発生する）、
この傾向は強く、プログラムの実行時間が遅延し
て誤動作を起す原因になつていた。イベントカウ
ンタのタイミングパルスの読み取りによつてこの
様な問題は無くなつた。

MPU２の外部割り込み0にはACのゼロク
ロスパルスが入力される。8751の割り込みはレジ
スタにフラツグを立てることによつて立下りパル
スによるエツジ検知が可能で、本件ではゼロクロ
スパルスのエツジを検出して内部カウンタ起動し
てACの電力制御を行なう。ヒータ、露光ランプ
の自動制御を特別な回路を使用しないで、MPU
のみで行うことが出来る。もう１つの外部割り込
み1には、ポート１（P₁）の入力ライン８つ
をORをとつて入力してある。これは複写機の外
部装置として、ソータ、コレータ、ADF、料金
カウンタ等を付属させることが多くなり、これら
とのインターフエースをデイジチエーン方式によ
つて接続して使用するケースが多くなつた。多く
の外部装置が付属する時、回線の使用をホスト
MPU（本件ではMPU１）に許可を求めて、使用
権を得るためにP₁に外部装置よりアクノーリツ
ジ信号を出して認めさせるものである。MPU１
は1に割り込みが入いるとP₁をポーリングし
てどこから来たのか判別を行なう。この例では外
部装置を付属させる時にはMPU２のポートより
MPU１のP₁に入力する。MPU１が認知した時、
T_XDよりアドレスコードを送り、MPU２との間
で回線の使用を実行して、相互のデータ転送を行
なう。ソータ、コレータ、ADF、料金カウンタ、
その他OCRを接続した場合もこの方法によつて
行なう。従つてMPU２からはキー入力した情報
を、MPU１からはシーケンスの状態、パルスモ
ータの指令、それに表示データを転送する。

8751は単体で4KバイトのROMおよび128の
RAMをもつているが、これだけでは足りないの
で、外部にIO／ROM8755と、バツテリでバツク
アツプされたCMOS−RAM2Kバイト（8416：富
士通）がおかれている。これによつてROMは6K
バイトに、RAMは2K＋128バイトになる（ただ
し外部RAM4Kバイトはキーカード内にある）。
音声合成器（SPC）はこれ自体で32Kビツトのス
ピーチメモリを所有しており、26secのスピーチ
が可能である。ガイダンスにこれだけでは不足な
ので、外部に128KビツトのROMをたして合計で
100secのスピーチが可能である。本システムでは
原稿濃度と原稿のサイズ（パターン）の検知を自
動的に行なつており、４ビツト８チヤンネルの
ADコンバータ（リコー製RP2P01）をもつてい
る。これにフオトセンサー４箇の入力がパラレル
に入いり、MPUの指令によつてAD変換されて、
濃度とサイズが検知される。あとの４チヤンネル
は感光体の汚れを検知する。又自動制用に８ビツ
トのADコンバータを乗せており、これは４チヤ
ンネルで、富士通製4052である。これは定着ヒー
トコントロール用の温度検知素子、圧板の開閉セ
ンサ、AC100Vの実効値を検知してAC電力の電
源のレギユレーシヨン等を行なうデイジタル方式
によるAVRを形成する。さらに赤外線検知器を
おいて複写機のオペレータがいる事を検知して音
声を発する様に人体の検知信号が入力される。カ
レンダー時計ICは日立製HD146818であり、24ピ
ンのICである。基準周波数は32768KHz、1.05M
Hz、41.9MHzの中より任意に選べる。時、分、
秒、月、日、曜日等のデータを内蔵している。デ
ータ形式はMPUのバスラインによつて入力され
る。従つてこのデータを機械の表示パネルにも出
せるので時計表示を行なうことが出来るし、又、
感光体上の適当な位置（コピー原稿の余白にあた
る所）にLCD（液晶）を対向させておいて、日付
を入れることも出来る。LCDは時計を表示出来
る。直接感光体に計時値を写す時には、LCDの
表示は逆に写す様に制御する。丁度文字を鏡に写
した様な文字を表わす。又コンタクトガラスのコ
ーナーに日付LCDをおく場合は通常の反転しな
い文字を表わせば良い。

第８図においてMPU２には音声認識装置を接
続している。これは、キーカードの役割をはたす
もので、すでに登録してある声と、入力した声を
スペクトラム分析し、一致していればコピー可と
なるシステムである。従来キースイツチ又はキー
カードを用いて行つていたものが音声入力によつ
て、個人の音声の特徴を登録しておいて、特別な
キーなどを用いないで、特定なユーザのみ使用す
る事が出来る。又テンキーによらないで音声にて
枚数のセツト、スタートおよびストツプも可能
で、音声合成装置といつしよに用いて機械との対
話を音声にて可能ならしめた。第９ａ図に、第８
図に示す音声認識ユニツトの構成を示す。この音
声認識ユニツトは、インターステイト社の音声認
識チツプVRC008を用いたものである。インター
ステイト社の28ピン、１チツプVRC008システム
はアナログ音声データ処理に独得の方法を用いて
おり、また、広範囲の使用に適合するようになつ
ている。話者それぞれの８語すなわち８句を認識
し、機械命令を発する。認識語の設定が出来る。
VRC008は発声語の有声および無声のパラメータ
の状態シーケンス検出し、このシーケンスを予め
登録した語のシーケンスと比較して発声語を認識
する。認識すると認識した語のNo.を示すビツトパ
ターンを出力する。認識すべき語の発声時の状態
シーケンスト認識パラメータはROMにメモリ
（登録）される。更に第８図に示すバツフアメモ
リRAM8416に更に状態シーケンスおよび認識パ
ラメータをメモリ（登録）する。

パルスモータドライバにMPU２のT₁よりクロ
ツクを発生した先きに述べた様に光学系のスキヤ
ンコントロールを行なう。T₀からは螢光灯高周
波点灯用のクロツクパルスを発生し、調光コント
ロールを行なう。MPU２とMPU１は同じプリン
ト基板上におく必要はなく、MPU２は表示、入
力キースイツチのコントロール、音声認識を行う
ジヨブ等を実行することから、操作部プリント板
の片隅に配置しておいても良い。

第８図に示すメモリカードは機械の診断データ
摘出用メモリであり、機械の使用状態、故障原
因、サプライの使用状態が逐一メモられている。
一定間隔でサービスマンが収集に来て、記載の信
頼性確保のためのデータを収集する。１種のロギ
ングを行なう。第９ｂ図にメモリカードの構成を
示し、第９ｃ図に電池バツクアツプ回路を、また
第９ｄ図に電池電圧検出回路を示す。電池電圧検
出回路は電池バツクアツプ回路の出力Vbsが所定
値以下に下がつた時、メモリの内容を機械内のバ
ツフアメモリに退避させる。新品のメモリカード
と交換した時、退避したデータを再び転送する。
メモリカードはＣ−MOSRAMと電池よりなり、
4KバイトのRAM容量がある。

第１０図に、MPU２と共にMPU１がおこなう
複写制御タイミングを示す。これは設定枚数が２
枚のときのものである。

以上の通り本発明では、露光時において大電力
を消費する露光ランプと定着ヒータを同期させて
制御し、瞬時的な負荷率を100％にするので電力
を効率良く使用でき、負荷である露光ランプと定
着ヒータに充分な電力を供給できるので、露光ラ
ンプの光度変化の発生を防止でき複写機の明暗が
発生することがなく、さらに定着ヒータの温度低
下の発生を防止できコピーの定着むらが発生する
ことがない。また、本発明では電源から負荷全体
に流れる電流の波形は正弘波状になるので、電磁
波の不要幅射を生じない。さらにまた、本発明で
は電源投入直後は２個の定着ヒータのフルパワー
通電で急速に定着ヒータの温度が上昇し、定着温
度が早く定着可能温度になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の複写機構概要を
示す断面図である。第２ａ図、第２ｂ図、第３ａ
図および第３ｂ図は、第１図に示す複写機構のヒ
ータ立上り後の、照明灯を点灯していないときの
ヒータ９ａ，９ｂへの通電位相区間を示すタイム
チヤートであり、第２図および第３ａ図の斜線区
間が上ヒータ９ａの通電位相区間を、第２ｂ図お
よび第３ｂ図の斜線区間が下ヒータ９ｂの通電位
相区間を示す。第４ａ図は、照明灯点灯時の上ヒ
ータ９ａの通電位相区間を、第４ｂ図は下ヒータ
９ａの通電位相区間（通電なし）を、第４ｃ図は
照明灯１１の通電位相区間を、示すタイムチヤー
トである。第５図は、本発明の一実施例の構成を
示すブロツク図である。第６ａ図は、第５図に示
す実施例の、照明灯１１の調光制御におけるサン
プリングタイミングを示すタイムチヤート、第６
ｂ図は照明灯１１の通電タイミングを示すタイム
チヤートである。第７ａ図は第５図に示すマイク
ロコンピユータMPUの制御動作概要（メインフ
ロー）を示すフローチヤート、第７ｂ図はメイン
フローの中の「調光レベルセツト」を詳細に示す
フローチヤート、第７ｃ図は「ハロゲンランプコ
ントロール」を詳細に示すフローチヤートであ
る。第８図は本発明のもう１つの実施例の構成を
示すブロツク図、第９ａ図は第８図に示す音声認
識ユニツトの構成を示すブロツク図、第９ｂ図お
よび第９ｃ図は第８図に示すメモリカードの構成
を示すブロツク図、第９ｄ図は電池電圧検出回路
の構成を示すブロツク図である。第１０図は第８
図に示すMPU１，２の複写制御タイミングを示
すタイムチヤートである。 １：OPCベルト、２：スコロトロンチヤージ
ヤ、３：現像器、４，５：給紙カセツト、６：転
写チヤージヤ、７：分離チヤージヤ、８：バツフ
アトレー、９：定着装置、１０：クリーナ、１
１：ハロゲンランプ、１２：フアンモータ、１
３：イレースランプ、１４：排紙ストツカ、１
５：切換ガイド板、１６：レジストローラ、１７
〜１９：給紙コロ、２０：除電ランプ、２１：原
稿台、２２：駆動モータ、２３：電装ユニツト：
２４：電位センサ、２５：受光素子、２６：紙サ
イズ検知器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 露光ランプと、２個の定着ヒータを有する定
   着ローラとを備える複写装置の当該露光ランプと
   ２個の定着ヒータそれぞれに、同一の交流電源か
   ら位相制御により電力を供給する、複写装置にお
   ける露光ランプと定着ヒータの電力制御方法にお
   いて、 複写装置の電源投入から前記定着ローラが所定
   温度に達するまでの第１の状態において、第１の
   定着ヒータ及び第２の定着ヒータそれぞれに前記
   交流電源の全位相角度区間電力を供給し、 前記定着ローラが予め決められた所定温度に達
   した後前記露光ランプに電力を供給していない第
   ２の状態において、前記交流電源の半周期毎に当
   該交流電源の実効値が当該定着ローラの所定温度
   を維持するに要する値となるように、当該交流電
   源の第１の給電位相角度区間を決定し、当該第１
   の給電位相角度区間のみ前記第１の定着ヒータに
   電力を供給し、残りの給電位相角度区間に前記第
   ２の定着ヒータに電力を供給し、残りの給電位相
   角度区間に前記第２の定着ヒータに電力を供給
   し、 前記露光ランプに電力を供給する第３の状態に
   おいて、前記交流電源の半周期毎に当該交流電源
   の実効値と予め設定した基準値とを比較し、比較
   結果に応じて当該交流電源の当該露光ランプへの
   第２の給電位相角度区間を決定し、当該露光ラン
   プに対し、当該交流電源のゼロクロス点から当該
   第２の給電位相角度区間に電力を供給し、残りの
   給電位相角度区間に前記第１又は第２の定着ヒー
   タのどちらか一方に電力を供給することを特徴と
   する、複写装置における露光ランプと定着ヒータ
   の電力制御方法。 ２ 第１の定着ヒータは排紙ラインに関してトナ
   ーが乗つた記録紙のトナー像面に対向する側に配
   置され、第２の定着ヒータは前記トナー像面の裏
   面に対向する側に配置された前記特許請求の範囲
   第１項記載の、複写装置における露光ランプと定
   着ヒータの電力制御方法。