JPH0772849B2 - 交流負荷電力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ 本発明は、例えば複写機の露光ランプのような交流負荷
に引火される電力を所定値に自動制御する交流負荷電力
制御装置に関し、特に、交流電源波形に同期した位相制
御を行なうためのゼロクロス検出器を備え、負荷に印加
される電力に応じた信号レベルの瞬時値を複数回サンプ
リングし、それによって得られるデータ群を利用して、
負荷の付勢レベルの実効値を演算して求める交流負荷電
力制御装置に関する。

［従来の技術］ 複写機の露光ランプを制御する技術として、例えば特開
昭59−88728号に開示されたものが知られている。これ
においては、交流電源波形に同期した位相制御を行なう
ため、ゼロクロス検出回路が備わっている。

ところで、ゼロクロス検出回路を構成する場合、（ａ）
フォトカップラの発光素子を交流電源ラインに抵抗器等
を介して接続し、そのフォトカップラの受光素子が受光
するかしないかに応じた信号を発生する方式と、（ｂ）
交流電源ラインに変圧器を接続して低圧の交流信号を得
て、その信号レベルが零になったかどうかをトランジス
タ等のスイッチで識別する方式とが考えられる。

前者（ａ）においては、電源ラインのノイズの影響を受
け易く、しかもフォトカップラには、高電圧用の安全規
格を満たす高価なものを用いなければならない。

また後者（ｂ）においては、第1a図に示すように、変圧
器のインダクタンスの影響により、その一次側の信号波
形V inと二次側の信号波形V outとの間に位相差Δｔが
生じ、それによって本当のゼロクロスタイミングと検出
されるゼロクロスタイミングとの間にずれが生じる。

後者（ｂ）における位相ずれは、一般の位相制御では特
に問題にならないが、複写機の露光ランプの光量を高精
度で制御しようとすると、位相ずれの影響が現われる。

例えば、第1b図に示すように、ゼロクロス信号が現われ
た時にタイマに所定の位相データをセットしてそれをス
タートし、それがタイムオーバし、電源波形が所定の位
相に達した時にスイッチング素子（例えばトライアッ
ク）をトリガして通電を開始し、また、通電を開始する
同時に負荷の印加電圧の瞬時値のサンプリングを開始
し、次のゼロクロス検出時までサンプリングを繰り返
す、という制御を行なうと、負荷の通電は実際の電源波
形（V in）のゼロクロスタイミングまで行なわれるのに
対し、電圧のサンプリングは、実際の電源波形よりも位
相の進んだ交流波形（V out）のゼロクロスタイミング
で終了してしまう。

従って、この場合、サンプリングデータに、位相ずれΔ
ｔ（例えば1m sec）に対応する電圧ΔＶ（第1b図のハッ
チングの領域）の部分が不足する。このサンプリングデ
ータをもとにして、負荷に印加される電圧の実効値を演
算すると、データの不足によって、演算結果に誤差が生
ずる。検出した実効値が不正確なら、制御系全体の精度
が高くならない。

例えば、サンプリングしてデジタルデータに変換された
値を参照しそれによって実際のゼロクロスタイミングを
判定することも可能である。しかし、そのような方法で
は時間がかかる。制御系の応答を速くするには、ゼロク
ロス検出回路からの信号によるハードウェア割込み処
理、のような手段を用いざるを得ない。

［発明の目的］ 本発明は、実際の電源波形のゼロクロスタイミングと、
ゼロクロス検出タイミングとのずれに基づく負荷の付勢
レベルの検出誤差を小さくし、高精度で交流負荷の印加
電力を制御することを目的とする。

［発明の構成］ 上記目的を達成するため、本発明においては、実際にサ
ンプリングしたデータが不足している場合には、サンプ
リングしたデータをもとに演算して求めた理論値を、不
足分のデータとしてサンプリングデータに追加する。即
ち、ゼロクロス検出回路の位相ずれに基づくサンプリン
グ誤差を、演算によって補正してから実効値を求める。

後述する実施例においては、具体的には次のように処理
している。

第1c図を参照して説明する。位相ずれの時間は約1m sec
程度と比較的短いので、その間の波形の変化を直線で近
似しても実質上問題はない。そこで、まずその直線の傾
きを求める。つまり、最終サンプリングデータVnとその
１つ前のデータVn_-1との差（ΔVn）を求める。サンプリ
ング間隔が一定なので、この微小レベル変化ΔVnが波形
の傾きに相当する。従って、最終サンプリングデータVn
の次に検出すべき瞬間値レベルVn₊₁の理論値を、Vn−Δ
Vnとして求める。但し、理論値vn₊₁が負なら、実際のゼ
ロクロス点（t2）を越えているので、この理論値は無効
にする。有効なら、その理論値を最終サンプリングデー
タの次のデータとして追加し、サンプリング数のカウン
タも＋１する。同様に、更に他の瞬時値レベルVn₊₂の理
論値をVn−２・ΔVnとして求め、Vn₊₃の理論値を、Vn−
３・ΔVnとして求める。

上記の補正を行なわない場合と、補正を行なった場合
の、負荷電力制御装置の入力電圧（電源電圧）と出力
電圧（負荷印加電圧）の特性を、第1d図に対比して示
す。実験による具体的な数値を示すと、100±15Vの電源
電圧から80Vの出力電圧を得る場合に、出力電圧の変動
は、が1.5Vであり、が0.5Vであった。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第2a図，第2b図及び第2c図に、本発明を実施する一形式
の複写機の操作制御ユニット30の具体的な構成を示す。
まず第2a図及び第2b図を参照する。ここで用いているマ
イクロコンピュータ100は、日本電気製のシングルチッ
プマイクロコンピュータ78PG11Eである。操作制御ユニ
ット30には、マイクロコンピュータ100の他に、リセッ
ト回路110,スリーステートバッファ120,コンパレータ13
0,131,タイマ回路140,レベル変換回路150,ドライバ160,
180,190,220,デコーダ170,ノイズフィルタ200,抵抗アレ
イ210,230等々が備わっている。

第2a図に示すコネクタCN202と第2c図に示すコネクタCN5
01とが、互いに接続されている。第2c図を参照すると、
露光ランプLP,メインモータMT及び定着ヒータHTは、そ
れぞれ、トライアックTRC501,TRC502及びTRC503を介し
て、交流電源ライン（AC100V）に接続されている。

トライアックTRC501の制御端子には、発光ダイオードと
フォトサイリスタでなるフォトカップラPC501,ダイオー
ドブリッジDB503等でなるトリガ回転が接続されてい
る。同様に、トライアックTRC502の制御端子にはフォト
カップラPC502,ダイオードブリッジDB504等でなるトリ
ガ回路が接続され、トライアックTRC503の制御端子には
フォトカップラPC503,ダイオードブリッジDB505等でな
るトリガ回路が接続されている。

トランスTR501,ダイオードブリッジDB501,トランジスタ
Q501等でなる回路が、ゼロクロス検出回路である。トラ
ンスTR501は交流電圧AC100Vを低電圧に降圧するととも
に絶縁し、その出力信号をダイオードブリッジDB501が
全波整流する。トランジスタQ501は、通常はオンであ
り、整流した信号のレベルが零近傍になるとオフする。
トランジスタQ501のオン／オフにより、ゼロクロス信号
が得られる。このゼロクロス信号は、バッファ120を介
して、マイクロコンピュータ100の２つの外部割込要求
入力ポートINT1及びPC3に印加される。

トランスTR502,ダイオードブリッジDB502等でなる回路
が、露光ランプの印加電圧を検出する。トランスTR502
は露光ランプLPの両端子間に印加される交流電圧を降圧
し、ダイオードブリッジDB502はその交流電圧を全波整
流する。この回路の出力は、レベル変換回路150を介し
て、マイクロコンピュータ100のアナログ入力ポートAN1
に印加される。レベル変換回路150の可変抵抗器VR201
は、フルスケールの調整用であり、ランプ電圧信号のピ
ーク値がアナログ入力ポートAN1のフルスケールレベル
と一致するように調整される。

定着ヒータHTの近傍にサーミスタTHが備わっている。サ
ーミスタTHの出力端子は、第2a図のコネクタCN201−９
及びCN201−10に接続されている。サミスタTHの一端は
接地され、他端に抵抗器R222を介して直流定電圧（5V）
が印加される。サーミスタTHの端子間電圧が、マイクロ
コンピュータ100のアナログ入力ポートAN2に印加され
る。従って、入力AN2のレベルを監視することで、マイ
クロコンピュータ100はヒータ温度を知ることができ
る。

サーミスタTHの出力信号及び露光ランプの印加電圧信号
は、それぞれコンパレータ130及び131にも印加される。
コンパレータ130は、出力端子が通常は高レベルＨであ
るが、サーミスタTHの出力信号が、オーバヒートレベル
（この例では208℃）を越えると、低レベルＬになる。
コンパレータ130の出力端子は、タイマ回路140のリセッ
ト端子に接続されている。タイマ回路140は、リセット
がかかると第2c図に示すセーフティリレーRA501をオフ
し、露光ランプLP及び定着ヒータHTに印加される交流電
源（AC100V）を遮断する。

コンパレータ131は、出力端子が通常は低レベルＬであ
るが、露光ランプLPがオンすると高レベルＨになる。そ
の出力信号はタイマ回路140の入力端子に印加され、高
レベルＨの期間が所定以上だと、タイマ回路140がセー
フティリレーRA501をオフし、交流電源を遮断する。つ
まり、露光ランプの点灯時間が所定以上（この実施例で
は10秒）になると、自動的に電源が遮断される。

レベル変換回路150に備わった可変抵抗器VR202は、ラン
プ電圧の目標値設定用である。この可変抵抗器VR202の
出力端子は、マイクロコンピュータ100のアナログ入力
ポートAN0に接続されている。この実施例では、可変抵
抗器VR202の出力電圧を０〜3.7Vの範囲で調整すること
により、露光ランプLPの印加電圧を50V〜85V（実効値）
の範囲で調整可能である。

第2b図を参照する。デコーダ170は、マイクロコンピュ
ータ100が出力ポートPF0〜PF2に出力する３ビットの８
進コードデータをデコードし、８本の信号ラインに出力
する。この信号ラインが、ドライバ180及び190を介し
て、キースイッチマトリクス240及び発光ダイオードマ
トリクス250の各列ラインに共通に接続されている。

マイクロコンピュータ100が、出力ポートPF0,PF1及びPF
2に、「000」−「001」−「010」−「011」−・・・・
−「111」−「000」−・・・・を順次繰り返し出力する
ので、キースイッチマトリクス240及び発光ダイオード
マトリクスの各列ラインは、順次繰り返し選択される。
その更新は、この実施例では約2m sec毎に行なわれる。

その更新に同期してキースイッチマトリクス240の行ラ
インのレベルを読めば、キースイッチマトリクス240内
の任意のスイッチの状態を読むことができる。またその
更新に同期して発光ダイオードマトリクス250の行ライ
ンに所定のデータを出力すれば、発光ダイオードマトリ
クス250内に含まれる任意の発光ダイオードを点灯及び
消灯することができる。

この実施例では、キースイッチマトリクス240に、０〜
９の各数値に対応する各キーを備えるテンキー，クリア
キー，リコールキー，予熱キー，モードクリアキー，割
込キー，プリントキー,AEキー，薄くキー，濃くキー，
カセットキー，原稿キー，等倍キー，縮小キー，拡大キ
ー，ズームアップキー，ズームダウンキー，オートズー
ムキー，サイズ統一キー,APSキー,ADF/SADFキー，スタ
ック／ソートキー，両面キー，ページ連写キー，表右キ
ー，表左キー，裏右キー及び裏左キーでなるキースイッ
チ群と、８ビットのDIP（デェアルインラインパッケー
ジ）とスイッチが備わっている。キースイッチ群は、複
写機の図示しない操作パネル上に配置される。DIPスイ
ッチの８つのスイッチは、複写機の調整，試験等のため
に利用される。

マイクロコンピュータ100の出力ポートPF3は、ドライバ
170を介して、ブザーBZに接続されている。

マイクロコンピュータ100の構成の概略を、第2d図に示
す。第2d図を参照すると、このマイクロコンピュータ
は、発振回路OSC,シリアルI/O回路B1,割込み制御回路B
2,タイマ回路B3,タイマ／イベントカウンタ回路B4,A/D
変換回路B5,レジスタB6,プログラムメモリB7,RAMメモリ
B8およびその他処理に必要な各種制御ブロックでなって
いる。

次に、実施例で使用しているものについて、マイクロコ
ンピュータ100の各ブロックの構成，機能及び実施例で
の動作を説明する。

タイマ回路B3: ２組の８ビット・イターバル・タイマ（TIMER0,TIMER
1）が備わっている。各タイマは各々８ビットのアップ
カウンタ,8ビットのデジタルコンパレータ及び８ビット
のタイマ・レジスタ（TM0,TM1）で構成されている。タ
イマレジスタTM0又はTM1にインターバル時間を設定し、
タイマ・モード・レジスタ（TMM）に所定の設定を行な
うと、アップカウンタがカウントを開始する。タイマレ
ジスタTM0又はTM1の内容とアップカウンタの内容とが一
致すると、アップカウンタをクリアし、内部割込み（タ
イマ割込み）を発生する。これによって、タイマ割込み
フラグ（FT0又はFT1）がセットされる。マスクレジスタ
（MKL）の設定により、タイマ割込みのマスクが可能で
ある。マスクレジスタのレジスタMKT0,MKT1をセットす
ると割込みが禁止され、リセットすると割込みが許可さ
れる。

この実施例では、タイマを、電源の周波数判別，露光ラ
ンプ印加電圧の位相角タイマ等に使用している。電源の
周波数判別では、レジスタTM0に238をセットし、ゼロク
ロスポイントを検出したら、モードレジスタTMMで予め
指定した入力クロックパルス（38.4μsec）をアップカ
ウンタに与える。そして次のゼロクロスポイントで割込
みフラグFT0でチェックし、それがセットされていれば5
0Hz、そうでなければ60Hzに判定する。つまり、電源波
形のゼロクロスポイントの間隔が、50Hzなら10m sec、6
0Hzなら8.3m secであり、それに対してタイマの計数時
間は9.14m sec（38.4μsec×238）であるから、フラグF
T0がセットされるのは、50Hzの場合である。なおこの場
合、割込みは禁止状態になっている。

位相角タイマの場合は、タイマTIMER0のアップカウンタ
の入力クロックパルスを1.2μsecにセットし、レジスタ
TM0に25をセットする。またタイマTIMER1にはアップカ
ウンタの入力クロックパルスに、タイマTIMER0のアップ
カウンタとレジスタTM0の一致信号、つまり30μsecのパ
ルスに設定する。レジスタTM1には、後述する位相角タ
イマ更新ルーチンで求める値（PHANGL）をセットす。そ
して、ゼロクロスポイントでタイマTIMER0,TIMER1のア
ップカウンタを０からアップカウント開始（以下、タイ
マスタートと呼ぶ）し、タイマTIMER1のアップカウンタ
とレジスタTM1の内容が一致してタイマ割込フラグFT1が
セットされると、マイクロコンピュータ100は後述する
タイマ割込みルーチンにジャンプし、ランプドライブ信
号をオンする。

タイマ／イベントカウンタ回路B4: 16ビットアップカウンタ（ECNT）,ECNTの内容を保持す
る16ビットレジスタ（ECPT），カウント値を設定する16
ビットレジスタ（ETM0,ETM1）,ECNTとETM0又はETM1の内
容を比較するデジタルコンパレータ等でなっている。デ
ジタルコンパレータは、一致を検出すると一致信号（CP
0,CP1）を出力する。

この実施例では、操作部の表示用インターバルタイマと
して使用している。即ち、キースイッチマトリクス240
及び発光ダイオードマトリクス250の列ラインを制御す
る信号の更新タイミングの生成に利用している。

具体的には、レジスタETM1に表示インターバル時間ISRT
2M（1665:2m sec）をセットし、インターバルタイマモ
ードを選択し、アップカウンタECNTの計数を開始する。
カウンタの入力クロックは1.2μsecに設定する。カウン
タECNTとレジスタETM1とが一致すると、ECNTがクリアさ
れ、内部割込みが発生し、フラグFE1がセットされる。
カウンタECNTは、再度０から計数開始する。

割込みマスクレジスタ（MKL）のMKE1がリセットされて
いると、タイマ／イベントカウンタ割込みルーチンへジ
ャンプし、表示処理を行なう。割込みフラグFE1は、割
込みが受けつけられるとリセットされる。

シリアルI/O回路B1: この回路は、シリアルデータ入力RxD,シリアルデータ出
力TxD,シリアルクロック入出力SCKの３本の端子と、８
ビットのシリアルレジスタ、バッファレジスタおよび送
受信制御回路を備えた送信部，受信部と、動作モードを
指定するモードレジスタでなっている。

送信バッファレジスタは、内部データが空（エンプテ
ィ）になると割込み要求INTSTを発生し、受信バッファ
レジスタは、内部にフルにデータが蓄えられると割込み
要求INTSRを発生する。シリアルモードレジスタは、８
ビット構成の２つのレジスタ、シリアルモードハイレジ
スタSMHとシリアルモードロウレジスタSMLでなってい
る。

実施例では、非同期モードを使用している。シリアルデ
ータは、スタートビット,8ビットデータ，パリティビッ
ト及びストップビットの計11ビットでなっている。転送
速度は422μsecである。シリアルモードレジスタSML,SM
Hには、初期設定時に、非同期モード，受信イネーブ
ル，送信イネーブル及びクロック2.4μsecの状態がセッ
トされる。割込みマスクレジスタMKHのMKSRをリセット
した後、受信割込みを許可する。

図示しないシーケンス制御ユニット20からシリアルデー
タが送られると、そのデータは受信端子RXD（PC1）で受
信され、受信バッファレジスタRXBに転送される。バッ
ファレジスタRXBがフルバッファになると、割込み要求
が発生し、割込みフラグFSRがセットされる。それによ
って、マイクロコンピュータ100は受信割込みルーチン
にジャンプする。そのルーチンでは、受信データを所定
のメモリにストアし、送信すべきデータを送信バッファ
レジスタTXBに書込む。書き込みが終了すると、シリア
ルI/O回路B1は送信バッファレジスタRXBの内容を自動的
にシリアルレジスタに転送し、データ送信端子TXD（PC
0）からシリアルデータとして各ビットを順次出力す
る。

A/D変換回路B5: この回路は入力回路，直列ストリング，電圧コンパレー
タ，逐次近似ロジック，およびレジスタCR0〜CR3で構成
されている。８本のアナログ入力はマルチプレクスさ
れ、A/DチャンネルモードレジスタAMMの指定により選択
されるようになっている。A/D変換されたデータはレジ
スタCR0〜CR3にストアされる。A/D変換回路B5の動作モ
ードA/DチャンネルモードレジスタANMによって指定す
る。

実施例では、第2a図に示すように、８チャンネルのアナ
ログ入力端子のチャンネル０（AN0）にランプ電圧目標
値設定信号（VR202の出力）が印加され、チャンネル１
（AN1）にはランプ電圧フィードバック信号が印加さ
れ、チャンネル２（AN2）には定着ヒータ温度検出信号
が印加される。他のチャンネルは未使用である。

変換されるデジタルデータは、レジスタCR0−CR1−CR−
CR3に順次ストアされる。４つのレジスタCR0〜CR3にデ
ータが揃うと、内部割込みが発生し、割込みフラグ（FA
D）がセットされる。その後、A/D変換回路B5は、割込み
が受け付けられたかどうかに関係なく、再びA/D変換を
続行する。割込みが発生すると、マイクロコンピュータ
100は、割込みマスクレジスタ（MKH）のMKADがリセット
されていれば、割込みルーチンにジャンプする。割込み
が受け付けられると、フラグFADはリセットされる。

割込み制御回路B2: この実施例では、割込みの発生原因は、上記タイマ割込
み，タイマ／イベントカウンタ割込み，シリアル受信割
込み及びA/D変換割込みと、外部割込みがある。外部割
込みは、マイクロコンピュータ100の割込み要求入力端
子INT1に印加されるゼロクロス信号の立ち上がりエッジ
検出により割込み要求フラグF1がセットされることによ
り発生する。マイクロコンピュータ100は、割込みマス
クレジスタMKLのMK1がセットされていれば、割込みルー
チンへシャンプする。フラグF1は、割込みが受け付けら
れるか又はそのフラグがチェックされると、自動的にリ
セットされる。

なお、割込みの優先順位は、タイマ割込み−外部割込み
−タイマ／イベントカウンタ割込み−A/D変換割込み−
シリアル受信割込み（高−低）の順である。

ポート（PORT A−PORT F）： 全てのポートが、出力ラッチ付きの入／出力ポートであ
る。各ポートの入／出力の指定は、各モードレジスタM
A,MB,MC,MD及びMFの設定により行なう。

次に、実施例の動作を説明するが、詳細な説明に入る前
に、第３図のタイミングチャートと第４図のゼネラルフ
ローチャートとを参照して概略の動作を説明する。

第４図のステップS5−S6−S5−・・・・のループは、第
３図のサイクル０（CYCLE0）に相当し、同様に、ステッ
プS7−S8−S9−S11−S3−S4−・・・・・及びステップS
7−S8−S9−S11−S12−S3−S4−・・・はサイクル１（C
YCLE1）に相当する。サイクル０では、ランプ電圧のサ
ンプリング，表示制御，キースイッチ走査（読取り）及
びシーケンス制御ユニット（図示せず）との通信制御を
行なっている。ステップS7−S8−S9−S11−S3−S4を通
るサイクル１では、ランプ電圧の目標値及び定着ヒータ
温度をサンプリングし、サイクル０でサンプリングした
ランプ電圧と目標値とから、ランプ電圧の位相角タイマ
を更新する。またサイクル０と同様に、キースイッチの
走査制御と表示制御を行なう。ステップS7−S8−S9−S1
1−S12−S3−S4を通るサイクル１（サイクル1bとする）
では、上記制御の他に、更に定着ヒータの操作量（デュ
ーティ）を求める。サイクル1bは、１秒間隔で実行され
る。即ち、ランプ電圧制御はサイクル０−サイクル１
（サイクル1bを含む）の２サイクル（商用交流電源波形
の１波）が制御周期になり、定着ヒータ温度制御は１秒
が制御周期になる。

以下、詳細な動作を説明する。また以下の説明において
括弧を付けた記号を、ここで次のように定義する。

（ ）：レジスタ，カウンタ，フラグ ［ ］：入・出力信号 ＜ ＞：ジャンプ先アドレス また、括弧を付けない記号は、サブルーチン，即値デー
タ，部品名称又はポート名称を示す。

ステップS1で電源が投入されると、ステップS2の初期設
定を行なう。初期設定の詳細を、第5a図，第5b図，第5c
図及び第5d図に示す。初期設定では、まず、スタックポ
インタをFFFF Hにセットし、レジスタＶにFF Hをセット
する（これは、メモリ空間上のFF00 H−FFFF Hにワーキ
ング領域を設定することを意味する）。次に、ポートを
初期設定する。まず、ポートＡ（PA0−PA）を入力ポー
トに設定し、ポートＢ（PB0−PB7）を出力ポートに設定
してその全ビットを高レベルＨに設定する。ポートＣ
（PC0−PC7）は、PC0,PC1及びPC3をコントロールポート
に設定し、PC2を入力ポートに設定し、PC4,PC5,PC6及び
PC7を出力ポートに設定し、出力ポートには高レベルＨ
（オフレベル）をセットする。ポートＤ（PD0−PD7）及
びポートＦ（PF0−PF7）は、出力ポートに設定し、全ビ
ット高レベルＨに設定する。

ポートPC4,PC5及びPC6から、それぞれランプドライブ信
号［LMPDRV］，定着ヒータドライブ信号［FUHDRV］及び
メインモータドライブ信号［MOTDRV］が出力される。ポ
ートB,ポートＤ及びポートＦのRF4−PF7は操作部の発光
ダイオード点灯データ出力ポートであり、ポートＦのPF
0−PF2はキースキャン信号出力ポートであり、PF3はブ
ザー制御信号出力ポートである。

続いて、ワーキング領域の全てのメモリ（アドレスFF00
H−FFF H）をクリアする。また送信同期キャラクタFF
Hを送信同期レジスタ（TXSYNC）にセットし、全てのカ
セットデータレジスタにオフデータをセットする。

次に、前回コピースタート時定着ヒータ温度レジスタ
（PREFUT）に、疑似前回コピースタート時定着ヒータ温
度STBNDH（目標値より若干高い温度データ）をセット
し、ヒータ制御カウンタ（HETCNT）及び４進カウンタ
（QADCNT）に１をセットする。次に、タイマ／イベント
カウンタ（ETM1）を2m secのインターバルモードに設定
し、カウンタをスタートする。更に、シリアルI/O回路
に非同期モードを設定し、転送クロック周期を2.4m sec
に設定し、送信・受信を許可する。そして。受信の割込
みマスクを解除し、割込みを許可する。

次に、表示を0.5秒間禁止するために、タイマレジスタT
M0及びTM1に、それぞれ255及び51をセットし、各割込み
要求フラグ（FT0），（FT1）をリセットし、タイマモー
ドを制定し、タイマをスタートする。

タイマをスタートしてからフラグ（FT0）がセットされ
るまで、つまり0.5秒を経過するまでの間、受信データ
・デコード・サブルーチンCTLISRを繰り返し実行する。
0.5秒を経過すると、タイマTIMER0及びTIMER1を停止
し、タイマ／イベントカウンタの割込みマスクを解除す
る。これ以降、タイマ／イベントカウンタの割込みが2m
sec毎に発生する。

次に、ゼロクロス信号の立下り割込みフラグ（F2）をリ
セットする。

以上が終了すると、次に＜STRTISR＞（第5c図）にジャ
ンプする。＜STRTISR＞から始まる処理では、受信デー
タ・デコード・サブルーチンCTLISRを実行した後、フラ
グ（F2）をチェックし、それが「０」即ちゼロクロス末
検出なら＜STRITSR＞に戻る。フラグ（F2）が「１」即
ちゼロクロス到来なら、0.5秒間時間待ちするために、
タイマレジスタTM0及びTM1に、それぞれ255及び51をセ
ットし、タイマTIMER0の割込みフラグ（FT0）のリセッ
トし（（FT1）は先のチェックによりリセットされてい
る））、タイマTIMER0,TIMER1をスタートする。そし
て、フラグ（FT1）がセットされるまで、つまりゼロク
ロスを検出してから0.5秒間持ち、その間、受信データ
・デコード・サブルーチンCTLISRの実行を繰り返す。こ
れは、電源投入時のチャタリングによる誤動作を防止す
るための処理である。0.5秒間を経過すると、タイマTIM
ER0,TIMER1をストップし、＜CHKFRQ＞へジャンプする。

＜CHKFRQ＞から始まる処理では、商用電源の周波数を判
別する。まず、フラグ（F2）をリセットし、ゼロクロス
欠落カウンタ（MOZCNT）をリセットする。このカウンタ
は、2m sec毎にカウントアップされる。次に、フラグ
（F2）がセットされるまで待つ。但し、カウンタ（NOZC
NT）が６より大、つまり14m secを経過してもフラグ（F
2）がリセットのままなら、＜STRTISR＞に戻る。フラグ
（F2）がセットされたら、つまりゼロクロスタイミング
が到来したら、タイマレジスタTM0に周波数判別データ2
38をセットし、カウンタ（NOZCNT）をリセットし、フラ
グ（FT0）をリセットし、タイマTIMER0をスタートす
る。その後フラグ（F2）がセットされたら、タイマTIME
R0を停止し、フラグ（FT0）をチェックする。フラグ（F
T0）が「１」なら50Hzに判別する。但し、カウンタ（NO
ZCNT）が６より大、即ち14m sec以上経過してもフラグ
（F2）がセットされなければ、タイマTIMER0を停止した
後で、＜STRTISR＞に戻る。

周波数判別が終了したら、次の＜INTMOD＞に進み、タイ
マレジスタTM0に25をセットし、タイマTIMER0の入力ク
ロックを1.2μsecに指定する。これによって、ランプ電
圧の位相角タイマTIMER1の入力クロック周期が30μsec
に設定される。

最後に、ゼロクロス立上り割込みフラグ（F1）にリセッ
トし、ゼロクロス立上り割込みマスク及び位相角タイマ
割込みマスク（MK1及びMKT1）を解除（リセット）す
る。

以上が、第４図にステップS2として示す初期設定動作で
ある。

次にステップS3以降を説明する。まず、ゼロクロスカウ
ンタ（ZCPCNT）をチェックし、それが奇数なら＜CYCLE0
＞に進む。カウンタ（ZCPCNT）が偶数なら、ステップS4
に進み、ゼロクロス欠落フラグ（NOZCP）をチェックす
るフラグ（ZONCP）が「０」なら、＜START＞に戻り、フ
ラグ（NOZCP）が「１」即ちゼロクロス欠落なら＜CHKIS
R＞へジャンプする。ここで、カウンタ（ZCPCNT）は、
ゼロクロス毎にインクリメントされ（ゼロクロス割込み
ルーチンで行なわれる）、フラグ（NOZCP）は100m sec
間ゼロクロスが来なければ、タイマ／イベントカウンタ
割込みルーチでセットされる。

＜CYCLE1＞にエントリーすると、カウンタ（ZCPCNT）を
チェックし、それが偶数なら＜CYCLE1＞に進む。カウン
タ（ZCPCNT）が奇数なら、フラグ（NOZCP）をチェック
し、それが「１」なら＜CHKISR＞にジャンプし、「０」
なら＜CYCLE0＞に戻って上記動作を繰り返す。通常、即
ちゼロクロス信号が正常なら、この動作を10又は8.3m s
ec（50/60Hz）の間続ける。この間に、ゼロクロス割込
みルーチンZCINTでセットされスタートされる位相角タ
イマ（TM1）により、タイマ割込みが発生する。それに
よって、タイマ割込みルーチンTMINTを実行し、ここ
で、露光ランプを点灯し、A/D変換回路B5をポートAN1か
らのランプ電圧のサンプリングモード（セレクトモー
ド）に設定し、A/D変換をスタートする。これにより、
以後、A/D変換割込みが460μsec毎に発生する。この割
込みが発生すると、A/D変換割込みルーチンADINTを実行
する。それによって、変換データが所定のメモリにスト
アされる。A/D変換割込みは、ゼロクロスの立ち上がり
エッジを検出するまで行なう。

＜CYCLE1＞でも、ZCINTでセットしてスタートした位相
角タイマ（TM1）により、タイマ割込みが発生する。タ
イマ割込みが発生すると、TMINTの実行により、ランプ
を点灯し、A/D変換回路B5を、ポートAN0のランプ電圧目
標値及びポートAN2の定着ヒータ温度データをサンプリ
ングするモード（スキャンモード）に設定し、A/D変換
をスタートする。これによって、A/D変換割込みが発生
する。A/D変換割込みが発生すると、ADINTの実行によ
り、変換データを所定のメモリにストアし、A/D変換割
込みをマスクする。

＜CYCLE1＞では、サブルーチンCALVSETを実行し、先に
サンプリングしたランプ電圧目標値を、新たにランプ電
圧目標値を設定する。そして、サブルーチンSUMSQR,CAL
RMS及びRWMを順次実行し、＜CYCLE0＞でサンプリングし
たランプ電圧の瞬時データの２乗積算値演算，実効値演
算，位相角タイマ値演算の処理を順次行なう。

次に、サブルーチンCHKPRTを実行し、操作部のプリント
キーの状態変化検出を行なう。そして、サブルーチンの
CONDMの実行により、ランプ電圧及び定着ヒータ温度の
ディメンジョン変換を行なう。次に＜CHKISR＞に進み、
サブルーチンCTLISRを実行し、シーケンス制御ユニット
20からの受信データを解読する。CTLISRが終了すると、
フラグ（NOZCP）をチェックし、それが「０」なら＜CHK
CHT＞に進む。フラグ（NOZCP）が「１」ならサブルーチ
ンCTLOFFの実行によりゼロクロス異常処理を行ない、＜
CHKISR＞に戻る。

＜CHKHCT＞では、ヒータ制御カウンタ（HETCNT）をチェ
ックし、それが「０」でなければ＜START＞に戻る。カ
ウンタ（HETCNT）が「０」なら、ステップS12に進む。
なお、カウンタ（HETCNT）は、ZCINTにおいて４回の処
理に１回の割合いでデクリメントされ、その内容が０に
なるのは１秒毎である。ステップS12では、サブルーチ
ンSETEMPの実行により、定着ヒータの目標温度を設定
し、（HETCNT）に25又は30（50Hz/60Hz）をセットす
る。

次に、ヒータ制御周期フラグ（HTSPTM）をチェックし、
それが「０」、即ち周期が１秒なら＜OPEFPID＞にジャ
ンプする。フラグ（HTSPTM）が「１」、即ち制周期が５
秒なら、５進カウンタ（PNTCNT）をデクリメントし、そ
の結果が負ならカウンタ（PNTCNT）に４をセットし、＜
OPEFPID＞に進む。カウンタ（PNTCNT）が負でなけれ
ば、＜CHKFIX＞にジャンプする。フラグ（HTSPTM）のセ
ット及びリセットについては後で詳細に説明する。

＜OPEFPID＞では、サブルーチンFUPIDの実行により、定
着ヒータ付勢の操作量（オンサイクル数）を更新する。
そして、＜CHKFIX＞に進み、定着ヒータデューティ固定
フラグ（FIXFUC）をチェックし、それが「１」、即ち固
定ならサブルーチンRESFUCの実行により定着ヒータ付勢
操作量を０又は100％に固定する。フラグ（FIXFUC）が
「０」なら、上記動作をスキップする。

次に、サブルーチンCHKTMPの実行により、定着ヒータ温
度のチェックを行なう。このチェックには、プレ・リロ
ード，リロード，オーバヒート及びサーミスタ断線のチ
ェックが含まれる。以上が終了すると、＜START＞に戻
り、上記動作を繰り返す。

次に、各割込みサービスルーチン及びサブルーチンにつ
いて詳細に説明する。

（１）ZCINT・・・・・第6a図 この割込みサービスルーチンは、ゼロクロス信号［ZC
P］が低レベルＬから高レベルＨに変化した時に実行さ
れる。このルーチンにエントリーすると、まずゼロクロ
ス信号［ZCP］をチェックし、それが低レベルＬなら、
以降の割込み処理をスキップし、直ちにこの処理から抜
け出す。これは、信号［ZCP］のノイズによる誤動作を
防止するために行なう。

信号［ZCP］が高レベルＨなら、正規の割込みと見な
し、以下の処理を行なう。まず、ゼロクロス割込み及び
A/D変換割込みをマスクし、位相角タイマをストップす
る。次に、ランプ点灯フラグ（REGU）をチェックし、そ
が「１」即ちランプ消灯なら＜REGACT＞にジャンプす
る。フラグ（REGU）が「０」即ちランプ点灯なら、第２
ランプ点灯フラグ（LMPON）をチェックし、それが
「１」即ちランプ点灯なら、＜REGACT＞にジャンプし、
フラグ（LMPON）が「０」即ちランプ消灯なら、＜REGOF
E＞に進む。ここで、（REGU）は、シーケンス制御ユニ
ットからの受信データである。この受信データは、予め
プリントキーが押されたのを操作制御ユニット30のマイ
クロコンピュータ100が検出して、その情報をシーケン
ス制御ユニットに送り、それに応答してシーケンス制御
ユニットが操作制御ユニット30に送り返すデータであ
る。コピーモードの時はフラグ（REGU）が「１」であ
り、待機モードの時は「０」にセットされる。また、フ
ラグ（LMPON）は、マイクロコンピュータ100が独自に露
光ランプを点灯するの時に用いる。具体的には、キース
イッチマトリクス240に含まれるDIPスイッチのビット７
及び８をオンにセットすると、ランプテストモードにな
り、そのモードではプリントキーを押すとフラグ（LMPO
N）をセットし、もう一度プリントキーを押すとフラグ
（LMPON）をリセットする。

この場合、シーケンス制御ユニットには、プリントキー
オフを示すデータを送る。DIPスイッチのビット８をオ
フすると、上記モードは解除され通常モードに戻る。

＜REGOFF＞では、定着ヒータデューティ固定フラグ（FU
CFIX）をリセットし、ランプオフフラグ（LMPOFF）及び
ソフトスタートフラグ（SOFT）をセットする。そして、
ランプオフ時の位相角タイマ値OFFTIMを位相角タイマレ
ジスタ（PHANGL）にストアし、＜SETPHA＞へ進む。

＜REGACT＞では、フラグ（FIXFUC）をチェックし、それ
が「０」なら（FIXFUC）を「１」にセットし、サブルー
チンFUCFIXの実行により、定着ヒータ制御デューティを
０又は100％に固定する。そして、フラグ（LMPOFF）を
リセットし、位相角タイマレジスタ（PHANGL）に初期位
相角タイマ値IPA50（50Hzの時）又はIPA60（60Hzの時）
をストアし、＜SETPHA＞に進む。フラグ（FIXFUC）が
「１」なら、上記動作をスキップする。＜SETPHA＞で
は、レジスタ（PHANGL）の内容をTM1にセットし、位相
角タイマをスタートする。つまり、先の初期設定ルーチ
ンでも説明したように、タイマTIMER0が30μsec毎に信
号を出力し、その出力信号をタイマTIMER1がその計数ク
ロックに設定して、タイマTIMER1がスタートする。

次に、ランプドライブ信号［LMPDRV］，定着ヒータドラ
イブ信号［FUHDRV］及びメインモードドライブ信号［MO
TDRV］をオフする。次に、サブルーチンHTCNTLの実行に
より、定着ヒータオンカウンタ（FUCNT）が０でなけれ
ば、信号［AUHDRV］をオンする。上記サブルーチンHTCN
TLの処理が終了すると、メインモータフラグ（MOTOR）
が「１」なら信号［MOTDRV］をオンする。フラグ（MOTO
R）は、シーケンス制御ユニットからの受信データであ
る。

最後に、ゼロクロスカウンタ（ZCPCNT）をインクリメン
トし、ゼロクロス欠落フラグ（NOZCP），ゼロクロス欠
落カウンタ（NOZNCNT）及びゼロクロス割込みフラグ（I
NTZCFG）をリセットする。

（２）TMINT・・・・第6d図 この割込みサービスルーチンは、露光ランプを制御する
位相角タイマの割込み要求に応答して実行される。つま
り、ゼロクロス割込みルーチンZCINTにおいて、位相角
タイマデータ（PHANGL）をタイマTM1にセットし、タイ
マモードレジスタ（TMM）に所定のデータをセットして
タイマTIMER0,TIMER1をスタートすると、タイマTIMER1
のTM1とアップカウンタの計数値とが一致すると、タイ
マ割込み要求が発生し、それに応答してこの割込みサー
ビスルーチンTMINTにエントリーする。

このルーチンにエントリーすると、まずランプオフフラ
グ（LMPOFF）をチェックし、それが「０」即ちランプ点
灯モードなら、信号［LMPDRV］をオンする。フラグ（LM
POFF）が「１」即ちランプ点灯モードなら、上記動作を
スキップする。次に、191μsec時間待ちした後、位相角
タイマ（TIMER0/1）を停止する。また、カウンタ（ZCPC
NT）が偶数（CYCLE1）ならA/D変換回路B5を、ランプ電
圧設定値及び定着ヒータ温度をサンプリングするモード
（スキャンモード）に設定し、カウンタ（ZCPCNT）が奇
数なら、ランプ電圧をサンプリングするモード（セレク
トモード）に設定する。そして、A/D変換をスタート
し、A/D割込み要求フラグ（FAD）をクリアし、A/D割込
みマスクを解除し、ランプ電圧サンプリング有効フラグ
（LMPADC）をセットする。

（３）ADINT・・・・第6e図 このルーチンは、レジスタCR0−CR3の全てのデータが格
納され、割込み要求フラグ（FAD）がセットされると、
それに応答して実行される。このルーチンにエントリー
すると、まずタイマ／イベントカウンタ割込み（表示処
理）及び受信割込みをマスクする。次に、A/D変換モー
ドレジスタ（ANM）をチェックし、それがスキャンモー
ドなら＜SMPSVFT＞にジャンプする。レジスタ（ANM）が
セレクトモードなら、フラグ（LMPADC）をチェックし、
それが「１」ならA/D変換データ（ランプ電圧サンプリ
ングデータ）の内、レジスタ（CR3）の内容を所定のメ
モリにストアする。A/D変換回数が21以上になると、A/D
変換割込みをマスクする。フラグ（LMPADC）が「０」な
ら、上記動作をスキップする。

次に、フラグ（LMPADC）の状態を反転し、＜CHKIZC＞に
進む。これによって、A/D変換データのメモリ格納が、
１回おきに行なわれる。

＜SMPSVFT＞では、A/D変換データの内、レジスタ（CR
0）の内容とランプ電圧目標値サンプリングデータレジ
スタの第１バッファレジスタ（SMPSV1）と比較し、それ
らが等しければ、第２バッファレジスタ（SMPSV2）にA/
D変換データを格納する。また、それが等しいか否かに
係わらず、（SMPSV1）にも格納する。次に、レジスタ
（CR1）の内容を反転して、定着ヒータ温度レジスタ（F
UTEMP）に格納する。そして、A/D変換割込みをマスク
し、＜CHKIZC＞に進む。即ち、A/D変換回路B5がスキャ
ンモード、つまりサイクル１の場合には、A/D変換割込
みは１回のみになる。

＜CHKIZC＞では、ゼロクロス割込みフラグ（INTZCFG）
をチェックし、それ「０」ならそのフラグ（INTZCFG）
を「１」にセットしてゼロクロス割込み要求フラグ（F
1）をリセットし、ゼロクロス割込みのマスクを解除す
る。フラグ（INTZCFG）が「１」なら、上記動作をスキ
ップする。即ち、A/D変換割込みルーチンが、各サイク
ルの１回目にコールされた時に実行される。最後に、表
示割込み及びシリアルデータ受信割込みマスクを解除す
る。

（４）DSPLY・・・・第6h図 この割込みサービスルーチンは、タイマ／イベントカウ
ンタからの割込み発生時に実行される。このルーチンで
は、操作部の表示を制御する。なお、このルーチンは、
既に説明したように、2m sec毎に実行される。

このルーチンにエントリーすると、まずサブルーチンFL
ASHを実行する。サブルーチンFLASHUでは、表示の点滅
及びブザーオンの同期信号を生成する。次に、カウンタ
（NOZCNT）をインクリメントし、その結果が50より大き
い場合、即ちゼロクロス信号が100m sec以上現われなか
ったら、カウンタ（NOZCNT）をリセットし、フラグ（NO
ZCP）をセットする。カウンタ（NOZCNT）が50以下な
ら、上記動作をスキップする。

次に、ポートＡのデータを読み込み所定のメモリにスト
アしておく。そして、表示部の全発光ダイオードがオフ
になるように、ポートＢ及びＤの全ビット、ならびにポ
ートＦのPF4−PF7に高レベルＨをセットする。この例で
は、発光ダイオードは、全て低レベルＬで点灯する。そ
して、先にストアしておいたキースイッチの状態データ
（ポートＡのデータ）と第１キーバッファレジスタの内
容を比較し、両者が等しければ第２キーバッファレジス
タにそれをストアするとともに、第１キーバッファレジ
スタにもストアする。これにより２度読みを行なう。次
に、スキャンカウンタ（SCNCNT）の内容を更新し、その
結果により、スキャン信号をポートＦのPF0−PF2に出力
する。

次に、各発光ダイオードの点灯／消灯を示すデータをポ
ートＢ及びＤの全ビットならびポートＦのPF4−PF7に出
力する。なお、ACテストモード、即ちDIPスイッチのビ
ット８がオンし、フラグ（ACTEST）が「１」の場合、表
示部の３桁の７セグメント数字表示器（発光ダイオード
マトリクス250に含まれる）に、調整に必要なデータ
（具体的にはランプ電圧，定着ヒータ温度等）を表示す
る。

（５）RCVTR3・・・第6f図，第6g図 この割込みサービスルーチンは、シーケンス制御ユニッ
ト20が送出するシリアルデータを受信し、１バイト分の
データを受信バッファレジスタ（RXB）に格納完了した
時に発生する受信割込みに応答して実行される。このル
ーチンでは、受信バッファ（RXB）のデータを所定のメ
モリに格納したら、直ちに送信すべき１バイトのデータ
を送信バッファレジスタ（TXB）にセットしてそれをシ
ーケンス制御ユニット20に送り返す。この受信割込み
は、約4m sec毎に発生する（このインターバル時間はシ
ーケンス制御ユニット20が生成する）。１回の割込み処
理で、１バイトのデータの受信と送信が行なわれる。

実施例では、受信するデータは全部で14個（14バイト）
であり、送信するデータは全部で10個（10バイト）であ
る。データの先頭に予め定めた同期コードデータFF Hを
付加することで、データの識別を行なう。つまり、受信
の場合は、受信データがFF Hの場合に受信カウンタ（RX
CNT）をリセットすることで受信カウンタの同期をと
り、他のデータを受信したら受信カウンタ（RXCNT）を
インクリメントし、受信カウンタ（RXCNT）の内容に応
じたメモリアドレスに、即ち14個の受信バッファメモリ
のいずれかにその受信データを格納する。これで、予め
アドレスを定めた14個の受信バッファメモリの各々に、
所定の受信データが順次格納される。

なお、ランプテストモード（DIPスイッチのビット７及
び８が共にオフ）の場合には、常時、プリントキーの状
態を示すデータを、プリントキーオフ状態（キーが押さ
れていない状態）にセットする。

送信の場合には、送信カウンタ（TXCNT）が０の時に同
期コードデータFF Hを送出し、０でなければ、その値に
応じたメモリアドレスのバッファメモリの内容（１バイ
ト）を送出して送信カウンタをインクリメントする。送
信カウンタ（TXCNT）が10より大きくなったら、１組の
送信データの送出終了と見なし、送信カウンタ（TXCN
T）を０にクリアする。これにより、１個の同期コード
と10個の送信データが割込みが発生する毎に順次送出さ
れる。

（６）CTLISR・・・・第5e図 このサブルーチンでは、シーケンス制御ユニット20から
受信したコード化データを解読し、その結果を予め定め
たデータ配列に変換する。具体的には、発光ダイオード
マトリクス250の表示制御を行なうため各ポートPB0−PB
7,PD0−PD7及びPF4−PF7にセットすべきデータ並びに並
べ換える。

（７）CALVEST・・・・第7a図 このサブルーチンでは、露光ランプ印加電圧の目標値を
設定する。

具体的には、可変抵抗器VR202の出力レベルをサンプリ
グし、それをA/D変換して得られた目標値設定データ（S
MPSV2）を利用して次のような演算を行なう。

（SETRMS）＝（SMPSV2）×（61/183）＋75 ‥‥（１） （SETRMS）が目標値レジスタである。次に、複写機の操
作パネル上の濃度指定キースイッチ（キースイッチマト
リクス240に含まれる）によって指定される７段階の濃
度ステップの値を示すノッチデータ（BDENS）（シーケ
ンス制御ユニット20から送られるデータ）を用いて、目
標値レジスタ（FETRMS）の内容を次のように修正する。

（BDENS）＝０又は１の時： （SETRMS）＝（SETRMS）−３×（BDENS） ‥‥（２） （BDENS）＝２〜７の時： （SETRMS）＝（SETRMS）＋５×｛（BDENS）−２｝ ‥‥
（３） 上記処理の結果、レジスタ（SETRMS）の値が目標値上限
値MAXRMS（136）を備えた場合には、その上限値を（SET
RMS）にセットする。

次に、ソフトスタート時の位相角タイマの減分（DIFF）
を（SETRMS）をもとに、次式より求める。

50Hzの時： （DIFF）＝｛（SETRMS）−72｝×（1/3）＋６ ‥‥
（４） 60Hzの時： （DIFF）＝｛（SETRMS）−72｝−（13/64）＋４ ‥‥
（５） 但し、（DIFF）はランプオフフラグ（LMPOFF）が「１」
（ランプオフモード）のときのみ計算する。

（８）SUMSQR・・・・第7c図 このサブルーチンでは、サイクル０でサンプリングした
露光ランプ印加電圧の瞬時値データ２乗積算値を求め
る。

まず、実際にサンプリングしたｎ個のデータV₁,V₂,‥‥
Vnの最後のデータVnとその１つ前のデータVn_-1から、そ
の差ΔVn（ΔVn＝Vn_-1−Vn）を求める。この値は、ゼロ
クロス近傍における、１サンプリング間隔での電圧変化
を示す。その結果が正なら、サンプリング回数（SPVCN
T）（ｎ）をインクリメントし、Vn₊₁に（Vn−ΔVn）を
ストアする。但し、（Vn−ΔVn）が負なら、それのかわ
りに０をストアする。Vn₊₁が正なら、上記と同様に、
（SPVCNT）をインクリメントして、Vn₊₂に（Vn₊₁−ΔV
n）をストアする。但し、（Vn₊₁−ΔVn）が負なら、Vn
₊₂に０をストアする。正なら、更に（SPVCNT）をインク
リメントし、Vn₊₃に（Vn₊₂−ΔVn）をストアする。但
し、（Vn₊₂−ΔVn）が負なら、０をストアする。

つまり上記処理では、実際にサンプリングをした結果を
利用して、サンプリング終了時の電圧変化の傾きΔVnを
求め、サンプリング終了後の仮想サンプリングタイミン
グにおける理論瞬時電圧値を計算により求め、その理論
値のゼロクロスが検出されるまで、サンプリングデータ
を追加する。この実施例では、最大で３個のデータを追
加する。この処理を行なうと、ゼロクロス検出回路の位
相ずれによって実際のゼロクロス点より前でサンプリン
グが終了することに基づく、サンプリング誤差をなくす
ることができる。

次に、ｍ個（ｍ＝n,n＋1,n＋２又はｎ＋３）の各サンプ
リングデータV₁,V₂,‥‥Vmを各々２乗演算し、その結果
をレジスタ（SUMSQH），（SUMSQM）及び（SUMSQL）に加
算する。また、各サンプリングデータV₁,V₂,‥‥Vmの隣
り同志の、各平均値、即ち、（V₀＋V₁）/2,（V₁＋V₂）/
2,・・・・・，（Vm_-1＋Vm）/2を求め、これらの値を各
々２乗し、その結果をレジスタ（SUMSQH），（SUMSQM）
及び（SUMSQL）に加算する。これで、レジスタ（SUMSQ
H），（SUMSQM）及び（SUMSQL）に２・ｍ個の瞬時値デ
ータの各々を２乗した値の積算値が格納される。なお、
V₀には常に０をセットしておく。

（９）CALRMS・・・・第7d図 このサブルーチンでは、ランプ電圧の実効値を求める。
このサブルーチンを実行する前に、前記サブルーチンSU
MSQRによって、レジスタ（SUMSQH），（SUMSQM）及び
（SUMSQL）にサンプリングデータの２乗積算値が格納さ
れているので、それを利用して実効値を求める。つま
り、レジスタ（SUMSQH），（SUMSQM）及び（SUMSQL）の
内容を、電源周波数に応じたサンプリング回数SPTIM50
又はSPTIM60で割り、平均値を求め、その結果の平方根
を計算する。その結果を実効値レジスタ（RMS）に格納
する。

（10）ROOT・・・・第7e図 このサブルーチンは、前記サブルーチンCALRMSからコー
ルされる。平方根を演算するサブルーチンである。演算
のアルゴリズムは公知のものである。

（11）PWM・・・・第7i図 このサブルーチンでは、露光ランプに印加する電圧を制
御する位相角タイマの設定値（PHANGL）を更新する。

まず、ソフトスタートフラグ（SOFT）をチェックし、そ
れが「０」（ソフトスタート終了）なら＜RNWPHA＞にジ
ャンプする。フラグ（SOFT）が「１」（ソフトスタート
中）なら、ランプ電圧の目標値（SETRMS）と検出したラ
ンプ印加電圧の実効値（RMS）との差（Ａ）を求め、そ
の結果が負か又は（DIFF）より小さければ、フラグ（SO
FT）をリセットして＜PNWPHA＞に進み、次の第（６）式
の演算を行なって位相角タイマの設定値（PHANGL）を更
新する。

（PHANGL）＝（PHANGL）−｛（SETRMS）−（RMS）｝ …
…（６） また、（Ａ）が、正でしかも（DIFF）より大きければ、
（PHANGL）から（DIFF）の値を減ずる。

以上により更新されたレジスタ（PHANGL）の値が、下限
値MINTより小さければ、レジスタ（PHANGL）に下限値MI
NTをセットし、上限値MAXT50又はMAXT60（周波数に応じ
て定まる）より大きければ、その上限値をレジスタ（PH
ANGL）にセットする。

（12）HTCNTL・・・・第6c図 このサブルーチでは、定着ヒータのオンサイクルカウン
タ（FUCNT）の値に応じて、定着ヒータのドライブ信号
［FUHDRV］をオンする。まず、サーミスタ断線フラグ
（THBRK）をチェックし、それが「１」即ちサーミスタ
断線なら＜DECQAD＞にジャンプする。フラグ（THBRK）
が「０」なら、カウンタ（FUCNT）をチェックし、それ
が０でなければ［FUHDRV］をオンする。

次に、４進カウンタ（QADCNT）をデクリメントし、その
結果が負ならそのカウンタに３をセットし、定着ヒータ
オンサイクルカウンタ（FUCNT）及び定着ヒータ制御サ
イクルカウンタ（HENTCNT）を各々デクリメントする。
但し、各々０でない場合である。カウンタ（QADCNT）が
正又は０なら、上記動作をスキップする。つまり、４サ
イクルに１度の割合いでデクリメントする。

次に、予熱フラグ（PRHT）（シーケンス制御ユニット20
からの受信データ）をチェックし、それが「１」即ち予
熱モードなら予熱エッジフラグ（TMPDN）をセットす
る。フラグ（PRHT）が「０」なら、フラグ（TMPDN）を
チェックし、それが「１」（予熱解除）ならフラグ（TM
PDN）及び定着ヒータ制御周期判別フラグ（HTSPTM）を
リセットし、カウンタ（HETCNT）をクリアする。フラグ
（TMPDN）が「０」なら、上記動作をスキップする。な
お、定着ヒータ制御周期は、フラグ（HTSPTM）が「０」
のとき１秒であり、「１」のとき５秒になる。

（13）FUCFIX・・・・第6b図 このサブルーチンでは、定着ヒータのデューティ（オン
サイクル数）を０又は100％に固定する。このルーチン
は、ランプ点灯開始時に一時だけ実行される。

まず、定着ヒータ温度（FUTEMP）と参照値STBNDL（目標
値より３〜５℃低い値）を比較し、（FUTEMP）≦STBNDL
なら＜FMAXST＞にジャンプする。

（FUTEMP）＞STBNDLなら、（FUTEMP）と参照値STBNDH
（目標値より３〜５℃高い値）を比較し、（FUTEMP）≦
STBNDHなら＜FMAXRST＞にジャンプする。

（FUTEMP）＞STBNDH、つまりSTBNDL＜（FUTEMP）＜STBN
DHなら、（FUTEMP）と前回コピー開始時定着ヒータ温度
（PREFUT）を比較して、（FUTEMP）≦（PREFUT）なら＜
FMAXST＞にジャンプし、（FUTEMP）＞（PREFUT）なら、 ＜FMAXRST＞に進む。

＜FMAXRST＞ではデューティ判別フラグ（FUCMAX）をリ
セットしてデューティを０％に固定し、カウンタ（FUCN
T）をクリアする。＜FMAXST＞ではフラグ（FUCMAX）を
リセットしてデューティを100％に固定し、カウンタ（F
UCNT）にSPTM61（30）をセットする。

最後に、（FUTEMP）の内容を（PREFUT）にストアし、
（PREFUT）を更新する。

（14）CTLOFF・・・・第7h図 このサブルーチンは、ゼロクロス信号［ZCP］が100m se
c以上欠落したときに実行される。このルーチンでは、
定着ヒータドライブ信号［FUHDRV］，ランプドライブ信
号［LMPDRV］及びメイモータドライブ信号［MOTDRV］を
オフし、カウンタ（HETCNT）に１をセットし、（PNTCN
T）及び（HTSPTM）をリセットし、ゼロクロス割込みマ
スク（MK1）を解除する。

（15）CHKPRT・・・・第7g図 このサブルーチンでは、ランプテストモードにおいて、
プリントキー操作のエッジを検知するためのものであ
る。

まず、ランプテストモード（（ACTEST）及び（LPTEST）
が共に「１」の場合）かどうかをチェックする。ランプ
テストモードなら、プリントキーフラグ（KPRINT）をチ
ェックする。それが「１」（プリントキーオン）なら、
プリントキーエッジフラグ（PRTEDG）をチェックし、
「０」ならそのフラグ（PRTEDG）をセットし、ランプオ
ンフラグ（LMPON）の状態を反転する。フラグ（KPRIN
T）が「０」（プリントキーオフ）なら、フラグ（PRTED
G）をリセットする。また、ランプテストモードでない
場合も、フラグ（PRTEDG）をリセットする。

（16）SETEMP・・・・第９図 このサブルーチンでは、定着ヒータ温度の目標値及び制
御周期を設定する。

まず、定着ヒータ制御周期カウンタ（HETCNT）に制御周
期１秒、つまり50HzならSPTM51に25をセットし、60Hzな
らSPTM61に30をセットする。そして、４進カウンタ（QA
DCNT）に３をセットする。次に、フラグ（INITMP）をチ
ェックし、それが「０」即ち電源投入直後なら、サンプ
リングした定着ヒータ温度（FUTEMP）を、初期定着ヒー
タ温度レジスタ（IFUTMP），前記定着ヒータ温度レジス
タ（FUTN1）及び前々回定着ヒータ温度レジスタ（FUTN
2）にストアし、サーミスタ断線検知タイマ値THBTIM（1
0）をレジスタ（THBCNT）にセットする。

次に、定着ヒータ温度目標値レジスタ（SETFUS）に目標
値FUSET（185℃）をセットし、予熱モード（（PRHT）が
「１」）の場合、（SETFUS）に予熱時の目標値FDNSET
（175℃）を再セットする。

次に、温度制御周期フラグ（HTSPTM）をチェックし、そ
れが「０」（制御周期１秒）なら、（FUTEMP）とプレリ
ロード温度PRETMP（175℃）を比較する。（FUTEMP）≧P
RTEMPならフラグ（HTSPTM）をセットする。

（FUTEMP）＜PRTEMPで予熱モードなら、（FUTEMP）とFD
NSET−５（170℃）を比較し、（FUTEMP）≧DCNSET−５
ならフラグ（HTSPTM）をセットする。（FUTEMP）＜DCNS
ET−５なら、フラグ（PNTCNT）をリセットする。

フラグ（HTSPTM）が「１」（制御周期５秒）なら、上記
動作をスキップする。

（17）RESFUC・・・・第11図 このサブルーチンでは、コピーモード時、つまり定着ヒ
ータのオンサイクル数（デューティ）固定時に、定着ヒ
ータオンサイクル数０又は100％をカウンタにセットす
る。

定着ヒータオンサイクルカウンタ（FUCNT）にフラグ（F
UCMAX）が「０」（デューティ０％）なら０を、フラグ
（FUFMAX）が「１」（デューティ100％）ならSPTM61（3
0）をセットする。そして、定着ヒータオンサイクルレ
ジスタ（FUCYC）をリセットする。

（18）FUPID・・・・第10a図 このサブルーチンでは、定着ヒータのオンサイクル数
（デューティ）を更新する。

まず、（FUTEMP）を今回定着ヒータ温度レジスタ（FUTN
0）にストアする。そして、温度目標値（SETUFS）及び
各PID定数（比例，積分，微分定数）をセットし、サブ
ルーチンPIDをコールし、定着ヒータオンサイクル数の
変化分（EM）を求める。次に、前回定着ヒータのオンサ
イクル数及び制御周期をもとに、サブルーチンCORCYCを
コールして、オンサイクル数（FUCYC）を更新する。

（19）PID・・・・第10b図 このサブルーチンは、前記サブルーチンFUPIDで利用さ
れる。

このルーチンでは、以下のような演算を行なって、定着
ヒータのオンサイクルの変化分（EM）を求める。

（PT）＝（FUTN1）−（FUTN0） ‥‥（７） （IT）＝（FUSET）−（FUTN0） ‥‥（８） （DT）＝（PT）−［（TN2）−（TN1）］ ‥‥（９） （EM）＝Kp×（PT）＋（KIM/KID）・（IT） ＋（KDM/KDD）・（DT） ‥‥（10） 但し、Kp,KIM,KID,KDM,KDDは、定着ヒータの特性で定ま
る定数である。

（20）CALEM・・・・第10c図 このサブルーチは、前記サブルーチンPIDで利用され
る。

このルーチンでは、前記第（10）式における各項の乗算
結果を加算し、（EM）を求める。

（21）SUBT・・・・第13a図 このサブルーチンは、次式の減算処理を行なう。

（Ａ）＝（Ａ）−（Ｂ） ‥‥（11） 但し、演算結果は−255〜＋255の範囲で、（Ａ）の値
は、絶対値つまり０≦（Ａ）≦255である。符号は、符
号レジスタ（SING）のSD（ビット２）で識別する。SDが
「０」なら正又は０であり、SDが「１」なら負である。

（22）CORCYC・・・・第10d図 このサブルーチンは、前記サブルーチンFUPIDで利用さ
れる。このルーチンでは、（FUCYC）を更新する。

定着ヒータオンサイクル数（FUCYC）に（EM）を加え、
その結果が負なら（FUCYC）に０をセットし、また結果
が制御周期より大きければ制御周期データ（Ｂ）をセッ
トする。

即ち、０≦（FUCYC）≦（Ｂ）にする。

（23）CONVAD・・・・第7b図 このサブルーチンでは、次式の演算を行なう。

（Ａ）＝（Ａ）・［（Ｂ）／（Ｃ）］＋（Ｄ） ‥‥（1
2） 但し、演算結果（Ａ）は、０〜255の範囲に制限され
る。

（24）CONVSUB・・・・第13b図 このサブルーチンでは、次式の演算を行なう。

（Ａ）＝（Ａ）・［（Ｂ）／（Ｃ）］＋（Ｅ） ‥‥（1
3） 但し、演算結果（Ａ）は、０〜255の範囲に制限され
る。

（25）CHKVLT・・・・第7f図 このサブルーチンでは、ランプの点灯状態をチェックす
る。

ランプテストモード、つまり、（ACTEST）及び（LPTES
T）が共に「１」の場合、あるいはランプ検出電圧（RM
S）がランプオン判別データONRMS以下の場合は、ランプ
点灯状態フラグ（LON）をリセット（ランプオフ状態）
にする。

またランプテストモードでない場合、ランプ検出電圧
（RMS）がONRMSより大きけけば、フラグ（LON）をセッ
ト（ランプオン状態）する。フラグ（LON）の情報は、
シーケンス制御ユニットに送られる。

（26）CHKTMP・・・・第12図 このサブルーチンでは、定着ヒータの温度をチェックす
る。

まず、オーバヒート，サーミスタ断線，プレ・リロード
温度及びリロード温度の各フラグ（OVRH），（THBR
K），（PRERLD）及び（RELOAD）をリセットする。次
に、（FUTEMP）がオーバヒート判別データFUULT（288
℃）以上であれば、フラグ（OVRH）をセットする。次
に、（FUTEMP）がサーミスタ断線判別データFUULT（30
℃）以下であれば、サブルーチンBRKTIMをコールする。
そして、サーミスタ断線判別フラグ（BRKFLG）をチェッ
クし、それが「１」（10秒経過）なら（FUTEMP）と（IF
UTEMP）を比較し、（FUTEMP）≦（IFUTEMP）ならフラグ
（TEBRK）をセットする。

また、（FUTEMP）がFULLTより大きい場合は、（FUTEM
P）と、プレ・リロード温度判別データPRTEMP（175℃）
及びリロード温度判別データRLTEMP（180℃）をそれぞ
れ比較し、（FUTEMP）≧PRTEMPならプレリロードフラグ
（RPERLD）を、（FUTEMP）≧RLETMPならリロードフラグ
（RELOAD）を、それぞれ「１」にセットする。

これらのフラグ（OVRH），（THBRK），（PRERLD）及び
（RELOAD）の情報は、シーケンス制御ユニットに送られ
る送信データになる。

（27）BRKTIM・・・・第12図 上記サブルーチンCHKTMPで利用されるサブルーチンであ
る。

このルーチンはサーミスタの断線判定用の10秒タイマの
機能を果たす。サーミスタ断線判別カウンタ（THBCNT）
は、電源挿入時に10（10秒）がセットされ、このルーチ
ンBRKTIMが実行される毎にデクリメントされる。このサ
ブルーチンは、サーミスタ断線の疑いがあると、即ち
（FUTEMP）≦FUULTなら、１秒毎に１回実行される。そ
して、カウンタ（THBCNT）が０になると、フラグ（BRKF
LG）をセットする。

（28）CONDM・・・・第８図 このサブルーチンでは、内部処理データを、操作パネル
に表示すべき数値データに単位変換する。具体的には、
電圧，位相角及び温度の内部処理データを、それぞれVr
ms,m sec及び℃の各単位の数値データに変換する。

変換すべきデータが４種類なので、４審カウンタ（BRKC
NT）を設け、その内容が0,1,2及び３のときに、それぞ
れ（RMS），（SETRMS），（PHANGL）及び（FUTEMP）
を、（VOLT），（STVOLT），（PHTIM）及び（FUDEG）に
変換する。変換は、次式に従って行なう。

（VOLT）＝（5/8）×（RMS） ‥‥（14） （STVOLT）＝（5/8）×（SETRMS） ‥‥（15） （PHTIM）＝（1/26）×（PHANGL） ‥‥（16） （FUDEQ）＝（a/b）×（FUTEMP）＋ｃ ‥‥（17） 第（17）式に示す変数a,b及びｃの値は、次の第１表に
示すように（FUTEMP）の内容に応じて定める。

［効果］ 以上のとおり、本発明によればゼロクロス信号の位相ず
れに基づくサンプリングの誤差を補正するので、変圧器
を用いた安価なゼロクロス検出回路を用いても、高精度
で交流負荷の電力制御ができる。また、変圧器を用いる
ことによって、商用電源ラインに重畳するノイズの影響
を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

第1a図，第1b図及び第1c図は、交流電源波形，ゼロクロ
ス信号，サンプリングレベル等を示す波形図である。 第1d図は、本発明と従来例の装置の入出力特性を示すグ
ラフである。 第2a図，第2b図及び第2c図は、本発明を実施する複写機
の操作制御ユニットを示す電気回路図である。 第2d図は、第2a図及び第2b図に示すマイクロコンピュー
タ100の内部構成を示すブロック図である。 第３図は、操作制御ユニット20の各部信号波形と処理の
タイミングを示すタイミングチャートである。 第４図は，第2a図及び第2b図に示すマイクロコンピュー
タ100の概略動作を示すフローチャートである。 第5a図，第5b図，第5c図，第5d図，第5e図，第6a図，第
6b図，第6c図，第6d図，第6e図，第6f図，第6g図，第6h
図，第7a図，第7b図，第7c図，第7d図，第7e図，第7f
図，第7g図，第7h図，第7i図，第８図，第９図，第10a
図，第10b図，第10c図，第10d図，第11図，第12図，第1
3a図及び第13b図は、マイクロコンピュータ100の各割込
み処理ルーチン及びサブルーチンの詳細動作を示すフロ
ーチャートである。 30:操作制御ユニット 100:マイクロコンピュータ（電子制御手段） 110:リセット回路 120:スリーステートバッファ 130,131:コンパレータ 140:タイマ回路 150:レベル変換回路（負荷電力検出手段） 160,180,190,220:ドライバ 170:デコーダ、200:ノイズフィルタ 210,230:抵抗アレイ 240:キースイッチマトリクス 250:発光ダイオードマトリクス 500:ゼロクロス検出回路（ゼロクロス検出手段） MT:メインモータ、HT:定着ヒータ LP:露光ランプ TRC501,TRC502,TRC503:トライアック（スイッチング手
段） DB501〜DB505:ダイオードブリッジ PC501,PC502,PC503:フォトカップラ TR501,TR502:トランス RA501:セーフティリレー B1:シリアルI/O回路 B5:A/D変換回路（アナログ／デジタル変換手段） TH:サーミスタ、VR202:可変抵抗器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】負荷と交流電源との間に、負荷と直列に接
   続されたスイッチング手段； 負荷に印加される電力の瞬時値に応じたアナログ信号を
   検出する負荷電力検出手段； 前記負荷電力検出手段が出力するアナログ信号をデジタ
   ル信号に変換する、アナログ／デジタル変換手段； 交流電源波形のゼロクロス点近傍を検出する、ゼロクロ
   ス検出手段； 前記ゼロクロス検出手段が出力する信号に同期して前記
   スイッチング手段を位相制御し、該スイッチング手段を
   オン制御してからゼロクロスが検出されるまでの間、前
   記アナログ／デジタル変換手段を制御して負荷電力に応
   じた信号のレベルを示すデータを複数順次サンプリング
   し、サンプリングした複数のデータを演算してその実効
   値を求め、それと目標値に応じて前記スイッチング手段
   の通電位相を設定するとともに、ゼロクロス検出タイミ
   ングの近傍における信号波形の傾きを求め、その傾きを
   利用して、実際のサンプリング終了後の所定タイミング
   における信号レベルの理論値を求め、その結果によって
   理論値な波形のゼロクロスが検出されなければ、サンプ
   リングデータ不足と見なし、求めた理論値をサンプリン
   グデータに追加してからその実効値を求める、電子制御
   手段； を備える交流負荷電力制御装置。
2. 【請求項２】電子制御手段は、各波形毎の信号レベルサ
   ンプリング終了毎に、得られたデータの、最終回のサン
   プリングデータとその１つ前のサンプリングデータとの
   差を求め、それを最終データに加算もしくは減算して最
   終サンプリングデータの次のデータの論理値を求める、
   前記特許請求の範囲第（１）項記載の交流負荷電力制御
   装置。
3. 【請求項３】電子制御手段は、求めた理論値によってゼ
   ロクロスが検出されなければ、その理論値をデータに追
   加し、更に次のデータの理論値を求める、前記特許請求
   の範囲第（１）項記載の交流負荷電力制御装置。
4. 【請求項４】電子制御手段は、タイマを備え、ゼロクロ
   スが検出されると、検出した実効値と目標値とによって
   定まる時間データを前記タイマにセットして該タイマを
   スタートし、タイマがタイムオーバしたら前記スイッチ
   ング手段をトリガする、前記特許請求の範囲第（１）項
   記載の交流負荷電力制御装置。
5. 【請求項５】ゼロクロス検出手段は、変圧器を備える、
   前記特許請求の範囲第（１）項，第（２）項，第（３）
   項，又は第（４）項記載の交流負荷電力制御装置。