JPS6039661A

JPS6039661A - 複写装置

Info

Publication number: JPS6039661A
Application number: JP58147300A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Takayanagi; 義章高柳
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-08-13
Filing date: 1983-08-13
Publication date: 1985-03-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、露光ランプの点灯電圧をマイクロコンピュ
ータで制御するようにした複写装置に関するものである
。

従来、複写装置の原稿露光ランプに使用するハロゲンラ
ンプの電力制御はランプレギュレータ（ＣＶＲ）による
位相制御で行われてきた。ＣＶＲは回路構成が複雑であ
り、かつ、大形のものである。そして、電源電圧の変動
に対し、ハロゲンランプの点灯電圧が第１図のように変
動してしまう。すなわち、第１図で、曲線Ｉは電源電圧
、曲線■はハロゲンランプの点灯電圧を示している。

この図かられかるように、電源電圧の大きな変動に対し
て、ハロゲンランプの点灯電圧が変化してしまうので、
ハーフＩ・−ン原稿等をコピーする場合、仕上りに濃淡
むらが出てしまうという欠点があった。

この発明は、上記従来のランプレギュレータ（ＣＶＲ）
の欠点を除去するためになされたものである。以下、こ
の発明を図面について説明する。

第２図はこの発明の一実施例を示すランプの制御装置の
回路図である。

第２図において、１は電源、２はハロゲンランプ、３は
トライアック、４はチョークコイルであり、Ｉ・ライア
ック３のゲートの位相制御のために整流回路５とトリ力
素子６とが設けられる。トリ力素子６は、発光ダイオー
ド６ａとフォトサイリスタ６ｂとからなる。７は電源電
圧用のモニタトランスで、その２次側に整流回路８が接
続され、さらにその出力は、ツェナーダイオード９．比
較器１０．トランジスタ１１に加えられる。そして、」
二記９〜１１の各部でゼロクロス回路Ａが構成され、電
源１の交流電圧の各サイクルのゼロクロス点で、ゼロク
ロスパルス信号１２が発生する。

１３はサイリスク、１４．１５はダイオード、１、６　
、　＋　７は抵抗器、１８はコンデンサであり、また、
１９は抵抗器、２０はコンデンサで、両者でローパスフ
ィルタ２１が構成されている。２２はオペアンプ、２３
はトランジスタであり、以上の１３〜２３で、実効値検
出回路Ｂが構成され、点灯電圧モニタ信号２４を出力す
る。２５はスイッチング用のトランジスタ、２６はオア
回路である。

２７はマイクロコンピュータ（以下マイコンという）で
、例えば８ビツト１チツプのものであり、内部タイマ２
Ｂ、ＡＤコンバータ２９等を備えている。３０は定着ヒ
ータ、３１は倍率設定器である。定着ヒータ３０はマイ
コン２７から発せられるオン信号３２でスタートし、そ
のヒータ温度は図示しない温度センサからの温度検知信
号３３によってマイコン２７に入力される。また、マイ
コン２７からは露光信号３４とトリカ信号３５が発せら
れる。なお、特に説明上必要でないものには符号を省略
しである。

次に動作の概略について、セロクロス回路Ａ。

ハロゲンランプ２の点灯の動作、および実効値検出回路
Ｂの順に説明し、マイコン２７による制御についてはフ
ローチャー１・によって説明する。

はじめに、ゼロクロス回路Ａの動作について述べる。モ
ニタトランス７の２次側に接続された整流回路８の出力
は、比較器１０の反転入力端子に加えられる。比較器１
０の非反転入力端子には抵抗分割された一定の電圧が印
加されており、したがって、反転入力端子の入力電圧が
非反転入力端子と同じになったときをゼロクロス点とし
て出力を出し、これがトランジスタ１１で増幅され、ゼ
ロクロスパルス信号１２となってマイコン２７に加えら
れ、マイコン２７はこのゼロクロスパルス信号１２が入
るたびに割込みをかける。

第３図に示す波形すはゼロクロスパルス信号１２を示し
ており、波形Ｃの点線で示す電源１の波形のゼロクロス
点に対応している。

次に、第２図のハロゲンランプ２の点灯動作について説
明する。マイコン２７がら、第３図の波形ａ、波形ｄで
示される露光信号３４とトリガ信号３５が発せられると
、これがオア回路２６を通ってトランジスタ２５のベー
スに加わり、このトランジスタ２５をオンにする。した
がって、トリガ素子６中の発光ダイオード６ａが発光し
、その光がフォトサイリスタ６ｂに入射し、これにより
フォトサイリスタ６ｂが導通する。したがって、整流回
路５の出力がトライアック３のゲートに印加され、この
トライアック３がオンとなり、チョークコイル４を介し
て電源１の電圧がハロゲンランプ２に加わり、これを発
光させる。第３図の波形Ｃの斜線を施した部分がハロゲ
ンランプ２に印加される電圧波形であり、その立上りは
第３図の波形ｄに示すトリガ信号３５の印加時点と一致
している。したかって、トリガ信号３５の印加のタイミ
ングを変えることでハロゲンランプ２の点灯電圧を変化
することができる。

次に、実効値検出回路Ｂについて説明する。

トランジスタ２５がオンし、発光ダイオード６ａが発光
するのと同時に、トランジスタ２３が導通し、サイリス
タ１３のゲートに電圧を印加し、これを導通させる。し
たがって、整流回路８の出力はダイオード１４．１５を
通ってコンデンサ１８を充電する。ところが、ダイオー
ド１５側の方がダイオード１４側より電位が低いので、
先に充電が終了し、以後はダイオード１４側からのみ充
電が行われる。そして、コンデンサ１８の端子電圧はロ
ーパスフィルタ２１を介してオペアンプ２２のボルテー
ジホロワによりマイコン２７に点灯電圧モニタ信号２４
として入力される。ここで、コンデンサ１８への充電を
抵抗器１６．１７を通じて並列に充電しているのは、モ
ニタトランス７の２次側のハロゲンランプ２の点灯電圧
波形を一つのＣＲ回路で積分してしまうと平均値検出と
なり、これを実効値検出として使用すると、ハロゲンラ
ンプ２の点灯電圧の位相角に対して無視できない誤差を
生じてしまい、／＼ロゲンランプ２の点灯電圧として使
用できない。そのために、抵抗器１６．１７に適当な値
を選択してコンデンサ１８を充電することにより、ハロ
ゲンランプ２の点灯電圧の実効値を近似的に検出するも
のである。

このようにして、ゼロクロスパルス信号１２がマイコン
２７に入力されるたびに割込みが行われ、第３図の波形
ｅに示すようなサンプリング点Ｓの電圧の実効値がとり
込まれ点灯電圧モニタ信号２４としてマイコン２７に入
力される。この点灯電圧モニタ信号２４によるモニタ電
圧が目標値と一致するようにトリガ信号３５の印加のタ
イミングがマイコン２７により制御される。

次に、第４図、第５図（ａ）〜（Ｃ）の各フローチャー
１・によってマイコン２７による位相制御について説明
する。なお、（１）、（２）、・・・・・・は各ステ・
ンプを表わし、Ｆはフラグを表わす。

第４図はゼロクロスパルス信号１２による外部割込みフ
ローチャー１・である。

まず、位相制御の基準のための内部タイマ２８をスター
トさせ（１）、次いで点灯電圧モニタ信号２４をＡＤコ
ンバータ２９でＡ／Ｄ変換して（２）、メモリに格納し
く３）、定着ヒータ３０のＯＮ　、ＯＦＦをチェックし
く４）、ＯＮのフラグが立っていれば定着ヒータ３０を
ＯＮする（５）。

第５図（ａ）〜（Ｃ）は内部タイマ２８による内部タイ
マ割込みルーチンである。以下、第５図（ａ）から順に
説明する。

まず、内部タイマ２８をストップさせ（１１）、ハロゲ
ンランプ２　’（７）　ＯＮを判断しく１２）、ＹＥＳ
ならトリガ信号３５を立ち上がらせ（１３）、マイコン
２７により２００ｐＬｓ経過したら（１４）、立ち上が
らせ（１５）、幅２００ＩＬＳのトリガパルスを出力す
る。この時、トリガ信号３５と露光信号３４が同時に入
力されていれば、ハロゲンランプ２は既に説明したよう
に点灯する。

次のステップでは、再スタートＦをチェックするが（１
６）、再スタートＦはマルチコピー実行の際、コピー２
枚目以降の原稿露光に必要なフラグであり、このフラグ
が立っていれば、再スタートＦはリセットしく１７）、
ソフトスタートＦが立っていなければ（１８）、前回の
原稿露光の最終位相角と定着ヒータ３０のＯＮ　、ＯＦ
Ｆ状態を参照しく１９）、現在の定着ヒータ３０ｒｖＯ
Ｎ　、ＯＦＦ状Ｍの比較により両者が一致している場合
は（２０）、前回の原稿露光の最終位相角によりハロゲ
ンランプ２の点灯を開始するためトリガ信号３５を発生
しく２１）、一方、両者の状態が異なり、定着ヒータ３
０が前回の露光状態の最終時にＯＮ状態に対し現在ＯＦ
Ｆ状態に移行している場合には、内部タイマ２８により
位相角を１ｏｏＪＬｓ太きくＬ（２２）、また、定着ヒ
ータ３０の状態をチェックしく２３）、同様にＯＦＦ状
態からＯＮ状態に移行している場合には、内部タイマ２
８により位相角を２００ｐＬｓ小さくしている（２４）
。ステップ（１９）〜（２４）ニよって、定着ヒータ３
０のＯＮ　、ＯＦＦ状態移行による電源１の電圧低下を
あらかじめ定着ヒータ３０のＯＮ、ＯＦＦ状態により位
相角を補正する。

ただし、ステップ（１８）においてソフトスタート中は
第５図（ｂ）の制御■に移行する。また、内部割込ルー
チンの最初でハロゲンランプ２のオン指令Ｆが立ってい
ないときは、現在コピー中であるか否かを判別して（２
５）、コピー中である場合は、位相角演算Ｆをリセット
しく２６）、再スタートＦをセットして（２７）、露光
信号３４をＯＦＦにする（２９）。一方、コピー中でな
い場合は再スタートＦをリセットし次回のコピーの準備
をしてソフトスター１−　Ｆをセットし、内部タイマ２
８を４ｍｓにセットして（２８）、露光信号３４をＯＦ
Ｆにする（２８）。なお、ステップ（２８）で内部タイ
マ２８を４　ｍ　ｓにセットしたのは、内部割込ルーチ
ンに割込みをかけるために必要な設定値であることによ
る。

次に、ステップ（１８）で移行する■ルーチンについて
第５図（ｂ）で説明する。

まず、ハロゲンランプ２の点灯電圧の目標値である設定
レベルＨｎ　（８ビツト）とＡＤコンバータ２９のＡＤ
変換値ＡＤｎ　（８ビツト）との減算値Ｎをめ（３１）
、減算値Ｎの正負の判断により（３２）、減算値０以下
のときはランプ電圧一致Ｆおよびランプ電圧オーバＦを
それぞれリセット、セットする（３３）。

続いて、ソフトスタートＦをチェックして（３４）、ソ
フトスタートＦが立っているとき、内部タイマ２８を７
ｍｓにセットしく３５）、ヒータオフ切替Ｆ、ヒータオ
ン切替Ｆ９位相角演算Ｆをそれぞれリセットしく３６）
、定着ヒータ３ｏの。Ｎ。

ＯＦＦ状態をチェックして（３７）、ＯＮ状態ならばヒ
ータ記憶Ｆをセットしく３９）、ＯＦＦ状態ならば七−
夕記憶Ｆをリセットする（３８）。

ステップ（３６）で示したヒータオフ切替Ｆと、ヒータ
オン切替Ｆはハロゲンランプ２点灯中に定着ヒータ３ｏ
のＯＮ　、ＯＦＦの切換えによってセットされるフラグ
である。

また、ステップ（３４）でソフトスタートＦが立ってい
ない時は、ソフトスタート中Ｆをチェックしく４０）、
ソフトスタート中Ｆ゛が立っている場合にはランプ電圧
オーバＦをチェックして（４１）、ソフトスタート中Ｆ
をリセットしく４２）、ソフトスタートを終了する。さ
て、この実施例ではマイコン２７が８ビツトであるため
、２８＝２５６ビツトを設定レベルＨｎに使用できるの
で、その設定値をＬＳＢで示すことにする。例えば４０
ＬＳＢといえば４０／２５６の分割点を示す。一方、ラ
ンプ電圧オーバＦが立っていない場合は（４１）、前記
減算値Ｎの値が４０ＬＳＢ以下のときは（４３）、内部
タイマ２８を５ＩＬＳずつ小さくセラ１−Ｌ（４５）、
減算値Ｎ≧４０ＬＳＨのときは内部タイマ２８を４０ｐ
ｓずつ小さくセットする（４４）、すなわち、ハロゲン
ランプ２への設定レベルＨｎに対しＡＤ変換値ＡＤｎと
の差である減算値Ｎが４０ＬＳＢを境にソフトスタート
Ｆのスピードを切り換えている。ここで、この発明にお
いては下位からの分割点で２００ＬＳＢを入力設定レベ
ルＨｎとして　′いるので、（２００＝４０）／２００　（ＬＳＢ）つまりハロゲン
ランプ２の設定電圧レベルで８０％を境にソフトスター
トを切り換えているものである。

また、ステップ（３２）で設定レベルＨｎとＡＤ変換値
ＡＤｎとの比較で両者が一致したときは、ランプ電圧一
致Ｆをセットし、ランプ電圧オーバＦをリセットし、ス
テップ（３４）へとぶ。一方、ステップ（３２）の比較
で設定レベルＨｎが正のときは、ランプ電圧一致Ｆとラ
ンプ電圧オーバＦをリセッ）Ｌ（４８）、ステップ（３
４）へとぶ。

次に、ステップ（４０）で移行する◎ルーチンについて
第５図（ｃ）で説明する。

まず、ヒータオン切替Ｆとヒータオフ切替Ｆをチェック
する（５１）、（５２）。ヒータオン切替Ｆが立ってい
るときは内部タイマ２８を２００７ｉｓ減算しく５３）
、ヒータオフ切替Ｆが立っているときは内部タイマ２８
を１００ｇ５加算する（５４）。このステップ（５３）
　、　（５４）により定着ヒータ３０のＯＮ。

ＯＦＦ状態による電圧のドロップを考慮する。一方、ヒ
ータオフ切替Ｆ、ヒータオン切替Ｆの両フラグとも立っ
ていないときは、位相角演算フラグをチェックしく５５
）、このフラグが立っていないときは、位相角演算フラ
グをセットして（５Ｂ）　、前回の半波の位相と同位相
で次回の半波も制御し、位相角演算フラグが立っている
ときは、次回の半波の位相角をステップ（３１）でめた
減算値Ｎにより算出して、電源周波数１サイクルに１回
ハロゲンランプの点灯電圧が入力設定電圧に一致するよ
うに位相角を変更する。

まず、ランプ電圧一致Ｆをチェックしく５７）、このフ
ラグが立っているときは位相角を変更せず次回の１サイ
クルも前回の１サイクルと同様の位相角により制御し、
ランプ電圧一致Ｆが立っていないときはランプ電圧オー
バＦをチェックしく５８）、このフラグが立っていると
きはランプ電圧が設定レベルＨｎに比へて大きいので減
算（ｆｉｌ　Ｎの値により、内部タイマ２８のセット値
を前回の１サイクル間制御した値に対し大きくセットす
る（５８）〜（６７）。一方、電圧オーバＦが立ってい
ないときはランプ電圧が設定レベルＨｎに比べて小さい
ので、内部タイマ２８のセット値を前回の１サイクル間
制御した値に対して小さくセットする（６８）〜（７６
）。このステップ（５８）〜（［１７）、　（８８）〜
（７６）により、減算値Ｎの値に応じて補正定数を変化
させ、ハロゲンランプの点灯電圧の設定レベルＨｎへの
収束を迅速に行うことができる。

次に、ハロゲンランプ２の位相制御に関連する定着ヒー
タ３０の温度制御について図面で説明する。

第６図は定着ヒータ３０の温度制御のフローチャートで
ある。なお、（８１）　、’（８２）　、・・団・は各
ステップを、Ｆはフラグを表わす。

第７図の（ａ）〜（ｄ）は、ハロゲンランプ２、点灯電
圧モニタ信号２４９位相角演算Ｆ、定着ヒータ３０の各
制御波形図である。以下、第７図を参照しながら第６図
のフローチャートについて説明する。

電源オン後、ローラ表面温度Ｌｔが１８０（’ｃ）に達
ｔ６　トＷＡ　Ｉ　Ｔ　＠Ｕ　Ｐ　Ｌ（８１）、ＷＡＩ
Ｔ・ＵＰ後は、ハロゲンランプ２のオン時を除いてロー
ラ表面温度Ｌｔを１８０（°Ｃ）に保つために、Ｌｔ＜
１８０（’Ｃ）のとき定着ヒータ３０をオンしく８２）
　、　（９５）　、　（８２）、ヒータオン後１秒後に
ローラ表面温度Ｌｔが１８０（’Ｏ）に達している場合
は定着ヒータ３０をオフする（８７）、（８８）　。

（８１１）　、（９０）。一方、１秒後にローラ表面温
度Ｌｔが１８０（”（りにＷＡ’ＩＴ−ＵＰしていない
場合には、Ｌｔ＝１８０（’０）になるまで定着ヒータ
３０のオン状態を１秒間継続する（ｌ］１）。

また、定着ヒータ３０がオフ状態で１秒後再びローラ表
面温度Ｌｔを定着ヒータ３０の温度検知信号３３で検出
し、Ｌｔ＜１８０（℃）の場合には再び定着ヒータ３０
をオンする（８３）、（８４）　。

（８５）　、（８Ｂ）。一方、Ｌｔ＞１８０（’Ｏ）の
時にはＬｔ＜１８０（”Ｏ）になるまで定着ヒータ３０
をオフ状態にしておく。このステ・ンプ（８２）〜（８
１）と、（８３）〜（８６）のステップにより定着ヒー
タ３０のＯＮ　、ＯＦＦ制御を温度条件に応じて、いず
れかの状態を少なくとも１秒間は継続する。

ハロゲンランプ２のオン時は定着ヒータ３０のＯＮ、Ｏ
ＦＦの切換えがハロゲンランプの点灯電圧に大きく影響
するため、ソフトスタート中（８Ｂ）は定着ヒータ３０
の切換えを禁止し１位相角演算Ｆが立っているとき（８
７）のみ定着ヒータ３０の切換えを必要に応じて許可し
ている。ステップ（８７）で位相角演算Ｆが立っている
場合のみ定着ヒータ３０の切換えを許可しているのは、
第７図に示され７．うに、点灯電圧モニタ信号２４のサ
ンプリング点Ｓが、上述のように１サイクル毎であるた
めに、第８図に示すタイミングで定着ヒータ３０をオン
すれば、次のサンプリング点Ｓ（Ｘ点のところ）で点灯
電圧モニタ信号２４のサンプリングをすると定着ヒータ
３０のオンによる影響を含んだ点灯電圧モニタ信号２４
をモニタできて、次回のサイクルの位相角α３を決定で
きる。例えば、Ｘ点で定着ヒータ３０をオンすると、次
回の１サイクルの位相角α３に定着ヒータ３０がオンに
切り換わった影響が含まれずハロゲンランプ２の点灯電
圧の収束が１サイクル分遅れてしまう。ここで、ｌサイ
クル毎に点灯電圧モニタ信号２４をサップリングしたの
は、商用電源の上側の半波と下側の半波の歪み方に差が
ある場合に、どちらか一方の半波で点灯電圧モニタ信号
２４を検知した方が精度よく制御できるからである。

第８図は２枚コピーの場合のシーケンスを説明するため
の要部の波形図で、（ａ）はコピー中Ｆ、（ｂ）は露光
信号３４、（Ｃ）はｉ・リガ信号３５、（ｄ）はハロゲ
ンランプ２の点灯波形であり、ソフトスタート点灯ＳＴ
は１枚目のコピーのはじめだけに行われることを示して
いる。

次に、この発明に基づいて、位相制御を実行した測定例
について第９図、第１Ｏ図も説明する。

第９図は電源電圧対ハロゲンランプの光量変化の変動対
応図であり、曲線工は電源電圧を示し、曲線■は光量変
化を表わす。

第１θ図は電源電圧対ハロゲンランプの点灯電圧の応答
特性図であり、（ａ）はハロゲンランプ２の点灯電圧、
（ｂ）は電源１の電圧を示す。

第９図かられかるように、電源１の電圧ＡＣ１００ｖに
対して±ｌθ％の電圧変動に対しハロゲンランプ２の光
量変動を４％に抑制できた。

また、第１０図かられかるように電源１の電圧ＡＣ１０
０Ｖに対する±１０％の電圧変動に対するハロゲンラン
プ２の電圧の応答時間は７００ｍ５で迅速に収束してい
る。

以上詳細に説明したように、この発明は画像の変倍要求
に応じて位相制御角を制御するようにしたので、変倍に
よって画像濃度が変化しない利点を有する。

また、マイコンと簡単な電気回路で露光ランプの点灯電
圧の位相制御が実現でき、従来のランプレギュレータ（
ＣＶＲ）に比べてコスト面で大幅に改善され、さらに、
小形化がはかれる等の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は入力電圧対ハロゲンランプの点灯電圧の変動特
性図、第２図はこの発明の一実施例を示すランプ制御装
置の回路図、第３図は第２図の実施例の動作説明のため
の要部の波形図、第４図は外部割込みフローチャート、
第５図（ａ）〜（Ｃ）は内部タイマ割込みルーチンを示
す図、第６図は温度制御のフローチャート、第７図は制
御波形図、第８図は２枚コピーの場合の要部の波形図、
第９図は入力電圧対ハロゲンランプの点灯電圧゛の変動
対応図、第１Ｏ図は入力電圧対／Ｘロゲンランプの点灯
電圧の応答特性図である。図中、１は電源、２はハロゲンランプ、３はトライアッ
ク、４はチョークコイル、５．８は整流回路、６はトリ
ガ素子、７はモニタトランス、９はツェナーダイオード
、１０は比較器、１１゜２３．２５はトランジスタ、１
２はゼロクロスパルス信号、１３はサイリスク、１４．
１５はダイオード、１６．１７．１９は抵抗器、１８．
２０はコンデンサ、２１はローパスフィルタ、２２はオ
ペアンプ、２４は点灯電圧モニタ信号、２６はオア回路
、２７はマイコン、２８は内部タイマ、２９はＡＤコン
バータ、３０は定着ヒータ、３１は倍率設定器、３２は
オン信号、３３は温度検知信号、３４は露光信号、３５
はトリガ信号、Ａはゼロクロス回路、Ｂは実行値検出回
路である。手続補正書（１１発）昭和５８年１０月２１　日特許庁長官殿１、事件の表示　特願昭５８−１４７３００号２、発明
の名称　複写装置３、補正をする者事件との関係　特許出願人住所　東京都大田区下丸子３丁目３０番２号名称　（１
００）　キャノン株式会社代表者　賀　来　龍三部４、代　理　人〒１５０東京都渋谷区桜丘町３１番１６号　奥の松ビル６階小林
特許事務所　電話０３　（４９６）　１２５６番５、補
正の対象明細書の発明の詳細な説明の欄および図面６、補正の内
容（１）明細書第８頁１１行「説明する。」以後に下記を
挿入する。「そして、画像の変倍は倍率設定器３１でハロゲンラン
プ２の点灯動作開始前に設定するものとする。」（２）同じく第８頁１２行「まず、内部タイマ」を、「
まず、倍率設定器３１による変倍要求があるかどうかを
判断しく１００）　、変倍要求であればハロゲンランプ
２の点灯電圧の設定値Ｈｎを倍率に応じて変更する（１
０１）。そして、内部タイマ」とる。以上

Claims

【特許請求の範囲】

露光ランプの点灯電圧を実効値検出回路の検出値でモニ
タし、前記露光ランプの点灯電圧が目標値になるように
電源電圧の位相制御角をマイクロコンピュータにより制
御する複写装置において、画像の変倍要求に応じて前記
マイクロコンピュータにより前記位相制御角を制御する
手段を具備したことを特徴とする複写装置。