JPS6039667A

JPS6039667A - 複写装置

Info

Publication number: JPS6039667A
Application number: JP58147294A
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■は電源電圧
１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、
ハーフトー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（ＣＶ　Ｒ
）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、トチイアツ
ク３のゲートの位相制御のために整流回路５とトリガ素
子６とが設けられる。トリガ素子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、上記
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、１６．１
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２
１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ｌチツプのものであり、内部タイマ２
８．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とトリガ信号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、ゼロクロス回路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
ローチャートによって説明する。

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から、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／＼ロ
ゲンランプ２１こ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。したがって、トリガ信号３５の印加のタ
イミングを変えることで／＼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、ハロゲンランプ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
トによってマイコン２７による位相制御について説明す
る。なお、（１）、（２）、・・・・・・ｌよ各ステッ
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番とよる外６５割込
みフローチャートである。

まず１位相制御の基準のだめの内部タイマ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のフラグ力（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）、／＼ロ
ゲンランブ２の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２００）ｈｓ経過したら（１４）、立ち上刃ζらせ（
１５）、幅２００ｇ５のトリガノ々ルスを出力する。こ
の時、トリガ信号３５と露光信号３４力−同時に入力さ
れていれば、／＼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１８）、現在の定着ヒータ３０のＯＮ
、ＯＦＦ状態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１両者の状態が異なり、定着ヒータ３０が
前回の露光状態の最終時にＯＮ状態に対し現在ＯＦＦ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ｉｏｏルＳ太きく１．（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２８に
より位相角を２００ルＳ小さくしている（２４）。ステ
ップ（１９）〜（２４）によって、定着ヒータ３０のＯ
Ｎ　、ＯＦＦ状態移肴テによる電源１の電圧低下をあら
力）しめ定着ヒータ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０番と移行する。また、内部割込ル
ーチンの最初で／＼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
（２５）、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をセリトンて（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ト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０Ｆ
Ｆ）こする（２８）。なお、ステップ（２８）で内部タ
イマ２８を４ｍｓにセットしたのは、内部割込ル−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（１日）で移行する■ル−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Ｏ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３０のＯＮ。

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状態ならばヒー
タ記憶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３０
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Ｉ・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
、２Ｂ＝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５ｐｓずつ小さくセットしく４５）、減算
値Ｎ≧４０ＬＳＢのときは内部タイマ２８を４０ｇ５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Ｈ
ｎ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２００ｐＬｓ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）。このスフー／プ（５３
）　、　（５４）　ニよ’Ｊ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（５６）、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に比べて大きいので減
算（ｉ　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ラ］・する
（５９）〜（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（８８）〜（７８）
。このステップ（５９）〜（１１？）、　（８８）〜（
７６）により、減算４ｆＡＮ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３ｏの温度制御のフローチャートで
ある。なお、（８１）、（８２）、・・・・・・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（’Ｏ）に達
するとＷＡ　Ｉ　Ｔ・Ｕ　Ｐ　Ｌ　（８１）、ＷＡＩＴ
＠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（’Ｏ）に保つために、Ｌｔ＜１
８０（’Ｃ）のとき定着ヒータ３０をオンしく９２）　
、　（１１５）　、　（８２）、ヒータオン後１秒後に
ローラ表面温度Ｌｔが１８０（’（りに達している場合
は定着ヒータ３０をオフする（８７）、（Ｈ）　。

（８１３）　、（１１１０）。一方、１秒後にローラ表
面温度Ｉ、ｔが１８０　ＣＯ）にＷＡ　Ｉ　Ｔ拳ＵＰＬ
、ていない場合には、Ｌｔ＝１８０（’Ｏ）になるまで
定着ヒータ３０のオン状態を１秒間継続する（８１）。

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　（°０）の場合には再び定着ヒ
ータ３０をオンする（８３）、（８４）　。

（８５）、（８Ｅｌ）。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。このステップ（８２）〜
（９１）と、（８３）〜（８８）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　、
ＯＦＦ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（８８）は定着ヒータ３
０の切換えを禁止し、位相角演算Ｆが立っているとき（
８７）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図に示されるように、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２
４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をサンプリングした
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）はコヒー中Ｆ、（ｂ）は露光
信号３４、（ｃ）はトリガ信号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し
）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１０図で説明する。

第９図は電源電圧対／＼ロゲンランブの光量変化の変動
対応図であり、曲線■は電源電圧を示し、曲線■は光量
変化を表わす。

第１０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±１０％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１Ｏ図かられかるよ、うに電源１の電圧ＡＣＩ
　ＯＯＶ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、この発明はソフトスタート
機構の作動中は定着ヒータのオン、オフの切換えを禁止
するようにしたので、露光ランプの点灯電圧の急激な変
動を十分に抑えることができ、かつ、露光ランプの点灯
電圧の目標値への収束を迅速に実行でき、さらに、露光
ランプの寿命を伸ばすことができる。

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、従来のランプレキュレ−１（
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１０図は入力電圧対ハ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はサイリスタ、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。

Claims

【特許請求の範囲】

露光ランプの点灯電圧制御と定着ヒータの温度制御とを
マイクロコンピュータにより行い、前記点灯電圧制御は
プリントキー人力後、前記露光ランプへ印加する電源電
圧の少なくとも半サイクル毎の位相制御角を所定の間隔
ずつ順次広げていくソフトスタート機構を有する複写装
置において、前記ソフトスタート機構の作動中は前記定
着ヒータのオン、オフの切換えを禁止する手段を設けた
ことを特徴とする複写装置。