JPS61229103A - 複写機等の制御装置 - Google Patents

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】 （分野） ＯＡ化の波はＬＳＩ技術を基盤として発展して来たと言
っても過言ではない。

近年の半導体集積技術の著し込進展とコンビ二−タ技術
の相乗効果によって特にその機能の向上は顕著である。

その基幹と々るＣ８工はマイクロコンピュータにある。

周知のようにチップのコストの急激な低減化によってそ
の晋及Ｖｃ１段と拍車がかかった事は言うまでもない。

工場、現場におけるＦＡ化が侵透し、１応の省力化が達
成され九現在、オフィスにおける事務作業の自動化が注
力されるようになった＠ （問題点） しかしそれでも、入力対象、制御対象が多い複写機やフ
ァクシミリ等ではディスクリート部品を稽々、数多く使
用し、基板の冥行面積、消費電力等に難があっ次〇 （目的） 本発明は笑装スペースの軽減消費電力の軽減ができ、機
能の増減に対するフレキシビリティ（′！＃５門の概憚
） マイクロコンピュータにより複写機等のシーケンス制御
を行なう装置において、複写等のための作動負荷や入力
対象をコンピュータに入出力接続するＩ／Ｄ素子、ドラ
イバ素子、入出力バッファ素子の少なくとも２つをＭＯ
日ゲートアレーによし１チップ化したことを特徴とする
複写機等の制御装置にある〇 （実施例） 第１図はＬＳＩの機能の効率と汎用性を示した図である
。図において１のカーブは横軸に伸張する程汎用性は箇
〈なり、標準化が進展する、即ち通常半導体メーカより
市販されているチップがこれに肖る。１の曲＃において
上位の円周に囲壕れた部分け効率はきわめて高いが汎用
性、−殻内ではかい。しかしきわめて装置特有の高い機
能を発揮出来る。１部のコンピュータメーカ、の内型Ｉ
Ｌ８Ｉとが軍用としての特注品がこれに当る機能も高い
がコストもきわめて高いのが特徴である０カスタムＬ８
工も必要に応じて２種類に分類出来る。それはフルカス
タムの下位に位置するカスタムＬ８工は当初から多少の
汎用性をもたせ、適用する装置の目的に合せたものと言
える。この場合、機能の割り切りを若干行う事になるが
、セットメーカサイドの開発費の負担が軽減されるメリ
ットがある。半導体メーカとセットメーカとの契約によ
って一定期間の専有期間をおいてから、汎用チップと売
シ出すのが通例である。その場合第１図における２のカ
ーブがこれ釦相当する。即ちカーブ２は、カーブ１の一
般汎用レベルに比し機能は高いが、セカンドンースの無
いのが特徴と言える。

応用例として第２図にディスクトップ形、中速機、１分
間３０枚の複写機の制御例を示す、この構造の説明を行
なう。

第２図に卓上型自動両面複写機の断面図を示す＠複写機
の機能を大別すると給紙搬送系、露光系、作偉系、それ
に制御系の４つのブロックで構成される。まずコピーし
ようとするオペレータは１の原稿台カバーを開けてオリ
ジナル（原稿）をセットする図示してない操作部より、
縮少又は拡大する場合は、変倍キーによって必要に応じ
て変倍率をセットする。さらにコピ一枚数、濃度のオー
ト、マニュアルの選択、コピーモード、片面又は両面の
選択をそれぞれのキーによって行う。両面コピーの例で
話しを進める。両面モードに選択してコピースタートキ
ーをＯＮする。３のハロゲンランプが点灯し、感光体ド
ラム２０が回転し、１３の帯電コロナが付勢される。３
と第１ミラーは同一の構造体くなってお９原稿面をスキ
ャンして行く、画像は第１ミラー４、第２ミラー５、第
３ミラー６それにズームレンズ１１を通って第４ミラー
７、第５ミラー８、第６ミラー９による光軸が形成され
、ドラム面に結儂される。ドラム面上の像は（＋’［Ｉ
’ｌｓのイレースランプによって、紙サイズ忙応じて、
儂の乗ってなｈ部分の表面電位が除去される。さらに現
ｇＩ部１７でトナーが電位の、のっている領域に付着し
て潜儂は顕像化される。１方選択されたカセット２２又
は２４より給紙された転写紙はレジストローラ５０で待
機している。所定のタイミングで３０が回転し、ドラム
面上の儂と位置合せが行なわれて、１４の転写コロナの
付勢によってドラム面上の儂は転写紙に転写される。次
に３１の外紙ローラーによって転写紙はドラムと分離し
て３２の紙搬送ベルトによって３３の定着部へ運ばれる
。

ここで熱と圧力を加えられて、ドナーは融着する。次に
３４の紙ガイド板は、両面モードであるから３７の排紙
ローラに導き両面排紙台３８に一担運ばれる。ここに運
ばれた紙は、重力によって自然に下方に滑って３９のロ
ーラに加えこまれて、中間カセット２６にストックされ
る。

なお３８の両面排紙台に紙はストックされる事はない一
枚毎に滑シ落ちて行く。このようにしてセットした枚数
分、表面コピーされた紙は中間カセツ）Ｋ貯えられて行
く。一方転写の終了したドラム面上の像は１９のクリー
ニング部でドラム面の清浄が行なわれる。ドラム面に付
着して一九残トナーは除去される。さらに１８の除電う
／プが照射されてドラム面上の残留電位の除去が行なわ
れる。次［１３の帯電コロナによって新たに帯電され所
定の表面電位がドラムにのって新たな画像が形成される
０ 次に片面（表面）のコピーが終了した時、オペレータは
オリジナルを変えて次のコピー動作（裏面コピー）を行
う。オリジナルをセットして新りにコピースタートキー
（図示してない）をＯＮすると、裏面のコピー動作が開
始する。

所定のタイミングで２６の中間トレーよす２５の給紙ロ
ーラが回転して給紙される。ガイド板２９によって紙は
反転してレジストローラ３０に加え込まれる。画像の先
端合せを行うため所定のタイミングでスタート信号があ
るまで待機している画先を合わせるため、所定のタイミ
ングによって、レジストローラ３０が回転し、感光体ド
ラム２０上に形成された画像の転写が行なわれる。この
時、所定のタイミングで転写コロナ１４が付勢され裏面
に画像が転写される。

３１の分離ローラでドラムと分離され、搬送ベルト３２
で定着部５５に運ばれる。ここでトナーは融看畜れる。

次に４０のローラに加え込まれる。３４のガイド板は今
度け３６の排紙台に導くようにガイドされ、両面にコピ
ーされた転写紙は３６にストックされる。このようにし
て両面コピーのプロセスが完了する。通常の片面のみの
コピーの場合はガイド板は３６の排紙台に導いている。

又裏面のみのコピーの時カセット２２又は２４から給紙
された紙は、紙搬送系のみ付勢されて白紙の状態で中間
カセット２６に移送される。この時作償系の動作は一切
行なわ慶いで、２２又は２４の給紙カセットから紙を給
紙して、２６の中間カセットに紙を搬送する系のみが動
作する。コピーの品質を良くするため、自動露光様態が
ついている。これは感光体にのる表面電位を一定値に制
御して原稿濃度に関係なく、常に良好な＃変を得る事が
可能々ようにコントロールするものである。コピーの開
始の前にまず表面電位のモニターが行なわれる。これは
、標準反樹板１０で反射した光を感光体２０に照射して
、１６０表面表面上ンサーでモニターして湯止な値にな
るようにまず１３のコロナ電圧のコントロールを行う・
コピー動作の時、ユーザがオートに選択した時、光学系
は原稿モニターのためにプリスキャンを行い、原稿の濃
度のモニターを行ってコロナ電圧、バイアス値の設定を
行う。１回コピー毎にモニターを行うためにプリスキャ
ン動作が面倒な場合はリアルタイムで遂次原稿濃度をモ
ニタしながら適正濃度になる様、現偉バイアスの値をコ
ントロールする。連続コピーの場合（１枚目の原稿から
複数枚のコピーをとること）は２枚目からコロナ電圧、
ランプの光景をコントロールして適正濃度にする事が出
来る。又原稿濃度を原稿面にあった反射光をサンプリン
グして適正濃度と原稿サイズの検知を行うこともできる
。

以上卓上型自動両面コピーマシーンに付簡単に説明し九
〇 次に本体機械の外ＫＡＤＦ（原稿フィーダ）、ソータ又
はコレータペーパデッキ、料金カウンタ等が機械の周辺
に装着する場合がある。（第図）。即ちシステム化する
ことによυ機械の機能を向上しユーザの使い勝手を良く
してコピ一作業の効率化を計っている。

（制御のシステム構成） 第４図は本例における複写機の制御回路の構成を示した
・ＯＰｕにワンチップコントローラ、インテルファミリ
の８０５１２ケエ１０拡張チップ８２５５２ケよシ構成
される。８０５１け０ＭＯＳのチップを用い、バッテリ
バックＵＰによって電源しゃ断時の情報の保持が可能と
している。

ｃｐｕ、は複写機の給紙、電送、ドラム回転、その他機
横要素のタスクの冥行を行い、ＣＰｕ、け光学系スキャ
ナー用サーボモータ、変倍用ズーム・レンズ移動用のパ
ルスモータ、それに操作表示部のキースキャンコントロ
ール、表示部の液晶のコントロールを行う。なお液晶は
偏光板によって、バックライトを照射して２色の発色が
可能である＠コピー可能な状態の時には緑が、コピー不
可の状態においては赤が発色づれる。

第４図においてＯＰｕ、には原稿濃度パターン検知によ
る原稿サイズ検知とＡＥ（自動露光）用のセンサー（Ｆ
Ｄ）、感光体の表面電位センナ（８Ｋ）　ａ　Ｉｆｆコ
ントロールセンナ（ＮＴＣ）　、それにノイズ・レベル
の高い信号入力として１チヤンネル、計４チャンネルの
Ａ／Ｄコンバータを使用している。ｃｐｕｌにはムβコ
ンバーター内賦形のワンチップマイコンを使用する例が
多い。

複写機のタイミング制御はドラム駆動モータの回転によ
って発生するコンコーダパルスヲカウントしてタイミン
グを進めて行くＴ、のイベントカウンタにこのパルスを
入力する。

ＴＯＫはＡＣのゼロクロスパルスを入力し、タイマ用の
カウントパルス、温度露光ランプ、コントロールにおけ
る、ＡＣ電源のゼロクロストリガに利用される。その他
人出力ポートはＯＰｕ本体、と工１０拡張テップにはセ
ンサ、機構制御用のンレノイド、クラッチ等を接続して
これらの付勢を行う０コピープロセスは給紙、帯電、ｌ
！元、現儂、転写、搬送、定着、排紙、それに感光体の
クリーニングによってコピー動作は完了する。それに異
常状態の検知、即ち重異常として定着温度の異常上昇、
露光ランプの異常点灯、紙詰まり、軽異常として紙ナシ
、トナーナシ、等があげられる。それにコピー前に異常
があるかないかをチェックする診断を行う・これらはセ
ンナ入力とソフトウェアの処理によって判定される。以
上の説明からも容易に理解されるようｋこのようなアナ
ログ複写機は、入出力数が多いのと実時間処理の多いの
が特徴と言える。

以上入出力機能を整理して代表的なものを図示すると第
６図の様になる。先きにも述べた様Ｉ／ｃＷ写様の制御
部の主な特徴は次の通電である〇（１）入出力ポート数
が多い （２）回路基板が小さい （３）　　リアルタイム制御・表示 （４）　　きわめてコストの低減を求めねばならない従
ツー（ｒｌＯＭ、ＲＡＭ、ＴＩＭＥＲ，Ｉｌｏ　ｆｉ子
を全て内Ｈしたワンチップマイコンを用−ることｋよ＃
）Ｌ８にの数を減らすのと同時に１このワンチップマイ
コンを複数用いることＫより、ｒ１０ボート数の増加、
リアルタイム性の確保ＲＯＭ、ＲＡＭ容量の増加が計ら
れている。

しかしながら最近の複写機はその高機能性、表示機能、
画面コピー等の多機能化がなされているため工１０ボー
ト数の増加が著しく、ワンチップマイコン内蔵の工１０
端子のみでは必要なＸ１０数が確保できないのが現状で
あるが、それをも解決できる。

又一般的にマイクロコンピュータ−の入出力ポートのド
ライブ、スインク電流は数１０μＡ程度で、とても大き
な負荷のドライバ（トランジスタ）を付勢する事は出来
ない。従って第６図に示すように制御対象部品へのトリ
ガには＊ｈにはドライバー回路を直接付勢出来ないから
ドライバ回路の前にバッファをおく、又はドライバ回路
そのものがハイブリッドＩＣになってお９、その前段１
／ｌ：　’ｒＴＬ又は０ＭＯＳ等のバッファをおいてい
る。以下その例について示す。

第７図は・ＤＯンレノイドを直接ドライブする例”ｌ”
マイクロコンピュータ（ｃｐｕ）の工１０ボートよｆｉ
　ＴＴＯのバッファを介してダーリントントランジスタ
ーをドライブしてＳＱＬを付勢する。即ちＭＯ（一般的
にＬ８１は）はポートからのドライブ電流は通常２０μ
ム程度である。従って直接ダーリントントランジスター
をポートよりドライブしてもｈｆ６２０００倍のもので
あっても４０ｍＡ程度しか通電出来ない。

従ってＴＴＴ、＋又はｃｕｏｓ等のバッファで一担持ち
上げてダーリントントランジスタのゲートに数ｍＡ流す
ようにする。負荷の大きさＫよって電流を加減するため
、抵抗値の設定を行う。

なおＴＴＬとダーリントントランジスタ間の抵抗はハイ
ブリッドとしてダーリントントランジスタの内部に入っ
ている場合本ある。

第８図は８８Ｒ（ソリッドステートリレー）をドライブ
してトライアックを導通させてＡＯモータを付勢する例
を示した。

この場合日ＳＲは、その−次側はフォトカプラーである
から、フォトダイオードを導通させるだけの電流値で良
いからせいぜい１０ｍＡ以下で十分である。従って０Ｍ
ＯＳのＣＤ４０４４又はＴＴＣで十分である。

上図（第９図）は入力例を示した、マイクロスイッチか
らの入力信号をマイクロコンピュータのポートに入力す
る例である０これも外部よりのノイズがプリント基板（
ｐａＢ）の入口で排除出来る様に抵抗Ｒ８でプルアップ
してバッファＵ、で波形整形してマイクロコンピュータ
の入力ボートに導く。通常の信号入力は第９図で十分で
あるが、高速のパルス入力は第９図の方法では、ノイズ
除去、波形整形も不十分であるから第１０図のようにコ
ンパレータでバッファして、さらにＯＲでパルスをなま
らせてさらにノイズ成分をカットしてシュミット回路に
よってづらｖ波形整形してマイクロコンピュータＭＯの
イベントカウンターに導く。このよう慶応用例はエンコ
ーダパルスシリアル通信等によく使用される。

第１０図はマイクロコンピュータ８０５１０カウンター
人力Ｔφにタイミングパルス、ＲＸｄにシリアル通信用
人力パルスをバッファリングする例を示した。シリアル
通信は他のマイコンとの同期をとるために使用される。

第１１図はシリアル入力のＡθコンバータとのインタフ
ェースの例を示した。この例はＭＯよりクロックを出し
てＡ／ＤコンバータのＯＵＴ端子よりアナログ信号に応
じた出力クロックがＭｃに入力でれる。ＣＭφ〜ＯＨ，
の切１えはマイクロコンピュータより０４．０１のＨＩ
ＧＨ，１，ＯＷ比出力関係でセレクトでれ茗。なお変換
時間は５０μＢである。

以上のインタフェースを１１とめＫして工／。

拡張素子も含めて１チップのゲートアレーにする事によ
って第４図のシステム構成はＩ１０拡張用素子８２５５
とその周辺回路も含めて第１２図のようにマイクロコン
ピュータを中心に３チップで構成出来る。バッファ、ド
ライバ、〜勺コンバータも全てゲートアレーで構成し、
なお、マイクロコンピュータの内部ＲＡＭでは予定する
ＲＡＭエリアをゲートアレーの中に例えば２５６バイト
もたせればさらに機能は向上する。

本例はこのようにマイクロコンピユー／周辺回路をゲー
トアレー化する事によって回路基板面積を小さくして、
かつｘｙｏ数の増加にもかかわらず、基板の実行面積が
減少できる。

抵抗、コンデンサ、ディスクリート部品が１　。

つのチップ化する事によってよりシンプルになり、耐ノ
イズ性、信頼性の向上につながった。

ゲート数Ｆｉ６０ＱのｃＭｏｓゲートアレイ、フラット
パッケージを使用し、入力、出力用のゲートアレイを揃
えて標準化し、機械の機能の増減に７レキシビリテイを
もたせ九〇 アナログ複写機の特性上、工１０をゲートアレー化して
回路構成そのものを単純化して信頼性の向上と、基板の
面積を小言くでき、コスト、信頼性が向上したことは言
うまでも々い・以上け６００ゲ一ト嶽位でまとめたがこ
れＫＲＡＭを内蔵したもの、Ａ／Ｄｃを内蔵したもの、
ＩＮＰＵｔ用ＯＵｔ用と機能毎に数多く揃えるとよりフ
レキシビリティが保てる。

（効果） 以上のように本発明は制御回路の実効面積の軽減、消費
電力の軽減をすることができ、又多機能に対するフレキ
シビリティをも九せることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ＦｉＬ８工用途説明図、第２図は複写機の断面図
、第３図はシステム構成図、第４図、第５図は制御回路
図、第６図は入出力機能図、第７図〜第１２図はゲート
アレー図である。 稠し２図 壊写樗の入比力機屹 粘６図 ソレノイｐのト°゛ンイブ′イ町 あ７図 易ａ図 イ言号入７ｊ列 第ｑ図 第７０区 套ｒし７ノトリ 第７ｚワ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マイクロコンピュータにより複写機等のシーケン
   ス制御を行なう装置において、複写機のための作動負荷
   や入力対象をコンピュータに入出力接続するＩ／Ｄ素子
   、ドライバ素子、入出力バッファ素子の少なくとも２つ
   をＭＯＳゲートアレーにより１チップ化したことを特徴
   とする複写機等の制御装置。
2. （２）第１項において、上記１チップ化を入力チップ、
   出力チップに分け機能的に構成した複写機等の制御装置
   。