JPH01211745A - 複写機用露光ランプの電力制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複写機用露光ランプの電力制御方法に関し、
特に、応答性が高く、電源の電力波形歪みの影響を殆ど
受けない電力制御ができるようにした、複写機用露光ラ
ンプの電力制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、複写機用露光ランプの電力制御回路としては第４
図に示すものが一般的に用いられている。

この−船釣な複写機用露光ランプの電力制御回路では、
交流電源１から負荷としての露光ランプ２に供給する電
力をトライアック３をオン・オフすることによって制御
している。即ち、自動／手動切換スイッチ５を介して入
力される制御目標値信号を増幅器６で増幅し、この増幅
出力でトランジスタ７を導通させることにより制御目標
値信号の大きさに反比例する長さの時間でコンデンサ８
を放電させ、この放電によりトライチックＯＮ位相角制
御用の比較回路９の比較入力をローレベルに落として比
較回路９の出力をハイレベルに切り換え、ゲートスイッ
チトランジスタ１０を導通させてトライアック３にゲー
ト信号を供給してトライアック３をオンに切り換え、波
形検出回路１１により検出された交流電源１の出力波形
（電源波形）に基づいてその出力波形のゼロクロス点で
ゼロクロスパルス発生回路１２から出力されるゼロクロ
スパルスにより上記比較回路９の比較入力をハイレベル
に切り換え、比較回路９の出力をローレベルに切り換え
させてゲートスイッチトランジスタ１０を非導通に戻す
ようになっている。

上記自動／手動切換スイッチ５に入力される制御目標値
信号は、図示しないキーボードがら入力されるマニュア
ル制御目標値を図示しないマイクロコンピュータを介し
てデジタル信号化し、このデジタル信号をデジタル／ア
ナログ変換して得たマニュアル指令信号、あるいは、図
示しない操作パネルから図示しないラダー抵抗を介して
与えられたアナログ信号からなるマニュアル指令信号と
、露光ランプ２から出力され原画１３で反射された光線
のレベルを検出するオートアイセンサ１４の出力を増幅
器１５で増幅して得た自動指令信号（ＡＥ指令信号）と
である。そして、自動／手動切換スイッチ５はこれらマ
ニュアル指令信号とＡＥ指令信号との何れか一方を選択
して増幅器６に入力するようになっている。

また、第６図に示す複写機用露光ランプの電力制御回路
は、マイクロコンピュータ１６１７）Ａ／Ｄ変換ポート
に波形検出回路１１の出力を入力し、その入力値が制御
目標値に対応して予め設定されたテーブルから読み出さ
れたオン位相値に達したときに、マイクロコンピュータ
１６の出力ポートからオン指令を出力する。そして、ド
ライバー１７を介してゲートスイッチトランジスタ１０
を導通させてトライアック３を導通させ、波形検出回路
１１に２より検出された交流型ｒＡ１の出力波形をマイ
クロコンピュータ１６のゼロクロス検知割込ポートに入
力し、マイクロコンピュータ１６内でその出力波形のゼ
ロクロス点を検出したときに出力ポートからの出力を停
止してゲートスイッチトランジスタ１０を非導通状態に
戻すようになっている。尚、ここでは露光ランプ２がら
出力され原画１３で反射された光線のレベルがオートア
イセンサ１４により検出され、増幅器１５を介してマイ
クロコンピュータ１６のもう−っのＡ／Ｄ変換ポートに
ＡＥ指令信号として入力されるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、第４図に示す従来の複写機用露光ランプの電
力制御回路によれば、トライアック３のＯＮ位相角は出
力波形の形状には関係なく決定され、次のゼロクロス点
までトライアック３がオフにならない。従って、交流電
源１の出力波形が第５図に実線で示す理想正弦波であれ
ば問題はないが、交流電源１の出力波形が第５図の破線
で示すように歪んでいる場合にはトライアック３のオン
タイム内に露光ランプ２に供給される電力が変動してそ
の制御が不正確になる。また、マニュアル指令信号とＡ
Ｅ指令信号とは互いに独立した回路から自動手動切換ス
イッチ５に入力されるのでマニュアル指令信号の信号レ
ベルとオートアイセンサ１４により得られるＡＥ指令信
号の信号レベルとの対応がとれない。更に、目標値への
制御そのものがアナログ回路で行われているので回路構
成が複雑になるという問題もある。

一方、第６図に示された複写機用露光ランプの電力制御
回路によれば、目標値への制御そのものがマイクロコン
ピュータ１６内のデジタル回路で行われるので、マニュ
アル信号の信号レベルとＡＥ倍信号信号レベルの対応を
取ることができ、また、回路構成も簡単にできる。しか
しながら、この場合には、交流電源１の出力波形の歪み
によって制御精度が損なわれることには変わりがない。

しかも、オン位相値を決定するために交流電源１の出力
波形を積分する場合には、半波形前の積分値によって次
のオン位相値を決定することになるので、１／２サイク
ルの制御遅れを生じてしまうことになる。

加えて、通常、ＰＰＣ方式の複写機では露光ランプ２と
並列に、加熱定着装置として２００〜１４００Ｗ程度の
ハロゲンランプやシーズヒータが１本あるいは複数本接
続され、このような大電力のランプやヒータをオンする
と電源コードの内部抵抗やコネクク部分の接触抵抗によ
って交流入ヵ電圧が数ボルト低下することが知られてい
る。そして、露光ランプ２が点灯しているときに加熱定
着装置がオンになると、露光ランプの電力制御回路の応
答が例えば交流波形で数サイクルも遅延し、この遅延期
間内は露光ランプ２が暗くなって複写画像が暗くなるこ
とがある。また、露光ランプ２の点灯中に加熱定着装置
がオフになると電力制御装置の制御の遅れによって複写
画像が部分的に明るくなりすぎることがある。

このような露光の過不足を解消する方法としては例えば
実公昭５８−５３５５２号公報に開示されているように
、露光ランプ２の点灯中に加熱定着装置をオンオフしな
いという方法をとることが提案されている。しかしなが
ら、この場合には露光ランプ２の点灯中には加熱定着装
置の温度制御が不可能になり、特に、例えばヒートロー
ラの心金の肉厚が２．５龍以下である加熱定着装置やオ
ープンタイプの加熱定着装置等、熱容量の比較的小さい
加熱定着装置においては、黒ベタ部分の光沢度が変化す
る等、定着性が悪化する傾向が見られる。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであって
、応答性が高く、電源の電力波形歪みの影響を殆ど受け
ない電力制御ができるようにした、複写機用露光ランプ
の電力制御方法の提供を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る複写機用露光ランプの電力制御方法は、上
記の問題点を解決するために、交流電源から負荷に供給
する電力供給回路に正相電流を導通させるゲートターン
オフサイリスタと負相電流を導通させるゲートターンオ
フサイリスタとを並列に介在させ、マイクロコンピュー
タで負荷に供給される交流波形をサンプリングしながら
積分し、上記交流波形のゼロクロス点からの積分値が所
定の制御目標値に達したときにマイクロコンピュータに
より導通状態のゲートターンオフサイリスタにゲート信
号を与えて該ゲートターンオフサイリスタをオフにする
構成である。

〔作用〕

上記の構成によれば、マイクロコンピュータが積分する
出力波形の積分値はゼロクロス点において０にリセット
され、同時にゲートターンオフサイリスタがオンにされ
て負荷への電力供給が可能になる。そして、電力の供給
と同時に検出されている出力波形の積分値が所定の制御
目標値に達したときにゲートターンオフサイリスタがオ
フになるので、制御が遅れることなく、また、出力波形
の歪みに関係なく負荷に過不足のない電力が供給される
ことになる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図、第２図並びに第３図（ａ）
ないし第３図（ｃ）に基づいて説明すれば、以下の通り
である。

複写機では、第１図に示すように、交流電源１に負荷と
して露光ランプ２、加熱定着装置のドラムヒータ２２、
複写紙送り用モータ１８等が並列接続されている。そし
て、交流電源１と露光ランプ２との間に正相電流を導通
させるゲートターンオフサイリスタ（以下ＧＴＯと称す
る）１９と負相電流を導通させるＧＴＯ２０とを並列に
介在させ、マイクロコンピュータ１６によって次のよう
にして露光ランプ２への電力供給量を制御するようにな
っている。

即ち、このマイクロコンピュータ１６は、第２図に示す
ように、露光ランプ２の点灯を指令する外部からの点灯
指令と、外部あるいはオートアイセンサ１４から増幅器
１５を介して入力される明るさの設定値とが与えられる
と、まず、予め設定されたテーブルから明るさの設定値
に対応する目標積分値Ａを求める（Ｓｌ）。

このテーブルは例えばシミュレーション等の方法を用い
て工場出荷時に設定され、電源波形の歪みの影響を受け
ないのでマシン設置時等に再設定あるいは補正する必要
はない。テーブルには第３Ｅ　（ａ）に示すように最大
光量と最低光量との間で光量の調節段階の数に対応して
分割した露光値と、各露光値に対応する波形の積分値（
目標積分値）Ｌ＋〜Ｌ、が記録される。これらの目標積
分値Ａ　（Ｌ、〜Ｌ６）は同図（ｂ）の対応する符号Ｌ
１〜Ｌ６が記入された各ゾーンとそれよりも左側のゾー
ンとを合わせた部分の面積に相当する。

上記マイクロコンピュータ１６は、テーフルカら目標積
分値Ａを求めた後、波形検出回路１１からゼロクロス検
知割込ポートに入力される出力波形に基づいてその出力
波形の最初のゼロクロス点を検出したときに（Ｓ２）、
マイクロコンピュータ１６に内蔵された図示しない積分
回路の積分値Ｘを０にリセットするとともに（Ｓ３）、
ゲートコントロール信号の出力を停止し、ゲート回路２
１から両ＧＴＯ１９・２０に印加されているゲート電圧
を解除して両ＧＴ○１９・２０を導通状態に切り換え、
露光ランプ２への電力供給を可能にするようになってい
る（Ｓ４）。

また、マイクロコンピュータ１６は、これ以後所定の時
間が経過すると（Ｓ５）、上記積分回路で波形検出回路
１１が検出する交流電源１の出力波形の積分値Ｘを演算
しくＳ６）、次いでその積分値Ｘが目標積分値Ａに達し
たか否がを判別するようになっている（Ｓ７）。

また、このマイクロコンピュータ１６は、積分値Ｘが目
標積分値Ａに達しない間は所定の時間毎に積分値Ｘを計
算し、目標積分値Ａに達したか否かを判別する手順（３
５〜Ｓ７）を繰り返すようになっている。上記積分値Ｘ
は同図（Ｃ）に示すように、前回計算した積分値Ｘ＊に
前回から今回までに増加した積分値ΔＸを加算して求め
られる。

さらに、マイクロコンピュータ１６は、積分値Ｘが目標
積分値Ａに達するとゲートコントロール信号を出力して
ゲート回路２１から両ＧＴＯ１９・２０にゲート電圧を
印加して両ＧＴＯ１９・２０をオフにし、露光ランプ２
への電力供給を停止してから（Ｓ８）消灯指令が有るか
否かを判別しくＳ９）、なければゼロクロス点を検出す
る段階以降の手順（３２〜Ｓ９）を繰り返すようになっ
ている。

以上のようにして、ＧＴＯ１９・２０はマイクロコンピ
ュータ１６によって交流電源１の出力波形のゼロクロス
点でオンとなり、その出力波形の積分値Ｘが設定された
明るさに対応する目標積分値Ａに達したときにオフに切
り換えられるように制御される。従って、交流電源１か
ら露光ランプ２に供給される電力は、出力波形のゼロク
ロス点に遅れることなく、また、出力波形の歪みの影響
を受けることなく正確に制御されることになる。

尚、本発明は、複写機用露光ランプ２の電力制御のみな
らず、出力波形に歪みが生じる交流電源から供給される
電力を制御する回路として広く適用することができる。

例えば、交流モータの位相制御、上記複写機のドラムヒ
ータ２２のオン・オフ制御、モータ１８のオン・オフ制
御等に適用することが可能である。

〔発明の効果〕

本発明の複写機用露光ランプの電力制御方法は、以上の
ように、マイクロコンピュータによって交流電源と負荷
との間に介在させたＧＴＯを交流電源の出力波形のゼロ
クロス点でオンにし、出力波形の積分値が予め設定され
た制御目標値に達したところでＧＴＯをオフにするので
、制御の応答性が高く、並列接続された他の負荷のオン
・オフの影響や交流電源の出力波形の歪みの影響を受け
ることなく露光ランプの電力制御を行うことができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、第１図は複写機用露光ランプの電力制御回路の回路
図、第２図は第１図に示したマイクロコンピュータの動
作の流れの要点を示すフロー図、第３図（ａ）は第１図
に示したマイクロコンピュータに組み込まれている露光
量−目標積分値対応図、同図（ｂ）は交流電源の理想出
力波形図、同図（ｃ）はマイクロコンピュータ内での積
分式の説明図、第４図は従来例を示す回路図、第５図は
第４図に示した回路において電源波形が電力制御に及ぼ
す影響を示す説明図、第６図は他の従来例を示す回路図
である。 １は交流電源、２は露光ランプ、１６はマイクロコンピ
ュータ、１９．２０はＧＴＯである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、交流電源から負荷に供給する電力供給回路に正相電
   流を導通させるゲートターンオフサイリスタと負相電流
   を導通させるゲートターンオフサイリスタとを並列に介
   在させ、マイクロコンピュータで負荷に供給される交流
   波形をサンプリングしながら積分し、上記交流波形のゼ
   ロクロス点からの積分値が所定の制御目標値に達したと
   きにマイクロコンピュータにより導通状態のゲートター
   ンオフサイリスタにゲート信号を与えて該ゲートターン
   オフサイリスタをオフにすることを特徴とする複写機用
   露光ランプの電力制御方法。