JPH10123632A - 画像形成装置の照明制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部ノイズなどによる交流入力電圧の変動が
起こり、ゼロクロス回路が誤検知を起こした場合に、ソ
フトウエア制御で制御の異常を防止し、機器の信頼性を
高めた画像形成装置の照明制御装置を得る。 【解決手段】 交流電源からの交流入力により駆動され
る露光用ランプ、交流入力のゼロクロス点を検知するゼ
ロクロス検知回路、露光ランプの通電をオン・オフする
スイッチング手段、ゼロクロス検知回路から出力される
ゼロクロス信号に同期し、所定のタイミングでスイッチ
ング手段のオン・オフを制御する制御手段を有する画像
形成装置の照明制御装置において、制御手段は、露光ラ
ンプ点灯時、スイッチング手段がオンの状態のときにの
み、ゼロクロス検知回路から出力されるゼロクロス信号
に同期してスイッチング手段を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ等の画像形成装置における照明制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ等の画像形成装置
の照明制御装置においては、露光ランプからの光量を精
密に制御するため、一般に位相制御を行っている。位相
制御は、基本的には、交流波形の各サイクルの通電期間
と非通電期間とのデューティを調整することにより、露
光ランプに印加される電力を制御するものである。以
下、従来の画像形成装置における照明制御装置の例を説
明する。

【０００３】図４は、画像形成装置としての複写機の画
像形成プロセスを説明するための図である。図４におい
て、周知のように、原稿はコンタクトガラス１上にセッ
トされ、コンタクトガラス１の下方にある照明光源とし
ての露光ランプ２から出た照明光が原稿面で反射され、
この反射光は第１ミラー３ａ、第２ミラー３ｂ、第３ミ
ラー３ｃ、結像レンズ４、第４ミラー３ｄ、第５ミラー
３ｅ、第６ミラー３ｆを経て、感光体ドラム５に達し、
感光体ドラム５の表面上で収束する。これにより、上記
原稿の画像が感光体ドラム５上に結像する。その際、露
光ランプ２及び第１ミラー３ａを搭載した第１スキャナ
６が原稿面に沿って走査すると共に、第２ミラー３ｂ及
び第３ミラー３ｃを搭載した第２スキャナ７が上記第１
のスキャナ６の速度の１／２の速度で原稿面に沿って同
方向に走査し、これに同期して感光体ドラム５が回転す
ることで、感光体ドラム５上に上記原稿の画像が静電潜
像として形成されていく。そして、この感光体５上に形
成された静電潜像はトナーで現像され、トナー像が用紙
に転写され、これを加熱圧着して定着を行うことで、用
紙に画像が形成される。

【０００４】上記の画像形成プロセスで、原稿画像を光
学的に走査する工程において用いられる露光ランプ２
は、図３に示すような回路で制御される。露光ランプ２
は、回路を遮断できるリレー１２、トライアックのよう
な双方向スイッチング素子１３およびヒューズ２１を介
して、交流電源１１に接続されている。また、露光ラン
プ２の両端にはトランス１５の１次側が接続され、トラ
ンス１５で交流電源１１が降圧され、トランス１５の二
次側の全波整流器１６で全波整流された状態で電圧検出
回路１７を通り、電圧検出回路１７による検出電圧信号
がマイクロコントローラ（以下「マイコン」という）２
０へ入力される。一方、交流ラインにはトランス１８を
介してゼロクロス回路１９も接続されており、ゼロクロ
ス回路１９により得られるゼロクロス信号を制御の基本
タイミングとして、上記検出電圧をもとに、マイコン２
０がトリガ回路１４を通してトライアック１３をオン・
オフ制御する。このような回路により、露光ランプ２か
らの光量を一定にする制御が行われる。

【０００５】その制御波形を図５に示す。図５に示すよ
うに、まず交流入力波形（ＡＣ入力波形）に対し、上記
ゼロクロス回路１９により各ゼロクロス点でゼロクロス
信号を発生させており、マイコン２０はこのゼロクロス
信号に同期してマイコン２０が内蔵している位相角タイ
マをスタートさせる。位相角タイマには、あらかじめ電
圧検出回路１７で検出された電圧値をもとに、通電時間
と非通電時間とのデューティに応じた時間がセットされ
ており、上記位相角タイマがそのセットされた時間を計
数するとタイマ割り込みが発生する。このタイマ割り込
みによってトリガ回路１４がオンになり、図５に示すよ
うなトリガ波形およびこのトリガ波形に対応したランプ
印加電圧波形となる。図３の例ではスイッチング素子と
してトライアック１３を用いているので、一度トリガが
かかると、交流入力波形がゼロクロス点に至るまで通電
は続くことになる。一方、ゼロクロス点近傍まで交流入
力電圧が下がってくると、次のゼロクロス信号が発生
し、再びマイコン２０において位相角タイマがセットさ
れスタートされることになる。このような制御サイクル
で図５に示すようなランプ検出電圧が得られ、ランプ光
量がほぼ一定となる。

【０００６】ところが、交流入力電圧は、複写機等の場
合一般的に商用交流電源が用いられており、必ずしもそ
の波形が正弦波とは限らない。そのため、その商用交流
電源波形から得られるゼロクロス信号も、例えば５０
［Ｈｚ］の場合、その周期は本来１０［ｍｓｅｃ］であ
るはずが、不規則な周期であったり、電源の瞬断といっ
た現象も充分ありうる。その場合、ゼロクロス信号と交
流入力の位相が違ってしまうため、通電のオン・オフが
切り換わらずに１サイクル以上の通電状態もしくは非通
電状態が継続してしまったりすることがある。その結
果、複写機等の画像形成装置では、形成された画像中に
白帯や黒帯が生じ、最悪の場合は白紙画像や真っ黒画像
となってしまう。

【０００７】このような現象に対処するための技術とし
て、特開昭６３−９５８５０号公報や特開平８−６９３
２７号公報記載の技術がある。特開昭６３−９５８５０
号公報記載の技術は、ゼロクロス信号が欠落した場合に
対処するもので、タイマを用いてゼロクロス信号の欠落
を監視し、ゼロクロス信号の欠落を検出したら、ゼロク
ロス信号に代わって位相角タイマをスタートさせるもの
である。また特開平８−６９３２７号公報記載の技術
は、制御対象が露光ランプではなく、複写機の定着ヒー
ターに関するものであるが、それでも、目的は電源瞬断
時の対処に関するもので、ゼロクロス信号の欠落時に定
着ヒーターへの通電を停止し、その後交流電源が回復し
て極性反転が生じた場合には定着ヒーターへの通電を開
始するようにしたものである。上記二つの公報に記載さ
れている技術はともに交流入力波形が乱れた場合の交流
電源制御の対処法の例である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６３−９５８５０号公報や特開平８−６９３２７号公報
記載の技術は何れも、ゼロクロス信号が欠落したときの
対処法である。ここで、例えば図６の最上段に示す交流
（ＡＣ）入力波形の場合のように、ゼロクロス点近傍で
はない位置にノイズもしくは瞬断が発生したとする。こ
のとき上記各公報に記載されているような従来の制御法
では、まず通常のゼロクロス信号の入力により、位相角
タイマがスタートする。ところが、図６の例では位相角
タイマがタイムアウトでストップする前にノイズが入っ
ており、このノイズによりゼロクロス検知回路１９が誤
検知を起こし、信号を出力してしまっている。この信号
により、マイコン２０ではタイマ割り込みが発生し、位
相角タイマをリセットしてしまい、再スタートをかけて
いる。そのため、通常のオン・オフのデューティとは異
なった制御となる。図６に示す例は、ランプトリガがか
からずにランプ光量が下がってしまう例であるが、制御
回路によっては逆にデューティ１００％のランプフル点
灯という現象もあり得る。このような現象に対しては、
上記の特開昭６３−９５８５０号公報や特開平８−６９
３２７号公報に記載されているゼロクロス信号欠落の対
処法だけでは対応しきれない。

【０００９】また、複写機を例にすると、一般的に露光
ランプと定着ヒータを含む構成となっているので、この
両者の交流負荷により、お互いに図６に示すような交流
の入力変動を引き起こすことは充分考えられ、回路構成
などのハードウエアによる制御なり、あるいはソフトウ
エア制御なり、何らかの対策が必要となってくる。

【００１０】本発明は上記のような従来技術の問題点に
鑑みなされたもので、第１の目的は、露光ランプの通電
をオン・オフ制御するスイッチング手段と、ゼロクロス
信号に同期し、所定のタイミングで上記スイッチング手
段のオン・オフを制御する制御部とを有してなる画像形
成装置の照明制御装置において、外部ノイズや内部の他
の交流負荷などによる交流入力電圧の変動が起こり、ゼ
ロクロス回路が誤検知を起こした場合に、ソフトウエア
制御にて制御の異常を防止し、機器の信頼性を高めると
共に、比較的コストのかからない画像形成装置の照明制
御装置を提供することにある。

【００１１】本発明の第２の目的は、上記第１の目的に
加えて、露光ランプ点灯開始時の制御方法を定義するこ
とで、露光ランプ点灯時と消灯時での制御の統一化を図
り、制御ソフトの省ソース化を図ることができる画像形
成装置の照明制御装置を提供することにある。

【００１２】本発明の第３の目的は、露光ランプの通電
をオン・オフ制御するスイッチング手段と、ゼロクロス
信号に同期し、所定のタイミングで上記スイッチング手
段のオン・オフを制御する制御部とを有してなる画像形
成装置の照明制御装置において、ランプ光量の安定性を
一層向上させて信頼性の高い制御を実現した画像形成装
置の照明制御装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
交流電源からの交流入力により駆動される露光用ランプ
と、交流入力のゼロクロス点を検知するゼロクロス検知
回路と、露光ランプの通電をオン・オフするスイッチン
グ手段と、ゼロクロス検知回路から出力されるゼロクロ
ス信号に同期し、所定のタイミングでスイッチング手段
のオン・オフを制御する制御手段を有する画像形成装置
の照明制御装置において、上記制御手段は、露光ランプ
点灯時、スイッチング手段がオンの状態のときにのみ、
ゼロクロス検知回路から出力されるゼロクロス信号に同
期してスイッチング手段を制御することを特徴とする。

【００１４】請求項２記載の発明は、上記制御手段が、
露光ランプ点灯時のみ、上記スイッチング手段がオンの
状態でなくても上記ゼロクロス検知回路から出力される
ゼロクロス信号に同期してスイッチング手段を制御する
ことを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明は、交流電源からの交
流入力により駆動される露光用ランプと、交流入力のゼ
ロクロス点を検知するゼロクロス検知回路と、露光ラン
プの通電をオン・オフするスイッチング手段と、ゼロク
ロス検知回路から出力されるゼロクロス信号に同期し、
所定のタイミングでスイッチング手段のオン・オフを制
御する制御手段を有する画像形成装置の照明制御装置に
おいて、上記交流電源の交流入力の周波数で定まる所定
時間以下でゼロクロス信号が入力されても、上記制御手
段がスイッチング手段のオン・オフ制御を行わないよ
う、監視用タイマを有することを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかる画像形成装置の照明制御装置の実施の形態につ
いて説明する。本発明は、既に説明した図４に示す画像
形成プロセスを持つ複写機において、原稿画像を光学走
査するための照明用光源としての露光ランプ２が、図３
に示したような回路で制御されるものであり、画像形成
プロセス、回路構成等のハードウエア構成は従来の構成
と変わりがないものであるから、画像形成プロセスおよ
び回路構成の説明は省略することにする。

【００１７】図１は、本発明にかかる画像形成装置の照
明制御装置の一実施形態の制御フローを示す。この制御
フローは図３に示す回路のマイコン２０内で実行され
る。図３におけるリレー１２がオンとなって露光ランプ
２が点灯しているとき、ゼロクロス信号によるゼロクロ
ス割り込みが入力されると、まずステップＳ１におい
て、トリガオン状態かを示すフラグをチェックする。こ
こで、トリガオンとは、図３におけるスイッチング手段
１３がオン状態にある場合をいう。トリガオフであれ
ば、リターンを返し何も制御を行わずにぬけていく。ト
リガオンであれば、ステップＳ２としてトリガオンフラ
グを０にセットし、ステップＳ３で位相角タイマをスタ
ートさせる。ステップＳ４で位相角タイマがタイムアウ
トしてストップすると、ステップＳ５でランプトリガを
オンする。これで露光ランプに通電されたことになり、
このとき、ステップＳ６でトリガオンフラグを１にセッ
トしておく。

【００１８】この位相角タイマがタイムアウトしたとき
に、別フローとしてステップＳ７でランプフィードバッ
ク電圧を読み込み、次回の位相角タイマ値を計算すると
共に（ステップＳ８）、計算された位相角タイマ値をセ
ットをしておき（ステップＳ９）、以上の流れで、次回
のゼロクロス割り込みを待つことになる。なお、トリガ
オフは、図３に示した回路図の例では、スイッチング素
子１３としてトライアックを用いているので、交流入力
がゼロ近傍となったところでトライアック自身がゲート
オフすることになる。

【００１９】従来の照明制御と比べ、上記実施の形態に
かかる照明制御ではトリガオンフラグというものを用い
ており、このフラグはランプトリガがオンしたとき１回
だけ立つもので、ランプトリガオン１回に対し、ゼロク
ロス割り込みが１回しか対応しないようになっている。
従って、上記実施の形態にかかる照明制御の特徴は、位
相角タイマがスタートしてストップするまでの間は、ゼ
ロクロス割り込み処理は禁止状態にあることである。こ
れにより、商用交流電源が不規則な周期であったり電源
の瞬断があったりして商用交流電源波形が乱れても、前
述した位相角タイマのリセットを防止することができ、
露光ランプ２への通電のオン・オフが切り換わらず、形
成された画像中に白帯や黒帯が生じるというような不具
合をなくすことができる。

【００２０】以上の制御フローからわかるように、制御
手段としての前記マイコン２０は、露光ランプ２の点灯
時、スイッチング手段１３がオンの状態のときにのみ、
ゼロクロス検知回路１９から出力されるゼロクロス信号
に同期して上記スイッチング手段１３を制御するように
なっている。

【００２１】以上説明した制御フローは、露光ランプ点
灯時の制御であるが、この制御フローにおいて、トリガ
オンフラグは露光ランプ２の通電も管理している。すな
わち、このフラグの操作で、露光ランプ点灯、消灯を管
理することができ、従来の照明制御に比べフラグ処理を
簡素化できるという利点がある。具体的には、露光ラン
プ点灯時はトリガオンフラグを強制的に立たせてやる。
これによりＳ２のトリガオンフラグを０にセットするス
テップに進むことができ、ゼロクロス検知回路１９から
出力されるゼロクロス信号に同期したランプ通電のサイ
クルに入っていく。また、消灯時は、トリガオンした直
後の状態にすれば、すなわち、ステップＳ６の後にトリ
ガオンフラグを強制的にオフにすれば、通電のサイクル
からぬけだしてランプは消灯することになる。このよう
に、制御手段としてのマイコン２０は、露光ランプ２の
点灯時のみ、スイッチング手段１３がオンの状態でなく
てもゼロクロス検知回路１９から出力されるゼロクロス
信号に同期して上記スイッチング手段１３を制御する。
これによって露光ランプ点灯時と消灯時での制御の統一
化を図り、ソフトウエアの省ソース化を図ることができ
る。

【００２２】これまで説明してきた制御フローにおいて
懸念されることとして、位相角タイマの動作中はゼロク
ロス割り込み処理は禁止されているが、位相角タイマが
ストップしトリガオンしてから次のゼロクロス信号まで
の間に、ノイズによるゼロクロス信号が入力されること
が考えられる。トリガオンしてから次の正規のゼロクロ
ス信号が入力されるまでの間にノイズによるゼロクロス
信号が入力されると、このゼロクロス信号による割り込
み処理が行われ、次の正規のゼロクロス信号が禁止され
てしまうことが予想される。次の正規のゼロクロス信号
が禁止されると、次の通電サイクルではデューティが多
めに出て光量が変動してしまうことになる。もっとも、
露光ランプ制御ではランプ電圧をフィードバックして光
量の制御をしているので、通電サイクルを繰り返してい
くうちに補正がかかり、光量の変動はそれほど問題にな
らないレベルではある。

【００２３】しかし、光量の変動がそれほど問題になら
ないとしても、より画質の高い画像を得るためには、よ
り安定に光量を制御することが望ましい。そこで、光量
をより安定させられる制御の例を図２に示す。図２に示
す照明制御は、図１に示す照明制御におけるトリガオン
フラグによるゼロクロス割り込み処理の許可・禁止判断
が補足タイマ値というものに変わっている。ここでいう
補足タイマは、ステップＳ１１でゼロクロス信号による
処理がスターとしたときにリセットしておき、前記ステ
ップＳ３〜Ｓ９の一連の処理中カウントを行い、次回の
ゼロクロス信号入力までカウントし続けるカウンタであ
る。図２中、補足タイマの判断基準として８［ｍｓｅ
ｃ］とあるが、これは交流入力の周波数が５０［Ｈｚ］
のとき、１周期が１０［ｍｓｅｃ］であることに基づ
き、１０［ｍｓｅｃ］に近い値として任意に設定された
数字の例である。これにより、交流電源の所定の周期に
近い間、トリガオンの前後に関係なく余分なゼロクロス
信号が出力されても、この余分なゼロクロス信号が無視
されてこのゼロクロス信号でリセットされることがな
く、より適切なタイミングでゼロクロス割り込み処理が
可能となる。そのため、ステップＳ７のランプフィード
バック電圧読み込みのタイミングが適切なものとなり、
ランプ光量特性もより安定したものとなる。

【００２４】このように、上記補足タイマは、交流電源
の交流入力の周波数で定まる所定時間以下で上記ゼロク
ロス信号が入力されても、制御手段（図３中のマイコン
２０が該当する）が上記スイッチング手段のオン・オフ
制御を行わないように監視する監視タイマとしての機能
をもっている。従って、図２に示す制御フローの例によ
れば、外部ノイズや内部の他の交流負荷等による交流入
力電圧の変動が起こってゼロクロス検知回路が誤検知を
起こした場合でも、所定周期以外のゼロクロス信号をす
べて無視できるので、ランプフィードバック電圧によっ
て決まる位相角タイマのセットをタイミングよく的確に
行うことができ、ランプ光量特性が安定した、より信頼
性の高い照明制御を実現することができる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、複写機等
の画像形成装置の照明制御装置において、制御手段が、
ゼロクロス信号との同期をトリガオンの状態でしか受け
付けないように制御するため、外部ノイズや内部の他の
交流負荷等による交流入力電圧の変動が起こってゼロク
ロス回路が誤検知を起こした場合でも、位相角タイマが
リセットされず、制御の異常を防止することができ、白
帯画像や黒帯画像の発生しない信頼性の高い照明制御を
実現することができる。

【００２６】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明における制御手段は、露光ランプ点灯時のみ、
スイッチング手段がオンの状態でなくてもゼロクロス検
知回路から出力されるゼロクロス信号に同期して上記ス
イッチング手段を制御することとして、露光ランプ点灯
開始時の制御方法を定義したため、請求項１記載の照明
制御の効果に加えて、露光ランプ点灯時と消灯時での制
御の統一化をはかり、ソフトの省ソース化をはかること
ができるという効果を得ることができる。

【００２７】請求項３記載の発明によれば、複写機等の
画像形成装置の照明制御装置において、交流電源の交流
入力の周波数で定まる所定時間以下でゼロクロス信号が
入力されても、制御手段がスイッチング手段のオン・オ
フ制御を行わないよう、監視用タイマを設けたため、外
部ノイズや内部の他の交流負荷等による交流入力電圧の
変動が起こってゼロクロス回路が誤検知を起こした場合
でも、所定周期以外のゼロクロス信号をすべて無視する
ことができ、もって、ランプフィードバック電圧によっ
て決まる位相角タイマのセットタイミングを的確に行う
ことができ、ランプ光量特性が安定した、より機器の信
頼性の高い照明制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる画像形成装置の照明制御装置の
実施の形態を示すフローチャートである。

【図２】本発明にかかる画像形成装置の照明制御装置の
別の実施の形態を示すフローチャートである。

【図３】本発明に適用可能な電気回路の例を示すブロッ
ク図である。

【図４】一般的な画像形成装置の例を概略的に示す正面
図である。

【図５】従来の画像形成装置の照明制御の例を示すタイ
ミングチャートである。

【図６】従来の画像形成装置の照明制御の別の例を示す
タイミングチャートである。

【符号の説明】

２ 露光用ランプ １１ 交流電源 １３ スイッチング手段 １９ ゼロクロス検知回路 ２０ 制御手段としてのマイコン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源と、この交流電源からの交流入
   力により駆動される露光用ランプと、上記交流入力のゼ
   ロクロス点を検知するゼロクロス検知回路と、上記露光
   ランプの通電をオン・オフするスイッチング手段と、上
   記ゼロクロス検知回路から出力されるゼロクロス信号に
   同期し、所定のタイミングで上記スイッチング手段のオ
   ン・オフを制御する制御手段を有する画像形成装置の照
   明制御装置において、 上記制御手段は、露光ランプ点灯時、上記スイッチング
   手段がオンの状態のときにのみ、上記ゼロクロス検知回
   路から出力されるゼロクロス信号に同期して上記スイッ
   チング手段を制御することを特徴とする画像形成装置の
   照明制御装置。
2. 【請求項２】 上記制御手段は、露光ランプ点灯時の
   み、上記スイッチング手段がオンの状態でなくても上記
   ゼロクロス検知回路から出力されるゼロクロス信号に同
   期して上記スイッチング手段を制御することを特徴とす
   る請求項１記載の画像形成装置の照明制御装置。
3. 【請求項３】 交流電源と、この交流電源からの交流入
   力により駆動される露光用ランプと、上記交流入力のゼ
   ロクロス点を検知するゼロクロス検知回路と、上記露光
   ランプの通電をオン・オフするスイッチング手段と、上
   記ゼロクロス検知回路から出力されるゼロクロス信号に
   同期し、所定のタイミングで上記スイッチング手段のオ
   ン・オフを制御する制御手段を有する画像形成装置の照
   明制御装置において、 上記交流電源の交流入力の周波数で定まる所定時間以下
   で上記ゼロクロス信号が入力されても、上記制御手段が
   上記スイッチング手段のオン・オフ制御を行わないよ
   う、監視用タイマを有することを特徴とする画像形成装
   置の照明制御装置。