JPS5872364A - ランプ負荷位相制御装置 - 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】 トライアック等の格子制御整流素子やスイッチングトラ
ンジスタの導通制御をなす位相制御装置に関する。

交流負荷には各種のものがあるが、それの印加電圧は、
概略して言うと交流電源電圧の変動に応じて変動する。

そこで定電圧印加を要求される負荷番こ対しては、交流
電圧よりも低い定電圧を出力する定電圧電源装置が負荷
に接続される。たとえば、複写機の露光ランプは一般的
にはハロゲンランプが使用されている。ハロゲンランプ
は外部の入力変動番こ対して、その光量は３．８乗に比
例して変化する。電源変動を考慮すると値に１１０％の
変動があると、光量に換算すると、その３倍以上の変動
となって現われてくる。この様な状態ては良質なコピー
をユーザーに提供出来ないから、ランプの入力に定電圧
電源装置を用いる。これは入力電圧が変動しても常に８
０■一定出力を出すように、負荷に直列接続したスイッ
チング素子のオン位相を制御する。

第１゛ａ図に従来の定電圧装置の概略ブロック図を示す
０ハロゲンランプ３に供給される電力は位相（θ）を制
御することによって制御され、供給される交流電力は正
負対称の波形である。その出力の設定は、基準電圧によ
って入力ｌｏＯ■の場合８０ｖに設定される。さらに出
力電圧を調整して光量を加減したい時には、基準電圧の
調整をボリューム２８によって行い、５０Ｖｒｍｓ〜８
ｏｖｒｍ８の間を任意に行っている。

従来この種の定電圧電源装置の一具体例として第１ｂ図
に示すように構成したものがある。即ち、交流電源１に
位相制御装置であるトライアック２を介して例えばハロ
ゲンランプ等の負荷３を接続する。また、交流電源１ｃ
こ全波整流回路４を接続し、この整流回路４の出力端子
間ｌこ抵抗５とツェナータイオード６の直列回路を接続
する。そして、ツェナークイオード６の両端にゲート制
御回路として弛張発振回路７を接続する。この発振回路
７は上記ツェナーダイオード６の両端にトランジスタ８
とコンデンサ９の直列回路、抵抗１０と１１の直列回路
を夫々接続し、またコンデンサ９の両端にＰＵＴ　１　
２とパルストランス１３の直列回路を接続し、ＰＵＴ１
２のゲートを上記抵抗１０と１１の接続点に接続してな
るもので、これによりコンデンサ９の端子電圧が抵抵１
０，１１で決まるＰＵＴ１２のゲート電圧を越える毎に
ＰＵＴ１２を導通させ、パルストランス１３を介してト
ライアック２にトリガパルスを与えるようにしている。

一方前記負荷３に並列にフィードバックトランス１４を
接続し、このトランス１４の２次巻線にフィードバック
信号回路１５を接続する。このフィードバック信号回路
１５は前記トランス１４の２次巻線に全波整流回路１６
を接続し、この整流回路１６の出力端子間に抵抗１７と
コンデンサ１８の直列回路を接続し、このコンデンサ１
８に並列に抵抗１９を接続するとともに抵抗１７１とコ
ンデンサ１８１の直列回路を接続し、コンデンサ１８１
の両端にフィードバック信号を発生するようにしている
。

また、このフィードバック信号回路１５には誤差増幅器
２１を接続する。この増幅器２１は、外部制御電源端子
２２に抵抗２３とトランジスタ２４の直列回路を、トラ
ンジスタ２５の並列回路に抵抗２６を直列に接続してな
る直並列回路を接続し、またこの直並列回路に抵抗２７
，トリマポテンショメータ２Ｂおよび抵抗２９からなる
基準電圧発生回路を並列接続し、更にトランジスタ２４
のベースを抵抗３０を介して前記フィードバック信号回
路１５の抵抗１７１とコンデンサ１８１の接続点に、ト
ランジスタ２５のベースをポテンショメータ２８の可動
接片に夫々接続している。そしてポテンショメータ２８
に発生する基準電圧とフィードバック信号の誤差出力を
抵抗３１を介して前記発振回路７のトランジスタ８のベ
ース番こ与えるようにしている。つまりこの誤差増幅器
２１の誤差出力により弛張発振回路７のトランジスタ８
　（７）ヘース電圧をコントロールシ、コンデンサ９の
端子電圧を制御す′ることによりトライアック２へのト
リガパルスの発生位相を制御して定電圧出力を発生する
ようにしている。尚、図中のコンデンサ３２．３３．コ
イル３４はノイズフィルタ回路を、抵抗３５．コンデン
サ３６はサージ吸収回路を夫々構成するものである。し
かして、このような構成であれば基準電圧に応じた精度
の高い定電圧を得ることができる。

以上説明した様に従来は、フィードバックトランスと整
流回路、それに積分回路を付加することによって近似実
効値変換を行って定電圧出力を得ていた。従来例の構成
を要約すると第１ｃ図の様になり、問題点としては、実
効値検知が難しい、素子の温度補償回路が複雑である、
トリガパルス幅が正確でないのでミスファイアを起すこ
とがある、部品点数が多くその分信頼性が低い、専用の
プリント基板が必要で容積が大きくなる、等がある。

一方最近は各種制御、特にシーケンス制御を、んになっ
ており、たとえば複写機も各部の制御をＭＰＵでおこな
うすう勢にある。しかして各部＋ＣＭＰＵを用いる場合
、定電圧制御もＭＰＵ制御に一定電圧電源回路もＭＰＵ
制御制御子るのが好ましい。

そこで最近は、負荷電圧の実効値を検出する実効値変換
回路の出方をＡ／Ｄ変換してマイクロプロセッサで読み
、それを目標値と比較してエラー量に基づいて負荷通電
位相を設定するマイクロプロセッサ制御や、商用交流電
圧の変動に着目して商用交流電圧を実効値変換してＡ／
Ｄ変換し、予めＲＯＭ（半導体読み出し専用メモリ）に
メモリしている、一定負荷電力を得るための、電源実効
値に対応付けられた導通位相データを読んで負荷導通位
相を設定するマイクロプロセッサ制御が提案されている
。

しかしながらいずれにしても、実効値検出回路がアナロ
グ回路であって、それがコスト高であると共に、検出電
圧の周波数や波形歪みで検出誤差を生じ、調光設定のた
めの回路や制御ロジックが複雑である。

本発明の第１の目的はアナログ回路要素を低減すること
であり、第２の目的は、周波数偏差や波形歪みによるエ
ラーを低減することであり、第３の目的は調光設定を簡
単にすることである。

上記目的を達成するために本発明においては、ＲＯＭＩ
こ、交流電源電圧の平均値のそれぞれにおいて一定の負
荷印加電圧実効値をもたらす負荷への電圧印加位相（廿
イリスタ、トライアック等の場合）又はや荷電圧遮断位
相（主にスイッチングトランジスタの場合）等の位相デ
ータを予めメモリしておき、マイクロプロセッサで交流
電源電圧のゼロクロス点からゼロクロス点の間を３０回
以上サンプリングして交流電源電圧の瞬時値データを得
て交流電源電圧平均値を演算し、この平均値に基づいて
該平均ｆｆ１ｌこ対応付けられた位相データを前記半導
体読み出し専用メモリより読んでカウントをセットして
カウント値が位相データ相当値になるとスイッチング素
子をオン（サイリスク。

トライアック等の場合）又はオフ（主にスイッチングト
ランジスタの場合）にする。これにより平均値検出回路
、実効値検出回路等のアナログ回路が不要となり、また
交流波形のサンプリング積分値を得るので、周波数偏差
や波形歪番こよる検出誤差が少ない。

本発明の好ましい実施例では、交流電圧瞬時値をデジタ
ル変換するＡ／Ｄコンバータの入力端０こ可変抵抗を接
続してこれを調光に用い、またマイクロプロセッサの瞬
時値サンプリングにおいてサンプリング回数をカウント
してカウント値より周波数を検出して、周波数に対応し
た位相データを読み、しかもマイクロプロセッサでソフ
トスタート制御をおこなう。これによれば、調光設定読
取や処理はマイクロプロセッサやアナログ回路でおこな
う必要がなく、５０Ｈｚ、６０Ｈｚ等に対応した位相制
御がなされ、また、電源電圧等の外部条件によってソフ
トスタート時間が変わることがない。

第２図に本発明の一実施例の構成を示す。第２図におい
て、Ｕ、がＭＰＵ（イノチル社の８０４９）、”２７：
ｌ”８ビツトＡ／Ｄコンバーク（富士通のＭＢ４０５２
）、Ｕ、は複写機の主ンーケンス制御をおこなうＭＰＵ
、１】４はＢＣＤ−７セグメントデイスプレイのデコー
ダ兼ドライバ、２．．２□がトライアック２１こ相当す
る高速スイッチング回路、３１および３□は負狗３に相
当するハロゲンランプおよびヒーターである。ＬＥＤ−
］〜ＬＥＤ　３はヒーター３２の温度表示用の７セグメ
ントキヤラクタデイスプレイである。

商用交流ＡＣ１００Ｖはトランスで昇圧されて全波整流
回路４０＆こ印加され調光用の可変抵抗ｖＲａを通シて
Ａ／ＤコンバータＵ、に入力される。同様にヒーターの
温度検知素子サーミスタの出力は温度検知回路４４をへ
てＡ／Ｄコンバータｕ２の入力端Ａ。

に入力される。

第４図のシステムは複写機をＵ、とｕ３の２つのＭＰＵ
によって制御しようとするもので、ｕｌにヒーターとラ
ンプのコントロールのジョブヲ与えている。ｕ３は複写
機全体の制御を行う。ＭＰＵ相互の通信は２本のバッフ
ァアンプｕ９　、　ｕｌ。を介してポートより行う。こ
れはシリアルにパルスヲフロック化してコード化した信
号を相互１こ送受し、このパルスを読み込んで信号の内
容を解読するシリアル転送を行うものである。

Ｕ、よりの信号転送はＵ、。のバッファを介してＵ。

のＴ、端子に入力される。Ｔ、はＴ。端子とともにレベ
ルのありなしは１命令でテスト出来る。Ｔ、がＨレベル
であるかどうかはＪＴ、で、ＬレベルかどうかはＪＮＴ
、でチェックされ、特定アドレスヘジャンプする。した
がってパルスのカウントｌこは都合の良い機能をもって
いる。

ＭＰＵｕＩの割込端子Ｔ、にはゼロクロスパルス発生器
４２が接続されている。発生器４２の構成を第３ａ図に
示す。ゼロクロスパルス発生器４２には、商用交流ＡＣ
１００Ｖをトランスで降圧した交’１ｌｊＥが印加され
る。その交流は全波整流ダイオードブリッジＤ。で全波
整流してＣ−ＭＯＳバッファアンプ（インバータ）ＩＮ
Ｉに印加される。このバッファアンプＩＮ１はレベルコ
ンバータの機能があり、ここで５■にダウンされる。こ
のときＩＮＩのスレッショールドレベル２．５ｖを境に
して上がｒＬＪ、下がＴ１になる。したがって脈動波の
２．５ｖ以上がＬレベルで２．５ｖ未満がＨレベルにな
る。このようにしてＩＮＩによってゼロクロス検出パル
ス（Ｌレベル）が生成され、そのパルス幅は約４００μ
気である。ＩＮＩのゼロクロス検出パルスはンュミット
回路ＩＮ２で波形整形および反転されてＭＰＵｔこ与え
られる。ゼロクロス検出パルスのパルス幅はＣ−ＭＯＳ
バッファアンプＩＮＩのスレッショールドレベルで定ま
る。なおこれをトランジスタに変えると、トランジスタ
の不感帯レベル（即ちｖｃＥの飽和電圧、シリコンでは
０．６〜１、ＯＶ　）がパルス幅を定める。いずれにし
てもパルス幅はゼロクロス点を項番こ対称である。

ＭＰＵｕｌのＴ、端子は外部クロックによってカウント
するモードにセットしておき、Ｔ、のイベントカウント
モードのレジスタにはＦＦＨ（データ「１」）をセット
しておくｉ、入力／々ルスの立下り工・ノジてＦＦＨ→
＋１インクレメント即ち「０」になるとき内部割込が発
生し内部レジスタ７Ｈ番地にジャンプする。この時、こ
の番地の−１１−ビスルーチンで内部カウンタモードに
セットするとＭＰＵは内部クロックのカウントを開始す
る。ＭＰＵの外付はクリスタルに１２　Ｍｌ（ｚを使用
するとＭＰＵは約４０μ式周期の内部クロックを生成し
これをカウントする。これは通常のプログラム処理とは
関係な（ＭＰＵがおこなうので、他の処理やプログラム
実行とは関係なく、ＭＰＵは通常のタスクを実行しうる
。カウンタが内部カウンタモードてカウントしている間
ＭＰＵはＴ１端子をインストラクションＪＴ、を使用し
てテストする。ＪＴ、は２バイト命令でＴＩ端子がＨレ
ベルであることをチェック出来る。又ＪＮＴ、を使用す
れば、Ｔ１がＬレベルであることがチェック出来る。従
ってＬまでエツジを検知したら、内部カウンタを起動す
る。そしてＪＴ、命令でパルスがＨに変わったか否かテ
ストｙ−。

続ける。そしてＨにかわったら内部カウンタをストップ
してそのデータを読めば良い。例えば、５であればこの
パルス幅は４０μｓｅｅ　Ｘ　５　＝　２００μ気であ
る。

１０であれば４００μ東である。この様にしてパルス幅
を計測出来る。これは当初電源がＯＮされ、電源周波数
を測定する時、同時に行ない、周波数の検知を行い、５
０又は６０　Ｈｚのフラグをレジスタに立てた時、同時
にゼロクロス検出パルス幅の固定数としてレジスタ内に
納めておけば良い。そして以后のゼロクロス点（ｚｃｐ
）の基準として、エツジを検知してからのｚＣＰの値を
補正しておけば真のｚｃｐが検知出来る。

なお、ＭＰＵ４０４９のＴ、端子の特性を利用したが、
他のＭＰＵ例えば、８０８５の場合は、割り込み端子の
エツジ検出端子を使用して、外部にタイマー（例えばイ
ンテル社８１５５；　ＲＡＭ、Ｉｌｏ。

タイマー内蔵チップ）を用いても良いし、又モトローラ
社ＭＰｔＪ６８００シリーズにおいては、■１０素子６
８２１を使用することにより割り込みパルスの立上り、
立下りエツジをプログラマブルに検知出来るからより有
利である。例えば、立下りでカウンタを起動し、次に割
り込み要因を立上りエツジにセットしなおすと、立上り
で割り込みがかかつ１こ時カウンタをストップして内部
のレジスタの値を読めば、ＭＰＵは池のタスクに何ら関
係なく検知出来る。

次にＭＰＵ８０４９を使用した別の検知方法を示そう。

これにおいてはゼロクロス検出パルスを割り込み端子に
導く。８０４９の割り込みはレベル検知でＬになった時
発生する。従って割り込みが発生した時、内部カウンタ
を起動して計測を開始する。この時、再度割り込みがか
からない様にＤＩＳＩ　（ＤＩＳＡＢＬＥ　ＥＸＴＥＲ
ＮＡＬ　ＩＮＴＥＲＵＰＴ　）命令番こインヒビットす
る。この間計測を行って、割り込み端子がＬ→Ｈになっ
たか否かを４　ンストラクションＪＮＩ（ＪＵＭＰ　Ｏ
Ｎ　ＩＮＴ　＝　０　）によってテストし、ＩＮＴ＝１
卸になればカウンタをストップしてデータを読めば良い
。第３ｂ図はこの間の様子を図で示したものである。

第４ａ図に、ハロゲンランプ３１に接続された半導体ス
イッチング回路２．の構成を示す。これはスイッチング
素子として双方向性格子制御整流素子　　。

（トライアック）　ｕｌを用いるものであり、光トリ・
ガ廿イリスタと発光ダイオードの組合せにかかるフォト
カプラｕ２によってトライアックｕ３　　がトリガされ
、カプラｕ２の付勢をマイクロプロセッサＭＰＵｕ、が
制御する。

次に８ピツ）Ａ／ＤコンバータＵ、の構成を第４ｂ図に
示し、これについて説明する。Ｕ、は入力４チヤネル、
データ長８ビツトの汎用アナログディジタル変換用ＩＣ
である。変換方式は逐次比較形で、単一電源で駆動出来
る。変換時間は約５０μ露で４チヤンネルの入力信号は
第４ｂ図に示すブロック図において、ｃｏｌ　ｃ、によ
って切換られる。ア丈ログ入力電圧範囲はＲ８端子によ
って設定される。

Ｒ３＝Ｏレベル−改。。のｖ、ｒ月でｖｃｃのにレベル
になる。又レンジの拡張機能があり第４ｃ図の様に接続
するとｖｃｃの２倍まで広がる。第２図のシステム構成
では全波整流回路４０からの入力に使用している。第４
ｂ図のブロック図においてｖｃｃｌ。

ｖｃｃ２とあるのは、電源の使用レンジの切換で、ｖｃ
ｃｌ、ｖｃｃ２の端子を接続して使用すると３．５〜６
．５ｖで動作する。又ｖｃｏ２のみで電源供給すると５
ｖ−ｔｓｖで動作する。その時ｖｃｃ１は５ｖの定電圧
電源になり１０　ｍＡの出力をシステムに供給出来る。

第４ｄ図にＡ／Ｄ変換のタイミングチャートを示す。第
４図のシステム図をもとに説明を続けよう。ｕｌはまず
Ｐ、−０，１を通してｕ２のチャンネルを選定する。Ｕ
、のＣＯ＋ＣＩが０．０のときチャンネルＡ、、０．１
でチャンネルＡ１．１，０でチャンネルＡ１．１，１で
チャンネルＡ、になる。

次に、マイクロプロセッサＭＰＵ　ｕｌのＲＯＭにメモ
リされている位相データを説明する。

ランプ負荷とスイッチング回路２．の直列回路に印加さ
れる交流の実効値をＥ（ｖ）、スイッチング回路２、の
導通位相（トリガー位相）をα（ラジアン）、またラン
プ負荷３．に加わる電圧すなわち負荷電圧の実効値をｖ
（ｖ）とすると が成立し、ｖ＝ｓｏ（ｖ）のときのＥとαの関係Ｇｔ第
５ａ図のようなグラフで表わせる。例え！ｉＶを８０　
ＣＶ）一定に保つためには、Ｅが８０〔ｖ〕ならαはＯ
［ｒａｄ〕Ｅが１１５　［：Ｖ］ならαを１．６　（ｒ
ａｄ）にすればよい。本発明はこの原理に着目したもの
で、入力電圧の実効値Ｅと平均値Ｅａは常に一定の関係
がある（Ｅ−（π／２ＪＴ）Ｅ、　）ことを利用し、実
効値Ｅの代り番こ平均値Ｅａを検出して、これのデジタ
ル値Ｄａから位相角ａを求めようとするものである。

ところで入力電圧の平均値のデジタル値Ｄａと入力電）
Ｅ実効値Ｅの関係は第５ｂ図のようになる。すなわちＤ
ａはＥの一次式で表わされ、Ｅが５Ｏ（Ｖ）のときＤａ
は９４に、Ｅが１１５　（Ｖ）のときＤ８は１４２とな
る。

またタイマにセットするデジタル値をＤｔ、タイマのク
ロックパルス周期をＴｃ、入力電圧の周波数をｆとする
とＤｔ　＝　−−−−−−−（２１ ２πｆＴｃ 第５ｂ図の右側のグラフから Ｄａｍ　１．３７　Ｅ−１４，７−−−−−＋３１が得
られる。式＋１１　、　（２１および（３）から、Ｄａ
とＤｔの関係を求めて、プロットすると第５ｂ図の左側
のグラフが得られる。第５ｂ図において例えばＥが１０
０　ＣＶ）のとき、Ｄａは１２２、従ってＤｔ　　とし
て９６が求まり、Ｄｔをタイマにセットすることにより
出力電圧ＶはＳ　Ｏ（Ｖ）となる。このようにして求め
たＤ＆とＤｔの関係をＤ４をアドレス、Ｄｔをデータと
してＣＰＵ　ｕ＋のＲＯＭに書き込んでルックアップテ
ーブルを作りサンプリング及び演算によって得られたＤ
ａで該テーブルのデータの位相データを読む。

なお、Ｄ、をそのままルックアップテーブルのアドレス
とするとアドレスが多くなりしかも低いアドレス（Ｅが
Ｓ　Ｏ（Ｖ）以下のときのＤａ）は使用しないのでＲＯ
Ｍがムダとなる。よって入力電圧の変動範囲内で得られ
るＤａの数、つまり最大入力電圧に対するｐ８をＤＢｗ
ｃ同じく最小入力電圧に対するＤａ−とするときの（Ｄ
ａｍ　　Ｄａｍ＋　１　）をルックアップテーブルのア
ドレスとしている。本実施例ではＤ＠ｖｇは１４２、Ｄ
Ｂ＝ｇ　は９４であるから、全アドレス数は４９となり
、ルックアップテーブルは第５ｃ図のようになる。第５
ｂ図および第５Ｃ図に示すようにＤｔ　　は電源周波数
ｆによって異なるのでサンプリング中にｆを検出してｆ
が５０Ｈｚから５０Ｈｚのルックアップテーブルをｆが
６０　ＵＺなら、６０　Ｈｚのルックアップテーブルを
参照する。

平均値検出のため、交流の半波すなわちゼロクロス点か
らゼロクロス点の間を時刻Ｊ　、Ｊ　＋・・・ｔｎに分
割し、各時刻におけるデータＤ１．Ｄ、・・・Ｄｎをサ
ンプリングする。この時間分割の周期Δｊ：＝ｊｙ１−
１ｏ−，は、Ａ／Ｄ変換器ｕ２の変換速度で決まり、こ
の変換速度はＡ／Ｄ変換器ｕ２の特性及びマイクロプロ
セラ廿Ｕ、のプログラムで決まる。すなわちΔｔは個有
の値となる。サンプリング回数ｎｃま、半波をΔｔで割
ればよいから −−−（４１ ２ｆΔｔ で表わされる。本実施例ではΔｔ＝２４０（μ露〕であ
り、ｎは５０１（ｚのとき４１回、６０Ｈｚのとき３４
回である。サンプリング回数ｎｉｉＲＡＭ番こスト了す
るのでｎと、５０Ｈ７時のサンプリング回数ｎ、。

と６０Ｔ（ｚ時のサンプ９７７回数ｎ６゜との中央値１
ｍ＝＝（ｎ、。＋ｎ６ｏ）／２を比較し、ｎ＞ｎｍなら
５〇七と、ｎ＜ｎｍなら６０　Ｈｚであると判定する。

第６８図４ＣＭＰＵ　ｕ３の複写ンーケンス制御フ１〕
−を示す。第４図に示す様に、本件においてはンーケン
ス制御用トヒーター、ランプコントロール用の２つのＭ
ＰＵ　ｕＢ　、　ｕｌによって制御される。第６ａ図の
フローは２つのＭＰＵ　１＋４　、　ｕ３がおこない、
各ステップの内容は次の通りである。

５ＴＥＰ−１：パワーがＯＮされてＭＰＵ内部のレジス
ター、メモリーが初期化する。

５ＴＥＰ−２：真のゼロクロスポイントを棲゛知演算し
レジスタへ収める。５０　、６０Ｈｚの周波数をチェッ
クし、フラグを立てる。

５ＴＥＰ−３：機械の初期化を行う。ジャム紙の存在。

トナー、紙サプライ類のセット状況確 認。

５ＴＥＰ−４：入力、駆動部が途中で停止した状態であ
ればスタート位置にもどす。

５ＴＥＰ−５：全て機械の状態が正常であればヒーター
の電源をＯＮＬ、てヒーターは立上る。

立上り時間を短くするため１．２調ヒーターが全サイク
ルで付勢される。

５ＴＥＰ−６：各機構部、電気回路等の診断ルーチンで
故障、異常の診断が行なわれる。

５ＴＥＰ−７：定着部の温度が所定のレベルに立上った
か否かの判断を行う。

５ＴＥＰ−ｓ：ここではＵｐ−８Ｗ　、　Ｄｏｗｒ＋−
８Ｗの操作に応じて調光レベルを設定する。

５ＴＥＰ−９：ユーザによってコピー所用枚数がセット
される。

５ＴＥＰ−９ａ　：　５ＴＥＰ　　８　、９においてセ
ットされた値が、ある一定の時間（約１分以上）以 上たってもコピースタートされない時、標準モードにリ
セットされる（調光レ ベル中間値の５、コピ一枚数１）。ウ オームＵｐシた時標準モードが表示される。再びこの状
態にもどる。

５ＴＥＰ−１０：コピースタートスイッチがテストされ
る。

５ＴＥＰ−１１：複写機ノシーケンスコントロールルー
チンで帯電、露光、現像、転写、定着。

その他機構部、給紙、搬送、除電、ク リーニング等の一連のシーケンスコン トロールである。

５ＴＥＰ−１２：　５ＴＥＰ−５と同じルーチンでここ
ではコピースタート時におけるコントｌコールに変る。

実行出力８００Ｗで制御され る。

５ＴＥＰ−１３：露光ランプのソフトスタート。レギュ
レーターの機能をもつルーチンである。

５ＴＥＰ−１４：各機構部の動作のチェック、ジャノー
紙のチェック、サプライの有無、その他 科機能のモニターが行なわれる。電源 電圧の変動、外気温度９等環境条件も モニターされる。

５ＴＥＰ−１５：　５ＴＥＰ−１４においてモニターし
た異常値の判定を行う。

５ＴＥＰ−１６：コピー終了のフラッグが立っているか
どうかテストされ、立っていれば待機 ルーチンヘジャンプする。

第６ｂ図は第６ａ図の５ＴＥＰ−１３ｃこおける、ハロ
ゲンランプの制御フロー（トライアック制御フロー）の
うちのソフトスタート部である。以下このプログラムに
付説明を進める。

点灯指示信号が「１」になると、まずソフトスタートフ
ラグを立ててゼロクロスパルスの到来を待ち、ゼロクロ
スパルスが到来するとパルス幅カウノトをセラＩ−（７
Ｈ番地へジャンプ）して、第１位相カウントデータ（固
定値であり、ソフトスタート第１半波のトリが一位相デ
ータ）をカウント（位相カウント）セットする。なお、
７Ｈ番地にはサービスルーチンへのジャンプ先アドレス
が入っており、廿、−ビスルーチンではｚｃｐ（ゼロク
［］スパルス）によってジャンプしたか又はトリがパル
スの生成かを判断するディンジョンを行なう。

そして、カウントを継続しっつΔを毎にＡ／Ｄコンパ−
９ｕ２の入力端ＥＸ２　　のアナログ電圧すなわち交流
電源電圧の瞬時値（ＤＩ、Ｄ２．Ｄ３・・・Ｄｎ）を読
んで積算しつつこのサンプリング回数をカラントスる。

この間位相カウント値が第１位相になると５ＳＲ２，に
トリガー付勢信号を出力セットし、所定時間後にリセッ
トする。次にゼロクロスパルスｚｃｐが到来すると、今
度は第２位カウントデータ（固定値であり、ソフトスタ
ート第２半波のトリガー位相データ）をカウントセット
し、今度は、先に得たサンプリングデータ累算値ΣＤ１
とサンプリング回数ｎより交流電圧の平均値ΣＤ　１／
ｎを求め、この平均値より、第３〜第１０半波における
ソフトスタート位相データを算出し、位相カウント値が
第２位相カウントデータ相当値になるとＳ　Ｓ　Ｒ２゜
をトリガする。その後はゼロクロスパルスＺＣＰが到来
する毎に第３．第４．−一一第１０半波（こおけるソフ
トスタート位相データを位相カウンタ（プログラムカウ
ンタ）にセットして５ＳＲ２，のトリガー制御をおこな
う（以上第５ｂ図）。これを終えると第５ｃ図番こ示す
、ソフトスタート完了後のランプ制御フローに進む。

このランプ制御においては、まずゼロクロスパルスｚｃ
ｐの到来を待ち、ｚｃｐが到来すると、位相レジスタの
メモリデータを読んでこれを位相カウンタにセットして
、交流瞬時値のサンプリングおよび積算とサップリング
回数のカウントを開始する。そして位相カウンタのカウ
ント値が位相データ相当値になると５ＳＲ２，をトリガ
する（以上が第１半波における瞬時値サンプリング）。

そしてＺＣＰが到来すると、まず位相レジスタのメモリ
データを読んでこれを位相カウンタにセットして、今度
はサンプリングデータ積算値ΣＤｉとすンプリング回数
ｎより平均値と周波数を求めて、ＣＰＵ　ｕ、のルック
アップテーブルより位相データを読み、これを１位相レ
ジスタに更新し、位相カウンタがカウントオーバすると
５ＳＲ２，をトリガーし、ｚｃｐの到来を待つ（以上が
第２半波区間で第１半波の平均値演算）。以下、これら
の瞬時値サンプリングと、平均値演算および位相データ
読取がゼロクロスパルスｚｃＰが到来する毎に交互に繰
り返えされる。

第６ｄ図にゼロクロス検出パルスのパルス幅測定とゼロ
クロス点（ｚｃｐ）の演算のサブルーチンを示す。各ス
テップは次の通りである。

５ＴＥＰ−７９：　Ｍ　Ｐ　ｕ内部のタイマモードを外
部イベントカウンタモードにする。ここでは 外部のパルスをカウントするのではな くエツジを検知（立下り）するのが目 的である。

５ＴＥＰ−８０：タイマレジスタｃ’ｃ　Ｆ　Ｆ　Ｈを
入れて、ゼロクロスパルスの立下りで内部割り込 みがかかる様にする。

５ＴＥｐ−ｓｌ：ゼロクロスパルスの到来にょシ内部割
り込みが発生する。

５ＴＥＰ−８２：　タイマモート’＋外部イベントカウ
ンターよシ内部カウンターモードに切シ換 える。

５ＴＥＰ−８３：内部カウンターをスタートカウントを
する８０４９を使用し本件の例では１２ＭＨｚのクリス
タル使用にょシ、４０μ式のカウントオーバが生成する
。

５ＴＥＰ−８４：端子が１かφかテストする。

インストラクションＪＴ、又はＪＮＴ、で１かφかテス
ト出来る。

５ＴＥＰ−８５：パルスが１になっていれば５ＴＥＰ−
８ヘスキツプする。φであれば５ＴＥＰ　−５へもどり
カウンターのインクリメントが続 く。

５ＴＥＰ−８６：内部カウンタをストップする。

ｓＴｇｐ−ｓ７〜５ＴＥＰ−９１：　５ＴＥＰ−７５〜
ｓｒｇｐ−７ｇ　ｃｃ同じ。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図、第１ｂ図および第１ｃ図は、従来のサイリス
タ導通制御装置の構成を示すブロック図および回路図で
ある。 第２図は本発明の一実施例を示すブロック図、第３ａ図
は第２図に示すゼロクロスパルス発生器４２の構成を示
す回路図、第３ｂ図はゼロクロス検出パルス幅検出ステ
ップを示す平面図、第４ａ図は第２図に示すトリガ回路
５ＳＲ１の構成を示す回路図である。第４ｂ図は第２図
に示すＡ／Ｄコノパータ４１の構成を示すブロック図、
第４Ｃ図は’Ａ／Ｄ”ｙンバータ４１の一部の回路構成
を示す回路図、第４ｄ図はＡ／Ｄコンバータ４１のＡ／
Ｄ変換における信号処理タイミングを示すタイムチャー
トである。 第５ａ図は、負荷電圧を一定（ＳＯＶ）と゛子◆、久力
交流電圧実効値と負荷電圧印加位相の関係を示すグラフ
、第５ｂ図は入カ交流電圧実効値、平均値および負荷電
圧印加位相の関係を示すグラフ、第５ｃ図はＣＰＵｕｌ
の内部ＲＯＭの位相データを示す平面図である。第６ａ
図は第２図に示すマイクロコンピュτりＭＰＵ（ｕｒ＋
ｔｌｓ）の制御動作を示すフローチャート、第６ｂ図お
よび第６ｃ図は負荷（露光ランプ）のサイリスタ通電制
御動作を示すフローチャート、第６ｄ図はゼロクロス検
出パルスのパルス幅検出およびゼロクロス点補正をおこ
なうサブルーチンのフローチャートである。 Ｄｏ：全波整流回路 ＩＮＩ　　Ｃ−ＭＯＳバッファアンプ ＩＮ２：シュミット回路 ＭＰＵ（ｕ、　、ｕ３　）：　］チップマイクロコンピ
ュータ（メモリムマイクロプロセッサ） ４１　：　Ａ、／Ｄコンバータ′″′（変換手段）Ｖ　
Ｒａ：可変抵抗（入力電圧調整手段）　４手続補正書（
自発） 昭和５７年６月１６１］ １　事件の表示　　昭和５６年特許願第１７１７９６号
２　発明の名称　　ランプ負荷位相制御装置６　補正を
する者 事件との関係　　特許、出願人 住　所　　東京都大田区中馬込１丁目３番６号名　称　
　（６７４）株式会社　リ　コ　−代表者　大　植　武
　士 ４代理人〒１０４電０３−５４３−８６９４５、補正の
対象 明細書の発明の詳細な説明の欄および図面の簡単な説明
の欄ならびに図面 ６　補正の内容 （１）　　明細書の下記頁および行の（誤）とした部分
を（正）としこ内容に訂正する。 （２）　　明細書第１３頁、第１４頁のｒＭＰＵｕｌ　
のＴ１端子・・・」より第１５頁第８行および第９行の
１・・・を利用したが、」までの文章を次の文章に訂正
する。 ｊＭＰＵｕｌ　にＭＰＵ８０４９を使用した場合には、
ゼロクロス検出パルスを割り込み端子ＩＮＴに導く。 ８０４９０割り込みはレベル検知でＬになった時発生す
る。従って割り込みが発生した時、内部カウンタを起動
して計測を開始する。この時、再度割り込みがかからな
い様にＤＩＳＩ　　（ＤＩＳＡＢＬＥＥＸＴＥＲＮＡＬ
　ＩＮＴＥＲＵＰＴ　）命令でインヒピットする。 この間計測を行って、割り込み端子がＬ−＋Ｈになった
か否かをインストラクションＪ　Ｎ　Ｉ　（ＪＮＭＰＯ
Ｎ〒二〇）によってテストし、〒ミニ１（Ｈ）になれば
カウンタをストップしてデータを読めば良い。第３ｂ図
はこの間の様子を図で示したものである。」 （３）　　第１６頁の第６行から第１５行の文章「次に
ＭＰＵ　８０４９を・・・　のである。」を削除する。 ＋４１　　第２３頁の第５行〜第６行のｌ−８ＴＥＰ−
８：ここでは・・・を設定する。」を削除する。 （５）第２９頁第４行の文章全文を次の通りに訂正する
。 ［５ＴＥＰ　−８７：カウントされた内部レジスタの値
を特定のデータへ移す（タイマレ ジスタは次のイベントですぐ使用 するからデータがこわれてしまう ので）。 ５ＴＥＰ−８９：カウントデータをチェックする。 ５ＴＥＰ−９０：パルス幅（ゼロクロスパルス）ヲ演算
する。５ケあれば４０μｓｅｃ　Ｘ　５　””２００μ
Ｓｅｃである。 ５ＴＥＰ　−９１：これより貞のｚＣＰの補正値エツジ
を検知してから■１００μｓｅｃであることを演算する
。 このＺＣＰ補正サブルーチンにおけるゼロクロス検出パ
ルスの幅検出は、割り込み端子ＩＮＴにゼロクロス検出
パルスを入力し、割り込みを発生させて検知するルーア
ンである。」 （６）　　図面第１ｂ図、第２図、第３ａ図および第３
ｂ図を、添付別紙の通りに訂正する。 Ｚ　添付書類の目録　　　　　　　　　　　　２葉第１
ｂＭ 集３ｂソ 番 円Ｌｐ刀つ〉り起會ハ １ １ＮＴ＝１１テスト 刀つ〉クストッフ１ 會 テークの宮売、杆訟−リ 第３ａＩｋ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）交流電源電圧の瞬時値をデジタルデータに変換す
   る変換手段； 交流電源電圧のゼロクロス点を検出する手段；　゛ 交流電源電圧の平均値のそれぞれにおいて一定の負荷印
   加電圧実効値をもたらす負荷への電圧印加位相又は負荷
   電圧遮断位相等め位相データを予めメモリした半導体読
   み出し専用メモリ；ランプ負荷と交流電源の間に介挿き
   れた半導体スイッチング回路；および　　　　　・交流
   電源電圧のゼロクロス点からゼロクロ”ス点の間を３０
   回以上サンプリングして交流電源電圧の瞬時値データを
   得て交流電源電圧平均値を演算し、この平均値に基づい
   て該平均値【こ対応付けられた位相データを前記半導体
   読み出し専用メモリより読んでカウントをセットするマ
   イクロプロセッサ； を備えて、カウントが位相データ相当゛値になると前記
   半導体スイッチング回路を導通又は非導通とする゛構成
   としたランプ負荷位相制御装置。 （２）変換手段は゛入力電圧調整手段を含み、入力電圧
   調整手段を通した入力アナログ電圧レベルをデジタル変
   換すする前記特許請求の範囲第（１）項記載のランプ負
   荷位相制御装置。 （３１入力電圧調整手段は可変抵抗である前記特許請求
   の範囲第（２）項記載のランプ負荷位相制御装置。 （４）位相データは予定された２種以上の周波数のそれ
   ぞれに対応付けられる２組以上であり、マイクロプロセ
   ッサはゼロクロス点からゼロクロス点の間のサンプリン
   グ回数をカウントして交流′成源周波数を検出して検出
   周波数に対応付けられた位相データを読む前記特許請求
   の範囲第（１）項記載のランプ負荷位相制御装置。 （５）　　マイクロプロセッサはランプ点灯指令が到来
   してから所定時間の間、商用交流の半波毎に負荷導通位
   相区間を順次に広げ、所定時間の後（こ位相チータ相当
   値とする前記特許請求の範囲第（１）項。 第（２）項、第（３）項又は第（４）項記載のランプ負
   荷位相制御装置。