(57)【特許請求の範囲】
【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、上記スイッチング手段のオン・オフを制御する制御手段と、上記露光ランプの印加電圧を検出する印加電圧検出回路と、上記交流電源の電圧を検出する電源電圧検出回路とを有する複写機の照明制御装置において、
上記制御手段が、上記スイッチング手段のトリガをオンするタイミングを決める位相角タイマと上記スイッチング手段のトリガをオン・オフする周期を監視する周期タイマを具備し、
上記スイッチング手段のトリガが、上記位相角タイマによりオンし、トリガオフ時は上記周期タイマが所定の時間以上計数した後に出力された次のゼロクロス信号のタイミングと周期タイマの上限設定値を計数したタイミングの何れか早い方に対応してトリガオフし、
上記制御手段はそのトリガオフと同時に、次のトリガオンを決める位相角タイマと次のオン・オフを監視する周期タイマをスタートさせ、トリガオフが周期タイマにより行われた場合、所定の時間内にゼロクロス信号が出力されたとき既にスタートしている位相角タイマをリセットしスタートさせ、
上記位相角タイマの値を、上記スイッチング手段がトリガオンしたときに上記印加電圧検出回路で検出したランプ電圧と、交流電源の９０度または２７０度位相時の電源電圧検出回路による検出電圧より算出していることを特徴とする画像形成装置の照明制御装置。
【請求項２】
電源電圧検出回路による検出を、交流電源の９０度または２７０度位相時に限らず、ゼロクロス信号発生から次のゼロクロス信号発生まで行い、その値をピークホールドすることで得られる値を上記位相角タイマ値算出に用いてい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。
【請求項３】
露光ランプ点灯開始直前の電源電圧検出を行い、この検出電圧と、露光ランプ点灯中毎サイクルごとに検出される電源電圧値との比較結果を上記位相角タイマ値算出に用いていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置の照明制御装置。
【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に、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時間と非通電時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について説明する。
【０００３】
図１３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１３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の下方にある照明用光源としての露光ランプ２から出た照明光が原稿を照明する。照明光は原稿面で反射され、第１ミラー３ａ、第２ミラー３ｂ、第３ミラー３ｃで反射され、レンズ４を通り、第４ミラー３ｄ、第５ミラー３ｅ、第６ミラー３ｆで反射されて、感光体ドラム５に達する。これにより、原稿面の像が感光体ドラム５上に結像する。その際、露光ランプ２および第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ともに、第２ミラー３ｂおよび第３ミラー３ｃを搭載した第２スキャナ７が第１スキャナ６の速度の１／２の速度で原稿面に沿って走査し、これに同期して感光体ドラム５が回転することにより、感光体ドラム５の表面に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の表面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行程において用いられる露光ランプ２への通電は、図１４に示すような回路で制御される。図１４において、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を直列に介して、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、露光ランプ２の両端にかかる電圧がトランス１５で降圧される。トランス１５の２次側は全波整流器１６で全波整流されて直流に変換される。この直流電圧は印加電圧検出回路１７に入力され、印加電圧検出回路１７による検出電圧信号が制御手段としてのマイクロコンピュータ（またはマイクロコントローラ、以下「マイコン」という）２０に入力される。交流ラインにはまた、トランス１８を介してゼロクロス検知回路１９も接続されており、ゼロクロス検知回路１９によって検知さ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２０がトリガ回路１４を通して双方向スイッチング素子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】
上記制御回路による制御波形を図１５に示す。図１５に示すように、まず交流入力波形（ＡＣ入力波形）に対し、上記ゼロクロス検知回路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、双方向スイッチング素子１３をオンさせてランプ２に交流電源１１が通電されることになる。そして、交流入力電圧がゼロクロス点近傍まで下がってくると、次のゼロクロス信号が発生し、マイコン２０によりトリガ回路１４をオフして露光ランプ２への通電をオフし、位相角タイマがリセットされ再び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１５の最下段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、一般的に商用電源が用いられており、必ずしもその波形がきれいな正弦波とは限らない。そのため、その商用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］周期で一定であるはずのものが、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。かかる現象が生じると、ゼロクロス信号と交流入力の位相が違ってしまうため、ランプへの通電のオン・オフが切り換わらずに１サイクル以上の通電状態が継続してしまったり、もしくは非通電状態が継続してしまったりする。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、さらには全面が白紙画像や全面が真っ黒の画像となってしまうこともある。
【０００７】
このような現象に対処するために、各種の技術が提案されている。例えば、特開昭６３−９５８５０号公報、特開平８−６９３２７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、タイマからゼロクロス信号に代わる割り込み信号を発生させ、この割り込み信号により、ランプ印加電圧波形のデューティーを決定する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であるが、交流電源が瞬間的にオフするいわゆる電源瞬断時に対処する技術である点で本発明に関連がある。すなわち、ゼロクロス点の検知時点から所定のタイミングでヒーターへの通電を制御してヒーターの温度を制御するもので、ゼロクロス信号が欠落して交流電源の極性の反転が所定時間以上ないと判断した場合は、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。
【０００８】
また、未だ公開されていないが、本出願人が先に特許出願した特開平８−２７５９５１号、特開平９−２４５９９号、特開平９−１３４９０６号にかかる発明も交流入力波形が乱れた場合の交流電源制御の対処法の各例である。上記特開平８−２７５９５１号記載の発明は、ゼロクロス点近傍でない位置でのノイズ発生によりゼロクロス回路が誤検知を起こした場合に対処するために、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ようにしたものである。上記特開平９−２４５９９号公報にかかる発明は、交流入力電圧変動によりゼロクロス信号が実際の交流入力電圧のゼロクロスより遅れた場合に対処するために、位相角タイマと同時に周期タイマを動かし、ゼロクロス信号が遅れた場合はその周期タイマによりスイッチング手段のオフ制御を行うものである。また、上記特開平９−１３４９０６号にかかる発明は、ゼロクロス信号の欠落・誤検知・遅延といった３つの制御異常に対処するために、位相角タイマと共に周期タイマを動かし、そのリセット・スタート方法および位相角タイマのスタート方法などを工夫したものである。
上記各公報に記載された発明および上記各出願にかかる発明は、いずれも交流入力波形が乱れた場合に交流電源を制御して対処する方法の例である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭６３−９５８５０号公報や特開平８−６９３２７号公報記載の技術は、ゼロクロス信号が欠落したときの対処法であり、特開平８−２７５９５１号記載の技術は、ゼロクロス近傍でない位置でのゼロクロス信号誤検知の対処法である。また、特開平９−２４５９９記載の技術はゼロクロス信号誤検知と入力電圧変動による遅延に対処するものである。さらに特開平９−１３４９０６号にかかる技術はゼロクロス信号の欠落・ゼロクロス信号の誤検知・ゼロクロス信号の遅延といった３つの現象に対処するものである。
上記５つの技術は、それぞれが対処しようとしている現象が発生したとき、制御の異常を防止でき、形成された画像中に白帯や黒帯、また真っ白画像や真っ黒画像が発生するということはなくなる。
【００１０】
しかしながら、機械の内部負荷、もしくは電源外部の過負荷等によって交流電源の１サイクルもしくは数サイクルのみにおいて電圧変動が起こった場合、以下のような不具合が生じる可能性がある。図１６の最上段に破線で示すような電圧変動、例えば電圧の降下が１サイクルにおいて起こった場合、上記５つの技術では、まず電圧変動が起こった直後のゼロクロス信号の位置ズレが発生する。このゼロクロス信号の位置ズレは、前述したゼロクロス信号が遅延する現象とは異なる。位相角タイマおよび周期タイマは定常時と同じ値がセットされてスタートするため、これらタイマのストップするタイミングもずれ、ランプ印加電圧波形は、図１６の最下段に示すような波形となる。この波形図から明らかなように、ランプ印加電圧波形の立ち上がりタイミングのずれと相俟って交流入力波形の電圧変動も加わり、定常時と比較すると斜線で示した部分の違いが生じる。このような違いが発生しても、印加電圧検出回路１７の検出信号が制御サイクルにフィードバックされるので、徐々にではあるが、定常状態へ復帰して行くことになる。しかし、一時的にせよランプの発光量が変動するため、形成された画像には、白すじや黒すじが発生することもあり得る。
【００１１】
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、複写機等の画像形成装置の照明制御装置において、ゼロクロス信号の欠落、ゼロクロス信号の誤検知、ゼロクロス信号の遅延といった現象による露光ランプ制御の異常を防止するとともに、交流入力電圧の１サイクルもしくは数サイクル内での電圧変動によるゼロクロス信号の位置ズレが発生してしまった場合でも、位相角タイマおよび周期タイマを補正することで、ランプに印加する電源電圧の変動に対する応答性を向上させ、白すじ画像や黒すじ画像の発生を防止することができ、機器の信頼性を高め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を目的とする。
【００１２】
本発明はまた、位相角タイマ、周期タイマの補正をより高い精度で行うことができ、もって、機器の信頼性をより高め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を目的とする。
本発明はまた、露光ランプの点灯直前の電源電圧の状態を検出することによって、電源電圧の情報を取り入れられるようにし、もって、定格電圧以外の電源電圧である場合、あるいは電源事情の悪い環境下でも対応することができ、より一層機器の信頼性を高めた画像形成装置の照明制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、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、このスイッチング手段のオン・オフを制御する制御手段と、上記露光ランプの印加電圧を検出する印加電圧検出回路と、上記交流電源の電圧を検出する電源電圧検出回路とを有する複写機の照明制御装置において、上記制御手段が、上記スイッチング手段のトリガをオンするタイミングを決める位相角タイマと上記スイッチング手段のトリガをオン・オフする周期を監視する周期タイマとを具備し、上記スイッチング手段のトリガが、上記位相角タイマによりオンし、トリガオフ時は上記周期タイマが所定の時間以上計数した後に出力された次のゼロクロス信号のタイミングと周期タイマの上限設定値を計数したタイミングの何れか早い方に対応してトリガオフし、上記制御手段はそのトリガオフと同時に、次のトリガオンを決める位相角タイマと次のオン・オフを監視する周期タイマをスタートさせ、トリガオフが周期タイマにより行われた場合、所定の時間内にゼロクロス信号が出力されたとき既にスタートしている位相角タイマをリセットしスタートさせ、上記位相角タイマの値を、上記スイッチング手段がトリガオンしたときに上記印加電圧検出回路で検出したランプ電圧と、交流電源の９０度または２７０度位相時の電源電圧検出回路による検出電圧より算出するようにした。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、電源電圧検出回路による検出を、交流電源の９０度または２７０度位相時に限らず、ゼロクロス信号発生から次のゼロクロス信号発生まで行い、その値をピークホールドすることで得られる値を上記位相角タイマ値算出に用いるようにした。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、露光ランプ点灯開始直前の電源電圧検出を行い、この検出電圧と、露光ランプ点灯中毎サイクルごとに検出される電源電圧値との比較結果を上記位相角タイマ値算出に用いるようにした。
【００１６】
【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例について説明する。
本実施の形態は、図１３に示すような画像形成プロセスを持つ複写機等の画像形成装置において、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１に示すような回路で制御される。図１に示す回路は、図１４に示した従来の回路に、電源電圧検出回路３２が付加されたもので、トランス１８とゼロクロス回路１９の間から全波整流器３１を介して上記電源電圧検出回路３２が接続され、電源電圧検出回路３２の検出信号がマイコン２０へ入力されるようになっている。マイコン２０は、露光ランプ２への通電をオン・オフするスイッチング手段１３を制御する制御手段として機能するもので、上記スイッチング手段１３のトリガをオンするタイミングを決める位相角タイマと、上記スイッチング手段１３のトリガをオン・オフする周期を監視する周期タイマを具備している。上記ゼロクロス回路１９に全波整流器が用いられているのであれば、上記全波整流器３１を省略して上記ゼロクロス回路１９の全波整流器に電源電圧検出回路３２を接続してもよい。
【００１７】
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図２、図３に示す。この制御フローは図１に示す回路のマイコン２０内で実施される。図２中、「位相角割り込み」は位相角タイマが設定されたタイマ値を計数したとき発生し、「ゼロクロス割り込み」はゼロクロス信号が出力されたとき発生する。図３において、「周期割り込み１」は周期タイマが設定されたタイマ上限値を計数したとき発生する。また、「周期割り込み２」は交流電源の位相角９０度または２７０度に相当する時間を周期タイマが計数したとき、例えば交流電源の周波数が５０［Ｈｚ］であれば、周期タイマが５［ｍｓ］計数したとき発生するものである。以下、正常時と異常時の制御波形の図を参照しながら図２、図３に示す制御フローについて説明する。
【００１８】
図４に示す制御波形は正常時の動作をあらわしたものである。まず、位相角タイマと周期タイマがスタートしている状態から説明する。発生する割り込みとして、位相角割り込みと周期割り込み２のどちらが先かはそのときの位相角タイマにセットされている値による。ここでは仮に図４の例に従い周期割り込み２が先とする。周期割り込み２では、図３（ｂ）に示すステップＳ４１により、電源電圧検出回路３２で電源電圧をサンプリングし、その値をＶｓとする。次にステップＳ４２にて、次の式（１）により次回位相角タイマの補正値Δｔを計算する。
Δｔ＝−α（Ｖｓ−Ｅ）      ・・・・（１）
ここで、Ｅ：定常時の電源電圧、α：定数
なお、仮に画像形成装置の電源電圧の定格が１００［Ｖ］とすると、位相９０度または２７０度の電圧Ｅは約１４１［Ｖ］となる。また定数αは、電源電圧の変動によりどれだけゼロクロス点がずれるかを示すその回路特有の値である。図４の例では、正常時であるのでΔｔ＝０となる。
【００１９】
次に、位相角タイマが設定されたタイマ値を計数すると、位相角割り込みが入力される。図２（ａ）に示すステップＳ１１において、ランプＯＮ指示があるかどうかをチェックし、ランプＯＮ指示があれば、ステップＳ１２においてトリガ出力をＯＮする。トリガ出力ＯＮで、図１に示すスイッチング手段１３が瞬時にＯＮし、露光ランプ２に通電される。このとき、印加電圧検出回路１７でランプ印加電圧をサンプリングし（ステップＳ１３）、次回の位相角タイマ値ｔＬを計算する（ステップＳ１４）。なお、ランプ印加電圧のサンプリング方法、上記位相角タイマ値ｔＬの算出方法については、従来より種々の方法があるが、どの方法でも問題ない。
【００２０】
次に、交流入力波形が正常であれば、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。図２（ｂ）に示すステップＳ２１、ステップＳ２６により周期タイマの計数値をチェックし、この計数値が所定の許容値内に入っているかどうかチェックする。ステップＳ２１で示したＡ［ｍｓ］、ステップＳ２６で示したＢ［ｍｓ］の値は、例えば、入力交流電源周波数が５０［Ｈｚ］のとき、画像形成装置としての機械仕様で許容周波数が４５〜５５［Ｈｚ］であったとすると、Ａ［ｍｓ］を１．０１［ｍｓ］（５５−５０［Ｈｚ］分）とし、Ｂ［ｍｓ］を９．０９［ｍｓ］（４５［Ｈｚ］分）と設定し、上記ステップＳ２１、ステップＳ２６により周期タイマの計数値が上記設定された範囲内に入っているかどうかをチェックすることになる。こうすることで、ゼロクロス割り込みが正常に入っている図４の制御では、制御フロー図２（ｂ）において、ステップＳ２１、ステップＳ２６を経て、ステップＳ２７に進むことになり、トリガ出力ＯＦＦにする。トリガ出力ＯＦＦにより、図１におけるスイッチング手段１３がオフ状態となる。次に周期タイマをリセットしかつスタートをかける（ステップＳ２８、Ｓ２９）。また同時に、ステップＳ２３において、位相角タイマ値ｔを次の式（２）で補正する。
ｔ＝ｔＬ＋ｔ      ・・・・（２）
この図４の例では、正常時の動作であるので、ｔ＝ｔＬ（Δｔ＝０）となる。補正計算後、ステップＳ２４、Ｓ２５にて位相角タイマに値をセットしてスタートをかけ、次回の位相角割り込みまたは周期割り込み２を待つことになる。なお、この正常時の動作では、図３（ａ）に示す周期割り込み１は全く使わない。
【００２１】
次に異常時の動作として、図５に示した状態について説明する。図５に示す例は、交流入力波形のゼロクロス点近傍にノイズが乗ってしまい、ゼロクロス信号が欠落してしまった例である。正常時同様、位相角タイマと周期タイマが動いている状態から説明すると、まず、発生する割り込みとしては、位相角割り込みと周期割り込み２であり、これらのどちらが先かはそのときの位相角タイマにセットされている値による。ここでは仮に図５に示す例に従い周期割り込み２が先とする。正常時の場合と同様に、図３（ｂ）に示すステップＳ４１、Ｓ４２により電源電圧をサンプリングし、次回位相角タイマ補正値Δｔを式（１）により算出する。なお、この図５の例も正常時と同様に電源電圧の変動は起こっていないので、Δｔ＝０である。
【００２２】
次に、位相角割り込みが入力され、図２（ａ）に示す制御フローに沿って正常時と同様にステップＳ１１からＳ１４までが問題なく行われ、次回位相角タイマ値ｔＬが算出される。
【００２３】
次に、正常時であれば、ゼロクロス割り込みが入力されるが、図５に示す例ではゼロクロス付近のノイズによって、ゼロクロス信号が欠落しているので、ここでは周期タイマが上限値を計数し、周期割り込み１が入力される。周期割り込み１の入力により図３（ａ）に示すステップＳ３１によりトリガ出力はオフされ、図１におけるスイッチング手段１３がオフ状態になる。次にステップＳ３２で位相角タイマ値ｔを次の式（３）にて算出する。
ｔ＝ｔＬ              ・・・・（３）
タイマ値ｔにはランプ印加電圧ｔＬの値が代入され、補正値Δｔは計算に用いられていない。これは、補正値Δｔが電圧変動によるゼロクロス割り込みのずれを補正するためのものであるためで、周期割り込み１のフローでは上記補正値Δｔを適用していない。上記のようにして位相角タイマ値が算出されると、ステップＳ３３で位相角タイマ値をセットし、ステップＳ３４で位相角タイマをスタートさせ、同時に周期タイマもスタートさせ（ステップＳ３５）、次の位相角割り込み、もしくは周期割り込み２待ちとなる。この動作フローによりランプトリガがＯＮしたままになるようなことはなく、ランプ制御として異常動作となることが回避される。
【００２４】
次に異常時の動作として、図６に示した状態について説明する。図６に示す例は、交流入力波形のゼロクロス点近傍ではない位置にノイズが乗ることによって、ゼロクロス回路が誤検知してしまい、予定外の位置にゼロクロス信号が入力される場合の例である。図２に示す制御フローによれば、直ちに、ゼロクロス割り込みが入力される。そこで、ステップＳ２１、Ｓ２６において、周期タイマの計数値がチェックされ、前述したようにＡ［ｍｓ］（１．０１［ｍｓ］）以下でありかつＢ［ｍｓ］（９．０９［ｍｓ］）以上の範囲内でないと、トリガをオフするステップＳ２７には進まない。この場合、ゼロクロス点近傍でない位置でゼロクロス割り込みが入力されるので、Ａ［ｍｓ］からＢ［ｍｓ］までの範囲から外れ、ステップＳ２２、Ｓ２６でのチェックからリターンへ抜けることになる。他の制御フローとしては正常時と全く同じ流れとなり、ランプ制御として異常動作とはならない。
【００２５】
次に異常時の動作として、図７に示した状態について説明する。図７に示す例は、外部ノイズや内部の交流負荷などによって交流入力波形が歪んでしまい、ゼロクロス信号が交流入力の真のゼロクロス点よりも遅延してしまった場合の例である。まず、図３に示す制御フローにより周期割り込み２の処理が行われ、トリガ出力をＯＦＦとしたあとステップＳ２３で位相角タイマ補正値Δｔが算出される。なお、この図７の例では電源電圧波形が歪んでいるので、サンプリング電圧Ｖｓが定格電圧と異なっており、Δｔは０にはならない。
【００２６】
次に、図２（ａ）に示す位相角割り込みの処理（ステップＳ１１〜Ｓ１４）が正常時と同様に行われる。次に、本来ならゼロクロス割り込みが入力されるが、図７に示すようにゼロクロス信号が交流入力の真のゼロクロス点よりも遅延することにより周期タイマによる周期割り込み１が先に入力される。これにより、図３（ａ）に示すステップＳ３１〜Ｓ３５において、トリガオフ、位相角タイマ値ｔの算出、位相角タイマのスタート、周期タイマの再スタートがなされる。
【００２７】
そして、数ｍｓ遅れてゼロクロス信号が出力されると、ゼロクロス割り込みが入力され、図２（ｂ）に示すように、まず周期タイマのチェックがステップＳ２１にて行われる。このとき機械としての許容周波数内を目安として、Ａ［ｍｓ］（１．０１［ｍｓ］）以内であれば、ステップＳ２２に抜け、位相角タイマのリセット、スタートをかける。この際、ステップＳ２３において、位相角タイマ値の補正計算が式（２）により行われ、前述したように０でないΔｔ値により、ゼロクロス信号が遅延した分、位相角タイマ値を少なく補正し、次回位相角割り込みが適切なタイミングで起こるように補正する。なお、周期監視を続けるため、このとき周期タイマのリセット、スタートはかけない。ステップＳ２１、Ｓ２６にて、もし許容周波数外であればリターンを返すだけで、位相角タイマのリセット、スタートは行われない。この後、どちらにせよ、位相角タイマ、周期タイマは動いており、次の位相角割り込み、もしくは周期割り込み２を待つことになり、ランプ制御として異常動作は起こらない。
【００２８】
次に、異常時の動作として、図８に示した状態について説明する。図８は、交流入力波形に１サイクルもしくは数サイクルのみの電圧変動が起こった場合の例で、図１６で従来技術の不具合を説明した場合と同じである。この場合、電圧変動が起こった直後のゼロクロス信号が位置ずれを起こしている。前述のゼロクロス信号が実際のゼロクロスよりも遅延してしまう例とは異なる。
【００２９】
図８に示す例では周期割り込み２が位相角割り込みよりも先に出力され、まず、図３（ｂ）に示す制御フローに示す周期割り込み２の処理が行われ、ステップＳ４２で位相角タイマ補正値Δｔが算出される。この図８の例では電源電圧波形が降下しているので、サンプリング電圧Ｖｓが定格電圧を下回っており、Δｔは式（１）により正の０でない値となる。
【００３０】
次に、図２（ａ）に示す位相角割り込みの処理（ステップＳ１１〜Ｓ１４）が正常時と同様に行われる。ただし、印加電圧としては、図８と図１６を比較しても確認できるが、正常時よりも小さい印加電圧となってしまっている。なお、ゼロクロス信号の位置ずれの程度によっては、正常時と同様に、位相角割り込みが周期割り込み２よりも先の場合もある。
【００３１】
次に、次のゼロクロス割り込みが入力されるが、電圧の降下により、本来のゼロクロス位置よりも早いタイミングでゼロクロス割り込みが入力されており、位置ずれを起こしている。しかしながら、制御フローとしては、正常時と同様に図２（ｂ）に示すようにステップＳ２１、Ｓ２６〜Ｓ２９、Ｓ２３と進んで処理されていく。ただし、この際ステップＳ２３において、位相角タイマｔの補正が計算式（２）により行われ、補正計算前のｔＬよりも大きい値に補正される。そのため、位相角割り込みが図８に示すように発生する。図８に示すランプ印加電圧波形を図１６に示すランプ印加電圧波形と比較すると、図１６に平行斜線で示す部分が補正されており、その違いを明確に確認することができる。これにより、電源電圧変動によるランプ印加電圧の定常状態への復帰時間を早めることができ、応答性のよいランプ制御が可能となる。
【００３２】
なお、図８では電圧が降下した場合の電圧変動について示したが、電圧が上昇した場合は、ゼロクロス割り込みが遅れた形で位置ずれを起こす。この場合、図３（ｂ）の周期割り込み２に示すフローの補正値計算において、Δｔが負の０でない値となり、位相角タイマは小さい値に補正されることで、適切な位相角割り込みのタイミングが得られる。この補正は、図７に示したゼロクロス信号の遅延の場合に含まれて行われている。
【００３３】
以上説明した制御により、正常時だけでなく、ゼロクロス信号の欠落、誤検知、遅延、位置ずれといった４つの異常時全てについても、露光ランプへの通電のオン・オフを正しい周期で行うことができ、露光ランプのフル点灯やフル消灯、また印加電圧の変動といった現象を確実に防止することができ、信頼性の高い照明制御が可能となる。
【００３４】
ところで、電源電圧の変動については各種の形態がある。電源電圧変動の各種形態を図９に示す。図９に示す波形ａが正常時を表しており、波形ｂは電圧が降下した場合、ｃは電圧が上昇した場合を表している。これらの現象については、前述した制御方法で対処できることは図８にて説明したとおりである。しかし、ｄで示す波形のように、位相９０度または２７０度を過ぎたところに電圧変動のピークＡがある場合、これまで説明してきた制御方法では対処できない。これをさらに説明する。電源電圧のサンプリングは位相９０度もしくは２７０度で行われるため、上記波形ｄのように位相９０度または２７０度を過ぎたところに電圧変動のピークがある場合には、正常時とそれ程と違わない検出値となる。しかしながら、ｄで示す波形では、位相９０度または２７０度を過ぎたところで電圧変動のピークＡがきており、ゼロクロス信号のタイミングを決める基準電圧でみると、正常時というよりは、上記波形ｃで示すような電圧が上昇した状態に近いレベルとなっている。このため、前述した制御方法では、本来補正したいΔｔ値よりも小さい、０に近い値すなわち正常時の値となってしまい、この場合、従来技術と変わらない現象が生じてしまうことになる。
【００３５】
そこで、図１０〜図１２に示すフローでは、上記の現象に対処するために、以下の制御を行うようになっている。図１０、図１１に示した制御フローは、図２、図３に示した制御フローにおいて、ゼロクロス割り込みと周期割り込み２を変更したものである。前述した制御方法では、位相９０度および２７０度で発生する周期割り込み２を用いて、その瞬間の電源電圧のみをサンプリングしていたが、この制御フローでは、図１１に示す周期割り込み２により、電源電圧のサンプリングをスタートさせている（ステップＳ５４）。このスタート指令により、制御サイクル（５０［Ｈｚ］電源であれば、１０［ｍｓ］）よりも短い一定周期でサンプリングを行わせる。
【００３６】
なお、電源電圧サンプリングストップは、図１０に示すゼロクロス割り込み中のフローで、位相角タイマリセット（ステップＳ２２）、または周期タイマスタート（ステップＳ２９）によりステップＳ５１にて行う。すなわち、電源電圧波形の位相約９０度から１８０度の間または２７０度から３６０度の間で、電源電圧サンプリングを続けていることになる。この間でのサンプリングが終了すると、ステップＳ５２にて、その間のサンプリングのピーク値を取り出す。すなわち、上記サンプリングの間ピークホールドし、そのピーク値を摘出する。このピーク値をＶｓとする。これによって、図９で説明した本来のピーク位置からずれた位置に現れるピークＡをとらえることが可能となる。あとの制御フローとしては、前述の制御と同じく補正計算式（１）を実行することで、位相角タイマ値の補正を行っている。
【００３７】
なお、この場合のタイミングチャートとしては、図４〜図８に示したものと変わることはない。
また、サンプリング期間は位相９０度から１８０度または２７０度から３６０度としたが、これはゼロクロス信号の発生に関わる区間が、ハード的に決まってくるためであり、ゼロクロス信号ごとにスタート・ストップさせるのでも構わない。上記サンプリング期間は、位相９０度から１８０度までと、位相２７０度から３６０度までのどちらか一方だけでもよいが、制御の精度をより高めるためには、位相９０度から１８０度までと２７０度から３６０度までの両者においてそれぞれサンプリングし、各サンプリング信号ごとに位相角タイマ値の補正を行うようにするとよい。
【００３８】
以上の制御で、図９に曲線ｄで示すような電圧変動に対しても、位相角割り込みの適切なタイミングをとることができ、前述の制御よりも、より精密で、より確実な制御が可能となる。
【００３９】
以上説明してきた２つの実施の形態にかかる制御は、ゼロクロス信号の欠落、誤検知、遅延、位置ずれについて対処してきたものである。しかしながら、ゼロクロス信号の位置ずれ補正では、現象として、定格電源電圧で機器が動いている状態で、内部負荷や外部負荷により、１サイクルもしくは数サイクルの電圧変動が起こったときに対処するものである。従って、ある一定時間継続的に、定格電源電圧よりも高かったり、低かったりする、電源事情の悪い環境では、これに対処しきれるものではない。ランプ印加電圧によるフィードバックが掛かっているので、それなりの制御は可能であるが、フィードバックの掛かっていないソフトスタート時などは印加電圧の立ち上げ時間が変わってしまい、画像品質に影響を与えかねないのである。
【００４０】
そこで、以下に説明するような制御を行うとよい。図１２に示す制御フローは、図２もしくは図１０に示した制御フローにおいて、位相角割り込みを変更したものである。本制御フローの位相角割り込みが入力されると、まず、ステップＳ１１にてランプＯＮ指示があるかどうかをチェックし、もしランプＯＮ指示が出ていれば、ステップＳ６１に進み、ランプＯＮ指示が出てから１サイクル目かどうかをチェックする。もし、１サイクル目であれば、ランプＯＮ指示を受けた直前の周期割り込み２もしくはゼロクロス割り込み中の電源電圧サンプリング値Ｖｓを電源基準電圧として定常時の電源電圧Ｅへ代行する。換言すれば、露光ランプ点灯開始直前の電源電圧検出を行い、この検出電圧と、露光ランプ点灯中毎サイクルごとに検出される電源電圧値との比較結果を上記位相角タイマ値算出に用いることになる。この後の制御はランプＯＮ指示が解かれるまで、前述の２つの実施の形態における制御と同じフローとなるが、式（１）の計算において、今までの定格電源電圧基準の補正からランプ点灯直前の電源電圧基準へ変わったことになる。
【００４１】
これにより、ランプ点灯直前の電源電圧の情報を取り入れることができるので、前述の２つの実施の形態における制御にはできなかった、ある一定時間、定格電源電圧よりも高かったり、低かったりするという電源事情の悪い環境下での電圧変動にも対処することができ、より一層信頼性の高い画像形成装置における照明制御が可能となる。
【００４２】
【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、ゼロクロス信号の欠落、ゼロクロス信号の誤検知、ゼロクロス信号の遅延といった現象による制御の異常を防止することができるとともに、１サイクルもしくは数サイクルの交流入力電圧の変動によるゼロクロス信号の位置ずれが発生してしまった場合でも、位相角タイマおよび周期タイマを補正することで、ランプ印加電圧の電源電圧変動に対する応答性が向上し、形成された画像に白すじや黒すじが発生することを防止することができ、より信頼性の高い画像形成装置の照明制御装置を実現することができる。
【００４３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、電源電圧の監視を１サイクル１ポイントから複数ポイントに変えているため、電源電圧変動をより正確にとらえることが可能となり、請求項１記載の発明の効果に加え、位相角タイマおよび周期タイマの補正をより精度高く行うことで、より信頼性の高い画像形成装置の照明制御装置を実現することができる。
【００４４】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明において、露光ランプの点灯直前の電源電圧の状態を検出することで、電源電圧の情報を取り入れることができるので、請求項１または２記載の発明による制御にはできなかった、ある一定時間、定格電源電圧よりも高かったり、低かったりするという電源事情の悪い環境下での電圧変動に対処することができ、より一層信頼性の高い画像形成装置の照明制御装置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に適用可能な電気回路の例を示すブロック図である。
【図２】本発明にかかる画像形成装置の照明制御装置の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】同上実施の形態の他の動作を示すフローチャートである。
【図４】上記実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】上記実施の形態の別の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】上記実施の形態のさらに別の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】上記実施の形態のさらに別の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】上記実施の形態のさらに別の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】電源電圧変動の各種の形態を示す波形図である。
【図１０】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の動作を示すフローチャートである。
【図１１】同上実施の形態の他の動作を示すフローチャートである。
【図１２】同上実施の形態のさらに他の動作を示すフローチャートである。
【図１３】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１４】従来の画像形成装置の照明制御装置に用いられる電気回路の例を示すブロック図である。
【図１５】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１６】従来の画像形成装置の照明制御の問題点を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
２    露光ランプ
１１  交流電源
１３  スイッチング手段
１４  トリガ回路
１７  印加電圧検出回路
１９  ゼロクロス検知回路
２０  マイコン
３２  電源電圧検出回路
【図１】
0003630208.tif 000002
【図２】
0003630208.tif 000003
【図３】
0003630208.tif 000004
【図４】
0003630208.tif 000005
【図５】
0003630208.tif 000006
【図６】
0003630208.tif 000007
【図７】
0003630208.tif 000008
【図８】
0003630208.tif 000009
【図９】
0003630208.tif 000010
【図１４】
0003630208.tif 000011
【図１０】
0003630208.tif 000012
【図１１】
0003630208.tif 000013
【図１２】
0003630208.tif 000014
【図１３】
0003630208.tif 000015
【図１５】
0003630208.tif 000016
【図１６】
0003630208.tif 000017