(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のゼロクロス割り込みに同期し、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と、を有し、
上記制御手段は、上記スイッチング手段がオンしたとき１回だけトリガオンフラグを立て、このトリガオンフラグが立っているときにのみ上記ゼロクロス信号のゼロクロス割り込みを受け付け、このゼロクロス割り込みの受け付けにより上記トリガオンフラグを解除することを特徴とする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、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）２０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２０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８−６９３２７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、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８−６９３２７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。
【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のゼロクロス割り込みに同期し、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と、を有し、上記制御手段は、上記スイッチング手段がオンしたとき１回だけトリガオンフラグを立て、このトリガオンフラグが立っているときにのみ上記ゼロクロス信号のゼロクロス割り込みを受け付け、このゼロクロス割り込みの受け付けにより上記トリガオンフラグを解除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［ｍｓｅｃ］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、スイッチング手段がオンのときに１回だけトリガオンフラグを立て、このトリガオンフラグが立っているときでなければ、ゼロクロス信号のゼロクロス割り込みを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を防止することができる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
【図１】
0003636254.tif 000002
【図２】
0003636254.tif 000003
【図３】
0003636254.tif 000004
【図４】
0003636254.tif 000005
【図５】
0003636254.tif 000006
【図６】
0003636254.tif 000007