JPH04334162A - 入力線周波数の変動を補償する方法及び装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機の同期交流駆動
装置におけるタイミング関連事象の同期化に影響を及ぼ
す入力線周波数の変動を補償する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】複写機におけるタイミング関連事象は、
入力線周波数が公称線周波数から変動すると、タイミン
グ関連事象が誤ってトリガーされ、同期化されないため
に、悪影響を受ける。複写機におけるタイミング関連事
象として、原稿用紙のジャムの検出がある。用紙のジャ
ムを検出するには、原稿用紙の前縁と後縁を検出しなけ
ればならないが、この検出には、用紙の位置を正確に時
間を合わせて測定する必要である。

【０００３】複写機におけるもう１つのタイミング関連
事象は、コピー用紙の前縁部分と後縁部分、たとえばコ
ピー用紙の上端および下端の１／４インチが確実に現像
されないようにする逐次動作である。コピー用紙の上下
の端を確実に白紙のまま（現像しないで）残すように、
露光装置が正しい時間にオンにされる。光線が用紙の上
端と下端のみを照明するように、タイミングを正確に同
期化しなければならない。

【０００４】もう１つのタイミング関連事象は、原稿用
紙上のイメージの整合である。たとえば、レターヘッド
刷込みの書簡用紙の場合、用紙上の特定の場所にイメー
ジを整合する必要のあることが多い。したがって、その
ような書簡用紙の場合には、イメージが置かれる場所に
対し、用紙を正確に位置決めしなければならない。それ
故、用紙は正しいタイミングで適切な場所にあらねばな
らない。

【０００５】タイミング関連事象には、さらに、実時間
すなわちクロック時間にトリガーされる事象が含まれる
。たとえば、複写機内の内部クロックは、曜日情報の実
時間を表示として提供することができる、あるいはタイ
マーを設置して、指定した実時間に複写機をオンまたは
オフにすることもできる。

【０００６】米国、その他の先進国における入力線周波
数の変動は、通常、問題を起こすほど大きくないが、電
力サービスの信頼性が低い諸国においては、入力線周波
数の変動は、文字通り重大な問題を引き起こす。入力線
周波数の変動から生じる問題は、なんらかの補正方法を
講じなければ、システムの動作を不能になるほど重大で
あることが多い。

【０００７】同期化欠如を引き起こす公称線周波数から
の入力線周波数の変動を補正する従来の方法は、ウィン
ドウを使用して、用紙のサイズを測定し、用紙のジャム
を検査する。入力線周波数が公称線周波数のかなり近い
値に維持されている地域においては、従来のウィンドウ
は、入力線周波数の変動の問題に対し十分な解決策を提
供してきた。しかし、公称線周波数からの入力線周波数
の逸脱が大き過ぎる場合には、従来のウィンドウを使用
すると、エラーが生じて、複写機が働かなくなる。

【０００８】さらに、従来のシステムにおいて複写機内
に直流駆動モーターのみを使用すれば、入力線周波数の
変動に起因する問題は無くなるが、直流駆動モーターだ
けを使用する各複写機のコスト、および関連する電源と
制御装置のコストが大幅に増加する。その故、入力線周
波数の変動の問題の解決策として、直流駆動モーターだ
けを使用するやり方は高くつく。

【０００９】さらに、入力線周波数の変動はタイミング
関連事象に関係するので、従来の複写機においては、複
写機の制御装置に特別なソフトウェア制御モジュールを
追加することによって入力線周波数の変動が補償されて
きた。しかし、この従来の入力線周波数の変動を補償す
る方法は、公称線周波数からの入力線周波数の個々の変
動を正確に反映させるため、各システムを個別に調整す
る必要がある。この方法は、非常に費用がかかり、また
用途が非常に制限され、また実行するのに時間がかかり
、したがって実用的ではない。

【００１０】このように、従来の入力線周波数の変動を
補償する方法の主要な欠点は、複写機のタイミング関連
事象中のエラーを避けるため入力線周波数の変動を補正
することができないことである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的は
、タイミング関連事象の実行中に入力線周波数の変動に
よって生じるエラーを補正することである。

【００１２】本発明の第２の目的は、入力線周波数の変
動を補正する方法を提供することである。本方法では、
公称線周波数からの許容変動をユーザーが設定して、交
流モーターが機能する入力線周波数でシステムを動作さ
せることができる。

【００１３】本発明の上記以外の目的と利点は、以下の
説明でも述べるが、説明から明白のものもあるし、また
発明の実施から知ることもできるであろう。発明の目的
と利点は、特許請求の範囲に詳しく記載した手段とそれ
らの組合せによって達成し、また得ることができる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、第１の実施態様として、同期交流被駆動
システムにおける入力線周波数の変動を補償する方法を
提供する。本方法は、タイマーを所定の時間にセットす
ること、所定の時間の間に線周波数の零交差の数をカウ
ントすること、零交差の数と所定の定数との差を計算す
ること、および計算で得た差を用いて、システムのタイ
ミング関連事象の同期化を制御すること、の諸ステップ
から成っている。

【００１５】本発明は、第２の実施態様として、入力線
周波数の変動を補償する装置を提供する。本装置は、装
置の入力線周波数に基づいて所定の周波数でクロック信
号を出力する手段、前記クロック手段に接続され、所定
の周波数を所定の分割値で分割するための周波数分割器
、前記周波数分割器に接続され、周波数分割器の分割値
に基づいて、周波数に対応する所定の時間間隔で割り込
み信号を出力するタイマー／カウンタ、および公称線周
波数からの入力線周波数の変動に基づいて、所定の分割
値を修正する手段から成っている。

【００１６】

【実施例】本発明の方法および装置は、入力線周波数が
公称線周波数から相違することによって生じた同期交流
モーターの速度変動に関連する諸問題を矯正する。本発
明は、この矯正により、たとえ入力線周波数が公称線周
波数から変動しても、上に述べたタイミング関連事象な
ど、複写機内のタイミング関連事象を許容範囲内に確実
に維持する。

【００１７】以下、添付図面を参照し、発明の好ましい
実施例について詳細に説明する。

【００１８】図１は、本発明に係る入力線周波数の変動
を補償する方法のフローチャートである。図１のフロー
チャートのステップ１１０において、最初に複写機また
は同種の装置に電力が供給される。

【００１９】複写機に電力が供給された後、入力線周波
数の実際の値が測定される。複写機のタイミング関連事
象の同期化は入力線周波数の実際の値に基づいて実行さ
れるので、入力線周波数の測定精度は本発明においては
重要である。入力線周波数の実際の値は、所定の時間の
間、零交差の数をカウントすることによって測定される
。

【００２０】交流線電圧が零ボルトを交差する各点が「
零交差」である。もし線周波数が公称値であれば、６０
Ｈｚの場合は、毎秒１２０の零交差がカウントされ、５
０Ｈｚの場合は、毎秒１００の零交差がカウントされる
。入力線周波数を測定するため、所望の数の零交差がカ
ウントされる。

【００２１】カウントする零交差の所望の数は、ステッ
プ１１１においてユーザーによって選定され、修正する
ことができる。公称線周波数からの入力線周波数の変動
の測定精度は、カウントする零交差の数によって決まる
。実際の線入力周波数を決定するためカウントする零交
差の数が大きければ大きいほど、公称線周波数からの入
力線周波数の変動の測定精度は良くなる。たとえば、マ
イクロプセッサベースコントローラ２で取り扱うのに都
合がよいので、カウントする零交差の数として１０２４
を使用することができる。この零交差の数をカウントす
ることにより、公称線周波数からの入力線周波数の変動
を、１／１０２４の精度で測定することができる。

【００２２】もしステップ１１１において、ユーザーが
カウントする零交差の数を増せば、公称線周波数からの
入力線周波数のより小さい変動を検出することができる
。しかし、より多数の零交差をカウントするには長い時
間がかかるであろう。したがって、図１の周波数補正方
法によって入力線周波数の変動を補償するには、より長
い時間がかかる。さらに、周波数補正ルーチンが終了す
るまで、複写機は動作しない。したがって、本発明にお
いては、望ましい入力線周波数の変動を補償する精度に
基づいて、カウントする適切な零交差の数と、補正アル
ゴリズムが実行する見込み時間を、ユーザーが決定する
。

【００２３】公称線周波数において指定された数の零交
差をカウントするのに要する時間の長さはわかっている
。たとえば、６０Ｈｚ複写機が公称線周波数で動作して
いれば、１０２４の零交差には　８．５３　秒かかると
予想される。また、５０Ｈｚ複写機が公称線周波数で動
作していれば、１０２４の零交差には　１０．２４秒か
かると予想される。したがって、ステップ１１２におい
て、タイマーがステップ１１１で選定された零交差の数
を公称線周波数でカウントするのに要する時間にセット
される。

【００２４】ステップ１１３において、ステップ１１２
でセットされた時間間隔の間、実際の入力線周波数にお
ける零交差の数がカウントされる。ステップ１１４にお
いて、そのカウントと零交差の予想数とが比較される。 測定された線周波数（零交差の測定数として表される）
と、予想される公称線周波数（ステップ１１１において
ユーザーが設定した零交差の所定の数として表される）
との差は、入力線周波数の変動で生じる問題を補正する
ため適切な調整をする必要な情報を提供する。したがっ
て、この差を使用して、入力線周波数の変動によって生
じるタイミング関連事象の同期化のエラーを補正するこ
とができる。

【００２５】入力線周波数の変動によって生じたエラー
に対する補正を行う前に、ステップ１１５において、ス
テップ１１４の零交差の測定数と零交差の予想数との差
を計算して得た結果が妥当であるかどうかが検査される
。もし公称線周波数において得られるはずの零交差の数
（ステップ１１１で、ユーザーが選定した零交差の数）
とステップ１１３の入力線周波数における零交差の測定
数との差が、たとえば公称線周波数から２０％以上も入
力線周波数が変動していることを示していれば、入力線
周波数における零交差の数の測定にエラーが生じたと見
なされる。

【００２６】この例において、零交差のカウントにエラ
ーが生じたと仮定する。もしステップ１１５において、
零交差数が妥当でないと判断されれば、ステップ１１６
において、ユーザーが選定した零交差の数（ステップ１
１１）と省略時解釈される。ステップ１１６の省略時解
釈は、入力線周波数の変動に対し補正を行わない作用を
有する。もし零交差のカウントにエラーが生じておらず
、そして入力線周波数が実際に公称線周波数から２０％
以上変動すれば、複写機の交流モーターは動作しないで
あろう。

【００２７】もしステップ１１６において、零交差のカ
ウントが妥当であると判断されれば、ステップ１１７に
おいて、公称線周波数からの入力線周波数の変動の大き
さと方向が測定される。ステップ１１７において測定さ
れた変動の大きさが、複写機のタイミング関連事象に適
用される。次にステップ１１８において、変動の大きさ
、すなわち零交差の測定カウントと零交差の予想カウン
トの差を使用して、複写機の水晶周波数分割器が修正さ
れる。周波数の補正が終了すると、ステップ１１９にお
いて、周波数補正ルーチンは出ていく。

【００２８】図１の周波数補正ルーチン１を実行するコ
ードモジュールＣＭ１によってわかった、公称線周波数
における零交差の予想数と、入力線周波数における零交
差の測定数との比較結果は、複写機のマイクロプロセッ
サベースコントローラ２により、図２に示すように使用
される。

【００２９】図１の周波数補正ルーチンを実行するコー
ドモジュールＣＭ１は、マイクロプロセッサベースコン
トローラ２に接続されたメモリ４に格納されている。マ
イクロプロセッサベースコントローラ２は、図１のステ
ップ１１１で複写機へ電力が供給されていると判断する
と、メモリ４から周波数補正ルーチンを実行するコード
モジュールＣＭ１を読み出す。図１について説明した入
力線周波数の変動を測定する方法を実行するステップは
、マイクロプロセッサベースコントローラ２によって実
行されるコードモジュールＣＭ１の中に入っており、マ
イクロプロセッサベースコントローラ２の中で実施され
る。

【００３０】水晶発振器２１からの信号は、２種類の複
写機動作を制御するため使用される。第１タイプの動作
は、「実時間」で起きる動作である。「実時間」事象の
例は、制御パネルボタンがどのくらい頻繁に検査される
か（たとえば、約１０ｍｓごとに）とか、電力節減モー
ドを起動させるまでどのくらい待つか（たとえば、１５
〜４８０分くらい）である。「実時間」事象は、実際の
クロック時間に基づく事象である。

【００３１】マイクロプロセッサベースコントローラ２
内の水晶発振器２１によって制御される第２タイプの事
象は、測定（タイミング関連）事象である。たとえば、
用紙の長さがわかっていれば、用紙が一定の距離を移動
する時間の長さは、もし用紙が既知の速度で移動すれば
、わかるはずである。したがって、もし用紙が予想され
る時間の長さ内にその距離を移動しなけれぱ、診断／予
防措置を講じることができる。これは、用紙通路ジャム
検査の例である。水晶発振器２１からの出力信号によっ
て制御されるタイミング関連事象のもう１つの例は、た
とえばバイパストレーから供給される原稿用紙のサイズ
の測定である。もし用紙の速度がわかっていて、用紙が
センサの下にいる時間の長さを測定すれば、用紙の長さ
を判断することができる。

【００３２】タイミング関連事象の同期化は、マイクロ
プロセッサベースコントローラ２が、メモリ４に格納さ
れている周波数補正コードモジュールＣＭ１を実施する
ことによって制御される。マイクロプロセッサベースコ
ントローラ２は、図１の周波数補正ルーチン１のステッ
プ１１３の結果として入力線周波数の零交差の数をカウ
ントする零交差検出器／カウンタ６からそのカウントを
受け取る。タイマー／カウンタ２３は、複写機内のタイ
ミング関連事象の同期化を制御する。タイマー／カウン
タ２３は、所定のカウンタ値がロードされる、すなわち
初期化される。カウンタ値は、周波数分割器２２からの
５００ＫＨｚ周波数信号で減分され、カウントが零に達
すると、タイマー／カウンタ２３から割込み信号が出力
される。その後、タイマー／カウンタ２３が再ロードさ
れ、プロセスが繰り返される。この結果、タイマー／カ
ウンタ２３から割込みパルス列が出力される。

【００３３】たとえば、５００ＫＨｚの周波数における
カウンタ値が１２５０場合、２．５　ｍｓごとに、タイ
マー／カウンタ２３から方形波割込みパルスが出力され
る。このタイマー／カウンタ２３から出力された割込み
パルス列が、複写機内のタイミング関連事象を制御する
。出力割込みパルスは、公称線周波数で　２．５　ｍｓ
　ごとにタイマー／カウンタ２３から出力されるので、
タイミング関連事象は、マイクロプロセッサベースコン
トローラ２により、　２．５　ｍｓ　またはその整数倍
の時間間隔で制御される。

【００３４】上に述べたように、マイクロプロセッサベ
ースコントローラ２は、コードモジュールＣＭ１を実施
して、補正された分割値を発生する。補正された値は入
力線電圧の周波数の変動を補正するため使用される。す
なわち、マイクロプロセッサベースコントローラ２は、
その補正された分割値を分割器２２へ入力として与える
。周波数分割器２２は、もう１つの入力として、たとえ
ば１２ＭＨｚの周波数を有する水晶発振器２１の出力を
受け取る。周波数分割器２２の出力は、入力線電圧の周
波数の変動に対し補償された補正済クロック信号である
。この補正済クロック信号により、タイマー／カウンタ
２３が駆動され、タイマー／カウンタ２３は公称線周波
数からの入力線電圧の周波数の変動に応じて、公称線周
波数に相当するパルス列からはずれた周波数をもつ割込
みパルス列を出力する。

【００３５】図１について説明したように、「実時間」
関連事象は入力線周波数の変動に対して補償されない。 水晶発振器２１に接続されたもう１つの実時間分割器２
２′は、個々のシステムに対し入力された初期分割値を
受け取る。この実時間分割器２２′は実時間タイマー／
カウンタ２３′へ実時間クロック信号を与える。実時間
タイマー／カウンタ２３′は実時間割込みパルス列を出
力する。この実時間割込みパルス列は入力線電圧の周波
数の変動による影響を受けない装置を駆動するため使用
することができる。たとえば、実時間割込みパルス列を
使用して、時刻を表示するディスプレイ、あるいは指定
された時間にシステムをオンまたはオフにするタイマー
を駆動することができる。

【００３６】補正順序の始めに、分割器２２に既知の値
がロードされ、この既知の値により、タイマー／カウン
タ２３は正確に　２．５　ｍｓ　ごとに割込み信号を出
力する。 この既知の値が分割器２２にロードされた後、図１のス
テップ１１３において、零交差検出器／カウンタ６は零
交差の数をカウントする。次に、ステップ１１４におい
て、マイクロプロセッサベースコントローラ２は、零交
差の測定された数と、公称線周波数における零交差の予
想される数とを比較する。

【００３７】もし零交差検出器／カウンタ６がカウント
した零交差の数が妥当でないと、マイクロプロセッサベ
ースコントローラ２が判断すれば（ステップ１１５）、
マイクロプロセッサベースコントローラ２は、コードモ
ジュールＣＭ１を実施することにより、ユーザーが選定
した零交差の公称値を分割器２２にロードさせる（ステ
ップ１１１）。零交差の公称値は、入力線周波数が公称
線周波数に等しい場合に得られる値である。もし比較の
結果、省略時解釈が起きれば（ステップ１１５）、分割
値（この値は、タイマー／カウンタ２３から公称線周波
数で確実に　２．５ｍｓ　の割込みパルス列を出力させ
る）が、周波数分割数として分割器２２に入力される。

【００３８】もし零交差検出器／カウンタ６がカウント
した零交差の数が妥当であると、マイクロプロセッサベ
ースコントローラ２が判断すれば（ステップ１１５）、
補正された分割値が周波数分割器２２に加えられる（ス
テップ１１９）。この補正された分割値により、タイマ
ー／カウンタ２３から出力される割込みパルス列は、確
実に、正しく同期化された割込み信号として維持される
。

【００３９】分割器２２の分割値の修正は、システムの
非実時間機能の動作に以下のように作用を与える。もし
カウントされた零交差の数で測定された入力線周波数が
公称入力線周波数よりも低いと判断されれば、複写機内
の用紙駆動装置、その他の装置は、それに比例してより
遅い速度で動作するであろう。したがって、タイミング
サイクル内の逐次事象間の時間がより長くなるように、
タイマー／カウンタ２３から出力される割込み信号の周
波数を減らさなければならない。タイマー／カウンタ２
３から出力される割込み信号間の時間をより長くするた
め、公称線周波数でカウントされた零交差の数と実際の
入力線周波数でカウントされた零交差の数との差に比例
する量だけ、周波数分割器２２の分割値を減らさなけれ
ばならない。

【００４０】逆に、もし入力線周波数が公称線周波数よ
り大きければ、タイマー／カウンタ２３の割込み信号間
をより短くする、すなわち割込み信号の周波数をより高
くする必要があり、周波数分割器２２の分割値を大きく
しなければならない。したがって、タイマー／カウンタ
２３の逐次割込み信号間の変更の大きさは、公称線周波
数からの入力線周波数の変動の大きさに逆比例する。し
たがって、周波数分割器２２へ入力される補正された分
割値は次式によって与えられる。

【００４１】Ｃ＝Ｂ−（Ｄ−Ａ）Ｂ／Ｄここで、 Ａ＝所定の時間の間にカウントされた零交差の測定数Ｂ
＝無補正の分割値 Ｃ＝補正された分割値 Ｄ＝所定の時間の間にカウントされた零交差の予想数

【
００４２】図２に示すように、マイクロプロセッサベー
スコントローラ２が制御するすべてのタイミング関連事
象は、タイマー／カウンタ２３から出力された割込み信
号の周波数を変更することによって正しく実行される。 システムへ電力を供給する時の補正の後、メモリ４に格
納された別のコードモジュール２７を実行するとき、分
割器２２の値によって決まるタイマー／カウンタ２３か
らの割込み信号が複写機によって使用される。別のコー
ドモジュール２７は複写機におけるタイミング関連事象
の動作を制御する。

【００４３】図１および図２は、システムへ電力を供給
するとき行われる公称線周波数からの入力線周波数の変
動に対する補償について述べているが、ユーザーが希望
するときいつでも上記の補償を実行することができる。 たとえば、指定された時間間隔たとえば１２時間の連続
システム動作ごとに、あるいは一定の枚数たとえば２０
００枚のコピーを作成した後に、周波数補正ルーチン１
を実行することができる。

【００４４】この分野の専門家は、明細書を考察し、開
示した発明を実施することにより、別の実施例を思いつ
かれるであろう。開示した実施例は発明を明らかにする
ためのものであり、発明の真の範囲は特許請求の範囲に
記載してある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の入力線周波数の変動を補償する方法を
示すフローチャートである。

【図２】図１に示した方法を実行するための装置のブロ
ック図である。

【符号の説明】

１　　周波数補正ルーチン ２　　マイクロプロセッサベースコントローラ４　　メ
モリ ６　　零交差検出器／カウンタ ２１　　水晶発振器 ２２　　周波数分割器 ２３　　タイマー／カウンタ ２２′　　実時間周波数分割器 ２３′　　実時間タイマー／カウンタ ２７　　　　別のコードモジュール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　同期交流被駆動システムにおける公称
   線周波数からの入力線周波数の変動を補償する方法であ
   って、タイマーを所定の時間にセットすること、前記所
   定の時間の間、入力線周波数の零交差の数をカウントす
   ること、前記零交差数と、公称線周波数における予想零
   交差数を表す所定の定数との差を計算すること、および
   もし実際の線周波数が公称線周波数と異なれば、影響を
   受けるシステムのタイミング関連事象を同期化するため
   、前記差を使用してクロック信号を発生させること、の
   諸ステップから成ることを特徴とする方法。