DE3107299A1

DE3107299A1 - Gluehlampenvorschaltung fuer eine leuchtstofflampe

Info

Publication number: DE3107299A1
Application number: DE19813107299
Authority: DE
Inventors: Stephen C. 14617 Rochester N.Y. Corona
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1980-03-17
Filing date: 1981-02-26
Publication date: 1981-12-10
Also published as: US4297616A; GB2072440A; CA1157510A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Leuchtstofflampe, die insbesondere Glühlampen als Lampenvorschaltung verwendet.

Lampenvorschaltungen oder Lampenwiderstandsschaltungen sind im allgemeinen für eine stabile und leistungsfähige Arbeit von Leuchtstofflampen erforderlich. Im eingeschalteten Zustand erscheint die Lampe als negative Impedanzeinrichtung, so daß gewöhnlich eine magnetische Vorschalteinrichtung verwandt wird, um eine positive Reihenausgleichsimpedanz zu liefern und dadurch den Betrieb zu stabilisieren. Bei bestimmten Verwendungen, beispielsweise bei der Verwendung als Beleuchtungsquelle in einem Fotokopiergerät, sind die erforderlichen Arbeitsspannungen derart, daß die ArbeitsStromspannungen größer als die Netzwechselspannung von beispielsweise 105V sein müssen. Darüberhinaus ist das Einschalthilfspotential, das zum Auslösen der Entladung erforderlich ist, wesentlich größer als die Netzspannung und hat das Einschalthilfspotential im typischen Fall eine Spitzenspannung von 450V. Hilfseinschaltschaltungen werden bei diesen Anwendungszwecken im allgemeinen dazu verwandt, für das Einschalthilfspotential für relativ kurze Zeit zu sorgen, die zum Auslösen der Entladung erforderlich ist. Herkömmliche magnetische Vorschaltungen können so ausgelegt werden, daß sie die erforderlichen Arbeits- und Einschalthilfsspannungen liefern und gleichzeitig für eine Strombegrenzung und ein gewisses Maß an Regulierung sorgen.

Herkömmliche magnetische Vorschaltungen haben jedoch in Abhängigkeit von der Verwendung der Lampe Nachteile. Sie haben beispielsweise ein beträchtliches Gewicht, das für Anwendungszwecke bei tragbaren Geräten nachteilig sein kann. Magnetische Vorschaltungen sind gleichfalls mit relativ hohen Kosten verbunden.

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Eine Möglichkeit, die obigen Schwierigkeiten zu überwinden/ besteht in der Verwendung von Glühlampen, um den erforderlichen Vorschaltwiderstand oder Ballastwiderstand zu liefern. Diese Arten von Vorschalt- oder Ballastwiderständen sind beispielsweise aus '!Fluorescent Lighting Manual!¹,1947 McGraw Hill, Seite 52,53 bekannt. Obwohl diese Verfahren aufgrund der niedrigeren Kosten von Glühlampen günstig erscheinen, haben sie sich jedoch als unpraktisch herausgestellt, da es schwierig ist, sicherzustellen, daß die Arbeitsspannung während unerwünschter NetzSchwankungen konsequent höher als die Netzspannung ist.

Durch die Erfindung soll daher eine Glühlampenvorschalteinrichtung für eine Leuchtstofflampe geschaffen werden, die für zuverlässige Einschaltverhältnisse sorgt. Die erfindungsgemäße Vorschalteinrichtung soll insbesondere leichter und kostengünstiger als magnetische VorschaltwiderStandseinrichtungen sein.

Die erfindungsgemäße Lampen- und Vorschalteinrichtung umfaßt dazu wenigstens eine Glühlampe, die zwischen die Lampenelektroden und die Netzspannungsquelle geschaltet ist, sowie eine Einrichtung, die eine Auslösehochspannung an die Lampe legt.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert:

Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Glühlampenvorschaltung.

Figur 2 zeigt eine zweite Glühlampenvorschaltung mit mehreren Glühlampeneinrichtungen, die parallelgesch altet sind.'

Figur 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführüngsbeispiel einer Auslöseschaltung, die bei der in Figur 2 dargestellten Schaltung verwandt wird.

Figur 4 zeigt die in Figur 2 dargestellte Schaltung bei einer Anwendung zur Unterstützung der verschiedenen Funktionen eines xerographischen Kopiergerätes.

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Wie es in Figur 1 dargestellt ist, ist eine schnell angehende Leuchtstofflampe 2 an jedem Ende mit Leuchtfäden 4,5 versehen. Die Leuchtfäden bestehen im allgemeinen aus mit einem Oxid beschichteten Wolfram. Ein herkömmlicher Transformator 6 liefert die erforderliche Fadenvorheizspannung, während gleichzeitig die Arbeitsspannung über der Lampe von einer Wechselspannungsquelle 8 geliefert wird. Eine Glühlampeneinrichtung 9, die zwischen die Spannungsquelle 8 und die Lampe geschaltet ist, kann aus einer herkömmlichen Glühlampe bestehen. Eine leitende ebene Schicht 10 ist neben der Längshüllflache .der Lampe 2 und im wesentlichen parallel dazu angeordnet. Die Schicht 10 kann beispielsweise direkt an der Lampe mit einem Klebemittel angebracht sein. Eine Auslösespannung liegt an der Schicht 10 über eine Hochspannungsauslöseschaltung 12.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung wird im folgenden angenommen, daß ein System mit einer Wechselspannung von 115V bei einer niedrigen Netzspannung von 105V Wechselspannung arbeitet. Die Arbeitsspannung wäre annähernd 105V Wechselspannung plus 6 Volt für die Lampenleuchtfäden bei einer Gesamtspannung von 111 V Wechselspannung. Für ein zuverlässiges Anschalten der Lampen ist eine Arbeitsspannung von mehr als 125V Wechselspannung bei einer 56,15 cm T-8 Lampe erforderlich. Diese Spannung kann bei Verwendung einer herkömmlichen magnetischen Vörschaltung erzielt werden, ist jedoch nicht erreichbar, wenn als Vorschaltwiderstand die Glühlampeneinrichtung 9 verwandt. Die erfindungsgemäße Ausbildung ist daher auf eine Alternative abgestellt, die Lampenentladung auszulösen, die die Verwendung von Glühlampenvorschaltungen erlaubt. Eine derartige Einrichtung wird dadurch vorgesehen, daß eine Auslöseschaltung verwandt, die durch die leitende Schicht 10 wiedergegeben wird und über die Auslöseenergiequelle batrieben wird. Für die oben angegebenen Werte wäre ein Hochspannungsimpuls mit einer Spitzenspannung von 750V erforderlich, um die Entladung auszulösen.

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Beim Anschalten der Lampe wird dann ein Auslöseimpuls an die leitende Schicht 10 gelegt, wodurch der Widerstand des gasförmigen Mediums in der Röhre herabgesetzt wird/ und eine Leuchtentladung ausgelöst wird, da die Wechselnetzspannung über den Lampenleuchtfäden anliegt. Die Einrichtung 9 liefert den erforderlichen Vorschaltwiderstand während des Betriebes.

In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Glühlampenvorschalteinrichtung dargestellt. Bei bestimmten Anwendungsformen, beispielsweise bei der Blitzbelichtung einer Vorlage bei einem xerographisehen System können die Arbeitsverhältnisse Änderungen in der radiometrischen Ausgabe der Blitzlichtlampe erfordern. Die Belichtungserfordernisse werden beispielsweise im allgemeinen während einer Änderung der Vergrößerung geändert. Die Schaltung in Figur 2 ist im Grunde gleich der Schaltung in Figur 1 mit zusätzlichen Glühlampeneinrichtungen 14,16, die parallel zu der Einrichtung 9 geschaltet sind. Diese Einrichtungen können zu Zeitpunkten, die Belichtungsänderungen entsprechen, in den Schaltkreis geschaltet werden, indem geeignete Steuerspannungen an die Triacs 18 und 20 gelegt werden. Diese Einrichtungen erzeugen in Abhängigkeit von ihrer Charakteristik Änderungen im Lampenstrom und somit in der radiometrischen Ausgabe der Lampe.

Figur 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Hochspannungsauslöseschaltung. Die Schaltung 12' ist so geschaltet, daß sie direkt zwischen der 115 V Wechselspannungsleitung arbeitet. Die Netzwechselspannung liegt an der Lampe 2 und an der Auslöseschaltung 12' über die Glühlampeneinrichtungen 9,14,16. Da die Netzspannung im allgemeinen nicht ausreicht, um eine Entladung der Lampe 2 auszulösen, wird die Netzspannung schnell an einem Kondensator 20 über einen Widerstand 22 und eine Diode 24 aufgebaut. Wenn die Spannung über der Bogenlampe 26 größer als die Bogenüberschlagspannung ist, beginnt die Lampe zu leiten, so daß der Kondensator über die Primärwicklung des Transformators 27 entladen wird. Dadurch wird ein

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Hochspannungsimpuls an der Sekundärwicklung des Transformators erzeugt, der an der leitenden Schicht 10 liegt/ so daß eine Ionisation in der Lampe 2 ausgelöst wird und diese leitend wird. Die Spannung über der Lampe 26 fällt dann auf einen Wert ab, der unter der Bogenüberschlagspannung liegt, so daß die Lampe 26 und dadurch auch die Auslöseschaltung abgeschaltet werden. Die Widerstände 22 und 28 liefern die Möglichkeit einer Einstellung dieser Abschaltspannung. Typische Bauteile für ein System mit 60Hz und 115 Volt Wechselspannung zum Betreiben einer 56,15 cm T-8 Schnellleuchtstofflampe wären:

Widerstand 22 - 18 KOhm
Widerstand 28 - 82 KOhm
Kondensator 20 - 0,1 ^F
Lampe 26 - TP - 100 (Signalite) Transformator 27 - STANCOR P-6426 Diode 24 -IN 2004

Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Vorschaltungen können auch für andere Zwecke verwandt werden. Die Glühlampeneinrichtungen verbrauchen während des Betriebes Energie in Form von Wärme und Licht. Diese Nebenprodukte können nützlich sein, um bestimmte xerographische Funktionen zu unterstützen. Beispielsweise bei einem Kopiergerät, wie es in Figur 4 dargestellt ist, sind die Leuchtstofflampen 30 und 32 die primäre Quelle zum Beleuchten einer Vorlage 34 auf einer gekrümmten Vorlagenebene 36. Das Bild der Vorlage wird von einem schwingenden Abtastspiegel 38 reflektiert und über eine Linse 40 und über einen Spiegel 44 auf eine lichtempfindliche Trommel 42 projeziert, so daß ein latentes Bild auf der Trommel 42 erzeugt wird. Die Glühlampen 46 und 48 sind so angeordnet, daß sie eine Zusatzbeleuchtung liefern, um beispielsweise eine gleichmäßige Beleuchtung der Vorlage zu erreichen. Die elektrischen Anschlüsse sind aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung weggelassen.

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Die Glühlampen können auch an anderen Bereichen der xerographischen Vorrichtung angeordnet sein, die in Figur 4 dargestellt ist. Eine derartige Verwendung besteht darin, zusätzliche Wärme an der Kopienschmelzfixierstation zu liefern. Wie es in Figur 4 dargestellt ist, wird anschließend an die Belichtung der Trommel 48 das latente Bild an der Station A durch das Aufbringen eines Tonermaterials geeigneter Polarität entwickelt. Das entwickelte Bild wird mit einem Blatt eines Trägermaterials 50 in der Ubertragungsstation B in Kontakt gebracht und das Toner-Bild wird elektrostatisch von der Oberfläche der Trommel 48 auf die Kontaktseite des Trägermaterials angezogen. Das Blatt 50 wandert anschließend zu einer Strahlungsschmelzfixierstation C, in der das Bild in seiner endgültigen Form fixiert wird. Die Lampen 46' und 48' sind in der Schmelzfixierstation C.angeordnet, wo sie einen Teil der erforderlichen Wärme liefern. Das sich an die übertragung anschließende Reinigen und Aufladen des Kopierbandes erfolgt in bekannter Weise an den Stationen D und E.

Obwohl es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, können die Lampan 46,48 oder nicht dargestellte zusätzliche Lampen so ausgebildet sein, daß sie ausgewählte Bereiche des Kopierbandes beleuchten und belichten, um ein Zwischenbild und/oder Ränder zu löschen.

An den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen können offensichtlich Änderungen,Abwandlungen usw. vorgenommen werden. Beispielsweise kann die in Figur 3 dargestellte Auslöseschaltung bei anderen Arten von Schaltungen beispielsweise bei Gleichspannungssystenten, unter Verwendung von Festkörpersteuereinrichtungen angewandt werden. Die Vorschalteinrichtung kann weiterhin eine ohmsche Einrichtung, eine reaktive Einrichtung oder Blindeinrichtung und eine Glüheinrichtung sein. Die Schaltung kann auch Standardauslösetransformatoren oder piezoelektrische Materialien verwenden, wobei statt der Lampe eine geeignete Halbleitereinrichtung oder Halbleitereinrichtungen ohne weiteres vorgesehen sein können. Statt einer Bogenlampe in der in Figur 3 dargestellten Schaltung kann ein Spannungssensor, Halbleiterschalter beispielsweise eine Z-Diode verwandt wer-

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den. Das Haupterfordernis besteht darin., daß die Vorrichtung bei einem bestimmten Pegel auslöst, um den Kondensator zu entladen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1/ Glühlampenvorschaltung für eine Leuchtstofflampe

gekennzeichnet, durch wenigstens eine Glühlampeneinrichtung (9,14,16), die zwischen eine Netzwechselspannungsquelle (8) und die Leuchtstofflampe (2) geschaltet ist, eine Einrichtung (6), die eine Vorheiζspannung an die Leuchtfäden (5) der Leuchtstofflampe (2) legt,und eine Einrichtung (10,12), die eine Auslösespannung an die Leuchtstofflampe (2) legt, die ausreicht, um die Lampenentladung auszulösen.
2. Vorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Glühlampeneinrichtungen (9,14,16) parallel zueinander geschaltet sind.

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3. Vorschaltung nach Anspruch 2 gekennzeichnet durch eine Einrichtung (18,20), die wahlweise die Glühlampeneinrichtungen (9,14,16) in den Schaltkreis oder aus dem Schaltkreis schaltet.
4. Xerographisches Kopiergerät, bei dem die Beleuchtung einer zu kopierenden Vorlage von einer oder mehreren Leuchtstofflampen geliefert wird, gekennzeichnet durch eine Lämpenvorschaltung, die wenigstens eine Glühlampeneinrichtung (9,14,16), die zwischen eine Netzwechselspannungsquelle (8) und die Leuchtstofflampe (2) geschaltet ist, eine Einrichtung (6), die eine Vorheizspannung an die Leuchtfäden (5) der Glühlampe (2) legt,und eine Einrichtung (10,12) aufweist, die eine Auslösespannung an die Leuchtstofflampe (2) legt, die ausreicht, um die Lampenentladung auszulösen.
5. Xerographisches Kopiergerät zum Abbilden einer Vorlage auf eine Bildebene gekennzeichnet durch eine Blitzbelichtungsstation zum relativ einheitlichen Beleuchten der Vorlage und durch eine Einrichtung zum Projezieren eines Bildes der Vorlage auf eine lichtempfindliche Bildebene, um dadurch ein latentes Bild der Vorlage auszubilden, wobei die Belichtungsstation wenigstens eine Glühlampeneinrichtung (9,14,16), die zwischen eine Netzwechselspannungsquelle (8) und eine Leuchtstofflampe (2) geschaltet ist, eine Einrichtung (6), die eine Vorheizspannung an die Leuchtfäden (5) der Leuchtstofflampe (2) legt,und eine Einrichtung (12*) aufweist, die eine Auslösespannung an die Leuchtstofflampe (2) legt, die ausreicht, um die Lampenentladung auszulösen.
6. Kopiergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsgeneratorschaltung einen Kondensator (20) , der in Reihe zwischen den Transformator (27) und die Glühlampeneinrichtung (9,14,16) geschaltet ist,und eine leitende Spannungssensoreinrichtung (26) aufweist, die quer über die Anschlußklemmen der Wechselspannungsleitung geschaltet ist, wobei der Konden-

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sator (20) sich während des Aufbaus der Netzspannung aufladen kann und seine Ladung über den Transformator (27) abgeben kann, wenn die leitende Einrichtung (26) zu leiten beginnt.
7. Vorschaltung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (22,28) zum Einstellen des Spannungsabfalls, der ein Leiten der leitenden Einrichtung (26) auslöst.
8. Vorschaltung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (26) eine Bogenlampe ist.
9. Vorschaltung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung ein die Spannung aufnehmender Halbleiterschalter ist.
10. Vorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslosespannungseinrichtung eine leitende ebene Schicht (10) neben der Leuchtstofflampe (2), eine Transformatoreinrichtung (27), die elektrisch mit der leitenden Schicht (10) verbunden ist,und eine Impulsgeneratorschaltung aufweist, die zwischen der Vorschalteinrichtung oder dem Vorschaltwiderstand (9,14, 16) und dem Transformator (27) liegt, wobei die Impulsgeneratorschaltung mit der Spannung von den Wechseispannungsleitungen arbeitet und einen Hochspannungsimpuls erzeugt und diesen Impuls an die Lampe (2) über den Transformator (27) und die leitende Schicht (10) legt, um die Lampenentladung auszulösen, wobei weiterhin die Impulsgeneratorschaltung anschließend an das Auslösen der Lampenentladung abgeschaltet werden kann.
11. Kopiergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühlampeneinrichtungen (46,48) so angeordnet sind, daß sie einen zusätzlichen Lichtanteil zum Beleuchten der Vorlage (34) liefern.

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12. Kopiergerät nach Anspruch 4,gekennzeichnet durch eine Wärraeschmelzfixierstation (C) zum Schmelzfixieren eines entwickelten Bildes auf ein Kopierpapier, wobei die Glühlampeneinrichtungen (46',48') so angeordnet sind/ daß sie einen zusätzlichen Wärmeanteil an der Schmelzfixierstation (C) liefern.
13. Kopiergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühlampeneinrichtungen so angeordnet sind, daß sie wahlweise gewählte Teile der Bildebene löschen.

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