JP3262428B2 - 蛍光灯駆動装置 - Google Patents

蛍光灯駆動装置

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JP3262428B2
JP3262428B2 JP26723593A JP26723593A JP3262428B2 JP 3262428 B2 JP3262428 B2 JP 3262428B2 JP 26723593 A JP26723593 A JP 26723593A JP 26723593 A JP26723593 A JP 26723593A JP 3262428 B2 JP3262428 B2 JP 3262428B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複写機やファクシミリ等
の原稿露光用光源として用いられる蛍光灯の駆動を行な
う蛍光灯駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真装置等の複写機における
原稿露光用光源としては、ハロゲンランプと蛍光灯が主
に用いられてきている。このうち、蛍光灯は大きな光量
を必要としない低速機において使用されることが多い
が、消費電力が小さいため、より高速な機種においても
蛍光灯光源への移行が望まれている。
【0003】複写機に搭載される蛍光灯の駆動及び制御
回路例を図1に示す。1は蛍光灯、2は蛍光灯点灯電流
制限インダクタンス、3はインバータトランス、4はイ
ンバータトランスドライブトランジスタ、5はスナバコ
ンデンサ、6は装置内のDC電源、7はダイオードブリ
ッジ、8は蛍光灯の点灯、消灯を行なう制御トランジス
タ、9及び10はバイパスコンデンサ、11及び12は
蛍光灯内のフィラメント、13は発振器である。また、
20は商用交流電源、21は商用交流電源から装置本体
で使用するDC低電圧を生成するAC−DCコンバー
タ、22は装置のシステム制御をおこなうシステムコン
トローラ、23はAC−DCコンバータの出力制御を指
令するモード信号である。
【0004】図1の回路例の動作を図2に示すタイミン
グチャートで説明する。まず、電源が投入されると装置
は待機(スタンバイ)状態となる。この時、AC−DC
コンバータ21にはコントローラ22よりスタンバイモ
ードの信号が送られる。これにより、AC−DCコンバ
ータ21の出力VDDはコピー動作時の電圧よりも低い電
圧出力となる。本例では12Vとする。
【0005】一方、蛍光灯1は待機中当然、消灯状態に
あるが、コピー動作を開始する際、よりスムーズな点灯
開始を行なうため、若干の予熱電流をフィラメント1
1、12に流しておく必要がある。本例ではインバータ
トランス3の入力の一端にAC−DCコンバータ21の
出力電圧が印加されており、もう一端を発振器13の発
振出力に従って30KHzの周波数でオンオフスイッチ
ングする。これによりインバータトランス3の出力には
巻線比に応じた高電圧Vhが発生する。この時ダイオー
ドブリッジ7は制御トランジスタ8によりショートされ
ているので、インバータトランス3の出力側はインダク
タ2、フィラメント11及びバイパスコンデンサ9、フ
ィラメント12及びバイパスコンデンサ10による直列
回路が接続された状態となる。従って、出力巻線電流は Vh/jωL となる。これからバイパスコンデンサ9、10により分
流する電流を差引いた値が、蛍光灯1のフィラメント1
1、12に流れる予熱電流となる。本例ではこの時35
0mAのフィラメント電流がながれるとし、この状態を
ハーフ予熱状態と呼ぶ。
【0006】次に、コピーキーが押されるとコントロー
ラ22からAC−DCコンバータ21にコピーモード信
号が送られる。これにより、AC−DCコンバータ21
の出力VDDは装置各ユニットが動作可能な電圧に上昇さ
れる。本例では、24Vとする。これにより、インバー
タトランス3の出力巻線電圧はほぼ、2倍に上昇し、従
って、予熱電流もほぼ2倍となる。本例ではこの時70
0mAのフィラメント電流が流れるとし、この状態をフ
ル予熱状態と呼ぶ。点灯開始直前のこのフル予熱は蛍光
灯1の速やかな点灯開始のために効果があり、一般に必
須のシーケンスである。
【0007】次に、原稿露光のタイミングにおいて、制
御トランジスタ8によるダイオードブリッジ7のショー
トが停止し、インバータトランス3の出力電圧が蛍光灯
1の両端に印加される。これにより、蛍光灯1は点灯を
開始する。露光タイミングが終わると、再びダイオード
ブリッジ7がショートされ、蛍光灯1が消灯する。そし
て、装置が複写動作の後処理を終え、再びスタンバイモ
ードへ移行するまで、予熱はフル予熱モードを継続す
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】高速機において、露光
光源として蛍光灯を採用するためには、高い光量とその
長寿命化が必須の条件となるが、蛍光灯を使いこなす上
で以下のような相反する課題がある。 1)迅速な点灯開始のために、点灯前に十分な予熱を行
なう必要がある。 2)高い光量の長寿命化のため、フィラメント周辺の管
面の予熱による黒化はできる限り、抑制する必要があ
り、そのためには予熱電流、時間を必要最低限に抑えた
い。
【0009】しかしながら、従来の方法では予熱電流、
時間を装置の動作条件の中で、きめこまやかに最適化す
ることが難しく、1)、2)の両者のバランスをとるこ
とができず、装置の高速化を達成すると、目標とする寿
命に達する前に、激しい黒化による光量ダウンが避けら
れずにいた。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は以上の点に鑑み
てなされたもので、蛍光灯の速やかな点灯開始とフィラ
メント付近の管面の黒化防止を目的とするものであり、
詳しくは、複写機やファクシミリ等における原稿露光用
の蛍光灯を駆動する蛍光灯駆動装置において、蛍光灯の
予熱用フィラメント電流を複数のレベルに可変とし、
続して実行される原稿露光の回数に応じ、予熱用フィラ
メント電流のレベル、及び、予熱用フィラメント電流の
印加時間を制御することを特徴とする蛍光灯駆動装置を
提供するものであり、また、連続して実行される原稿露
光がすすむにつれ、予熱用フィラメント電流のレベルを
下げ、且つ、予熱用フィラメント電流の印加時間を短く
する様に制御するものである。
【0011】
【実施例】図3は本発明の第1の実施例を示すブロック
構成図である。図1と同じ構成要素には同一の符番を付
してある。本例において特徴的なことはコントローラ2
2より予熱用インバータトランスのドライブトランジス
タ4に予熱制御信号24を送り、予熱の動作率をコント
ローラ22から自由に変更可能としたところである。図
4、図5に図3の構成の動作タイミングチャートを示
す。
【0012】図3の動作を図4及び図5を用いて説明す
る。電源投入後のスタンバイモードにおいては先の従来
例と同じくAC−DCコンバータ21の出力Vddは1
2Vになっており、これがインバータトランス3の一端
に印加されている。そして、発振器13より30KHz
でドライブトランジスタ4のドライブ信号が入力され
る。これに対し、コントローラ22からオープンコレク
タで500Hz、90%デューティの予熱制御信号24
が同様に印加される。そのため、図5に示されるよう
に、実際にはインバータトランス3は90%の時間比で
ドライブが行なわれることになる。即ち、予熱電流は予
熱制御信号のON時間をDon、OFF時間をDoff
とすると、{Don/(Don+Doff)}・Ifu
llと表わされる。本例ではこの時(Don/(Don
+Doff)=90%)に予熱電流が320mA流れる
ようにインバータトランス3の出力およびインダクタ2
が調整されている。
【0013】つぎに、コピーボタンが押され、コピーモ
ードに移行すると、AC−DCコンバータ21の出力V
ddが24Vに起動されると同時に、予熱制御信号24
がフルオープンとなり、100%のドライブが行なわれ
る。この時、700mAの予熱電流がフィラメント1
1、12に供給されフル予熱モードとなる。次に点灯が
開始されると、巻線電流は蛍光灯1の管電流となり、予
熱電流はストップする。次に点灯が終わり消灯される
と、予熱制御信号24が500Hz、50%デューティ
の信号となり、フィラメント電流は350mAに減じら
れる。そして、コピーモードが終了し、AC−DCコン
バータ21の出力Vddが再び12Vとなると、予熱制
御信号24が500Hz、90%デューティの信号とな
り、フィラメント電流は320mAとなる。
【0014】以上のように、本実施例によればコピーモ
ード中の点灯後の消灯時に予熱モードをハーフ状態に下
げることができるので、フル予熱状態が装置全体の累積
稼働時間の中でしめる割合を大きく下げることができ、
従って、蛍光灯の迅速な点灯立上げを補償するととも
に、フィラメント付近の管面黒化による蛍光灯の寿命劣
化を防止できる。
【0015】この様に、予熱電流をコントロール可能な
構成を利用することにより、更に細かな予熱制御ができ
る。例えば、装置電源投入後の時間や、連続コピーの何
枚目か等により、蛍光灯の管壁温度やフィラメントの温
度等が異なり、それに適して予熱制御を実行することに
よって、点灯立上げの迅速化と寿命の伸張が計ることが
できる。
【0016】この制御動作を第2の実施例として次に説
明する。
【0017】[第2の実施例]図6及び図7はコントロ
ーラ22による予熱用フィラメント電流の値と、フル予
熱時間の適正切替え動作をしめす、流れ図、及びシーケ
ンス図である。
【0018】本例で特徴的なことは、電源投入後どれほ
ど時間が経過しているか、および、現在のコピーが連続
何枚目であるかによってAC−DCコンバータ21の出
力VDD及び予熱制御信号24のデューティ比、そして、
予熱時間を変えることによって、予熱用フィラメント電
流の値と、フル予熱時間を適正にきりかえてやるところ
にある。即ち、ステップS1で電源投入後の時間をモニ
タし、電源投入後α後経過していない場合はAモード、
経過している場合はステップS2でコピーが何枚目かを
判断し、次のコピーが連続何枚目かによって、1〜5枚
目の時はBモード、6〜10枚目のときはCモード、1
1枚目以上の場合はDモードに場合分けする。図7に示
す如く、Aモードではフル予熱を700mA,1.5
s,消灯後ハーフ予熱を500mAとし、Bモードでは
フル予熱を700mA,1.2s,消灯後ハーフ予熱を
400mAとし、Cモードではフル予熱を600mA,
1.2s,消灯後ハーフ予熱を350mAとし、Dモー
ドではフル予熱を600mA,1.0s,消灯後ハーフ
予熱を350mAとする。
【0019】これにより、電源投入直後、蛍光灯の管内
温度が低く、点灯開始しにくい可能性がある場合はフル
予熱時間を長めに、ハーフ予熱電流を多めにして、対応
する。また、一定時間経過後は、連続コピーがすすむに
つれ、管内温度が十分に上昇し、点灯開始しやすくなっ
ていると考えられるので、フル予熱時間、電流をさげる
方向に作用させる。
【0020】以上のように、本実施例によれば、電源投
入後経過時間、および連続コピー枚数により予熱モード
を適正に合せ込む為、フィラメント付近の管面黒化防止
とスムーズな点灯開始をバランスさせることが可能にな
る。
【0021】[第3の実施例]図8は第3の実施例を示
すブロック構成図である。図3と同一の構成部分には同
一符号を付してある。本例の特徴は蛍光灯1の管面横に
温度センサー14をもうけ、管内温度を推定し、予熱モ
ードを最適化しようというものである。
【0022】蛍光灯1は一般に管内温度による光量変動
があるため、より高い光量精度が要求される場合は、蛍
光灯1の管側面にヒータが設けられる。本実施例は特に
ヒータが無い場合でも管面温度センサーを設けることに
より実施できるが、ここではヒータがある場合の例を示
している。15が蛍光灯ヒータ、14が温度センサーで
ある。図9はコントローラ22において温度センサー1
4によって検知される管面温度によって4つの予熱モー
ドに分類する例を示している。それぞれのモードの詳細
は特に限定するべきものでないのでここでは言及しない
が、第2の実施例と同様にAC−DCコンバータ21の
出力電圧VDD及び予熱制御信号24のデューティ比を予
熱モードに応じて変えることによって、管面温度に適し
た予熱制御ができる。即ち、例えば、管面温度が低温で
は予熱を多く必要とし、高温ではそれほど予熱を必要と
しないので、この点を考慮し、管面温度に対応して予熱
時間及びフィラメント予熱電流を定め、温度センサー1
4の検知温度によってそれらを選択制御する。
【0023】また、温度センサー24は管面温度ではな
く、蛍光灯の発光量に影響のある機内温度を検知し、そ
れに基づいて同様の制御を行ってもよい。
【0024】以上のように本例によれば、蛍光灯の管内
温度(または管面温度)によって予熱モードを切替える
ので、スムーズな点灯開始とフィラメント付近の黒化対
策を確実に、高度な次元で実現することが可能となる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、蛍光灯の予熱用フ
ィラメント電流を複数のレベルに可変とし、装置の動作
シーケンス、環境に応じ、予熱電流レベル、及びその切
替えシーケンスを最適制御するようにすることで、蛍光
灯の速やかな点灯開始とフィラメント付近の管面の黒化
防止を高い次元でバランスさせることが可能となる。ま
たそれにより、蛍光灯の寿命を大きく延すことができ、
従来困難であった、高速機の露光光源として蛍光灯を使
用することを可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例の蛍光灯点灯回路のブロック構成図であ
る。
【図2】従来例の動作タイムチャート図である。
【図3】本発明の第1の実施例のブロック構成図であ
る。
【図4】第1の実施例の動作タイムチャート図である。
【図5】第1の実施例の動作タイムチャート図である。
【図6】本発明の第2の実施例のモード分類流れ図であ
る。
【図7】第2の実施例の動作タイムチャート図である。
【図8】本発明の第3の実施例のブロック構成図であ
る。
【図9】第3の実施例のモード分類流れ図である。
【符号の説明】
1 蛍光灯 3 インバータトランス 11 フィラメント 12 フィラメント 13 発振器 21 AC−DCコンバータ 22 コントローラ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−163990(JP,A) 特開 昭60−218799(JP,A) 特開 平5−242984(JP,A) 特開 平2−40669(JP,A) 実開 昭61−197694(JP,U) 実開 平2−64198(JP,U) 特公 平5−70278(JP,B2) 実公 平3−717(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/24 G03G 15/04 H04N 1/04 101

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複写機やファクシミリ等における原稿露
    光用の蛍光灯を駆動する蛍光灯駆動装置において、 蛍光灯の予熱用フィラメント電流を複数のレベルに可変
    とし、連続して実行される原稿露光の回数に応じ、予熱
    用フィラメント電流のレベル、及び、予熱用フィラメン
    ト電流の印加時間を制御することを特徴とする蛍光灯駆
    動装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の蛍光灯駆動装置におい
    て、連続して実行される原稿露光がすすむにつれ、予熱
    用フィラメント電流のレベルを下げ、且つ、予熱用フィ
    ラメント電流の印加時間を短くする様に制御すること
    特徴とする蛍光灯駆動装置。
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JP5152982B2 (ja) * 2008-06-20 2013-02-27 パナソニック株式会社 放電灯点灯装置
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