JPH0230157B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、複写機等のランプ点灯装置におい
て、ランプ負荷の断線を検出するランプ断線検出
装置に関する。

複写機等のランプ点灯装置には、異常検出器の
ない調光装置を装備するのが主流であるが、一部
の露光用ランプ点灯装置等では、異常点灯を検出
するために次にような方法が採られていた。

(1) ランプ負荷の異常を直接検出する方法 (a) ランプ負荷の近傍に温度ヒユーズ、サーモ
スイツチ等の温度検出器を取付けて、ランプ
負荷が異常に長く点灯した場合、その点灯に
より発生する熱を検出して異常を検知する方
法。

(b) ランプ負荷の給電線にカレントトランスを
設け、それにより発生する電流の発生時間の
長短で異常を検知する方法。

(c) ランプ負荷の給電線にフオトカプラを構成
する発光ダイオード側を接続し、そのフオト
トランジスタ側からの検出電流の発生時間の
長短で異常を検知する方法。

(2) ランプ負荷の異常を間接的に検出する方法 調光装置の駆動時間をタイマ回路等で測定し
て異常を検知する方法。

しかしながら、これらの方法はいずれもランプ
が異常に長く点灯した時にそれを検出するもので
あつて、ランプ負荷の断線を検出するものではな
く、仮に断線を検知することができたとしてもラ
ンプ負荷に駆動電圧を印加した後であり、事前に
その断線を検出することはできなかつた。

この発明は、上記の問題を解決するためになさ
れたもので、ランプ負荷の断線を常時監視して、
断線が発生した場合にはすぐにそれを検出して表
示できるようにすることを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、ランプ
負荷への交流給電回路に介挿され、該ランプ負荷
の点灯を制御するランプ負荷駆動手段に並列に接
続された交流インピーダンス発生手段と、１次側
を上記ランプ負荷に並列に接続したトランスと、
ランプ負荷が断線により開放状態となつた時に上
記トランスの１次側交流インピーダンスと上記交
流インピーダンス発生手段による交流インピーダ
ンスの分圧比により上記トランスの１次側にかか
る電源電圧によつて、該トランスの２次側に発生
する出力が所定時間を越えて継続した時に作動す
る異常検出回路と、その異常検出回路の作動によ
りランプ負荷の断線を表示する表示手段とを備え
たランプ断線検出装置を提供するものである。

以下、この発明の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。

第１図はこの発明を適用した複写機の露光用ラ
ンプ調光装置のブロツク構成図である。

図中、１はハロゲンランプのようなランプ負荷
で、交流入力回路２から例えばトライアツクを用
いた位相制御回路のようなランプ駆動手段による
ランプ負荷駆動回路３を介して交流電圧（電流）
が供給されて点灯する。

４はランプ負荷１の駆動電圧を検出して直流化
し、比較回路５へ供給する帰環回路、６は複写時
に所定のタイミングで直流電圧（電流）Ｄ・Ｃが
入力される直流入力回路であり、ランプ負荷１に
供給する出力電圧を設定出来るようにしてある。

７はソフトスタート回路であり、ランプ調光装
置の初期動作の際、ランプ負荷１のラツシユカレ
ントを防止してランプ負荷１のフイラメントを長
寿命化し、かつランプ負荷駆動回路３を小型化す
るために設けている。

８は交−直変換回路であり、交流入力回路２に
供給される交流電圧（電流）Ａ・Ｃを整流平滑し
て直流電圧（電流）に変換する。

９はトリガ回路であり、交−直変換回路８から
直流電圧を供給され、ソフトスタート回路７から
の信号S₁又は比較回路５が直流入力回路６からの
信号S₂と帰環回路４からの信号S₃とを比較して出
力する制御信号S₄に応じて交流入力に対する位相
を変えてトリガパルスを発生し、ランプ負荷駆動
回路３に供給される交流の導通角を制御し、ラン
プ負荷１に供給する出力電圧（電流）の実効値を
実質的に制御する。

なお、トリガ回路９では制御信号S₄（電圧）を
例えばフオトカプラ等を用いて抵抗値変化に換
え、トリガパルスを発生させるタイミングを決め
る時定数回路の時定数を変化させて、発生するト
リガパルスの交流入力に対する位相を制御してい
る。

１０は帰環回路３の出力発生時に、その出力に
実質的に影響を及ぼさずに出力を発生する出力発
生回路、１１は異常検出回路であり、出力発生回
路１０の出力の発生時間が所定時間（露光サイク
ルに応じた時間）を越えた時に作動し、ランプ負
荷１の異常点灯及び断線を検出する。

１２はランプ負荷遮断回路であり、異常検出回
路１１が異常を検出して作動した時にランプ負荷
１への給電を断つ。１３は異常状態表示回路であ
り、異常検出回路１１がランプ負荷１の点灯異常
又は断線を検出した時に、それを表示してオペレ
ータに知らせるために設けられている。

１４は直流レベル回路であり、交−直変換回路
８で直流に変換された電圧を、異常検出回路１１
及び異常状態表示回路１３を働かせるのに必要な
一定の電圧レベルに変換して供給するための回路
である。

次に、このように構成された上記実施例の動作
を説明する。

先ず、図示しない電源スイツチをオンさせ、交
流入力回路２に交流Ａ・Ｃを入力する。そして、
オペレータがコピー枚数等の情報をセツトしてコ
ピースタートスイツチをオンさせると、所定のタ
イミングで直流電圧Ｄ・Ｃが直流入力回路６に入
力される。

一方、トリガ回路９には交−直変換回路８から
直流電圧が供給されているので、ソフトスタート
回路７からの信号S₁によりトリガパルスを発生し
始める。このトリガパルスがランプ負荷駆動回路
３を制御し、交流入力回路２からの交流入力を位
相制御してランプ負荷１に供給する。

そして、ランプ負荷１が点灯して露光が開始さ
れる。すると、帰環回路４はランプ負荷１の駆動
電圧を検出して直流化し、比較回路５に信号S₃を
出力する。

比較回路５は、この信号S₃を直流入力回路６で
設定された電圧信号S₂と比較して制御信号S₄を出
力し、ランプ負荷１が所定の発光出力で点灯する
ように、トリガ回路９で発生するトリガパルスの
位相を変化させる。

また、帰環回路４が信号を出力すると、出力発
生回路１０はそれに応じて出力を発生する。そし
て、異常検出回路１１がこの出力の発生時間を計
測し、例えばランプ負荷１が何らかの理由で所定
サイクルで消灯しない時、あるいはランプ負荷１
が断線した時に作動して、ランプ負荷遮断回路１
２によりランプ負荷１への給電を断つと共に、異
常状態表示回路１３を働かせてランプ負荷１の点
灯異常をオペレータに知らせる。

次に、この発明の具体的実施例を第２図を参照
して説明する。第２図は第１図に示した実施例に
おけるこの発明に係わる部分のみを具体的回路図
として示してある。

図中、Q₁はランプ負荷駆動回路３のランプ駆
動手段である双方向性３端子サイリスタ（以下
「トライアツク」と云う）であり、そのゲートＧ
にはトリガ回路９からのトリガパルスが印加され
る。このトライアツクQ₁の電極T₁，T₂間には、
抵抗R₁とコンデンサC₁の直列回路からなる交流
インピーダンス発生手段が並列に接続されてい
る。

Ｔは帰環用トランスであり、その１次側のコイ
ルL₁を後述するランプ負荷遮断回路１２とラン
プ負荷１の直列回路に並列に接続し、２次側のコ
イルL₂を整流器RECに接続している。なお、１
次側のコイルL₁の交流インピーダンスωL₁は、前
述の抵抗R₁及びコンデンサC₁の交流インピーダ
ンスR₁＋１／ωC₁よりも充分大きくしてある。

整流器RECには、電流制限用の抵抗R₂と平滑
用のコンデンサC₂との直列回路が並列に接続さ
れ、コンデンサC₂には抵抗R₃が並列に接続され
ている。この接続点ａから信号S₃として電圧を比
較回路５へ出力する。

これらの帰環用トランスＴ、整流器REC、抵
抗R₂，R₃及びコンデンサC₂により帰環回路４を
構成している。

出力発生回路１０において、D₁は逆入力防止
用ダイオードであり、帰環回路４における整流器
RECの出力電圧（ｂ点の電圧）によつて、抵抗
R₄を介してコンデンサC₃を充電する向きに接続
してある。なお、この充電時定数R₄・C₃は非常
に小さくしてある。

Tr₁はNPN型トランジスタであり、そのベー
スは抵抗R₅を介してコンデンサC₃の充電電圧が
現われるｃ点に接続され、エミツタは共通線１５
に、コレクタは抵抗R₆，R₇を介して後述する直
流レベル回路１４の定電圧出力点ｅにそれぞれ接
続してある。

Tr₂はPNP型トランジスタであり、そのベース
は抵抗R₇とR₆による分圧点ｄに、エミツタは定
電圧出力点ｅに、コレクタは抵抗R₈を介して共
通線１５にそれぞれ接続してある。

異常検出回路１１において、充電用のコンデン
サC₄と抵抗R₉の直列回路が出力発生回路１０の
出力端子であるｆ点と共通線１５との間に接続さ
れている。この充電時定数C₄・R₉は複写機の露
光サイクルに応じた時間より若干長くし、露光サ
イクル中に後述するツエナーダイオードZD₁がツ
エナー電圧に達しないように設定してある。

抵抗R₃には、ダイオードD₂がそのアノードが
共通線１５側になるようにして並列に接続され、
ランプ負荷１が正常に点灯し、露光サイクルが終
了してトランジスタTR₂がオフすると、コンデン
サC₄→抵抗R₈→ダイオードD₂のループで、コン
デンサC₄の充電電荷が短時間に放電するように
してある。

ZD₁はツエナーダイオードであり、そのアノー
ドをコンデンサC₄と抵抗R₉の接続点ｇに、カソ
ードを抵抗R₁₀とコンデンサC₅との並列回路を介
してｆ点に接続してある。このツエナーダイオー
ドZD₁のツエナー電圧（プレークダウン電圧）は
抵抗R₈の両端に発生する電圧以下のものを選ぶ。
コンデンサC₅は雑音防止用のコンデンサである。

Q₂はプログラマブル・ユニジヤンクシヨン・
トランジスタ（以下「PUT」を略称する）であ
り、そのゲートＧはツエナーダイオードZD₁のカ
ソード側のｈ点に、アノードＡはｆ点に、カソー
ドＫはリレーコイルRyを介して共通線１５に接
続されている。また、リレーコイルRyには逆電
圧吸収用のダイオードD₃を並列に接続している。

そして、ランプ負荷遮断回路１２を構成するリ
レーコイルRyの常閉接点Ra₁を、前述のように
トライアツクQ₁とランプ負荷１の間に介挿し、
このリレーコイルRyの常開接点Ra₂を、異常状
態表示回路１３の表示手段である発光ダイオード
LD及びその保護抵抗R₁₁との直列回路とｆ点との
間に介挿している。

また、交−直変換回路８の出力端子と共通線１
５との間には、直流レベル回路１４を構成する抵
抗R₁₂とツエナーダイオードZD₂が直列に接続し
てあり、ｅ点からツエナーダイオードZD₂のツエ
ナー電圧に相当する定電圧を出力する。

次に、この回路の動作を説明すると、図示しな
い電源スイツチ及びコピースタートスイツチをオ
ンにし、複写機が露光サイクルに入ると、トリガ
回路９からトリガパルスによりトライアツクQ₁
が所定の位相角でターンオンする。

それによつて、交流入力回路２から供給される
交流入力はトライアツクQ₁で位相制御され、常
閉接点Ra₁を介してランプ負荷１に流れ、ランプ
負荷１を点灯させる。

ランプ負荷１が点灯すると、その両端に電圧が
発生するため、帰環用トランスＴの１次側コイル
L₁にも電圧が印加され、その２次側のコイルL₂
に電圧が発生する。この交流電圧を整流器REC
で整流し、さらに抵抗R₂，R₃で分圧すると共に
コンデンサC₂で平滑して比較回路５に出力し、
前述した手順で一定の発光出力でランプ負荷１が
点灯するように信号処理される。

なお、ランプ負荷１の抵抗をR₀とすると、そ
のR₀は非常に小さく、R₀≪ωL₁が成立するので、
その合成インピーダンスは略R₀である。一方、
R₀＜R₁＋１／ωC₁が成立するので、トライアツ
クQ₁のターンオフ時に、抵抗R₁とコンデンサC₁
の直列回路をバイパスする電流によつてランプ負
荷１が点灯するようなことはなく、帰環用トラン
スＴの２次側にも帰環電圧は発生しない。

さて、ランプ負荷１が点灯中、出力発生回路１
０のコンデンサC₃には、ダイオードD₁及び抵抗
R₄を介して整流器RECで整流された直流電圧が
充電され続けるので、ｃ点の電位が上り、トラン
ジスタTr₁はオン状態を維持する。

トランジスタTr₁がオンすると、ツエナーダイ
オードZD₂で定電圧化した交−直変換回路８から
供給される直流電流が抵抗R₇，R₆を介してトラ
ンジスタTr₁のエミツタに流れるので、ｄ点の電
位が下りトランジスタTr₂もオンする。

この２つのトランジスタTr₁，Tr₂は、帰環出
力がある限りオンし続ける。そして、トランジス
タTr₂がオンすると、異常検出回路１１のコンデ
ンサC₄が充電時定数R₉・C₄で充電され始める。

トランジスタTr₂がオンした瞬間は、ツエナー
ダイオードZD₁のアノード側の電位はカソード側
の電位と等しいが、コンデンサC₄が充電され始
めるとアノード側の電位が下がり始める。

しかしながら、前述したように充電時定数
R₉・C₄を複写機の露光サイクルに応じた時間よ
り若干長くし、露光サイクル中にツエナーダイオ
ードZD₁がツエナー電圧に達しないようにしてあ
るので、ランプ負荷１が正常に所定時間だけ点灯
して消灯すれば、ツエナーダイオードZD₁がブレ
ークダウンする前にトランジスタTr₁，Tr₂がオ
フする。したがつて、コンデンサC₄に充電され
た電荷は抵抗R₈→ダイオードD₂のループで短時
間に放電される。

ところが、何らかの理由でランプ負荷１が露光
サイクルを終了しても点灯していると、コンデン
サC₄がツエナーダイオードZD₁のツエナー電圧ま
で充電され、ツエナーダイオードZD₁がブレーク
ダウンする。

それによつて、抵抗R₁₀にはブレークダウン電
流が流れて電圧降下が生ずる。したがつてｈ点の
電位が下り、PUTQ₂のゲートＧの電位がアノー
ドＡの電位より低くなるので、PUTQ₂がターン
オフし、リレーコイルRyに電流が流れる。

リレーコイルRyに電流が流れると、直ちにそ
の常閉接点Ra₁（ランプ負荷遮断回路１２）が開
いてランプ負荷１への給電を断ち、ランプ負荷１
を消灯すると共に、その常開接点Ra₂が閉じて異
常状態表示回路１３の発光ダイオードLDに給電
して発光させ、ランプ負荷１の異常をオペレータ
に知らせる。

なお、ツエナーダイオードZD₁にかかるツエナ
ー電圧は、ブレークダウンした後抵抗R₉，R₁₀の
電圧降下により、PUTQ₂のゲート電位を一定に
保つ。また、常閉接点Ra₁が開いてランプ負荷１
が消灯しても、今度は前述したR₁＋１／ωC₁≪
ωL₁が成立するので、抵抗R₁とコンデンサC₁の
直列回路を介して帰環用トランスＴの１次コイル
L₁に電流が流れ、２次側には電圧が発生し続け
る。

したがつて、トランジスタTr₁，Tr₂はオン状
態を維持され、PUTQ₂への給電が断たれること
はなく、リレーコイルRyには電流が流れ続け、
常閉接点Ra₁の開及び常開接点Ra₂の閉状態は維
持される。

そして、図示しない電源スイツチをオフさせれ
ば、全ての給電が断たれてPUTQ₂がオフすると
共にコンデンサC₄の充電電荷も放電され、自動
的にリセツトされる。

次に、この実施例によるランプ負荷の断線検出
について説明する。

ランプ負荷１が、例えば露光サイクル中に断線
すると、常閉接点Ra₁が開いた時と同様にR₁＋
１／ωC₁≪ωL₁が成立するので、トライアツクQ₁
がターンオフしても交流インピーダンス発生手段
である抵抗R₁とコンデンサC₁の直列回路を介し
て帰環用トランスＴの１次コイルL₁に電流が流
れ、その交流インピーダンスの分圧比によつて２
次側には電圧が発生し続ける。

したがつて、前述の場合と同様に、異常検出回
路１１のPUTQ₂がターンオンしてリレーコイル
Ryに通電し、それによつて異常状態表示回路１
３の常開接点Ra₂が閉じ、発光ダイオードLDが
発光して異常（この場合、ランプ負荷の断線）を
知らせることが出来る。

なお、ランプ負荷１が露光サイクル以前に断線
していても、同様にそれを検出出来ることは云う
までもない。

さらに、ランプ負荷１が断線すると共にランプ
駆動手段であるトライアツクQ₁が短絡故障した
時にも、トランスＴの１次側に電流電圧が印加さ
れるため２次側に電圧が発生し続け、異常検出回
路１１がそれを検出して、異常状態表示回路１３
の発光ダイオードLDを発光させてこれを表示す
ることが出来る。

以上、この発明を複写機の露光用ランプ調光装
置に適用して、ランプの異常点灯検出と断線検出
に検出回路を兼用した実施例について説明した
が、これに限るものではなく、ランプの断線検出
専用の装置として構成してもよいし、対象も複写
機の露光用ランプ調光装置に限らず、他の機器の
調光装置や、調光を行なわないランプ点灯装置に
も同様に適用できる。

以上述べたように、この発明によれば、ランプ
負荷の断線を常に監視して断線発生時にはすぐに
それを検出して表示するので、ランプ断線に対す
る処置を迅速に取ることができ、ランプの不点灯
によつて機器が使用できなくなる状態を最少限に
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す複写機の露
光ランプ用調光装置のブロツク図、第２図は第１
図の実施例におけるこの発明係わる部分の具体的
回路図である。 １……ランプ負荷、２……交流入力回路、３…
…ランプ負荷駆動回路、４……帰環回路、１０…
…出力発生回路、１１……異常検出回路、１２…
…ランプ負荷遮断回路、１３……異常状態表示回
路（表示手段）、Q₁……トライアツク（ランプ駆
動手段）、R₁，C₁……交流インピーダンス発生手
段、Ｔ……帰還用トランス、Ry……リレーコイ
ル、Ra₁……常閉接点、Ra₂……常開接点、LD…
…発光ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ランプ負荷への交流給電回路に介挿され、該
   ランプ負荷の点灯を制御するランプ負荷駆動手段
   に並列に接続された交流インピーダンス発生手段
   と、１次側を前記ランプ負荷に並列に接続したト
   ランスと、前記ランプ負荷が断線により開放状態
   となつた時に前記トランスの１次側交流インピー
   ダンスと前記交流インピーダンス発生手段による
   交流インピーダンスの分圧比により前記トランス
   の１次側にかかる電源電圧によつて、該トランス
   の２次側に発生する出力が所定時間を越えて継続
   した時に作動する異常検出回路と、該異常検出回
   路の作動によりランプ負荷の断線を表示する表示
   手段とを備えたことを特徴とするランプ断線検出
   装置。