JPH0230158B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ランプの点灯異常を検出してラン
プ負荷への給電回路を遮断する安全装置を備えた
ランプ調光装置に関する。

複写機等においては、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
ンプ調光装置等には異常点灯等を検出するために
次の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、上記(1)−(a)の方法では温度ヒユ
ーズ等の取付け位置（温度検出位置）及びその応
答性に難点があつて実用上ましくない、上記(1)−
(b)の方法では調光装置用にランプ負荷に設ける帰
還用トランスのほかにカレントトランスを設けな
ければならず、ランプ負荷まわりの小型化に限度
があり、上記(1)−(c)の方法ではフオトカプラの耐
圧が低いため、比較的容量の大きい抵抗、ダイオ
ード等が必要なため高価である。

また、特に(1)−(b)、(1)−(c)の方法ではその後段
に遅延動作回路等も必要であり、夫々小型化、低
コスト化を図る上でさらに問題があつた。

上記(2)の方法では実際にランプ負荷の故障を見
ていないので直後検出方法に比較して検出の信頼
性において劣る。

さらに、上記のいずれかの方法によつてランプ
の異常点灯を検出してランプ負荷への給電回路を
遮断するようにしても、その遮断によつてランプ
が消灯すると異常が検出されなくなるため、遮断
が解除されて再びランプが点灯してしまうという
問題もあつた。

この発明は、上記の諸問題を解決するためにな
されたものであり、ランプ負荷の異常点灯を確実
に検出でき、しかもランプ負荷まわりの小型化及
び低コスト化が容易であり、且つ安全性の高い調
光装置を得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
負荷の駆動電圧に応じた信号を発生させる帰還回
路の出力によりランプ負荷駆動手段を制御して、
前記ランプ負荷が常に所定の発光出力で点灯する
ようにしたランプ調光装置において、 上記ランプ負荷駆動手段と、ランプ負荷と動作
時にその給電回路を遮断するランプ負荷遮断回路
との直列回路とを交流給電回路に直列に介挿し、
ランプ負荷駆動手段に並列に交流インピーダンス
発生手段を接続し、前記ランプ負荷とランプ負荷
遮断回路との直列回路に並列に前記帰還回路のト
ランスの１次側を接続する。

さらに、そのトランスの２次側に信号が発生し
ている時に出力を発生する出力発生回路と、該出
力発生回路の出力発生時間が所定時間を越えた時
に作動して上記ランプ遮断回路を動作させる異常
検出回路とからなる安全装置を設ける。

そして、ランプ負荷の点灯時にランプ遮断回路
によつてランプ負荷への給電回路が遮断される
と、その後も電源が開放されるまでは前記トラン
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次側の信号が発生し、それ
によつて前記出力発生回路が出力を発生し続けて
異常検出回路がランプ負荷遮断回路を動作状態に
保持するようにしたものである。

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へ供給する帰還回路、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（電源）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と帰還回路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に供給される交流を導通角を制御し、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は帰還回路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
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、帰還回路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、帰還回路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に作動して、ランプ負荷
遮断回路１２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
おける安全装置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、ランプ負荷１（誘導負
荷）により発生するサージ電圧を吸収するため
と、ランプ負荷遮断回路１２がランプ負荷への給
電を遮断した後もその動作状態を保持させるため
の回路を兼ねて、抵抗R₁とコンデンサC₁の直列
回路が並列に接続されている。

Ｔは帰還用トランスであり、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。

これらの帰還用トランスＴ、整流器REC、抵
抗R₂，R₃及びコンデンサC₂により帰還回路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、帰還回路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R₉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」と略称する）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の発光ダイオードLD及びその保
護抵抗R₁₁と直列回路と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からの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、帰還用トランス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生出力でランプ負荷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、帰還用トラン
スＴの２次側にも帰還電圧は発生しない。

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、帰還出
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R₆・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
オンし、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、ランプ負荷遮断回路１２の常閉接点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還用トラ
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、この安定装置は、図示しない電源スイ
ツチをオフにしてて電源を開放すれば、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。

なお、この実施例によればランプ負荷の断線も
検出することができる。

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
て帰還用トランス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。

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、ランプを点灯させる他の各種
機器の調光装置にも同様に適用できることは勿論
である。。

以上述べたように、この発明によれば、安全装
置によつてランプ負荷の点灯異常等を監視し、点
灯異常等が発生した時にはすぐにそれを検出して
ランプ負荷への給電回路を遮断し、その後電源が
開放されるまでその遮断状態を保持するので、ラ
ンプ負荷の点灯異常に対する処置を迅速にとるこ
とが可能になると共に、異常点灯の継続や遮断点
灯の繰返しによる過熱などの危険性が全くなくな
り、機器の安全性を大幅に高めることができる。

【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
光用ランプ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安全装置に係わる部分の具体
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……帰還回路、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、Q₁……トライアツク、R₁，C₁……抵抗とコ
ンデンサの直列回路、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)

1. 【特許請求の範囲】 １ ランプ負荷の駆動電圧に応じた信号を発生さ
   せる帰還回路の出力によりランプ負荷駆動手段を
   制御して、前記ランプ負荷が常に所定の発光出力
   で点灯するようにしたランプ調光装置において、 前記ランプ負荷駆動手段と、前記ランプ負荷と
   動作時にその給電回路を遮断するランプ負荷遮断
   回路との直列回路とを交流給電回路に直列に介挿
   し、前記ランプ負荷駆動手段に並列に交流インピ
   ーダンス発生手段を接続し、前記ランプ負荷とラ
   ンプ負荷遮断回路との直列回路に並列に前記帰還
   回路のトランスの１次側を接続すると共に、 前記トランスの２次側に信号が発生している時
   に出力を発生する出力発生回路と、該出力発生回
   路の出力発生時間が所定時間を越えた時に作動し
   て前記ランプ遮断回路を動作させる異常検出回路
   とからなる安全装置を設け、 前記ランプ負荷の点灯時に前記ランプ遮断回路
   によつて前記ランプ負荷への給電回路が遮断され
   ると、その後も電源が開放されるまでは前記トラ
   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次側に信号が発生
   し、それによつて前記出力発生回路が出力を発生
   し続けて前記異常検出回路が前記ランプ負荷遮断
   回路を動作状態に保持するようにしたことを特徴
   とする安全装置を備えたランプ調光装置。