JPH0340479B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は閃光放電灯用電源装置に関するもので
ある。

閃光放電灯は、例えば露光用光源或いは複写
機、フアクシミリなどのトナー像定着用熱源とし
て用いられている。閃光放電灯を点灯せしめるた
めの電源装置としては、従来リーケージトランス
を用いた電源装置、商用トランスを用いた電源装
置などが知られているが、これらの電源装置は何
れも大型でしかも大重量であるという欠点を有し
ている、特に閃光放電灯を複写機、フアクシミリ
などのトナー像定着用熱源として用いる場合に
は、近年複写機、フアクシミリの小型軽量化が強
く望まれていることから上述の欠点が著しく大き
なものとなる。

このようなことから、最近半導体スイツチング
素子を有して成るインバータを用いた閃光放電灯
電源装置が開発され、この電源装置によれば小型
でしかも軽量であるという利点が得られる。

第１図は斯かる閃光放電灯用電源装置の構成の
一例を示す説明用回路図である。この例におい
て、１は直流電源Ｅに接続されたインバータであ
り、このインバータ１は、半導体スイツチング素
子であるトランジスタ１１及び１２と、３個のコ
ンデンサ１３，１４，１５と、２個のダイオード
１６，１７とにより構成されている。トランジス
タ１１のコレクタは直流電源Ｅの正側に接続さ
れ、トランジスタ１１のエミツタはトランジスタ
１２のコレクタに接続され、トランジスタ１２の
エミツタは直流電源Ｅの負側に接続されている。
直流電源Ｅの正側とトランジスタ１１のコレクタ
の接続点と、直流電源Ｅの負側とトランジスタ１
２のエミツタの接続点との間には、コンデンサ１
３とコンデンサ１４とが直列に接続され、これら
コンデンサ１３とコンデンサ１４の接続点と、ト
ランジスタ１１のエミツタとトランジスタ１２の
コレクタの接続点との間には、コンデンサ１５と
次段に接続される昇圧用トランス２の１次コイル
とが直列に接続されている。トランジスタ１１及
び１２のベースは後述するドライブ回路１０５に
接続されており、トランジスタ１１のコレクタと
エミツタ間及びトランジスタ１２のコレクタとエ
ミツタ間にはそれぞれダイオード１６及び１７が
接続されている。

２は昇圧用トランスであつて、この昇圧用トラ
ンス２の１次コイルは既述のようにインバータ１
に接続され、２次コイルは次段の整流回路３の入
力端に接続されている。

３は倍電圧整流型の整流回路であつて、この整
流回路３は、４個のダイオード３１，３２，３
３，３４と４個のコンデンサ３５，３６，３７，
３８とにより構成されている。コンデンサ３５と
ダイオード３１とがトランス２の２次コイルに直
列に接続され、ダイオード３１の両端にダイオー
ド３３とコンデンサ３７とが直列に接続され、ト
ランス２の２次コイルとコンデンサ３５の接続点
と、当該２次コイルとダイオード３１の接続点と
の間に、コンデンサ３６とダイオード３２が直列
に接続され、ダイオード３２の両端にダイオード
３４とコンデンサ３８が直列に接続されている。

４は整流回路３の出力端子間に接続された充放
電用コンデンサであり、この充放電用コンデンサ
４の両端に閃光放電灯７が接続され、充放電用コ
ンデンサ４より閃光放電灯７に閃光発生に必要な
電荷が供給される。

１００は半導体スイツチング素子制御機構（以
下単に「制御機構」という。）であり、この制御
機構１００は、充放電用コンデンサ４の両端電圧
を入力信号として受ける誤差増幅器１０１と、こ
の誤差増幅器１０１に基準電圧を付与する基準電
圧源１０２と、矩形波状のパルス信号を発生する
発振器１０３と、この発振器１０３よりのパルス
信号を受けてこのパルス信号のパルス幅を誤差増
幅器１０１よりの信号に基いて調整し、出力端か
ら交互に信号を出力するパルス幅変換器１０４
と、このパルス幅変換器１０４の出力端から交互
に出力される信号に基いてトランジスタ１１及び
１２を交互に駆動するドライブ回路１０５とによ
り構成されている。

前記パルス幅変換器１０４は、発振器１０３よ
りのパルス信号を受けて同一周波数の鋸歯状波信
号を発生する鋸歯状波発生器１０６と、誤差増幅
器１０１よりの信号と鋸歯状波発生器１０６より
鋸歯状波信号とを受け、誤差増幅器１０１よりの
信号電圧が鋸歯状波信号電圧よりも大きいときに
は「低レベル」の信号を出力し、逆に小さいとき
には「高レベル」の信号を出力するコンパレータ
１０７と、このコンパレータ１０７の出力信号と
発振器１０３よりのパルス信号との論理積信号を
出力し、コンパレータ１０７の出力信号が「低レ
ベル」のときには出力が零となり、逆に「高レベ
ル」のときには発振器１０３のパルス信号と同一
のパルス幅の信号を出力するアンドゲート１０８
と、このアンドゲート１０８よりの出力信号を受
け、この信号を２つの出力端Ｑ，から交互に出
力するフリツプ・フロツプ回路と、アンドゲート
１０８、フリツプ・フロツプ回路１０９の一方の
出力端Ｑ、グロー防止信号発生機構９よりの３つ
の信号を受けてそれらの論理積信号を出力するア
ンドゲート１１０と、アンドゲート１０８、フリ
ツプ・フロツプ回路１０９の他方の出力端、グ
ロー防止信号発生機構９よりの３つの信号を受け
てそれらの論理積信号を出力するアンドゲート１
１１とにより構成され、グロー防止信号発生機構
９は後述のトリガー回路８を駆動せしめるトリガ
ー回路駆動信号の発生と連動して作動され、作動
されたときにはグロー防止信号が「低レベル」と
なり、非作動のときにはグロー防止信号が「高レ
ベル」であり、このグロー防止信号が「低レベ
ル」のときにはアンドゲート１１０及びアンドゲ
ート１１１の出力は零となる。

８は閃光放電灯７に設けられたトリガー電極７
１を駆動せしめるためのトリガー回路であり、こ
のトリガー回路８は、トリガー電極７１と閃光放
電灯７の陰極との間に２次コイルが接続されたパ
ルストランス８１と、このパルストランス８１の
１次コイルの両端に直列に接続されたコンデンサ
８２及びサイリスタ８３と、このサイリスタ８３
の両端に接続されたツエナーダイオード８４と、
サイリスタ８３のアノードと閃光放電灯７の陽極
との間に接続された抵抗８５と、サイリスタ８３
のゲートとカソード間に接続された抵抗８６とに
より構成され、サイリスタ８３のゲートに接続さ
れた信号入力端子ａにトリガー回路駆動信号が入
力されるとトリガー電極７１に高電圧が印加され
る。

以上のような構成の電源装置によれば、インバ
ータ１において、トランジスタ１１及び１２が制
御機構１００により交互にオン・オフされること
により、直流電源Ｅよりの直流が一旦交流に変換
され、次にこの交流が整流回路３により再び直流
に交換されてこの直流により充放電用コンデンサ
４に電荷が蓄積される。この充放電用コンデンサ
４の両端電圧が閃光発生に必要な大きさにまで到
達すると、制御機構１００により、トランジスタ
１１及び１２の各ベースに供給されるパルス電流
のパルス幅がほぼ零になるよう制御されて、これ
により充放電用コンデンサ４の両端電圧が誤差増
幅器１０１の基準電圧源１０２の基準電圧に対応
する設定電圧に維持されるようになる。このよう
に充放電用コンデンサ４の両端電圧が設定電圧に
達した状態において、トリガー回路駆動信号が信
号入力端子ａに入力されるとトリガー回路８によ
りトリガー電極７１に高電圧が印加され、これに
より閃光放電灯７の放電電極間に絶縁破壊が生じ
て、この瞬間に充放電用コンデンサ４に蓄積され
ていた電荷が閃光放電灯７に供給されて閃光が発
生する。そしてトリガー回路駆動信号の発生と連
動してグロー防止信号発生機構９が作動されて、
アンドゲート１１０及び１１１に「低レベル」の
グロー防止信号が一定時間入力され、これにより
トランジスタ１１及び１２の作動が休止されて、
インバータ１よりの出力が零となつて充放電用コ
ンデンサ４への充電が一定時間停止され、閃光消
失後閃光放電灯７がグロー放電状態となるのが防
止される。そして一定時間経過後グロー防止信号
が「高レベル」になると、制御機構１００により
トランジスタ１１及び１２の各ベースに供給され
るパルス電流のパルス幅が大きくなるよう制御さ
れて、再び充放電用コンデンサ４に電荷が蓄積さ
れるようになり、以下上述と同様にして閃光の発
生が繰り返し行なわれる。

しかしながら上述の電源装置では、閃光の発生
後グロー防止信号が発生されてインバータ１の出
力が一定時間停止されるが、グロー防止信号の発
生が止まると、その後直ちにトランジスタ１１及
び１２が大きなオン時間幅で再び作動されるた
め、作動初期においてトランジスタ１１及び１２
に大きな突入電流が流入してトランジスタ１１及
び１２が破壊される場合がある。これに対して、
トランジスタ１１及び１２の作動初期におけるオ
ン時間幅を零から徐々に大きくするソフトスター
ト回路を設けることが考えられるが、これを別個
に設ける場合には部品の点数が多くなつてコスト
が高くなり、しかもソフトスタート回路はグロー
防止信号発生機構とタイミングを合わせて作動さ
せることが必要であることから、その構成が相当
に複雑となり設計上不利である。

本発明は以上の如き事情に基いてなされたもの
であつて、簡単な構成であり、しかもグロー防止
信号の発生時間及びソフトスタート信号の発生時
間を厳密にコントロールすることができて、グロ
ー放電の防止及びインバータにおける半導体スイ
ツチング素子の破壊を確実に防止することができ
る新規な構成の閃光放電灯用電源装置を提供する
ことを目的とし、その特徴とするところは、半導
体スイツチング素子を有して成るインバータと、
このインバータの出力端に接続された整流回路
と、この整流回路の出力端に接続された充放電用
コンデンサと、この充放電用コンデンサの両端に
接続される閃光放電灯に、トリガー回路駆動信号
を受けたときにトリガー電圧を印加するトリガー
回路と、前記充放電用コンデンサの放電電流を検
出して、この検出信号に基いてグロー防止信号及
びこれに続いてソフトスタート信号を発生するイ
ンバータ制御信号発生機構と、このインバータ制
御信号発生機構よりのグロー防止信号を受けたと
きには前記インバータにおける半導体スイツチン
グ素子の動作を休止せしめ、ソフトスタート信号
を受けたときには前記インバータにおける半導体
スイツチング素子のオン時間幅を零から徐々に大
きくする半導体スイツチング素子制御機構とを具
えて成り、前記インバータ制御信号発生機構は、
基準電圧源とアースとの間に順次接続された第１
の分圧抵抗及び第２の分圧抵抗と、第１の分圧抵
抗の両端に接続されたコンデンサと、このコンデ
ンサの両端に接続された、前記検出信号を受けた
ときに当該コンデンサを短格するスイツチング素
子と、第１の分圧抵抗と第２の分圧抵抗の接続点
にその入力端子が接続されたコンパレータとを有
して成る点にある。

以下図面により本発明の一実施例について説明
する。

第２図は本発明の一実施例を示す説明用回路図
であり、第１図に示したものと同一のものには同
一の符号を付して示し、その説明は同一であるの
で省略する。９０はインバータ制御信号発生機構
であり、このインバータ制御信号発生機構９０
は、第３図に詳細に示すように、充放電用コンデ
ンサ４と閃光放電灯７の一方の電極との間に１次
コイルを接続して設けたカレントトランス９０１
と、このカレントトランス９０１の２次コイルの
両端に接続された波形整形用抵抗９０２と、この
抵抗９０２の両端に接続された波形整形用コンデ
ンサ９０３と、このコンデンサ９０３の両端に直
列に接続された分圧抵抗９０４及び９０５と、一
方の分圧抵抗９０４の両端にそれぞれ接続された
ダイオード９０６及びコンデンサ９０７と、分圧
抵抗９０４と９０５との接続点にベースが接続さ
れたトランジスタ９０８と、このトランジスタ９
０８のエミツタの分圧抵抗９０４と抵抗９０２と
の接続点との間に発光ダイオードが接続されたフ
オトカプラー９０９と、このフオトカプラー９０
９のフオトトランジスタのコレクタ及びエミツタ
にそれぞれベース及びエミツタが接続されたスイ
ツチング素子例えばトランジスタ９１０と、この
トランジスタ９１０のエミツタ・ベース間に接続
された抵抗９１１と、トランジスタ９１０のコレ
クタ・エミツタ間にそれぞれ接続されたコンデン
サ９１２及び第１の分圧抵抗９１３と、トランジ
スタ９１０のコレクタとアースとの間に接続され
た第２の分圧抵抗９１４と、第１の分圧抵抗９１
３と第２の分圧抵抗９１４の接続点にその入力端
子が接続されたコンパレータ９１５と、コンデン
サ９１２、トランジスタ９１０のエミツタ、第１
の分圧抵抗９１３の接続点にその正側が接続され
た基準電圧源９１６とにより構成されている。コ
ンパレータ９１５の基準電圧端子には制御機構１
００における鋸歯状波発生器１０６が接続され、
コンパレータ９１５の出力端子は制御機構１００
のアンドゲート１１０及び１１１に接続されてい
る。このコンパレータ９１５においては、入力端
子に入力される信号が基準電圧即ち鋸歯状波電圧
より大きいときには「低レベル」の信号が出力さ
れ、逆に小さいときには小さい間の時間幅に対応
したパルス幅の信号が出力される。前記コンデン
サ９１２、第１の分圧抵抗９１３、第２の分圧抵
抗９１４の各値は必要とされるグロー防止信号発
生時間及びソフトスタート信号発生時間の長さに
よつて設定される。

９１は確認信号発生回路であり、この確認信号
発生回路９１は、インバータ制御信号発生機構９
０におけるトランジスタ９０８のコレクタに発光
ダイオードが接続されたフオトカプラー９２と、
発光ダイオードのアノードに接続された抵抗９３
とにより構成され、フオトカプラー９２のフオト
トランジスタのコレクタ及びエミツタにそれぞれ
接続された出力端子ｃ，ｄ間に確認信号が発生さ
れ、図示はしないがこの出力端子ｃ，ｄ間には例
えばパイロツトランプ或いは発光ダイオードなど
の可視化機構が接続される。抵抗９３の他端の信
号入力端子ｂにはトリガー回路８におけるサイリ
スタ８３のゲートに接続された信号入力端子ａに
入力されるトリガー回路駆動信号と同期した信号
が入力される。

以上の実施例によれば、充放電用コンデンサ４
が放電を開始すると、カレントトランス９０１の
１次コイルに放電電流が流れると共にこれにより
２次コイルに誘導電流が流れて分圧抵抗９０４の
両端に放電電流に対応した大きさの電圧が生ず
る。この電圧によりトランジスタ９０８のベー
ス・エミツタ間が導通して電流が流れ、この電流
によりフオトカプラー９０９が作動し、トランジ
スタ９１０のエミツタ・ベース間に電流が流れて
トランジスタ９１０がオン状態となる。トランジ
スタ９１０がオン状態となると、第４図に示すよ
うに第１の分圧抵抗９１３が短格されて第２の分
圧抵抗９１４の両端電圧即ち第１の分圧抵抗９１
３と第２の分圧抵抗９１４の接続点Ｐの電位が鋸
歯状波発生器１０６よりのピーク電圧値Vpより
も大きくなり、コンパレータ９１５より「低レベ
ル」の信号が出力されてこの信号が制御機構１０
０のアンドゲート１１０及び１１１に入力され、
アンドゲート１１０及び１１１の出力は零とな
る。このときインバータ１のトランジスタ１１及
び１２はオフ状態となつてインバータ１の出力が
零となり、充放電用コンデンサ４及び閃光放電灯
７への電荷の供給が停止されてこれにより閃光消
失後のグロー放電が防止される。このグロー防止
信号の発生と同時にコンデンサ９１２の放電がト
ランジスタ９１０によつて行なわれる。次にコン
デンサ９１２の充電は、コンデンサ９１２の容量
と第２の分圧抵抗９１４の抵抗値とによつて定ま
る時定数に基いて行なわれる。このとき接続点Ｐ
は電位は第４図に示したようにコンデンサ９１２
の充電に対応して徐々に小さくなり、鋸歯状波電
圧のピーク電圧値Vpより小さくなると、第５図
に示すように接続点Ｐの電位が鋸歯状波電圧より
も小さくなつている間の時間幅に対応した「高レ
ベル」のパルス即ち時間幅が徐々に大きくなるパ
ルスがコンパレータ９１５より出力され、この信
号によりアンドゲート１１０及び１１１から交互
に出力信号が発生され、トランジスタ１１及び１
２が交互にオン状態とされソフトスタートされ
る。このようにしてインバータ１から再び交流が
出力され、充放電用コンデンサ４に再び電荷が蓄
積され、次に閃光発生に必要な電圧にまで充電さ
れる。

このようにインバータ制御信号発生機構９０に
よれば、トランジスタ９１０のスイツチングとコ
ンデンサ９１２の放電電荷の放出を利用すること
により、簡単な構成でグロー防止信号の発生及び
これに続いてソフトスタート信号を発生せしめる
ことができ、グロー放電の防止及びインバータ１
のトランジスタ１１及び１２への突入電流の流入
を防止することができる。そしてグロー防止信号
の発生時間及びソフトスタート信号の発生時間
は、コンデンサ９１２の容量、第２の分圧抵抗９
１４の抵抗値、基準電圧源９１６の電圧値を選定
することにより厳密に定めることができるので、
グロー防止信号及びソフトスタート信号のコント
ロールを簡単にしかも確実に行なうことができ、
装置の設計を有利に行なうことができる。

以上において、グロー防止信号発生時間は例え
ば約15msec程度とされ、ソフトスタート信号発
生時間は例えば15〜50msec程度とされる。

以上のように本発明は、半導体スイツチング素
子を有して成るインバータと、このインバータの
出力端に接続された整流回路と、この整流回路の
出力端に接続された充放電用コンデンサと、この
充放電用コンデンサの両端に接続される閃光放電
灯に、トリガー回路駆動信号を受けたときにトリ
ガー電圧を印加するトリガー回路と、前記充放電
用コンデンサの放電電流を検出して、この検出信
号に基いてグロー防止信号及びこれに続いてソフ
トスタート信号を発生するインバータ制御信号発
生機構と、このインバータ制御信号発生機構より
のグロー防止信号を受けたときには前記インバー
タにおける半導体スイツチング素子の動作を休止
せしめ、ソフトスタート信号を受けたときには前
記インバータにおける半導体スイツチング素子の
オン時間幅を零から徐々に大きくする半導体スイ
ツチング素子制御機構とを具えて成り、前記イン
バータ制御信号発生機構は、基準電圧源とアース
との間に順次接続された第１の分圧抵抗及び第２
の分圧抵抗と、第１の分圧抵抗の両端に接続され
たコンデンサと、このコンデンサの両端に接続さ
れた、前記検出信号を受けたときに当該コンデン
サを短格するスイツチング素子と、第１の分圧抵
抗と第２の分圧抵抗の接続点にその入力端子が接
続されたコンパレータとを有して成ることを特徴
とする閃光放電灯用電源装置であるから、簡単な
構成であり、しかもグロー防止信号の発生時間及
びソフトスタート信号の発生時間を厳密にコント
ロールすることができ、グロー放電の防止及びイ
ンバータにおける半導体スイツチング素子の破壊
を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の閃光放電灯用電源装置の一例を
示す説明用回路図、第２図は本発明の一実施例を
示す説明用回路図、第３図は第２図の要部を示す
説明用回路図、第４図及び第５図はそれぞれ接続
点Ｐの電圧と鋸歯状波電圧との関係を示す曲線図
及びコンパレータ９１５の出力信号を示す説明図
である。 １……インバータ、Ｅ……直流電源、１１，１
２……トランジスタ、２……昇圧用トランス、３
……整流回路、４……充放電用コンデンサ、７…
…閃光放電灯、７１……トリガー電極、８……ト
リガー回路、９……グロー防止信号発生機構、１
００……半導体スイツチング素子制御機構、１０
１……誤差増幅器、１０３……発振器、１０４…
…パルス幅変換器、１０５……ドライブ回路、１
０６……鋸歯状波発生器、１０７……コンパレー
タ、１０８……アンドゲート、１０９……フリツ
プ・フロツプ回路、１１０，１１１……アンドゲ
ート、９０……インバータ制御信号発生機構、９
０１……カレントトランス、９０４，９０５……
分圧抵抗、９０８……トランジスタ、９０９……
フオトカプラー、９１０……トランジスタ、９１
３……第１の分圧抵抗、９１４……第２の分圧抵
抗、９１５……コンパレータ、９１６……基準電
圧源、９１……確認信号発生機構、９２……フオ
トカプラー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体スイツチング素子を有して成るインバ
   ータと、このインバータの出力端に接続された整
   流回路と、この整流回路の出力端に接続された充
   放電用コンデンサと、この充放電用コンデンサの
   両端に接続される閃光放電灯に、トリガー回路駆
   動信号を受けたときにトリガー電圧を印加するト
   リガー回路と、前記充放電用コンデンサの放電電
   流を検出して、この検出信号に基いてグロー防止
   信号及びこれに続いてソフトスタート信号を発生
   するインバータ制御信号発生機構と、このインバ
   ータ制御信号発生機構よりのグロー防止信号を受
   けたときには前記インバータにおける半導体スイ
   ツチング素子の動作を休止せしめ、ソフトスター
   ト信号を受けたときには前記インバータにおける
   半導体スイツチング素子のオン時間幅を零から
   徐々に大きくする半導体スイツチング素子制御機
   構とを具えて成り、前記インバータ制御信号発生
   機構は、基準電圧源とアースとの間に順次接続さ
   れた第１の分圧抵抗及び第２の分圧抵抗と、第１
   の分圧抵抗の両端に接続されたコンデンサと、こ
   のコンデンサの両端に接続された、前記検出信号
   を受けたときに当該コンデンサを短格するスイツ
   チング素子と、第１の分圧抵抗と第２の分圧抵抗
   の接続点にその入力端子が接続されたコンパレー
   タとを有して成ることを特徴とする閃光放電灯用
   電源装置。