JPS5843879B2 - 放電灯点滅制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電灯点滅制御方式に関するもので、インバー
タ出力により放電灯のフィラメントを予熱して待機させ
、始動の際は放電灯に点灯高圧を与える方式において、
フィラメント電力損を極力低減させて消費電力を低減さ
せるとともにフィラメントの早期劣化を防止すること、
ならびに、これにかかわらず始動性能が低下しないよう
にするとともに、放電灯の点灯初期光束を従来に比して
低下させないで点灯光束の安定化を図ることを目的とす
るもので、ファクシミリ機器において最適な放電灯点滅
制御方式を提供するものである。

従来、この種のインバータは、その出カドランスに予熱
巻線と点灯巻線とを各々備えており、予熱巻線により放
電灯のフィラメントが予熱待機され、点灯巻線をスイッ
チ素子を介して放電灯の両端に接続している。

したがって、前記スイッチ素子をオンさせることにより
放電灯に点灯高圧が印加されて始動に至るものである。

こうした方式はフィラメントが常に予熱されているため
、放電灯の点灯初期光束の立上りがよく、点灯光束の安
定化に寄与するものであるが、フィラメント電力損が大
きいため不経済であり、かつフィラメントの早期劣化に
つながるものである。

本発明はこのような欠点を解決するとともに従来に比し
て始動性能、点灯初期光束を低下させない放電灯点滅制
御方式に係わるもので、インバータの出カドランスの予
熱巻線により放電灯のフィラメントが予熱待機され、点
灯巻線を第１のスイッチ素子を介して前記放電灯の両端
に接続し、前記スイッチ素子を制御する点滅制御回路に
より前記放電灯の点滅を制御する方式において、前記イ
ンバータに予熱電流制限回路を設け、前記放電灯の予熱
待機時には前記予熱電流制限回路が作動されて放電灯の
フィラメント予熱電流が制限され、点灯の際には前記予
熱電流制限回路が解除されるとともに、遅延回路により
、所定の遅延時間後に前記点滅制御回路が作動して前記
スイッチ素子がオンされることを特徴とするものであり
、フィラメント電力損の低減により、消費電力の低減と
ともにフィラメントの早期劣化の防止を狙い、かつ、点
灯初期光束を殆んど低下させずに点灯光束の安定化を図
るものであるとともに、点灯の際、スイッチ素子がオン
されて放電灯に点灯高圧が印加される前にフィラメント
に充分な予熱電力が与えられるため、始動が確実なもの
となり、かつ、フィラメント酸化物の飛散を防止できる
ものである。

また、フィラメント電力損低減の目的で点灯時のフィラ
メント電力損の消去のために、予熱巻線とフィラメント
間に第２のスイッチ素子を設け、点灯時においてこのス
イッチ素子をオフに導くように成している。

以下、本発明の実施例回路について図面とともに説明す
る。

第１図において、トランジスタＱ１、出カドランスＴよ
り成る回路はブロッキング発振によるＤＣ−ＡＣ変換回
路で、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ間が主巻
線Ｎ１と直列接続され、帰還巻線Ｎ２がベース・エミッ
タ間に正帰還されて発振回路を構成している。

ダイオードＤ１〜Ｄ３、抵抗Ｒ２〜Ｒ４、コンデンサＣ
３、チョークコイルＣＨ２は発振動作の補償回路、また
抵抗Ｒ１は発振始動用抵抗である。

チョークコイルＣＨＩ、コンデンサＣ１，Ｃ２よりなる
π形フィルターはライン雑音防止用である。

出カドランスＴの二次側には予熱巻線Ｎ３．Ｎ５ならび
に点灯巻線Ｎ４が設けられる。

予熱巻線Ｎ３．Ｎ５は各々コンデンサーＣＬ＋Ｃ８によ
るバラスト素子を介して放電灯ＦＬのフィラメントに接
続される。

また、点灯巻線Ｎ４はコンデンサＣ６によるバラスト素
子と２方向性３端子サイリスタＴ ＨＲ１（通称トライ
アック）を介して放電灯ＦＬの両端に接続される。

なお、コンデンサＣ５は点灯巻線Ｎ４と並列共振回路を
構成し、インバータの発振周波数をほぼ決定する。

トランジスタＱ２．Ｑ３、抵抗Ｒ６〜Ｒ７、ダイオード
Ｄ４、コンデンサＣ４よりなる回路は予熱電流制限回路
１であり、トランジスタＱ３のオンオフによりインバー
タの帰還回路内の抵抗Ｒ３が短絡もしくは開放されるよ
うに成される。

トランジスタＱ３はそのベースに接続されたトランジス
タＱ２のオンオフにより制御されるものであり、トラン
ジスタＱ２のベース信号は反転増幅器Ａ１により与えら
れる。

また、この反転増幅器Ａ１の出力は抵抗Ｒ１９とコンデ
ンサＣ１１による遅延回路２を経て反転増幅器Ａ２に加
えられ、その出力はトランジスタＱ５のベースに与えら
れている。

サイリスタＴＨＲ２、トランジスタＱ４、抵抗Ｒ８〜Ｒ
１２、コンデンサＣ９〜Ｃ１，Ｏよりなる回路はインバ
ータの発振制御回路３、また、トランジスタＱ５〜Ｑ６
、抵抗Ｒ１ｔＲ１７よりなる回路は放電灯ＦＬの点滅制
御回路４である。

発振制御回路３はトランジスタＱ１のベース電位を制御
して発振の断続を行うサイリスタＴＨＲ２とこのサイリ
スタＴＨＲ２のゲートを制御するトランジスタＱ４より
成り、トランジスタＱ４はベース１点に与えられる制御
信号により制御される。

点滅制御回路４において、トランジスタＱ５はトランジ
スタＱ６のベース制御を行い、トランジスタＱ６により
サイリスタＴＨＲ１が制御される。

また、トランジスタＱ６のベースからコンデンサＣＩＯ
がサイリスタＴＨＲ２のゲートに接続される。

以上の構成にもとづいてその動作を説明する。

まず、直流電源＋ＥがＡ点と接地間に与えられると、ト
ランジスタＱ１とトランスＴによるブロッキング発振が
なされる。

なお、この発振の断続はトランジスタＱ４のベースＦに
与えられる制御信号により決定される。

すなわち、Ｆ点がＬレベルであれば、トランジスタＱ４
にはベース電流が供給されず、したがって、コレクタ電
流も流れないから、Ｅ点に加えられた＋５Ｖ電源は抵抗
Ｒ９の両端に分圧されて現われサイリスタＴＨＲ２にゲ
ート電位を与える。

このため、サイリスタＴＨＲ２はオンしてトランジスタ
Ｑ１のベース電位を分路してトランジスタＱ１はオフと
なり発振はしない。

また、Ｅ点にＨレベル信号が与えられれば、トランジス
タＱ４はオンしてＥ点に加わる十電源が抵抗Ｒ９に現わ
れず、先に説明した逆の動作を経て、結局トランジスタ
Ｑ１は発振する。

なお、サイリスタＴＨＲ２には帰還巻線Ｎ２からの高周
波発振が印加されているため、通常はゲート電位をとり
去ってもオフできないので、本回路はオン時の電流を抵
抗Ｒ８により保持電流以下に設定して確実にオフできる
ように成している。

以上のようにＦ点の電位レベルでインバータの発振制御
が行なわれ、Ｈレベルの信号が与えられてインバータの
発振が開始される。

予熱待機時と点灯時の切換信号は反転増幅器Ａ１の入力
Ｂに外部より与えられる。

予熱待機時はＢにＬレベル信号が与えられ、その反転出
力すなわちＨレベル信号Ｃが抵抗Ｒ１８を経てトランジ
スタＱ２をオンさせる。

そのコレクタ電流は抵抗Ｒ５に電圧降下を引き起こすた
め、トランジスタＱ３にはベース電位が与えられず、し
たがってこのトランジスタは抵抗Ｒ３を開放する。

この時インバータの帰還回路内の抵抗分は抵抗Ｒ３の開
放により増大しているため、インバータ出力は低下して
いる。

このことにより、放電灯ＦＬのフィラメント予熱電流は
制限される。

また、反転増幅器Ａ１の出力は反転増幅器Ａ２により反
転されてＤ点ではＬレベルを維持している。

このため、トランジスタＱ５はオフとなり、トランジス
タＱ６にベース電流が入力され、そのコレクタ電流が抵
抗Ｒ１６に電圧降下を生じさせてコレクター接地間は極
めて低い電位レベルになっており、サイリスタＴＨＲ１
にはゲート電流が流れずオフ状態を保っている。

以上が予熱待機時における回路状態で、放電灯ＦＬのフ
ィラメント予熱電流は制限されてフィラメント電力損を
低くしている。

次に、点灯動作について説明する。

まず、Ｂ点にＨレベル信号が与えられると、Ｃ点にはＬ
レベル信号が現われ、トランジスタＱ２はオフとなる。

したがって、先に説明した逆の動作を経てトランジスタ
Ｑ３はオンとなり、抵抗Ｒ３は短絡されてインバータの
帰還回路内の抵抗分が減少し、インバータ出力が増大す
る。

このため、予熱巻線Ｎ３＋Ｎ５による放電灯ＦＬのフィ
ラメント予熱電流が増大して急速予熱される。

これと並行して、反転増幅器Ａ１の出力は遅延回路２（
抵抗Ｒ１９、コンデンサＣ１１）で、所定の遅延時間（
約２〜３秒）だけ遅延され、反転増幅器Ａ２の出力がＨ
レベルに切換わる。

この信号によりトランジスタＱ５はオンして、先に説明
した逆の動作でトランジスタＱ６はオフになり、サイリ
スタＴＨＲ。

のゲートには抵抗Ｒ１６を介してゲート電位が与えられ
るためオンになり、点灯巻線Ｎ４の点灯高圧が放電灯Ｆ
Ｌの両端に印加されて点灯に至る。

このように、点灯ノ県は放電灯ＦＬに点灯高圧が印加さ
れる前にフィラメントに充分大きな予熱電流を与えられ
るため、始動が確実になるとともに放電灯の劣化も防止
できる。

もし、フィラメントが充分予熱されないまま放電灯に点
灯高圧が印加されればフィラメント酸化物の飛散により
、フィラメント劣化が早くなる。

本発明では点灯の際はまず、フィラメント予熱電流を待
機時に比して増大させ、所定の遅延時間後に初めて点灯
高圧を印加させる方式であるからこのような障害を防止
できる。

なお、コンデンサＣｏｏは再び放電灯を確実に消灯に導
く補償のために設けられている。

すなわち、再びトランジスタＱ５にＬレベル信号に切換
わった時そのコレクタ電位が上昇しコンデンサＣ１ｏの
充電電流がサイリスタＴＨＲ２のゲートに一時的に入力
されるため、インバータの発振を一時的に停止させるこ
とにより、サイリスタＴＨＲ１のオフを確実なものとす
るものである。

次に本発明の他の実施例回路につき第２図とともに説明
する。

この回路は放電灯のフィラメントの予熱待機状態の断続
を周囲温度により選択する予熱待機状態選択回路５を追
加したもので、周囲温度が高温時（約５℃以上）には予
熱待機状態を断となっている。

上記回路５は図示のようにＯＲ回路Ａ３よりなるもので
、一方の入力にはＧに加えられる＋５ｖ電源を抵抗Ｒ２
１と負特性サーミスタＲｔｈで分圧した電位が与えられ
、他方の入力Ｈにはインバータの発振制御信号が与えら
れる。

出力は抵抗Ｒ２２を介してインバータ発振制御用のトラ
ンジスタＱ４のベース１点に加えられる。

このような回路において、周囲温度が低温であれば負特
性サーミスタＲｔｈの抵抗値は高いため、ＯＲ回路Ａ３
の一方の入力にはＨレベル信号が入力されているため、
他方の入力レベルがどうであれ、出力にはＨレベル信号
が得られる。

したがって、トランジスタＱ４はオンとなり、インバー
タの発振は継続する。

また、周囲温度が高温であれば、負特性サーミスタＲｔ
ｈの抵抗値は低くなっており、ＯＲ回路Ａ３の一方の入
力にはＬレベル信号が与えられる。

したがって、この場合他方の入力Ｈに与えられる制御信
号をＨレベルにした時に出力にＨレベルが得られてイン
バータの発振が開始される。

このような回路を設けることにより、低温時には放電灯
に予熱待機状態を維持させておいて管内温度を上げて放
電灯の始動を容易なものとするとともに点灯初期光束の
立上り特性を良好になし、高温時には予熱待機状態を断
として不用な消費電力を節減できるものとなる。

さらに、本発明の他の実施例回路につき第３図とともに
説明する。

この回路は、インバータの出カドランスＴの予熱巻線Ｎ
３＋Ｎ５と放電灯のフィラメント間に第２のスイッチ素
子である２方向性３端子サイリスタＴＨＲ３、ＴＨ’Ｒ
４を設けるもので、放電灯ＦＬの点灯時に前記第２のス
イッチ素子をオフに導くものである。

このための制御信号はトランジスタＱ６のコレクター接
地間に接続された発光ダイオードＬＥＤを光結合した受
光素子Ｃｄ５１．Ｃｄ５２（硫化カドミウム抵抗素子）
によるトリガー回路で得られる。

すなわち、トランジスタＱ６がオフとなってサイリスタ
ＴＨＲ１にゲート電位が与えられこれがオンとなり放電
灯ＦＬが点灯すると同時に、発光ダイオードしたＬＥＤ
に光出力が得られ、この光出力により受光素子Ｃｄ５１
ｓ Ｃｄ５２の抵抗値が減少してサイリスタＴＨＲ３
，ＴＨＲ，ｉに必要なゲート電位が与えられなくなるこ
とによりオフに至るものである。

このようにして点灯時にフィラメント電力損が消去でき
るため消費電力を節減でき、また点灯電流が過大となり
ランプ寿命が低下することを防止できるものである。

以上のように、本発明の放電灯点滅制御方式はインバー
タ出力により放電灯のフィラメントを予熱待機させ、点
灯の際は放電灯に点灯高圧を与える方式において、イン
バータに設けた予熱電流制限回路により平常時の予熱電
流が低減されるとともに、点灯に際しては、まず、前記
予熱電流制限回路が解除されてから所定の遅延時間の後
に放電灯に点灯高圧が印加されるため、フィラメント電
力損を低減させて消費電力を低減させるとともに放電灯
の寿命を延長することができ、かつ放電灯の始動は確実
であり、しかも点灯初期光束の立上りが良好で点灯光束
の安定化が図れるものである。

また、さらにフィラメント電力損を低減するために高温
時には予熱待機状態を断とすることも可能である。

さらに、点灯後にフィラメント回路を断となし点灯時の
フィラメント電力損も消去できる。

このように本発明はフィラメント電力損を極力低減させ
ることと並行に始動性能ならびに点灯初期光束を低下さ
せないように充分な検討がなされたもので、ファクシミ
リ機器における放電灯点滅制御方式として最適のものを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放電灯点滅制御方式の一実施例の回路
図、第２図と第３図は本発明の他の実施例の回路図であ
る。 １・・・・・・予熱電流制限回路、２・・・・・・遅延
回路、３・・・・・・発振制御回路、４・・・・・・点
滅制御回路、５・・・・・・予熱待機状態選択回路、０
１〜Ｑ６・・・・・・トランジスタ、Ｄ１〜Ｄ４・・・
・・・ダイオード、ＴＨＲＩ・・・・・・２方向性３端
子サイリスタ（第１のスイッチ素子）、ＴＨＲ２・・・
・・・サイリスタ、ＴＨＲ３，ＴＨＲ４・・・・・・２
方向性３端子サイリスタ（第２のスイッチ素子）、Ａ
１ ＋ Ａ ２・・・・・・反転増幅器、Ａ３・・・・
・・ＯＲ回路、Ｔ・・・・・・出カドランス（Ｎ１・・
・・・・主巻線、Ｎ２・・・・・・帰還巻線、Ｎ３．Ｎ
５・・・・・・予熱巻線、Ｎ４・・・・・・点灯巻線、
ＦＬ・・・・・・放電灯、Ｒ１−Ｒ２４・・・・・・抵
抗、Ｃ１−Ｃ１１・・・・・・コンデン？、ＣＨ１〜Ｃ
Ｈ２・・・・・・チョークコイル、Ｒｔｈ・・・・・・
負特性サー□スタ、ＩＪＤ・・・・・・発光ダイオード
、Ｃｄ５１．Ｃｄ５２・・・・・・受光素子（硫化カド
ミウム抵抗素子）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インバータの出カドランスの予熱巻線により放電灯
   のフィラメントが予熱待機され、点灯巻線を第１のスイ
   ッチ素子を介して前記放電灯の両端に接続し、前記スイ
   ッチ素子を制御する点滅制御回路により前記放電灯の点
   滅を制御する方式において、前記インバータに予熱電流
   制限回路を設け、前記放電灯の予熱待機時には前記予熱
   電流制限回路が作動されて放電灯のフィラメント予熱電
   流が制限され、点灯の際には前記予熱電流制限回路が解
   除されるとともに、遅延回路により所定の遅延時間後に
   前記点滅制御回路が作動して前記スイッチ素子がオンさ
   れることを特徴とした放電灯点滅制御方式。 ２ 予熱電流制限回路はブロッキング発振によるインバ
   ータの帰還回路内の抵抗を増大させることにより作動す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の放電
   灯点滅制御方式。 ３ 遅延回路は予熱電流制限回路に与えられる制御信号
   を遅延して第１のスイッチ素子の点滅制御回路に与える
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の放電灯
   点滅制御方式。