JPS5919634B2 - ランプ電圧制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複写機のたとえば露光ランプのために用いるラ
ンプ電圧制御回路に関するものであり、その目的とする
ところは交流電源電圧の変動があつてもランプに交流電
圧を安定して供給することができ、かつ使用する交流電
源周波数の変化があつても簡単に切換えることのできる
ランプ電圧制御回路を提供することにある。

第１図は本発明のランプ電圧制御回路の一実施例を示し
ており、図中、入力端子５１、５２に供給される交流電
圧ＡＣＩＯＯＶは二次巻線の中間タップをアースしたト
ランス４５の一次巻線に加え、このトランス４５の二次
巻線の両端にダイオード３１、３２を接続して両波整流
し、第１図のａ点に第２図ａのような両波整流信号を得
る。

そして、この両波整流信号は抵抗３３を介してトランジ
スタ３５のベースに加える。すると、トランジスタ３５
は第２図ａの点線の電圧レベル以上でＯＮするのでトラ
ンジスタ３５のコレクタには第２図ｂのようなパルス信
号を得る。このパルス信号は抵抗３Ｔを介してトランジ
スタ３９に加える。このときスイッチ５３、５４をＯＮ
しているとするとトランジスタ３５のコレクタは抵抗４
０を介して＋Ｂの直流電圧の入力端子５３に接続し、抵
抗４２とコンデンサ４４の直列接続回路をアースとの間
に接続しているので、コンデンサ４４の充放電と抵抗４
２、４０によつて第２図ｃのように上記パルス信号期間
が零電圧となりその後電圧が順次上昇するような鋸歯状
波信号を第１図のＣ点に得ることができる。この鋸歯状
波信号は電圧コンパレータ（電圧比較器）１８の一端子
に加え、その電圧コンパレータ１８の十端子に第２図ｃ
のＦレベルの電圧を加えるとコンパレータ１８には第２
図ｄのパルス信号を出力する。このパルス信号をコンデ
ンサ２０を介すると第２図ｅの微分信号を得ることにな
り、この微分信号を抵抗２１，２２で分割してトランジ
スタ２３のベースに加えると、トランジスタ２３のエミ
ツタはトランジスタ２４のベースに接続し、トランジス
タ２３と２４のコレクタは互に接続しているのでトラン
ジスタ２３，２４は第２図ｅの点線以下の信号で０Ｎし
、トランジスタ２３，２４のコレクタには第２図ｆのパ
ルス信号を出力する。このパルス信号はパルストランス
２６の一次巻線に加え、パルストランス２６の二次巻線
より夕゛イオード２７を介してトライアツク２８のゲー
トに加え４ＡＣ１００Ｖの電源が供給される入力端子５
３，５４間にトライアツク２８とランプ２９を直列に接
続しているので、トライアツク２８に第２図ｆのパルス
信号が加えられると卜゛ライアツク２８は導通し、交流
信号が零電圧になるまで導通し、ランプ２９には第２図
ｇの波形が加わることになる。即ち１００Ｖより小さい
（例えば６０Ｖ）電圧が加わるようにしている。このま
まではトライアツク２８の導通角が一定であつて電源電
圧１００Ｖが変化したときを考えるとランプ２９に加わ
る電圧が変化する。例えばこのランプ２９を複写機等の
露光ランプに使用すると電源電圧が変動すると露光量が
変化し、複写機の紙のコピーした色の濃さが変ることと
なつて不都合である．（ランプに直接ＡＣ電源電圧を加
えたときと同じように電圧変化する）。このように電源
電圧が変化してもランプ２９に加わる電圧がほとんど変
化しないようにするために、電圧コンパレータ１８の十
端子の電圧を電源電圧の変化によつて変化させてトライ
アツク２８の導通角を変化し、ランプ２９に加わる電圧
を一定にするように動作させている。この説明をすると
、ランプ２９の両端に加わる電圧を二次巻線中間タツプ
を＋Ｂ電源に接続したトランス１の一次巻線に加え、そ
のトランス１の二次巻線の両端にダイオード２，３を接
続して整流し、抵抗４，６と可変抵抗５にかかる電圧を
可変抵抗５の可動片より抵抗８を介してオペアンプ（演
算増幅器）１５の一端子に加える。このときコンデンサ
ｒは交流信号を除去するバイパスコンデンサとして働き
、オペアンプ１５の十端子は一定の電圧を抵抗１２，１
３で分割して加えているので、アペアンプ１５は一端子
に加えた直流信号と十端子の差の電圧を増幅して出力端
子に出力し、電圧コンパレータ１８の十端子に供給する
。このとき前記のように電圧コンパレータ１８の十端子
に第２図ＣＯ）Ｆレベルの電圧を加えるように可変抵抗
５で調整すると前述の第２図ｑの電圧がランプ２９に加
わることになる。そこでＡＣ電源電圧が１００より低下
して９０Ｖ位になつたとするとランプ２９の両端の電圧
が低下しようとする。

するとダイオード２，３で整流した電圧が小さくなり、
オペアンプ１５の一端子の電圧は＋Ｂ電圧の方に変化（
電圧が高くなる）してオペアンプ１５の出力電圧は低下
するように動作する。すると電圧コンパレータ１８の＋
端子の電圧が低下することになり、第２図ｃのＧレベル
の電圧の方向に動くことになり、トライアツク２８の導
通角が大きくなり、第２図ｑのランプ２９に加わる交流
信号の流通角が大きくなつて電圧が高くなる方向に動作
する。すなわち、ＡＣ電源電圧が低下するとランプ２９
に加わる流通角が大きくなるので電圧が高く加わるよう
に働き、ＡＣ電源電圧が低下してもほとんどランプ２９
の電圧が低下しないようになる。

また逆にＡＣ電源電圧が高くなると今と逆の動作となり
、ダイオード２，３の電流信号が大きくなつてオペアン
プ１５の一端子が低くなり、電圧コンパレータ１８の十
端子の電圧が高くなつてトライアツク２８の導通角が小
さくなり、ランプ２９の両端の電圧を低くしようとする
ので、ＡＣ電源電圧が高くなつてもランプ２９に加わる
電圧はほとんど高くならないように動作する。このとき
の特性を第３図に示す。今までの動作は交流電源周波数
が１つの周波数のときのみについて説明したが、スイツ
チＳ３，Ｓ４を０Ｎしたときは６０Ｈｚで動作されてい
るものとする。

そしてスイツチＳ３，Ｓ４を０Ｎしたままで動作した場
合について考えると、第４図ａは６０Ｈｚの交流信号、
ｂは５０Ｈｚの交流信号を示しており、イは１／６０秒
で６０Ｈｚの周期、口は１／５０秒で５０Ｈｚの周期を
それぞれ示す。第４図ｃの実線は前述の６０Ｈｚの信号
から作つた鋸歯状波信号、点線はスイツチＳ３，Ｓ４を
０Ｎしたままの鋸歯状波信号となる。すると５０Ｈｚに
なると周期がイから口に長くなるので鋸歯状波信号の波
形がホからへに変つてくることになり、ｅレベルの電圧
を電圧コンパレータ１８の一入力に加えておくとすると
ｅレベルの電圧と鋸歯状波信号のクロス点でトライアツ
ク２８が導通する、６０Ｈｚに対しては約６０％の流通
角ハがあつたとすると、５０Ｈｚのときは６０％よりも
大きな流通角二となり、ランプ２９に加わる交流波形の
幅が大きくなつて電圧が大きくなる。即ち６０Ｈｚと５
０Ｈｚで使用するときのランプ２９の電圧が異るので不
都合がでる。そのためにスイツチＳ３，Ｓ４を０ＦＦに
すると抵抗４１が４０に直列に入り、抵抗４３が４２に
直列に入るようにしている。つまり、この直列の値をの
値に全抵抗値の値を大きくしている。

したがつて、５０ＨｚになつたときスイツチＳ３，Ｓ４
を０ＦＦにすると、第４図ｄの点線へから実線卜のよう
になり鋸歯状波信号の電圧が少し低くなり流通角卜とな
つてトライアツク２８の流通角が６０Ｈｚの半周期に対
する流通角の比率（例えば６０％）と５０Ｈｚの半周期
に対する流通角の比率（例えば６０％）と同じとなつて
ランプ２９に加わる交流波形の流通角が同じとなり、交
流電圧も同一となる。即ち６０Ｈｚと５０Ｈｚの切換を
スイツチＳ３，Ｓ４で行うことによつて、ランプ２９に
加わる電圧を一定にすることができる。第１図ではスイ
ツチＳ３，Ｓ４で抵抗４１，４３を０Ｎ−０ＦＦするよ
うにしているが、第５図に示すように６０Ｈｚのときは
スイツチＳ５を０ＦＦとしてコンデンサ５６を０ＦＦの
状態とし、５０ＨｚになるとスイツチＳ５を０Ｎにしコ
ンデンサ４４に並列にコンデンサ５６を接続することに
よつて時定数を大きくしてもよ八このときのコンデンサ
５６の値は５０Ｈｚのときはの値とする。

すると前述と同じような鋸歯状波信号を発生し、ランプ
２９に加わる電圧を５０Ｈｚと６０Ｈｚのとき同じよう
にスイツチＳ，を切換えればよいことになる。次にスイ
ツチＳ２を０Ｎするとオペアンプ１５の十端子の電圧が
低下する。

するとオペアンプ１５の出力電圧が低下して第２図ＣＯ
）Ｅレベルの電圧となり、電圧コンパレータ１８の十端
子がＥレベルの電圧となり、電圧コンパレータ１８の出
力には第２図ｈの電圧を出力し、コンデンサ２０の出力
には第２図１の信号を出力し、トランジスタ２３，２４
のコレクタには第２図ｊの信号を出力し、ランプ２９の
両端には第２図ｋの電圧を加えることとなる。即ちラン
プ２９を暗くすることになる。スイツチＳ２を０Ｎ−０
ＦＦすることによつてランプ２９の明暗を切換えること
ができる。ランプ２９が暗いときでも前述と同様にＡＣ
電信電圧が変動して例えば（約３５Ｖ）位でほとんど変
化しないように動作する。これはオペアンプ１５の十端
子のみを変化させ、一端子はそのままにしてあるためで
ある。またランプ２９を消すときはスイツチＳ，を０Ｎ
してトランジスタ１１のベースに抵抗４ｒを介して正電
圧が加わるようにする。

すると、トランジスタ１１は０Ｎし、オペアンプ１５の
一端子がダイオード１０、抵抗９，８を介して負にバイ
ヤスされ、オペアンプ１５の出力と電圧コンパレータ１
８の十端子を正にバイヤスして第２図ＣＯ）Ｈレベルの
電圧になり、トライアツク２８にパルス信号が加わらな
いのでランプ２９は点灯しない。また電圧コンパレータ
１８の出力をダイオード１９を介してトランジスタ１１
で負にバイヤスするのでパルス信号が出ないように２重
の動作をさせている。スイツチＳ，を０ＦＦにするとも
とにもどり、ランプ２９が０Ｎとなる。このときオペア
ンプ１５の一端子と出力の間に抵抗１７とコンデンサ１
６を接続しているが、この抵抗１７は直流帰還抵抗で利
得調整用であり、コンデンサ１６は交流信号の負帰還を
させて交流信号を除去する役目を有するとともに時定数
用のコンデンサとして働く。また抵抗４２，４３は鋸歯
状波の下の部分に凹部波形を作るためで、電圧コンパレ
ータ１８の入力信号が低すぎると動作しなくなるのを防
ぐために用いている。また整流用にトランス１，４５の
二次巻線の中間タツプを用いて二次巻線の両端にダイオ
ード２，３，３１，３２を設けて説明したが、これは二
次巻線の中間タツプのないものを用いダイオードをブリ
ツジ形にしてブリツジ整流しても同じように動作するこ
とは言うまでもない。以上説明したように本発明によれ
ばランプに供給する電圧を安定に供給すると共に電源周
波数の異るところで使用する場合にも簡単に切換えるの
みで使用できる利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のランプ電圧制御回路の一実施例を示す
電気的結線図、第２、第３及び第４図はその動作説明図
、第５図は本発明のランプ電圧制御回路の他の実施例を
示す要部回路結線図である。 １，４５・・・・・・トランス、２，３，１０，１９，
３１，３２，２１・・・・・・ダイオード、１５・・・
・・・オペアンプ、１８・・・・・・電圧コンパレータ
、１１，２３，２４，３５，３９・・・・・・トランジ
スタ、２６・・・・・・パルストランス、２８・・・・
・・トライアツク、２９・・・・・・ランプ、Ｓｌ，Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４・・・・・・スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電源信号からその交流電源信号周波数の２倍の
   周期のパルス信号を作り、このパルス信号によつてコン
   デンサに直列に抵抗を接続した充放電回路を用いた鋸歯
   状波発生回路を制御することにより、上記パルス信号の
   発生期間のみ上記鋸歯状波発生回路からの鋸歯状波信号
   を零電圧とし、その後順次電圧が高くなるような基準信
   号を発生する基準信号発生手段と、この基準信号発生手
   段を構成する充放電回路の時定数を切換えるための切換
   手段と、上記基準信号発生手段からの基準信号を一方の
   入力に加え、他方の入力に第１の所定電圧を加える電圧
   コンパレータと、この電圧コンパレータの出力信号を微
   分し、この微分した出力信号でパルス信号を発生するパ
   ルス信号発生器と、このパルス信号発生器からのパルス
   信号をゲートに加えて導通角が制御されるトライアツク
   と、このトライアツクと直列に接続されて上記交流電源
   間に接続されたランプと、このランプの両端から取り出
   した交流信号を整流して一方の入力に加え、他方の入力
   を第２の所定電圧に設定し、かつ信号電圧を上記電圧コ
   ンパレータの他方の入力の第１の所定電圧として用いる
   オペアンプを備えており、交流電源周波数が異つた交流
   電源を使用するとき前記切換手段にて上記充放電回路の
   時定数を切換えることを特徴とするランプ電圧制御回路
   。