JPS6010590A - 光出力安定化装置 - Google Patents

光出力安定化装置

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JPS6010590A
JPS6010590A JP58117031A JP11703183A JPS6010590A JP S6010590 A JPS6010590 A JP S6010590A JP 58117031 A JP58117031 A JP 58117031A JP 11703183 A JP11703183 A JP 11703183A JP S6010590 A JPS6010590 A JP S6010590A
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pulse
light output
dimming
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JP58117031A
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長沢 清人
忠 庄司
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Ricoh Co Ltd
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02B20/40Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、照明装置における光出力を安定化する光出
力安定化装置に関する。
災釆皮批 一般に、複写機、ファクシミリ、画像スキャナ等で使用
する照明装置においては、安定した光出力を得られるこ
とが要請される。
そこで、従来は、例えば第1図に示すような光出力安定
化装置によって光出力を安定化するようにしている。
この光出力安定化装置は、まず照明光源である蛍光ラン
プ1の出力光を、光ファイバ2を介して光出力検出器乙
のフォトダイオード4で受光する。
この光出力検出器3は、フォトダイオード4に流れる蛍
光ランプ1の出力光に応じた光電流(検出電流)をオペ
アンプ5及び抵抗6からなる電流−電圧変換回路で電圧
に変換し、この電圧を検出電圧VLとして差動増幅器7
に出力する。
この差動増幅器7は、オペアンプ8及び抵抗9〜11か
らなり、検出電圧VLと予め定めた基準電圧VREFと
の差に応じた直流電圧■0を調光制御装置12に出力す
る。
この調光制御装置12のパルス幅変調器13は、基準パ
ルス発生器14から入力される基準パルスPAのデユー
ティ比(第2図(イ)のT 1/ ]、” )を差動増
幅器7からの直流電圧VOの電圧値に応して、直流電圧
VOが高くなる程デユーティ比が大きくなるように変化
させた(パルス幅変調した)第2図(イ)に示すような
調光パルス■Pを調光安定器15に出力する。
この調光安定器15は、交流電源16からの交流電流を
高周波電流に変換したランプ電流ILを、調光パルス■
Pがハイレベル=II″の期間Tlだけオン状態になる
スイッヂング回路を介して蛍光ランプ1に供給する。
それによって、蛍光ランプ1には例えば第2図(ロ)に
示すようなランプ電流ILが供給される。
したがって、この光出力安定化装置においては、蛍光ラ
ンプ1の光出力が減少するに従って検出電圧VLが低く
なって直流電圧VOが高くなるので、調光パルスVPの
デユーティ比が大きくなってランプ電流の流れる時間が
長くなり、蛍光ランプ1の光出力が増加する。
これに対して、蛍光ランプ1の光出力が増加するに従っ
て検出電圧VLが高くなって直流電圧vOが低くなるの
で、調光パルスVPのデユーティ比が小さくなってラン
プ電流の流れる時間が短くなり、蛍光ランプ1の光出力
が減少する。
このように、この光出力安定化装置は、検出電圧vL=
基準電圧VREFになるように作動するので、蛍光ラン
プ1の光出力が基準電圧VREFに対応した目標値に維
持される。
しかしながら、この光出力安定化装置は、照明光源の光
出力のフィードバック系をアナログ回路で構成している
そのため、フィードバック系の経時的なドリフトや温度
ドリフトを補償するための回路や基準電圧の安定化回路
等が必要になって回路構成が複雑になると共に、他の用
途と共用することが出来ず、照明装置単体の専用ユニッ
トを構成しなければならないという不都合がある。
そこで、このような光出力安定化装置において、照明光
源の光出力を検出した光出力検出器の検出出力をA/D
変換変換器上ってA−D変換するようにして、照明光源
の光出力のフィードバック系をデジタル化し、調光制御
装置にマイクロコンピュータを使用できるようにして、
上記の各種の問題を解決できるようにすることが考えら
れる。
ところで、この場合、A/D変換器をフリーランモード
で使用して、△/D変換が終了する毎に自動的に次のA
/D変換を行なうようにするのが一般的である。
しかしながら、上述のような光出力安定化装置にあって
は、光出力検出器の検出出力のリップルが相当大きくな
るため、A/D変換器をフリーランモードで使用すると
、光出力が平均的には安定していてもリップルによって
A/D変換器の出力データが変動する。
すなわち、照明光源の光出力の変動に系が応答してしま
うことになり、制御が不安定になって安定化制御の精度
が悪くなるという問題が生じる。
目 的 この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、上記
のような光出力安定化装置をデジタル化した場合の制御
精度を向上することを目的とする。
講逼りUム(急進− 以下、この発明の構成を一実施例に基づいて説明する。
第3図は、この発明の基本実施例を示すブロック図であ
る。
同図において、この光出力安定化装置は、光出力検出器
Aから出力される照明光源Bの光出力に応じた検出出力
を、A/D変換変換器上ってA−D変換し、この変換結
果であるデジタルの検出値データを調光制御装置りに入
力する。
この調光制御装置りは、A/D変換変換器上の検出値デ
ータと照明光源Bの光出力の目標値に対−〆 応して予め設定した基準値とに基づいて照明光源Bの光
出力を目標値に制御する調光パルスを調光安定器Eに出
力する。
それによって、この調光安定器Eはその調光パルスに応
じて交流電源Fからの交流電力を高周波変換して照明光
ij@Bに供給するので、照明光源Bの光出力が目標値
で安定化する。
そして、この光出力安定化装置にあっては、調光制御装
置りからの調光パルスを入力して、この調光パルスの所
定の入力タイミングでA/D変m器CにA−D変換の開
始を指示する同期手段Gを設けて、調光パルスとA/D
変換器Cのサンプルタイミングとを同期させるようにし
ている。
それによって、照明光源の光出力のリップルとA−D変
換のサンプルレートとが完全に同期し、リップルを含む
光出力検出器の検出出力をサンプリングしてもそのサン
プル値にはリップルの影響が生じることがなく、制御精
度が向上する。
第4図は、この発明を実施した光出力安定化装置の一例
を示すブロック図である。
同図において、光出力検出回路21は、照明光源22か
らの出力光を光ファイバ26を介して受光し、その受光
量に応じた光電流を出力するフォトダイオード24と、
このフォトダイオード24の出力電流を電圧に変換する
オペアンプ25.抵抗26.コンデンサ27及び可変抵
抗器28からなる電流−電圧変換器とからなり、照明光
源22の光出力に応じた検出電圧VLを出力する。
なお、そのコンデンサ27は、照明光源22の光出力の
変動(リップル)による検出電圧VLの変動を減少させ
るためのものであり、また可変抵抗器28は、検出電圧
VLのレベルを調整するためのものである。
A/D変換器30は、光出力検出回路21からの検出電
圧VLを、調光制御装置(コントローラ)31からの変
換開始信号SCが入力された時からA−D変換して、検
出電圧VLに応じた検出値データVADを生成すると共
に、変換終了時にレディ信号REをコン1−ローラ31
に出力する。
コントローラ31は、A/D変換器60からの検出値デ
ータVAD及び内部に格納した照明光源22の光出力の
目標値に対応して予め設定した基準値に基づいて生成し
た調光パルスPを出力する。
なお、詳細は後述する。
調光安定器32は、コントローラ31からの調光パルス
Pに応じて交流電源33からの交流電流を高周波変換し
て生成したランプ電流ILを照明光源22に供給する。
なお、この調光安定器62は、調光パルスI〕がL ”
のときに照明光源22にランプ電流11−を供給し、調
光パルスPがI−1″のときにランプ電流It−を遮断
する。
第5図は、第4図のコン1〜ローラろ1の一例を示すブ
ロック図である。
このコントローラ31は、1チツプマイクロコンピユー
タ(以下「マイコン」と称す)35と、2組のインタバ
ルタイマ36.37と、オア回路ろ8と、1゛型ラフリ
ップフロップ路(以下r F Fl路」と称す)6日と
、タロツクジェネレータ40とからなる。
そのマイコン35は、CPU (中央処理装置)。
」8層(を値及びプロタラt1を格納したプロゲラ11
メモリ (1’l−OM)、データ格納用のデータメモ
リ (RAM)及びl10(入出力装置)′!rからな
り、1くOMに格納したプロクラムに基づいて各種の制
御を実行する。
なお、この実施例ではマイコン65に入力するA/D変
換器30からのレディ信号REのために入力ポートの1
ビツトを割当てているが、割込み端子に入力してレディ
信号REで割込みをかけるようにしてもよい。
インタバルタイマ36.37は、タイマレジスタ41.
42と、カウンタ43,44と、デジタルコンパレータ
45,4Gとからなる。
そのタイマレジスタ4L42は、夫々マイコン65から
の調光パルスPをローレベル゛L ″にする時間を示す
時間データT及び調光パルスPの基本周期データToを
セットされる。
カウンタ43,44は、夫々マイコン35からのイニシ
ャルパルスINIが人力されたときに起動して、タロツ
クジェネレータ40からのクロックパルスCLKのカウ
ントを開始し、コンパレータ46からの一致パルスC8
が入力されときにリセットされる。
コンパレータ45は、タイマレジスタ41にセットされ
た時間データTとカウンタ43のカウント値CNI と
が一致したときに一致パルスC,を出力する。
コンパレータ46は、タイマレジスタ42にセットされ
た基本周期データToとカウンタ44のカウント値CN
Oとが一致したときに一致パルスCOを出力する。
このコンパレータ46からの一致パルスC6は、マイコ
ン35の割込み端子INTにも入力しである。
オア回路38は、コンパレータ45,4Eiがらの一致
パルスC1及びcoをFF回路39のトリガ端子Tに出
力する。
FF回路3日は、マイコン35からのイニシャルパルス
iNIが入力されたときにL″にセットされ、以後(ヘ
リガ端子Tに一致パルスC1又はcoが入力される毎に
反転するQ出力を、調光パルスPとして出力する。
次に、このように構成した実施例の作用について第6図
以降をも参照して説明する。
第6図は、第5図のマイコン35が実行する処理動作の
一例を示すフロー図である。
この動作を簡単に説明すると、マイコン35は、まず電
源投入によって初期設定をする。
つまり、タイマレジスタ42に調光パルスPの基本周期
データT。をセットし、タイマレジスタ41に調光パル
スPをL″にする時間データTの予め定めた初期値(T
<To)をセットし、イニシャルパルスINIを出力し
てカウンタ43゜44をスタートさせると共に、FF回
路3日をセットする(Q出力=調光パルスPをL″にす
る)その後、割込待ちルーチンに入り、割込みが発生す
ると割込み処理ルーチンに移る。
第7図は、第5図のマイコン35が実行する割込み処理
ルーチンの一例を示すツク−図である。
この動作を簡単に説明すると、まず割込みが発生すると
、A/D変換器30に変換開始信号SCを転送し、A/
D変換器30にそのときの光出力検出器21からの検出
電圧VLのA−D変換を開始させる。
そして、A/D変換器30から変換終了を示すレディ信
号REが入力されると、A/D変換器30からの検出値
データVADを読込んだ後、基準値データR及びゲイン
データKを内部ROMから読出し、これ等のデータに基
づいて時間データT I を、 T 1= K X (R−V A D )の演算をして
める。
その後、この時間データT【と前回の時間データT′と
から、今回の時間データTを。
T=T+T。
の演算をしてめ、この時間データTをタイマレジスタ4
1にセットする。
そして1割込み処理を終了して第6図の割込み待ちルー
チンにリターンし、次の割込み要求を待つ。
なお、基準値データR及びゲインデータKについて説明
すると、まず基準値データRは、安定化する照明光g2
2の光出力の目標値に対応して設定する。つまり、照明
光源22の光出力の目標値に対応するA/D変換器30
の検出値データVADと等しい基準値データRを設定す
るか、または照明光源22の光出力が目標値のときに基
準値データRと検出値データVADが等しくなるように
光出力検出器21の可変抵抗器28で検出電圧VLを設
定する。
また、ゲインデータには、アナログ回路における誤差増
幅器のゲインに相当するもので、大きすぎると制御が不
安定になり、小さすぎると制御精度が悪くなるので、こ
れ等の兼合いで最適の値に設定する。
次に、マイコン35が上述のような処理動作を実行した
ときの光出力安定装置の動作について第8図をも参照し
て説明する。
まず、第8図の時点t1でこの装置の電源が投入される
と、マイコン35によってFF回路39のQ出力がL″
に設定されるので、同図(ホ)に示すように調光パルス
PがL″になる。
それによって、調光安定器32が交流電源3ろからの交
流電力を照明光源22に供給するので、照明光源22に
は第8図(へ)に示すようにランプ電流ILが供給され
る。
同時に、マイコン35によってタイマレジスタ41.4
2には時間データTの初期値及び基本周期データToが
セットされ、カウンタ43,44がスタートする。
このとき、T < T oであるので、第8図の時点1
□から時間Tが経過して同図(イ)に示すカウンタ46
のカラン1−値CN、がデータ時間1゛と一致した時点
t2で、同図(ハ)示すようにコンパレータ45から一
致パルスC1が出力される。
したがって、この時点t2でFF回路3日のQ出力が反
転して、第8図(ホ)に示す調光パルスPがH″になる
それによって、調光安定器′52は、第8図(へ)に示
すようにランプ電流ILを遮断する。
そして−、第8図の時点t1から時間Toが経過して同
図(ロ)に示すカウンタ44のカウント値CNoが基本
周期データ゛■゛。と一致した時点t3で、同図(ニ)
示すようにコンパレータ46から一致パルスcoが出力
される。
したがって、この時点t3でFF回路3E3のQ出力が
反転して、第8図(ホ)に示す調光パルスPが再度゛L
″になる。
それと共に、その一致パルスcoによってカウンタ43
及び44がクリアされ、同時にマイコン35に対して割
込み要求がかかる。
それによって、マイコン35は、第7図で説明した割込
み処理ルーチンを実行して、そのときの照明光源22の
光出力に応じた新たな時間データTを生成し、タイマレ
ジスタ41にセラ1−する。
したがって、今度はその新たな時間データTとカウンタ
43のカウント値CN、とが一致する第8図の時点t4
で調光パルスPが”H”になり、また時点t3から時間
Toが経過した時点t5で調光パルスPがH″になる。
以後、同様な動作が繰返えされる。
このような動作が行なわれることによって、照明光源2
2の光出力が目標値よりも減少したときには、光出力検
出回路21の検出電圧VLが低くなってA/D変換器3
0の出力する検出値データVADが小さくなり、このと
き基準値データRは一定であるので、前回の時間データ
Tに加算する時間データT1 (第7図参照)の値が大
きくなって今回の時間データTの値が大きくなり、調光
パルスPがL″になる時間が長くなる。
それによって、照明光源22に供給されるランプ電流I
Lの供給時間が長くなり、平均電力が増加するので、そ
の光出力が増加する。
なお、照明光源22の光出力が設定値よりも増加したと
きには1以上とは逆の動作が行なわれて、その光出力を
減少させる。
このようにして、照明光源22の光出力が目標値に一定
に制御される。
このように、この実施例においては、調光パルスPの周
期を一定にして、そのパルス幅を照明光源の光出力の検
出出力に応じて変調させるパルス幅変調(PWM)制御
で照明光源の光出力を安定化制御するようにしている。
そして、この実施例の光出力安定化装置においては、調
光パルスの立下りタイミングでマイコンに割込みをかけ
、それによってマイコンがA/D変換器にA−D変換を
開始させる。
つまり、光出力検出器の検出出力をA/D変換するA/
D変換器のサンプルタイミングを、調光パルスに同期さ
せているので、光出力のリップルとA/D変換器のサン
プルレー1へとが完全に同期し、リップルによるA−D
変換結果への影響がなくなり、制御精度が向上する。
また、この実施例では、調光制御装置にマイクロコンピ
ュータを使用しているので、構成が簡単になり、コスト
が低下し、信頼性が向上すると共に、各種の仕様2機能
変更がプログラムの変更で対応できるので簡単になり、
またこの光出力安定化装置を複写機等に組込んだ場合に
他の制御部と共用することができるようになる。
なお、マイクロコンピュータとして、インタバルタイマ
やA/D変換器を内蔵したものを使用すれば、一層構成
が簡単になり、内部バスを利用してデータの授受ができ
るので配線も大幅に減少し、ソフト的にもA/D変換開
始やカウンタスタート等の制7御も単なるインストラク
ションとして実行すればよく、データもアキュームレー
タと直接授受できるようになる。
ところで、上記実施例においては、第6図乃至第8図か
らも分るように、インタバルタイマ37のコンパレータ
45から一致パルスC8が出力されたときしこマイコン
35に割込みがかかつて、第7図の割込み処理ルーチン
が実行される。
一方、カウンタ43及び44がクリアされて新たにカウ
ントを開始する。
そして、マイコン35は割込み処理が終了した時点で今
回の時データTをタイマレジスタ41にセットする)。
このとき、その時間データTの値が割込みルーチンの処
理時間よりも短いと、既にカウンタ43のカウント値C
N、よりも大きくなっているため。
コンパレータ45から一致パルスC1が出力されず、コ
ンパレータ46から一致パルスC8が出力された時点で
調光パルスPが反転する。
つまり、コンパレータ45,46の一致パルスCL 、
COと調光パルスPの’l−1= 、L″との対応関係
が逆になり、制御が暴走する恐扛がある。
また、時間データTが基本周期データTo以上になっと
きにも、一致パルスcoが発生ずる以前に一致パルスC
Iが発生しないことしこなり、一致パルスC: 1 +
 C: 0と調光パルスPの’11” 、”L=との対
応関係が逆になり、制御が暴走してしまう恐れがある。
このような事態を回避するためには、割込み処理ルーチ
ンにおいて算出した時間データTが割込み処理ルーチン
自体の処理時間よりも長く、且つ基本周期データT。よ
りも短いかを判定して、この条件を満足しないときには
、その時間データTを無効にするか、その条件を満足す
る時間データTを算出してタイマレジスタにセラ1−す
るようにすればよい。
第9図は、このような処理をするようにした割込み処理
ルーチンの一例を示す要部フロー図である。
すなわち、第7図の割込み処理ルーチンと同様に、T 
= T’十T +の演算をして算出した今回の時間デー
タTが、T≧0.95Toか否かを判定し、T≧0.9
5Toでなければ、時間データTをT=0.95Toに
変更する。
次に時間データTが、T≦0.1Toか否かを判定し、
T≦0.1.Toであれば、時間データTをT=0.1
Toに変更する。
そして、このようにして得た時間データTをタイマレジ
スタ41にセットする。
このような処理をすることによって、時間データTは、
0.1To≦T≦0.95Toの範囲に制限されるので
、コンパレータ45,46の一致パルスc+ + Go
と調光パルスPのH″、”L″との対応関係が逆になる
ようなことがない。
第10図は、上記実施例の光出力安定化装置を複写機の
露光ランプの制御に使用し、複写プロセスのシーケンス
制御部のマイコンと第5図のマイコン65とを共用した
場合に、そのマイコンが実行する制御動作の一例を示す
フロー図である。
この動作を簡単に説明すると、複写機の電源が投入され
ると、まず、第5図のタイマレジスタ41への時間デー
タTの初期値のセット、タイマレジスタ42への基本周
期Toのセット、FF回路3Sのリセット(Q出力をH
″)及びカウンタ43,44へのグロックパルスCLK
の入力禁止(回路は図示しない)をした後、他の異常チ
ェック(ジャム紙、トナー等のチェック)、定着のウオ
ームアツプ及び表示の設定等の初期設定をする。
そして、リロード(コピー可)状態になれば、プリン1
−スイッチの表示をグリーン表示(コピー可表示)にし
て、プリントスイッチがオンされるまで待機する。
そして、プリントスイッチがオンになると、FF回路3
日をセット(Q出力= H″)して露光ランプを点灯し
1、カウンタ43,44をクリアしてクロックパルスC
LKの入力を許可してスター1へさせた後、他のコピー
処理をする。
このコピー処理において、第7図に示す割込み処理ルー
チンも実行して、コピー中の露光ランプの光出力を一定
に制御する。
また、このとき、露光が終了すると、FF回路3日をリ
セットして露光ランプを消灯する。
そして、コピーが終了すると、再度コピー待ちの状態に
戻る。
効果 以」二説明したように、この発明によれば、デジタル化
した光出力安定化装置において、調光パルスとA/D変
換のサンプルタイミングとを同期させるようにしたので
、光出力の変動がA/D変換結果に影響しなくなるので
、光出力の安定化制御の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の光出力安定化装置の一例を示すブロッ
ク図、 第2図は、第1図の動作説明に供するタイムチャート図
、 第6図は、この発明の基本実施例を示すブロック図、 第4図は、この発明を実施した光出力安定化装置の一例
を示すブロック図、 第5図は、第4図の調光制御装置の一例を示すブロック
図、 第6図は、第5図のマイクロコンピュータが実行する処
理動作の一例を示すフロー図、 第7図は、同じく割込み処理ルーチンの一例を示すフロ
ー図、 第8図は、この実施例の動作説明に供するタイミングチ
ャー1−図、 第9図は、第5図のマイクロコンピュータが実行する割
込み処理ルーチンの他の例の要部を示すフロー図、 第10図は、この実施例の光出力安定化装置を備えた複
写機の制御部が実行する制御動作の一例を示すフロー図
である。 21・・・光出力検出器 22・・・照明光源30・・
・A/D変換器 31・・・調光制御装置32・・・光
出力安定器 33・・・交流電源35・・・マイクロコ
ンピュータ ろ6.乙7・・・インタバルタイマ 3日 ・T型フリップフロップ回路 第1図 第3図 第4図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 手続有口正置(方式) 昭和58年10月1 日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 ■、小事件表示 特願昭58−117031号 2、発明の名称 光出力安定化装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 (674ン 株式会社 リ コ − 4、代理人 東京都豊島区東池袋1丁目20番地5 昭和58年9日7日 (発送日 同年9月27日) 6、補正の対象 図面の第2図 6、補正の内容 「別紙の通り」

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 照明光源の光出力を検出する光出力検出器と、該先
    出力検出器の検出出力をA−D変換するA/D変換器と
    、該A/D変換器の変換結果と前記照明光源の光出力の
    目標値に対応して予め定めた基イ(9値とに基づいて前
    記照明光源の光出力を目標値に制御する調光パルスを出
    力する調光制御装置と、該調光制御装置からの調光パル
    スに応じて前記照明光源に電力を供給する調光安定器と
    を備えた光出力安定化装置において、前記調光制御装置
    から出力する調光パルスと前記A/D変換器のサンプル
    タイミングとを同期させる同期手段を設けたことを特徴
    とする光出力安定化装置。
JP58117031A 1983-06-30 1983-06-30 光出力安定化装置 Pending JPS6010590A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58117031A JPS6010590A (ja) 1983-06-30 1983-06-30 光出力安定化装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP58117031A JPS6010590A (ja) 1983-06-30 1983-06-30 光出力安定化装置

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JPS6010590A true JPS6010590A (ja) 1985-01-19

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JP58117031A Pending JPS6010590A (ja) 1983-06-30 1983-06-30 光出力安定化装置

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JP (1) JPS6010590A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62113390A (ja) * 1985-11-12 1987-05-25 日産自動車株式会社 光量一定制御装置
JPH0515391U (ja) * 1991-08-02 1993-02-26 株式会社モリテツクス 照明用光源装置

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JPS62113390A (ja) * 1985-11-12 1987-05-25 日産自動車株式会社 光量一定制御装置
JPH0515391U (ja) * 1991-08-02 1993-02-26 株式会社モリテツクス 照明用光源装置

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