JPS6017897A - 閃光放電灯用電源装置 - Google Patents

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】 （２） 本発明は閃光放電灯用電源装置（二関するものである０ 閃光放電灯は、例えば露光用光源或いは複写機、ファク
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
０閃光放電灯を点灯せしめるための電源装置としては、
従来り一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ｈａ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、ファクシミリな
どのトナー像定看用熱源として用いる場合には、近年複
写機、ファクシミリの小型軽口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、最近半導体スイッチング素子を有
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、この嘔Ｊ！＠装置によれは小型でしかも軽量であ
るという利点が得ら７する。

第１図は斯かる閃光放電灯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、（３） １は直流電源Ｅに接続さ扛たインバータであり、このイ
ンバータ１は、半導体スイッ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１３，１４．１
５と、２個のダイオード１６＊Ｉ７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のエミッタはトランジス
タ１２のコレクタに接続され、トランジスタ１２のエミ
ッタは直流電源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１２のエミッタの接続９点
との間には、コンデンサ１３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のエミッタとトランジスタ
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ｎ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のコレクタとエミッタ間及びトランジス
タ１２のコレクタとエミッタ間にはそ扛ぞれダイオード
１６及び１７が接続されている。

２は昇圧用トランスであって、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って、この整流回路３
は、４個のダイオード３１．３２．３３．３４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
ル、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が直列に接続さ几、
ダイオード３２の両端にダイオード３４とコンデンサ３
８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（５） 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は半導体スイッチング素子制御機構（以下単に「
制御機構」という。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ｆｉ（６） 号を発生する鋸歯状波発生器１０６と、誤差増幅器１０
１よりの信号と鋸歯状波発生器１０６よりの鋸歯状波信
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、逆に小さいとキニハ「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！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、Ｑから交互に出力するフリップ・フロップ回路
と、アンドゲート１０８、フリップ・フロップ回路１０
９の一方の出力端Ｑよりの２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、フリップ・フロップ回路１０９の他方の出
力端Ｑよりの２つの信号を受けてそれらの論理（７） 積信号を出力するアンドゲート１１１　とにより構成さ
れている。

８は閃光放電灯７に設けられたトリガー電極７１を駆動
せしめるためのトリカー回路であり、このトリか一回路
８は、トリガー電極７１と閃光放電灯７の陰極との間に
２次コイルが接続を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きれ
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ｎたツェナーダイオード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の外トとカソ
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のゲートに接続さ扛た信号入力端子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】に
２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ジ、直流電源Ｅよ
りの直流が一旦交流に変換さ特開口８Ｇロー１７８９７
　（３） れ、次にこの交流が整流回路３により再び直流に変換さ
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°り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４Ｑ）リガー電極７Ｊ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７’して閃
光が発生する。その後制御機構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相、の
パルス幅が大きくなるよう制御されて、再び充放電（９
） 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、上述の電源装置に２いては、充放電用コ
ンデンサ４の充電電圧として例えば６００Ｖ程度の電圧
が必要とされるため、充放電用コンデンサ４として電解
コンデンサを使用する場合必要とされる耐圧が大きく、
従って充放電用コンデンサ４がコストの高いものとなっ
てしまう０これに対して複数の充放電用コンデンサを直
列に接続して充電電圧を分割し、各コンデンサに必要と
される耐圧゛を小さくすることが考えられるが、単にこ
のような構成では、当該コンデンサの充電電圧がそれ自
身の耐圧を越えた場合に２いても、コンデンサの直列接
続体全体の充電電圧が既述の設定電圧以内である場合に
はインバータ１の出力は停止せず、結局当該コンデンサ
が破壊されてしまう問題点を有している。

本発明は以上の如き事情に基いてなされたものであって
、充放電用コンデンサとして耐圧の小さくＨｌ） なコンデンサを用いてコストの低減化を図ることがです
、シかも充放電用コンデンサの破壊を確実に防止するこ
とかでさる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、半導体スイッチング素
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互に
直列に接続された複数の充放電用コンデンサと、これら
複数の充放電用コンデンサの正側と負側との間に接続さ
八る閃光放電灯に、トリガー回路駆動信号を受けたと＠
にトリガー電圧を印加するトリが一回路と、前記充放電
用コンデンサの各々の両端の電圧冷検出して、各検出値
の何几か一つが箒会椿設定電圧を越えたときにインバー
タ出力停止信号乞発生下るインバータ出力停止信号発生
機構と、このインバータ出力停止信号発生機構よりのイ
ンバータ出力停止信号を受けて前記インバータにおける
半導体スイッチング素子の動作を停止せしめる半導体ス
イッチング素子制御機構とを具えて成る点にある。

（１１） 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同略図であり、
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（〜、その説明は同一であるので省略する。

４１．４２は充放電用コンデンサであり、この充放電用
コンデンサ４］、４２は整流回路３の出力端間に直列に
接続されている。

５はインバータ出力停止信号発生機構（以下単に「停止
信号発生機構」という０）でり９、この停止信号発生機
構５は、第３図に詳細に示すように、一方の充放電用コ
ンデンサ４１の両端電圧がその破壊電圧値よりは小きい
設定電圧■を越えたときに信号（以下「過電圧信号」と
いう。）を発生する第１の過電圧検出器５１と、他方の
充放電用コンデンサ４２の両端電圧がその破壊電圧値よ
ジは／ＪＳきい設定電圧Ｖを越えたときに過電圧信号を
発生する第２の過電圧検出器５２と、これら第１の過電
圧検出器５１及び第２の過電圧検出器５２よりの何れか
一方または両方の過電圧信号を受けてインバータ出力停
止信号を発生する停止信号発生器５３とにより構成きれ
ている。

第１の過電圧検出器５１は、充放電用コンデンサ４１の
両端に順次直列に接続された分圧抵抗５Ｊ１゜５］２，
５］３　と、抵抗５］２の摺Ｎｈ接点と抵抗５１３と充
放電用コンデンサ４１の接続点との間に接続されたコン
デンサ５１４と、このコンデンサ５１４の両端に順次直
列に接続きれたツェナーダイオード５１５及び抵抗５１
６と、抵抗５１６の両端にそれぞれベース及びエミッタ
が接続されたトランジスタ５１７と、このトランジスタ
５１７のコレクタと充放電用コンデンサ４１と抵抗５１
１の接続点との間に順次直列に接続された抵抗５１８及
びフォトカプラー５１９とにより構成されている。

第２の過電圧検出器５２は、充放電用コンデンサ４２０
両端に順次直列に接続さｆした分圧抵抗５２Ｊ。

５２２．５２３と、抵抗５２２の摺動接点と抵抗５２３
と充放電用コンデンサ４２の接続点との間（１３） に接続されたコンデンサ５２４と、このコンデンサ５２
４の両端に順次直列に接続されたツェナーダイオード５
２５及び抵抗５２６と、抵抗５２，６の両端にそれぞれ
ベース及びエミッタが接続されたトランジスタ５２７と
、このトランジスタ５２７のコレクタと充放電用コンデ
ンサ４２と抵抗５２１の接続点との間に順次直列に接続
された抵抗５２８及びフォトカプラー５２９とにより構
成されている。

前記フォトカプラー５１９及び５２９の各フォトトラン
ジスタはコレクタ同士及びエミッタ同士が接続されてい
る。−そして分圧抵抗５１１，５１２゜５１３　の値は
充放電用コンデンサ４１が設定電圧ＶＫなったときにコ
ンデンサ５１４の両端電圧がツェナーダイオード５１５
のツェナー電圧セ越えるように設定される。一方分圧抵
抗５２１，５２２゜５２３　の値は充放電用コンデンサ
４２が設定電圧Ｖになったときにコンデンサ５２４の両
端電圧がツェナーダイオード５２５のツェナー電圧を越
えるように設定される。

（１４） 停止信号発生器５３は、フォトカプラー５１９及び５２
９のフォトトランジスタのコレクタに接続された抵抗５
３１　と、この抵抗５３１と前記フォトトランジスタの
エミッタとの間に接続された抵抗５３２と、抵抗５３】
の両端に接続されたコンデンサ５３３と、抵抗５３１と
抵抗５３２の接続点とフォトカプラー５１９及び５２９
のフォトトランジスタのエミッタとの間に接続されたサ
イリスタ５３４と、抵抗５３２とサイリスタ５３４のカ
ソードの接続点とアースとの間に接続された抵抗５３５
と、抵抗５３２とサイリスタ５３４のアノードの接続点
に正側が接続された直流電源５３６　と、抵抗５３２と
抵抗５３５の接続点にその入力端子が接続されたコンパ
レータ５３７とによシ構成され、５３８はコンパレータ
５３７の基準電圧源であｆｉ、５３９はコンデンサ５３
３と抵抗５３］　の接続点とサイリスタ５３４のゲート
との間に接続された抵抗である。抵抗５３２が短絡され
たときには抵抗５３５の両端電圧が「高しベＡＪ、！＝
７にってコンパレータ５３７より「低レベル」（１５） の信号が出力され、抵抗５３２が短絡されていないとき
には抵抗５３５の両端電圧が「低レベル」となってコン
パレータ５３７より「高レベル」の信号が出力されるよ
うに設定される。

以上の実施例によれば、充放電用コンデンサ４１及び４
２が設定電圧Ｖ以内の充電電圧で正常に動作している間
はトランジスタ５１７及び５２７はオフ状態であり、フ
ォトカプラー５１９及び５２９　は動作せず、従って直
流電源５３６の電圧は抵抗５３２により分圧され、抵抗
５３５の両端電圧即ちコンパレータ５３７に入力端子に
入力される電圧は「低レベル」となり、この結果コンノ
くレータ５３７より「高レベル」の信号が出力さｎｌこ
の信号によってはアンドゲート１１０及び１１１はその
動作が停止されず、結局充放電用コンデンサ４１及び４
２の直列接続体全体の電圧値に基いて制御機構１００が
作動され、インバータ１の出力が制御さ几る。一方充放
電用コンデンサ４１及び４２の何れか一方の両端電圧が
設定電圧Ｖを越えた場合例えば充放電用コンデンサ４１
の両端電圧が設定電圧Ｖを越えた場合には、コンデンサ
５１４　の両端電圧がツェナーダイオード５１５のツェ
ナー電圧より大きくなってツェナーダイオード５１５が
導通してトランジスタ５１７がオン状態となる。このト
ランジスタ５１７のコレクタ電流によりフォトカプラー
５１９が作動し、これより過電圧信号が発生して停止信
号発生器５３に供給される。停止信号発生器５３におい
て過電圧信号暑受けると、サイリスタ５３４のゲートに
抵抗５３９　を介してトリガー信号が入力されこれによ
りサイリスタ５３４がオン状態となり、こｔにより抵抗
５３２が短絡され直流電源５３６の電圧が抵抗５３５の
両端にそのまま加えられ、コンパレータ５３７の入力端
子には「高レベル」の信号が入力される。このときコン
パレータ５３７の出力端子から「低レベル」の信号が出
力さＩｔ、　この信号を受けてアンドゲート１１０及び
１１１の両者の出力が零となってトランジスタ１１及び
１２の動作が停止しインバータ１よりの出力が零となり
、この結果充放電用コンデンサ４１及び４２への電（１
７） 荷の流入が停止する０他方の充放電用コンデンサ４２の
両端電圧か設定電圧■を越えた場合にも第２の過電圧検
出器５２が上述の第１の過電圧検出器５１と同様に作動
して過電圧信号が発生されインバータ１の出力が零とな
る。

このように整流回路３の出力端間に複数の充放電用コン
デンサ４１及び４２を直列に接続しているため、充放電
用コンデンサ４１及び４２の各々に必要とされる耐圧が
小さくて済み、従って充放電用コンデンサ４１及び４２
のコストを低いものとすることができ、設計ケ有利に行
なうことができる。しかも第１の過電圧検出器５１、第
２の過電圧検出器５２及び停止信号発生器５３を設けて
充放電用コンデンサ４１及び４２の各々の両端電圧を検
出してその電圧が設定電圧Ｖを越えたときにインバータ
１の出力を停止するようにしているため、充放電用コン
デンサ４１及び４２の破壊を確実に防止することができ
る。

以上本発明の一実施例について説明したが、本発明に２
いては種々変更が可能であり、例えば既（１８） 述の過電圧検出器５］及び５２、停止信号発生器５３は
単に−１りｌにすさ゛ず、特許請求の範囲内において他
の構成としてもよい。充放電用コンデンサの数も３つ以
上としてもよい。そしてインバータＪ１整流回路３、ト
リガー回路８、制御機構１００においても他の公知の構
成としてもよい。

以上のように本発明は、半導体スイッチング素子を有し
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互に１ｎ列に
接続された複数の充放電用コンデンサと、これら複数の
光放電用コンデンサの正側と負側との間に接続さ肚る閃
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
デンサの各々の両端の電圧を検出して、各検出値の何牡
か一つが設定電圧を越えたときにインバータ出力停止信
号を発生するインバータ出力停止信号発生機構と、この
インバータ出力停止信号発生機構よりのインバータ出力
停止信号を受けて前記インバータにおける半導体スイッ
チング素子の動作（１９） を停止せしめる半導体スイッチング素子制御機構とを具
え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、充放電用コンデンサとして耐圧の小さなコンデン
サを用いてコストの低減化を図ることができ、しかも充
放電用コンデンサの破壊を確実に防止することができる
閃光放電灯用電源装置を提供することかでさる。

【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Ｔ説明用回路
図、第３図は第２図の装部を示す説明用回路図である。 １・・・インバータ　Ｅ・・・直流電源１１．１２・・
・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 １００・・・半導体スイッチング素子制御機構１０１・
・・誤差増幅器　１０３・・・発振器１０４・・・パル
ス幅変換器　１０５・・・ドライブ回路１８開日ａＧ０
４７８９７　（６） １０６・・・鋸歯状波発生器　１０７・・・コンパレー
タ１０８・・・アンドゲート　１０９・・・フリップ・
フロップ回路１１０、ＩＩＩ・・・アンドゲート　４１
，４２・・・充放電用コンデンサ５・・・インバータ出
力停止信号発生機構５】・・・第１の過電圧検出器　５
２・・・第２の過電圧検１］」器５３・・・停止信号発
生器５１４５２５・・・ツェナーダイオード５１７．５
２７・・・トランジスタ　５１ｃ４５２９・・・フォト
カプラー５３２．５３５・・・抵　抗　５３６・・・直
流電源５３４・・・サイリスタ　５３７・・・コンパレ
ータゝＬ＋−’　；ｓ’

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）半導体スイッ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（二接続された整流回路と、
   この整流回路の出力端に互≦二直列（二接続された複数
   の充放電用コンデンサと、これら複数の充放電用コンデ
   ンサの正側と負側との間（二接続される閃光放電灯に、
   トリが一回路駆動信号を受けたとき（ニドリガー電圧を
   印加するトリが一回路と、前記充放電用コンデンサの各
   々の両端の電圧、を検出して、各検出値の何肚か一つが
   設定電圧を越えたときにインバータ出力停止信号を発生
   するインバータ出力停止信号発生機構と、このインバー
   タ出力停止信号発生機構よりのインバータ出力停止信号
   を受けて前記インバータにおける半導体スイッチング素
   子の動作を停止せしめる半導体スイッチング素子制御機
   構とを具えて成ることｔ特徴とする閃光放電灯用電源装
   置０