JPS62229688A - ランプ断線検出装置 - 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】 この発明は、複写機等のランプ点灯装置において、ラン
プ負荷の断線を検出するランプ断線検出装置に関する。

複写機等のランプ点灯装置には、異常検出器のない調光
装置を装備するのが主流であるが、一部の露光用ランプ
点灯装置等では、異常点灯を検出するために次のような
方法が採られていた。

（１）ランプ負荷の異常を直接検出する方法（ａ）ラン
プ負荷の近傍に温度ヒユーズ、サーモスイッチ等の温度
検出器を取付けて、ランプ負荷が異常に長く点灯した場
合、その点灯により発生する熱を検出して異常を検知す
る方法・ （ｂ）ランプ負荷の給電線にカレントトランスを設け、
それにより発生する電流の発生時間の長短で異常を検知
する方法。

（Ｃ）ランプ負荷の給電線にフォトカプラを構成する発
光ダイオード側を接続し、そのフォトトランジスタ側か
らの検出電流の発生時間の長短で異常を検知する方法。

（２）ランプ負荷の異常を間接的に検出する方法調光装
置の駆動時間をタイマ回路等で測定して異常を検知する
方法。

しかしながら、これらの方法はいずれもランプが異常に
長く点灯した時にそれを検出するものであって、ランプ
負荷の断線を検出するものではなく、仮に断線を検知す
ることができたとしてもランプ負荷に駆動電圧を印加し
た後であり、事前にその断線を検出することはできなか
った。

この発明は、上記の問題を解決するためになされたもの
で、ランプ負荷の断線を常時監視して、断線が発生した
場合にはすぐにそれを検出して表示できるようにするこ
とを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、ランプ負荷への
交流給電回路に介挿され、該ランプ負荷の点灯を制御す
るランプ駆動手段に並列に接続された交流インピーダン
ス発生手段と、１次側を上記ランプ負荷に並列に接続し
たトランスと、ランプ負荷が断線により開放状態となっ
た時に上記トランスの１次側交流インピーダンスと上記
交流インピーダンス発生手段による交流インピーダンス
の分圧比によって、またはランプ負荷の断線と共にラン
プ駆動手段が短絡故障した時に上記トランスの１次側に
かかる電源電圧によって、該トランスの２次側に発生す
る出力が所定時間を越えて継続した時に作動する異常検
出回路と、その異常検出回路の作動によりランプ負荷の
断線を表示する表示手段とを備えたランプ断線検出装置
を提供するものである。

以下、この発明の一実施例を添付図面を参照して説明す
る。

第１図はこの発明を適用した複写機の露光用ランプ調光
装置のブロック構成図である。

図中、１はハロゲンランプのようなランプ負荷で、交流
入力回路２から例えばトライアックを用いた位相制御回
路のようなランプ駆動手段によるランプ負荷駆動回路３
を介して交流電圧（電流）が供給されて点灯する。

４はランプ負荷１の駆動電圧を検出して直流化し、比較
回路５へ供給する帰還回路、６は複写時に所定のタイミ
ングで直流電圧（電流）Ｄ−Ｃが入力される直流入力回
路であり、ランプ負荷１に供給する出力電圧を設定出来
るようにしである。

７はソフトスタート回路であり、ランプ調光装置の初期
動作の際、ランプ負荷１のラッシュカレントを防止して
ランプ負荷１のフィラメントを長寿命化し、かつランプ
負荷駆動回路３を小型化するために設けている。

８は交−直変換回路であり、交流入力回路２に供給され
る交流電圧（電流）Ａ−Ｃを整流平滑して直流電圧（電
流）に変換する。

９はトリガ回路であり、交−直変換回路８から直流電圧
を供給され、ソフトスタート回路７からの信号Ｓ１又は
比較回路５が直流入力回路６からの信号Ｓ２と帰還回路
４からの信号Ｓ３とを比較して出力する制御信号Ｓ４に
応じて交流入力に対する位相を変えてトリガパルスを発
生し、ランプ負荷駆動回路３に供給される交流の導通角
を制御し、ランプ負荷１に供給する出力電圧（電流）の
実効値を実質的に制御する。

なお、トリガ回路９では制御信号Ｓ４　（電圧）を例え
ばフォトカプラ等を用いて抵抗値変化に換え、トリガパ
ルスを発生させるタイミングを決める時定数回路の時定
数を変化させて、発生するトリガパルスの交流入力に対
する位相を制御している。

１０は帰還回路３の出力発生時に、その出力に実質的に
影響を及ぼさずに出力を発生する出力発生回路、１１は
異常検出回路であり、出力発生回路１０の出力の発生時
間が所定時間（露光サイクルに応じた時間）を越えた時
に作動し、ランプ負荷１の異常点灯及び断線を検出する
。

１２はランプ負荷遮断回路であり、異常検出回路１１が
異常を検出して作動した時にランプ負荷１への給電を断
つ。１３は異常状態表示回路であり、異常検出回路１１
がランプ負荷１の点灯異常又は断線を検出した時に、そ
れを表示してオペレータに知らせるために設けられてい
る。

１４は直流レベル回路であり、交−直変換回路８で直流
に変換された電圧を、異常検出回路１１及び異常状態表
示回路１３を働かせるのに必要な一定の電圧レベルに変
換して供給するための回路である。

次に、このように構成された上記実施例の動作を説明す
る。

先ず１図示しない電源スィッチをオンさせ、交流入力回
路２に交流Ａ−Ｃを入力する。そして、オペレータがコ
ピ一枚数等の情報をセットしてコピースタートスイッチ
をオンさせると、所定のタイミングで直流電圧Ｄ−Ｃが
直流入力回路６に入力される。

一方、トリガ回路９には交−直変換回路８から直流電圧
が供給されているので、ソフトスタート回路７からの信
号Ｓ１によりトリガパルスを発生し始める。このトリガ
パスがランプ負荷駆動回路３を制御し、交流入力回路２
からの交流入力を位相制御してランプ負荷１に供給する
。

そして、ランプ負荷１が点灯して露光が開始される。す
ると、帰還回路４はランプ負荷１の駆動電圧を検出して
直流化し、比較回路５に信号Ｓ。

を出力する。

比較回路５は、この信号Ｓ、を直流入力回路６で設定さ
れた電圧信号Ｓ２と比較して制御信号Ｓ４を出力し、ラ
ンプ負荷１が所定の発光出力で点灯するように、トリガ
回路９で発生するトリガパルスの位相を変化させる。

また、帰還回路４が信号を出力すると、出力発生回路１
０はそれに応じて出力を発生する。そして、異常検出回
路１１がこの出力の発生時間を計測し、例えばランプ負
荷１が何らかの理由で所定サイクルで消灯しない時、あ
るいはランプ負荷１が断線した時に作動して、ランプ負
荷遮断回路１２によりランプ負荷１への給電を断つと共
に、異常状態表示回路１３を働かせてランプ負荷１の点
灯異常をオペレータに知らせる。

次に、この発明の具体的実施例を第２図を参照して説明
する。第２図は第１図に示した実施例におけるこの発明
に係わる部分のみを具体的回路図として示しである。

図中、Ｑ工はランプ負荷駆動回路３のランプ駆動手段で
ある双方向性３端子サイリスタ（以下　、「トライアッ
ク」と云う）であり、そのゲートＧにはトリガ回路９か
らのトリガパルスが印加される。このトライアックＱ工
の電極Ｔ、、Ｔ２間には、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の
直列回路からなる交流インピーダンス発生手段が並列に
接続されている。

Ｔは帰還用トランスであり、その１次側のコイルＬ１を
後述するランプ負荷遮断回路１２とランプ負荷１の直列
回路に並列に接続し、２次側のコイルＬ２を整流器ＲＦ
Ｃに接続している。なお、１次側のコイルＬ１の交流イ
ンピーダンスωＬ１は、前述の抵抗Ｒ１及びコンデンサ
Ｃ１の交流インピーダンスＲ１＋１／ωＣ□よりも充分
大きくしである。

整流器ＲＥＣには、電流制限用の抵抗Ｒ２と平滑用のコ
ンデンサＣ２との直列回路が並列に接続され、コンデン
サＣ２には抵抗Ｒ１が並列に接続されている。この接続
点ａから信号Ｓ３として電圧を比較回路５へ出力する。

これらの帰還用トランスＴ、整流器ＲＥＣ，抵抗Ｒ，、
Ｒ，及びコンデンサＣ２により帰還回路４を構成してい
る。

出力発生回路１０において、Ｄｌは逆入力防止用ダイオ
ードであり、帰還回路４における整流器ＲＥＣの出力電
圧（ｂ点の電圧）によって、抵抗Ｒ１を介してコンデン
サＣ１を充電する向きに接続しである。なお、この充電
時定数Ｒ４・Ｃ１は非常に小さくしである。

Ｔｒ、はＮＰＮ型トランジスタであり、そのベースは抵
抗Ｒ２を介してコンデンサＣ１の充’ｔｆｆｌ圧が現わ
れる０点に接続され、エミッタは共通線１５に、コレク
タは抵抗ＲＧ、Ｒ７を介して後述する直流レベル回路１
４の定電圧出力点ｅにそれぞれ接続しである。

Ｔｒ２はＰＮＰ型トランジスタであり、そのベースは抵
抗Ｒ７とＲ６による分圧点ｄに、エミッタは定電圧出力
点ｅに、コレクタは抵抗Ｒ，を介して共通線１５にそれ
ぞれ接続しである。

異常検出回路１１において、充電用のコンデンサＣ４と
抵抗Ｒ１の直列回路が出力発生回路１０の出力端子であ
るｆ点と共通線１５との間に接続されている。この充電
時定数０４・Ｒ９は複写機の露光サイクルに応じた時間
より若干長くし、露光サイクル中に後述するツェナーダ
イオードＺＤ１がツェナー電圧に達しないように設定し
である。

抵抗Ｒ９には、ダイオードＤ２がそのアノードが共通線
１５側になるようにして並列に接続され。

ランプ負荷１が正常に点灯し、露光サイクルが終了して
トランジスタＴＲ２がオフすると、コンデンサＣ４→抵
抗Ｒ６→ダイオードＤ２のループで、コンデンサＣ４の
充電電荷が短時間に放電するようにしである。

ＺＤ、はツェナーダイオードであり、そのアノードをコ
ンデンサＣ４と抵抗Ｒｇの接続点ｇに、カソードを抵抗
Ｒ１゜とコンデンサＣ９との並列回路を介してｆ点に接
続しである。このツェナーダイードＺＤ、のツェナー電
圧（ブレークダウン電圧）は抵抗Ｒ，の両端に発生する
電圧以下のものを選ぶ。コンデンサＣ６は雑音防止用の
コンデンサである。

Ｑ２はプログラマブル・ユニジャンクション・トランジ
スタ（以下ｒＰＵＴＪと略称する）であり、そのゲート
ＧはツェナーダイオードＺＤ１のカソード側のｈ点に、
アノードＡはｆ点に、カソードにはリレーコイルＲｙを
介して共通線１５に接続されている。また、リレーコイ
ルＲｙには逆電圧吸収用のダイオードＤ３を並列に接続
している。

そして、ランプ負荷遮断回路１２を構成するリレーコイ
ルＲｙの常閉接点Ｒａ、を、前述のようにトライアック
Ｑ１とランプ負荷１の間に介挿し、このリレーコイルＲ
ｙの常開接点Ｒａ２を、異常状態表示回路１３の表示手
段である発光ダイオードＬＤ及びその保護抵抗Ｒ１□と
の直列回路とｆ点との間に介挿している。

また、交−直変換回路８の出力端子と共通線１５との間
には、直流レベル回路１４を構成する抵抗Ｒ□２とツェ
ナーダイオードＺＤ２が直列に接続してあり、ｅ点から
ツェナーダイオードＺＤ。

のツェナー電圧に相当する定電圧を出力する。

次に、この回路の動作を説明すると、図示しない電源ス
ィッチ及びコピースタートスイッチをオンにし、複写機
が露光サイクルに入ると、トリガ回路９からのトリガパ
ルスによりトライアックＱ工が所定の位相角でターンオ
ンする。

それによって、交流入力回路２から供給される交流入力
はトライアックＱ１で位相制御され、常閉接点Ｒａ１を
介してランプ負荷１に流れ、ランプ負荷１を点灯させる
。

ランプ負荷１が点灯すると、その両端に電圧が発生する
ため、帰還用トランスＴの１次側コイルＬ１にも電圧が
印加され、その２次側のコイルＬ２に電圧が発生する。

この交流電圧を整流器ＲＥＣで整流し、さらに抵抗Ｒ２
，Ｒ，で分圧すると共にコンデンサＣ２で平滑して比較
回路５に出力し、前述した手順で一定の発光出力でラン
プ負荷１が点灯するように信号処理される。

なお、ランプ負荷１の抵抗をＲ，、とすると、そのＲｏ
は非常に小さく、Ｒｏ＜ωＬ１が成立するので、その合
成インピーダンスは略Ｒ０である。

一方、Ｒ，＜Ｒ１＋１／ωＣ１が成立するので、トライ
アックＱ１のターンオフ時に、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ
工の直列回路をバイパスする電流によってランプ負荷１
が点灯するようなことはなく、帰還用トランスＴの２次
側にも帰還電圧は発生しない。

さて、ランプ負荷１が点灯中、出力発生回路１０のコン
デンサＣ３には、ダイオードＤよ及び抵抗Ｒ４を介して
整流器ＲＦＣで整流された直流電圧が充電され続けるの
で、０点の電位が上り、トランジスタＴｒ□はオン状態
を維持する。

トランジスタＴｒ工がオンすると、ツェナーダイオード
ＺＤ２で定電圧化した交−直変換回路８から供給される
直流電流が抵抗Ｒ，，Ｒ，を介してトランジスタＴＲ１
のエミッタに流れるので、ｄ点の電位が下りトランジス
タＴｒ２もオンする。

この２つのトランジスタＴ’　ｘ　ｖ　Ｔ　ｒ　２は、
帰還出力がある限りオンし続ける。そして、トランジス
タＴｒ２がオンすると、異常検出回路１１のコンデンサ
Ｃ４が充電時定数Ｒ３・Ｃ４で充電され始める。

トランジスタＴｒ２がオンした瞬間は、ツェナーダイオ
ードＺＤ、のアノード側の電位はカソード側の電位と等
しいが、コンデンサＣ４が充電され始めるとアノード側
の電位が下がり始める。

しかしながら、前述したように充電時定数Ｒ１Ｃ４を複
写機の露光サイクルに応じた時間より若干長くし、露光
サイクル中にツェナーダイオードＺＤ１がツェナー電圧
に達しないようにしであるので、ランプ負荷１が正常に
所定時間だけ点灯して消灯すれば、ツェナーダイオード
ｚＤｉがブレークダウンする前にトランジスタＴｒ、、
Ｔｒ２がオフする。したがって、コンデンサＣ４に充電
された電荷は抵抗Ｒ８→ダイオードＤ、のループで短時
間に放電される。

ところが、何らかの理由でランプ負荷１が露光サイクル
を終了しても点灯していると、コンデンサＣ４がツェナ
ーダイオードＺＤ工のツェナー電圧まで充電され、ツェ
ナーダイオードｚＤ１がブレークダウンする。

それによって、抵抗Ｒ１ｏにはブレークダウン電流が流
れて電圧降下が生ずる。したがってｈ点の電位が下り、
Ｐ　Ｕ　Ｔ　Ｑ　ｚのゲートＧの電位がアノードＡの電
位より低くなるので、ＰＵＴＱ２がターンオンし、リレ
ーコイルＲｙに電流が流れる。

リレーコイルＲｙに電流が流れると、直ちにその常閉接
点Ｒａ□　（ランプ負荷遮断回路１２）が開いてランプ
負荷１への給電を断ち、ランプ負荷１を消灯すると共に
、その常開接点Ｒａ２が閉じて異常状態表示回路１３の
発光ダイオードＬＤに給電して発光させ、ランプ負荷１
の異常をオペレータに知らせる。

なお、ツェナーダイオードＺＤ工にかかるツェナー電圧
は、ブレークダウンした後抵抗Ｒ９゜Ｒ１゜の電圧降下
により、ＰＵＴＱ、のゲート電位を一定に保つ。また、
常閉接点Ｒａ１が開いてランプ負荷１が消灯しても、今
度は前述したＲ１＋１／ωＣ１（ωＬ工が成立するので
、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ工の直列回路を介して帰還用
トランスＴの１次コイルＬ１に電流が流れ、２次側には
電圧が発生し続ける。

したがって、トランジスタＴｒ１．Ｔｒｚはオン状態を
維持され、ＰＵＴＱ２への給電が断たれることはなく、
リレーコイルＲＶには電流が流れ続け、常閉接点Ｒａ１
の開及び常開接点Ｒａ、の閉状態は維持される。

そして、図示しない電源スィッチをオフさせれば、全て
の給電が断たれてＰＵＴＱ２がオフすると共にコンデン
サＣ４の充電電荷も放電され、自動的にリセットされる
。

次に、この実施例によるランプ負荷の断線検出について
説明する。

ランプ負荷１が、例えば露光サイクル中に断線すると、
常閉接点Ｒａ１が開いた時と同様にＲ１＋１／ωＣ１（
ωＬ工が成立するので、トライアックＱ工がターンオフ
しても交流インピーダンス発生手段である抵抗Ｒ１とコ
ンデンサＣ□の直列回路を介して帰還用トランスＴの１
次コイルＬ１に電流が流れ、その交流インピーダンスの
分圧比によって２次側には電圧が発生し続ける。

したがって、前述の場合と同様に、異常検出回路１１の
ＰＵＴＱ、がターンオンしてリレーコイルＲｙに通電し
、それによって異常状態表示回路１３の常開接点Ｒａ、
が閉じ５発光ダイオードＬＤが発光して異常（この場合
、ランプ負荷の断線）を知らせることが出来る。

なお、ランプ負荷１が露光サイクル以前に断線していて
も、同様にそれを検出出来ることは云うまでもない。

さらに、ランプ負荷１が断線すると共にランプ駆動手段
であるトライアックＱ１が短絡故障した時にも、トラン
スＴの１次側に電源電圧が印加されるため２次側に電圧
が発生し続け、異常検出回路１１がそれを検出して、異
常状態表示回路１３の発光ダイオードＬＤを発光させて
それを表示することが出来る。

以上、この発明を複写機の露光用ランプ調光装置に適用
して、ランプの異常点灯検出と断線検出に検出回路を兼
用した実施例について説明したが。

これに限るものではなく、ランプの断線検出専用の装置
として構成してもよいし、対象も複写機の露光用ランプ
調光装置に限らず、他の機器の調光装置や、調光を行な
わないランプ点灯装置にも同様に適用できる。

以上述べたように、この発明によれば、ランプ負荷の断
線を常に監視して断線発生時にはすぐにそれを検出して
表示するので、ランプ断線に対する処置を迅速にとるこ
とができ、ランプの不点灯によって機器が使用できなく
なる状態を最少限にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す複写機の露光ランプ
用調光装置のブロック図、 第２図は第１図の実施例におけるこの発明係わる部分の
具体的回路図である。 １・・・ランプ負荷　　　　　２・・・交流入力回路３
・・・ランプ負荷駆動回路　４・・・帰還回路１０・・
・出力発生回路　　　１１・・・異常検出回路１２・・
・ランプ負荷遮断回路 １３・・・異常状態表示回路（表示手段）Ｑｌ・・・ト
ライアック（ランプ駆動手段）Ｒ１，Ｃ１・・・交流イ
ンピーダンス発生手段Ｔ・・・帰還用トランス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ランプ負荷への交流給電回路に介挿され、該ランプ
   負荷の点灯を制御するランプ駆動手段に並列に接続され
   た交流インピーダンス発生手段と、１次側を前記ランプ
   負荷に並列に接続したトランスと、前記ランプ負荷が断
   線により開放状態となつた時に前記トランスの１次側交
   流インピーダンスと前記交流インピーダンス発生手段に
   よる交流インピーダンスの分圧比によつて、または前記
   ランプ負荷の断線と共に前記ランプ駆動手段が短絡故障
   した時に前記トランスの１次側にかかる電源電圧によつ
   て、該トランスの２次側に発生する出力が所定時間を越
   えて継続した時に作動する異常検出回路と、該異常検出
   回路の作動によりランプ負荷の断線を表示する表示手段
   とを備えたことを特徴とするランプ断線検出装置。