JPS63244596A - 調光装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、放電灯の調光制御を行う調光装置、特に調
光状態を正確に判断できる調光装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

放電灯、例えば複写機の原稿照明用の蛍光管においては
、所定の光量が得られているか否かを判断する機能を備
えた調光装置が必要となっている。第６図はこの種の従
来の調光装置の回路構成を示すブロック図であり、図に
おいて、ｌは放電灯である蛍光管、２は蛍光管１の光量
を検出する光量センサ、３はその検出信号を平滑して増
幅する平滑・増幅器、４は平滑−増幅器３の出力電圧ｖ
１と基準電圧Ｖｒｌとの差を増幅する差動増幅器、５は
三角波、のこぎり波などの三角波状信号を発生する発振
器、６はその三角波状信号と差動増幅器４の出力信号を
比較してＰＷＭ　（パルス幅変２１ｇ）信号を出力する
比較器、７はそのＰＷＭ信号に基づいて蛍光管１を点灯
するドライバ（駆動回路）、８は上記平滑φ増幅器３の
出力Ｖｌ　を調光状態（光量）判断用の基準電圧Ｖｒ２
と比較する比較器で、Ｊ）；準電圧■、、２は上記基準
電圧Ｖ−と略等しく設定されている。

上記構成において、差動増幅器４に人力される光量セン
サ２からの検出電圧、つまり平滑・増幅器３の出力電圧
Ｖ、は蛍光管１の光量に応じた電圧となっており、この
電圧ｖ１と予め設定された基準電圧ｖ、１との差が増幅
され、比較器６に人力される。そして、この比較器６で
発振器５の出力１３号と比較され、その比較した結果に
応じたＰＷＭ信号がドライバ７に出力され、蛍光管ｌが
点灯する。第６図は蛍光管ｌの駆動電流波形を示したも
のである。この時、蛍光管！はｐ　Ｗ　Ｍ　ｔｉｔ号で
制御されるため、電源の駆動周波数とＰＷＭ信号の周波
数によって点滅しているが、この点滅の周期よりも十分
大きな時定数が平滑・増幅器３には備えられており、そ
の出力電圧ｖ１は光量のモ均に相当した直流電圧となっ
ている。そして、この平滑・増幅器３の出力は後段の差
動増幅器４に人力され、上述したように基準電圧Ｖｒｌ
との差分が増幅される。この差動増幅器４の増幅率は高
い値となっており、蛍光管１の光量がある一定レベルよ
り低−トすると差動増幅器４の出力レベルは急激に低下
し、逆に光量があるレベルより増加すると差動増幅器４
の出力レベルは急激に高くなる。

また、差動増幅器４の出力電圧は後段の比較器６によっ
て発掘器５の出力と比較され、その結果ＰＷＭ信号が出
力され、この信号に基づいて蛍光管１が制御される。こ
の時、蛍光管１の光量が増加すると平滑・増幅器３の出
力電圧ｖ１が１．がり、その電圧Ｖ、が基準電圧ｖ１１
よりも高くなると上述のように差動増幅器４の出力レベ
ルが急激に高くなる。その結果、比較器６から出力され
るＰＷＭ信号のデユーティ比が下がり蛍光管１の下向点
灯時間が短かくなって蛍光管１の光計の増加が抑えられ
る。蛍光管１の光量が減少した時にも、同様にネガティ
ブフィードバック制御によりＰＷＭ（３号のデユーティ
比が上がり、蛍光管１の光量の減少が抑えられる。この
ため、例えば蛍光管１の駆動電流が何らかの原因で増減
しても、蛍光管１の光量は一定に保たれる。

第８図は平滑・増幅器３の信号伝達特性（入出力特性）
、第９図は差動増幅器４と比較器６の信号伝達特性をそ
れぞれ示したものである。第９図に示すように、差動増
幅器４の入力電圧ｖ１が基準電圧Ｖｒｌより低下すると
、ＰＷＭ信号のデユ−ティ比は急激に高くなる。また第
１０図は蛍光管ｌの入出力特性を示す図で、ＰＷＭ信号
のデユーティ比が高くなると光量が増幅するが、図の矢
印の如く駆動電流や管部の変動によって同一のデユーテ
ィ比で点灯しても光量が変化することを示している。し
かし、上述したように差動増幅器４の増幅率が高いため
、第１１図に示すように差動増幅器４の入力から蛍光管
１の出力に至るまでの間にその変動分は十分吸収される
。

また、第１２図は光量の切換動作点の推移の様子を示す
図であり、第８図と第１１図を重ね合わせたものである
。前述のフィードバック制御により、動作点つまり設定
点Ｐの光量に落ち着くこと、また平滑・増幅器３の増幅
度を変化することで任７αの設定点Ｐ、〜Ｐ３の光量に
切り換え可能なことを示している。

しかし、ここで例えば蛍光管１が冷えきった状態から点
灯開始した場合、蛍光管１の初期の立Ｆり特性が極端に
悪いため、直ぐには設定点Ｐの光量が得られない。即ち
、蛍光管１が暖まるにつれ一〇徐々に設定点Ｐの光量に
近づき、設定点Ｐに達した後はそこに落ち着くという過
程を経る。第１３図はその様子を示したものである。こ
の設定点Ｐに達するまでの時間は数１０秒かかることも
あり、このため特に複写機の原稿照明に用いる場合には
所定の光量に達しているか否かを判断する必要がある。

第６図の回路ではこの判断を比較器８によって行ってい
る。即ち、この比較器８により差動増幅器４の入力端子
（平滑・増幅器３の出力電圧Ｖ＋）を基準電圧Ｖｒ２と
比較することにより、蛍光管！の光量がほぼ設定値に達
したかどうかを知ることができる。この時、基準電圧Ｖ
ｒ２は、！！準電圧ｖｒＩより若干低めに設定しである
。そして、平滑・増幅器３の増幅率を変化させて光量の
設定点を切り換えた場合でも、この基準電圧Ｖｒ２は何
ら変更することなく、所定の光量が得られたか否かを判
断することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のような調光装置にあっては、所定
の光量が得られたか否かの判断を光量センサ２からの検
出信号電圧Ｖｌ　を基準電圧Ｖｒ２と比較することによ
り行っているため、基準電圧Ｖｒ２の精度により正確に
判断することができないという問題点があった。即ち、
基準電圧Ｖｒ２が基準電圧Ｖ　ｒ　ｌより高いと所定の
光量が得られているにも拘らず、いつまでたってもその
判断ができず、また余裕を見て基準電圧Ｖｒ２を低めに
設定すると、正確な判断ができない、このため、基準電
圧Ｖｒ２の基準電圧Ｖ　ｒ　ｌに対する相対精度が重要
となり、各々の基準電圧設定用の抵抗として高価な高精
度の抵抗を用いなければならず、コストが上昇するとい
う問題点があった。

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、コストを上昇させることなく、所定の光量が得られ
ているか否かに正確に判断することができる調光装置を
提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の調光装置は、放電灯の光量を検出する光量セ
ンサと、パルス幅変調制御用の三角波状信号を発生する
発振器と、前記光量センサからの検出信号と発振器から
の三角波状信号を比較してパルス幅変調信号を出力する
比較器と、この比較器から出力されたパルス幅変調信号
の周波数を検出し、その検出周波数を前記発振器の出力
周波数と比較して放電灯の調光状態を判断する周波数検
出回路とを備えたものである。

〔作用〕

この発明の調光装置においては、比較器から出力される
ＰＷＭ　（パルス幅変調）信号によって放電灯の調光制
御が行われ、そのＰＷＭ信号の周波数が周波数検出回路
によって検出される。そして、その検出周波数と発振器
の出力周波数とが比較され、その結果放電灯の調光状態
が判断される。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
酵述した第６図の装置と同一構成要素に対しては同一符
号を付しである。図中、１は蛍光管（放電灯）、２は蛍
光管１の光用を検出する光量センサ、３はその検出信号
を寮滑して増幅する平滑・増幅器、４は平滑・増幅器３
の出力電圧ｖ１と基準電圧Ｖｒｌの差を増幅する差動増
幅器、５はＰＷＭ’ｆｆＪｊｇ用の三角波状信号を発生
する発振器、６は差動増幅器４を通して得られた光量セ
ンサ２からの検出信号と発振器５からの三角波状信号を
比較してＰＷＭ信号を出力する比較器、７はそのＰＷＭ
信号に基づいて蛍光管１を制御するドライバ、９は比較
器６から出力されたＰＷＭ信号の周波数を検出し、その
検出周波数を発振器５の出力周波数と比較して蛍光管１
の調光状態を判断する周波数検出回路で、パルスカウン
タ１０とタイマ１１により構成されている。

次に動作について説明する。前述した第６図の操作と同
様、光−１ｓｔセンサ２からの信号と発振器５からの信
号とが比較器６にて比較され、この比較器６からＰＷＭ
信号が出力される。そして、そのＰＷＭ信号に基づいて
蛍光管１の調光制御が行われ、蛍光管ｌの光量が一定に
保たれる。

ここで、蛍光管１が冷えきった状態から点灯開始した場
合、蛍光管１が徐々に暖まって所定の光量に達するまで
は、比較器６の出力波形は第２図に示すように直流波形
となり、蛍光管１は常時点灯状態となる。そして、所定
の光量に近づくと差動増幅器４の入力電圧ｖ１が基準電
圧Ｖｒｌより高くなり、差動増幅器４の出力電圧は急激
に上昇し始める。この時、比較器６の出力波形は第３図
に示すように、最早直流ではなくデユーティ比が１より
小さいパルスとなっている。このパルス、つまりＰＷＭ
信号は、パルスカウンタ１０により、タイマ１１で設定
した一定時間カウントされ、その結果ＰＷＭ信号の周波
数が検出される。

そして、その検出周波数を発振器５の出力周波数と比較
し一致していれば所定の光量が得られていると判断する
ことができる。この時、所定の光量が得られたと判断し
てから上記デユーティ比が更に小さくなり、真の設定点
に達するまでの誤差分は、差動増幅器４の増幅率が非常
に高いので十分小さなものとなる。また、蛍光管１の駆
動電流や管部の変動による光量の変化も、差動増幅器４
の増幅率が高いので最小限に抑えられる。

第４図は前述した調光状態を判断する動作を示すフロー
チャートである。先ず光量センサ２の信号を平滑して増
幅しくステップ１０１）、その信号を差動増幅器４を介
して発振器５からの信号と共に比較器６に入力する（ス
テップ１０２）、次に比較器６の出力信号をパルスカウ
ンタ１０によって一定時間カウントしくステップ１０３
）。

その周波数を検出する（ステップ１０４）、そして、そ
の検出周波数が発振器５の出力周波数と一致しているか
どうかを判定しくステップ１０５）、一致していれば所
定の光量が得られたと判断しくステップ１０６）、一致
していなければ所定の光量になっていないと判断する（
ステップ１０７）。

このように、パルスカウンタ１０によって一定時間パル
スをカウントすることによりＰＷＭ信号の周波数を検出
し、この周波数を発振器５の出力周波数と比較すること
で所定の光量が得られたか否かの判断を行っている。こ
のため、基準電圧設定用の高価な部品を必要とすること
なく、正確な調光状態の判断を行うことができ、周波数
検出回路９を機器に備えられているマイクロコンピュー
タで構成すればコストが上昇することもない、また第６
図の回路では、光量の設定は初段の平滑・増幅器３の利
得の調整に委ねられているが、この増幅器は平滑回路と
兼用であるので利得の大きな変化は時定数の変動の原因
となる。本実施例では基準電圧Ｖ　ｒ　ｌの調整によっ
て光量の設定を行うこともでき、その不都合も解除する
ことができる。

更に第６図の回路では、ＰＷＭ制御の異常により蛍光管
１が常時フル点灯していても光量が一定以上得られてい
れば異常検知できないが、本実施例においてはその場合
にもパルス波がないということでＰＷＭ制御の異常を検
知することが可能である。

第５図はこの発明の他の実施例を示すブロック図である
。この実施例は、差動増幅器４を省いて平滑・増幅器３
の出力を直接比較器６に入力させるようにしたものであ
る。このような構成にしても、発振器５の出力信号の振
幅を十分小さくすると共に、そのオフセット電圧を十分
高く設定すれば、上記実施例と同様の制御を行うことが
でき、同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、基準電圧設定
用の高価な部品を用いる必要がなくなり、コストを上昇
させることなく、所定の光量が得られているか否かの調
光状態を正確に判断することができるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図の比較器の点灯開始時の出力波形図、第３図は
第１図の比較器の所定の光量に近づいた時の出力波形図
、第４図は調光状態を判断する動作を示すフローチャー
ト、第５図はこの発明の他の実施例を示すブロック図、
第６図は従来例を示すブロック図、第７図は蛍光管の駆
動電流を示す波形図、第８図は平滑・増幅器の信号伝達
特性図、第９図は差動増幅器と比較器の信号伝達特性図
、第１０図は蛍光管の人出力特性図、第１１図は差動増
幅器の入力電圧と光量の関係を示す特性図、第１２図は
光量の切換動作点の推移を示す説明図、第１３図は点灯
開始時の光量の変化を示す特性図である。 １−−−−蛍光管（放電灯） ２−−−−−光量センサ ５−−−−−発振器 ６−−−−−比較器 ９−−−−−周波数検出回路 １０−−−−−パルスカウンタ １１−−−軸タイマ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）放電灯の光量を検出する光量センサと、パルス幅
   変調制御用の三角波状信号を発生する発振器と、前記光
   量センサからの検出信号と発振器からの三角波状信号を
   比較してパルス幅変調信号を出力する比較器とを備え、
   この比較器からのパルス幅変調信号に基づいて放電灯の
   調光制御を行う調光装置において、前記比較器から出力
   されたパルス幅変調信号の周波数を検出し、その検出周
   波数を前記発振器の出力周波数と比較して放電灯の調光
   状態を判断する周波数検出回路を備えたことを特徴とす
   る調光装置。
2. （２）周波数検出回路は、パルスカウンタとタイマによ
   り構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の調光装置。