JP2000243583A

JP2000243583A - 点灯装置および電気機器

Info

Publication number: JP2000243583A
Application number: JP11039259A
Authority: JP
Inventors: Nobuhisa Nagano; 信久長野
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2000-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】ランプの光出力の立ち上がりが急速であると共
に、過電流から回路素子を保護できる安価な点灯装置お
よび電気機器を提供する。【解決手段】直流電源２と、直流電源２に接続されたチ
ョッパ回路３と、チョッパ回路３の出力側に接続された
ランプ４と、チョッパ回路３の出力側に流れる電流を検
出する電流検出用素子Ｒ１を備え、ランプ４の起動立ち
上がり時と起動立ち上がり時より後の電流検出レベルを
切り換えると共に、電流検出レベル以上の電流が流れた
時に異常信号を出力する電流検出手段５と、ランプ４が
所定のランプ電圧で付勢されるようにチョッパ回路３を
制御すると共に、電流検出手段５の異常信号に応じて、
チョッパ回路３の動作を停止させる制御回路６とを具備
して点灯装置１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、過電流保護回路を
備えた点灯装置および電気機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハロゲンランプは、複写機などの露光用
光源として用いられている。そして、露光の迅速化に伴
って光出力を急速または瞬時に立ち上がることが望まれ
ている。ハロゲンランプの点灯装置としては、例えば、
特開平１−２５１５８５号公報（従来技術）に開示され
ており、図６にその構成を示す。図６に示す点灯装置２
０は、入力交流電源ＡＣを整流するための整流回路２１
および平滑用コンデンサ２２からなる直流電源回路２
３、制御用トランジスタ２４とダイオード２５およびイ
ンダクタ２６からなる降圧チョッパ回路２７、過電流を
検出する過電流検出回路２８、制御用トランジスタ２４
のオンオフ動作を制御する制御回路２９およびハロゲン
ランプのように始動時に低インピーダンスとなるランプ
３０を備えている。

【０００３】点灯装置２０は、交流電源ＡＣを投入する
と、直流電源回路２３に直流電圧が発生して降圧チョッ
パ回路２７を介してランプ３０に印加される。交流電源
ＡＣを投入した当初は、ランプ３０が低インピーダンス
であるため、ランプ３０にかなり大きな電流が流れる。
過電流検出回路２８は、電流が所定値以上になると過電
流が負荷回路に流れている旨を示す過電流信号を制御回
路２９に入力する。しかし、制御回路２９は、負荷回路
に過電流が流れた場合に、降圧チョッパ回路２７の出力
電圧を低下させるが出力電流は急速に低下させない、い
わゆる、垂下型特性を有するように構成されている。す
なわち、図７に示すように、出力電圧Ｖ対出力電流Ｉの
関係を示す曲線上のＢ点付近、すなわち、垂下部分付近
においてランプ３０の予熱が十分に行われてランプ３０
が点灯する。一旦ランプ３０が点灯すると、ランプ３０
のインピーダンスが高くなり、負荷電流が減少して点Ａ
に到達する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の点灯装置２
０は、起動時、負荷電流の少ない垂下部分付近Ｂ点にお
いてランプ３０の予熱を行うので、光出力の立ち上がり
が遅くなるという欠点を有する。また、過電流からの回
路素子の保護において、過電流検出回路２８および制御
回路２９は、ランプ３０の低インピーダンス特性による
起動電流である過電流と、ランプ３０の両端の短絡等に
よる短絡電流である過電流とを区別する必要があるの
で、回路が複雑になり、さらに、起動時および安定時の
過電流検出レベルが垂下部分付近Ｂ点よりも大きい一定
値であるので、少なくとも垂下部分付近Ｂ点の電流に耐
える大容量の回路素子が必要であり、装置が高コストに
なるという欠点を有する。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、ランプの光出力の立ち上がりが急速であると共に、
過電流から回路素子を保護できる安価な点灯装置および
電気機器を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の点灯装
置の発明は、直流電源と；直流電源に接続されたチョッ
パ回路と；チョッパ回路の出力側に接続されたランプ
と；チョッパ回路の出力側に流れる電流を検出する電流
検出用素子を備え、ランプの起動立ち上がり時と起動立
ち上がり時より後の電流検出レベルを切り換えると共
に、電流検出レベル以上の電流が流れた時に異常信号を
出力する電流検出手段と；ランプが所定のランプ電圧で
付勢されるようにチョッパ回路を制御すると共に、電流
検出手段の異常信号に応じて、チョッパ回路の動作を停
止させる制御回路と；を具備している。

【０００７】本発明および以下の各発明において、特に
言及しない限り用語の定義および技術的意味は次のとお
りとする。

【０００８】直流電源は、バッテリ、直流電源装置、ま
たは商用交流電圧を整流あるいは整流平滑したものなど
直流電力を供給するものであればよい。

【０００９】チョッパ回路は、昇圧チョッパ、降圧チョ
ッパまたは昇降圧チョッパのいずれも許容する。

【００１０】ランプは、フィラメント抵抗の発光を利用
したハロゲンランプや電球などの白熱ランプの他、メタ
ルハライドランプなどの高圧放電ランプ等を許容する。

【００１１】電流検出レベルは、起動立ち上がり時にお
いては、ランプの低インピーダンス特性による起動電流
とチョッパ回路の出力側を短絡した時の電流検出用素子
に流れる電流の範囲内にあり、起動立ち上がり時より後
においては、ランプ電流とチョッパ回路の出力側を短絡
した時の電流検出用素子に流れる電流の範囲内にあるよ
うに任意に設定される。

【００１２】電流検出レベルの切換は、計時による切換
の他、ランプ電圧，ランプ電流，ランプ電力のランプ特
性の検出による切換、ランプの光出力の検出による切
換、ランプやフィラメント抵抗などの温度検出による切
換、フィラメント抵抗の抵抗値の検出による切換、入力
電流の検出による切換などを許容する。

【００１３】ランプが所定のランプ電圧で付勢されると
は、起動立ち上がり時より後において、ランプ電力が定
電力となるようにランプ電圧を制御されること、ランプ
電圧が一定となるように制御されること、あるいは、ラ
ンプ電圧が一定範囲内となるように制御されることを意
味する。

【００１４】チョッパ回路の動作を停止させるとは、チ
ョッパ回路の出力側に出力電圧が継続して供給されない
ことを意味し、制御回路がチョッパ回路自体の動作を停
止させる他、直流電源とチョッパ回路の電気的接続を遮
断させることなどを許容する。

【００１５】直流電源が投入されると、チョッパ回路を
介して直流電圧がランプに印加される。ランプは大電流
の起動電流が短期間流れて立ち上がり、チョッパ回路は
ランプが所定の電圧で付勢されるように制御する。そし
て、電流検出用素子に流れる電流の起動立ち上がり時の
電流検出レベルは起動立ち上がり時より後の電流検出レ
ベルに切り換わる。起動立ち上がり時および起動立ち上
がり時より後に、電流検出用素子に流れる電流が電流検
出レベル以上になると、電流検出手段は異常信号を制御
回路に出力し、制御回路はチョッパ回路の動作を停止さ
せる。

【００１６】請求項１によれば、起動時に、ランプには
大電流の起動電流が流れるので、ランプの立ち上がりが
早く、急速な光出力を得ることができる。また、電流検
出レベルが起動立ち上がり時と起動立ち上がり時より後
で切り換わり、また、起動立ち上がり時は短期間である
ので、過電流による回路素子の保護が高められる。

【００１７】請求項２に記載の点灯装置の発明は、直流
電源と；直流電源に接続されたチョッパ回路と；チョッ
パ回路の出力側に接続されたランプと；チョッパ回路の
出力側に流れる電流を検出する電流検出用素子を備え、
所定の電流検出レベル以上の電流が流れた時に異常信号
を出力する電流検出手段と；ランプの起動立ち上がり時
に、ランプに漸増する電圧を付勢して所定のランプ電圧
とし、起動前のランプの消灯期間に応じて、漸増する電
圧値を可変させるようにチョッパ回路を制御すると共
に、電流検出手段の異常信号に応じて、チョッパ回路の
動作を停止させる制御回路と；を具備している。

【００１８】ランプは、フィラメント抵抗の発光を利用
したハロゲンランプや電球などの白熱ランプである。

【００１９】電流検出レベルは、起動立ち上がり時より
後のランプ電流とチョッパ回路の出力側を短絡した時の
電流検出用素子に流れる電流の範囲内にあるように任意
に設定される。

【００２０】ランプの消灯期間の検出は、計時の他、ラ
ンプやフィラメント抵抗などの温度、フィラメント抵抗
の抵抗値などを許容する。また、ランプの消灯期間は、
ランプ再起動直後のランプ電圧，ランプ電流，ランプ電
力のランプ特性、ランプやフィラメント抵抗などの温
度、フィラメント抵抗の抵抗値などと相関付けてもよ
い。

【００２１】ランプを付勢する漸増する電圧の電圧値
は、時間とともに直線的に増加する他、段状に増加する
などを許容する。

【００２２】起動時、ランプは所定のランプ電圧まで漸
増する電圧が印加されて、ランプ電流は徐々に増加す
る。また、起動前のランプの消灯期間に応じて、漸増す
る電圧値を可変させるので、大電流が流れることなくラ
ンプを立ち上げられる。そして、電流検出用素子に流れ
る電流が所定の電流検出レベル以上になると、電流検出
手段は異常信号を制御回路に出力し、制御回路はチョッ
パ回路の動作を停止させる。

【００２３】請求項２によれば、起動時に、ランプに漸
増する電圧が印加され、起動前のランプの消灯期間に応
じて、漸増する電圧値を可変させるので、大電流が流れ
ることなくランプを最適に立ち上げることができる。ま
た、所定の電流検出レベル以上の電流が流れると、チョ
ッパ回路の動作を停止させるので、回路素子の保護が図
られる。

【００２４】請求項３に記載の電気機器の発明は、電気
機器本体と；この電気機器本体に収容されている請求項
１または２記載の点灯装置と；を具備している。

【００２５】ランプの立ち上がりが早く、過電流から保
護される点灯装置を備えた電気機器を提供することがで
きる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。

【００２７】図１は、本発明の第１の実施形態を示す点
灯装置の回路図である。図中、１は点灯装置、２は直流
電源、３はチョッパ回路、４はランプ、５は電流検出手
段、６は制御回路である。

【００２８】図１において、直流電源２は、商用交流電
源Ｖｓに電源スイッチＳＷ１を介してダイオードブリッ
ジからなる整流器ＤＢ１の入力側を接続し、整流器ＤＢ
１の出力側に平滑用コンデンサＣ１を接続して形成して
いる。そして、平滑用コンデンサＣ１の負極側はアース
Ｅに接続されている。

【００２９】直流電源２の出力側、すなわち、平滑用コ
ンデンサＣ１の両端には、スイッチ素子Ｑ１、インダク
タＬ１、ダイオードＤ１および平滑用コンデンサＣ２か
らなるチョッパ回路３が接続されている。チョッパ回路
３は、スイッチ素子としてのＮＰＮ型トランジスタＱ１
のコレクタを直流電源２の正極側に、エミッタをインダ
クタＬ１の一端に接続し、トランジスタＱ１とインダク
タＬ１の一端との接続点ａおよび直流電源２の負極側に
ダイオードＤ１を接続点ａ側が順方向（カソード）とな
るように接続し、インダクタＬ１の他端とダイオードＤ
１のアノードとの間に平滑用コンデンサＣ２を接続して
構成している。トランジスタＱ１のベースは制御回路６
に接続されており、トランジスタＱ１は制御回路６によ
ってオンオフ制御される。なお、チョッパ回路３は降圧
チョッパである。

【００３０】チョッパ回路３の出力側には、電流検出用
素子としての抵抗Ｒ１を介してランプとしてのハロゲン
ランプ４が接続されている。ハロゲンランプ４は低イン
ピーダンス特性を有し、冷えた状態からランプ両端に定
電圧が入力されると定格ランプ電流の１５〜２０倍の電
流が流れる。ハロゲンランプ４の定格電気特性は、例え
ば、電力が１００〜３００Ｗ、電流が２〜４Ａと多種で
ある。

【００３１】直流電源２とチョッパ回路３との間におい
て、直流電源２の出力側にタイマＴ１の常開接点（ａ接
点）Ｔ１−ａとリレーＲｙのコイルの直列回路からなる
リレー回路７が接続されている。

【００３２】また、抵抗Ｒ１とハロゲンランプ４の接続
点ｂは、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子に接続され
ている。オペアンプＯＰ１の反転入力端子はリレーＲｙ
の共通接点Ｒｙ−ｃに接続されている。そして、リレー
Ｒｙの常閉接点Ｒｙ−ｂは第１の基準電源Ｅ１に接続さ
れ、常開接点Ｒｙ−ａは第２の基準電源Ｅ２に接続さ
れ、第１の基準電源Ｅ１および第２の基準電源Ｅ２の負
極はアースＥに接続されている。ここで、第１の基準電
源Ｅ１の電圧値は、第２の基準電源Ｅ２よりも高い。そ
して、オペアンプＯＰ１の出力端子は制御回路６と接続
されている。電流検出用素子としての抵抗Ｒ１、オペア
ンプＯＰ１、リレーＲｙ、第１の基準電源Ｅ１および第
２の基準電源Ｅ２により電流検出手段５が形成されてい
る。

【００３３】電流検出用素子としての抵抗Ｒ１には、チ
ョッパ回路３の出力側に流れる電流、すなわち、ランプ
電流が流れ、両端に電圧が発生する。この電圧はオペア
ンプＯＰ１の非反転入力端子に入力され、第１の基準電
源Ｅ１または第２の基準電源Ｅ２の電圧値と比較され
る。オペアンプＯＰ１は、抵抗Ｒ１の両端電圧が第１の
基準電源Ｅ１または第２の基準電源Ｅ２の電圧値より高
いと、異常信号としての出力電圧（例えば、ＤＣ５Ｖ）
を出力して制御回路６に入力させる。すなわち、電流検
出用素子としての抵抗Ｒ１はチョッパ回路３の出力側に
流れる電流を検出し、第１の基準電源Ｅ１および第２の
基準電源Ｅ２は電流検出レベルを設定し、電流検出手段
５は電流検出用素子としての抵抗Ｒ１に電流検出レベル
以上の電流が流れた時に異常信号を出力する。

【００３４】制御回路６は、電源スイッチＳＷ１の投入
と共に図示しない給電手段により給電されて駆動し、チ
ョッパ回路３のトランジスタＱ１をオンオフ制御する。
すなわち、ハロゲンランプ４が所定のランプ電圧で付勢
されるように、トランジスタＱ１のオン幅を制御する。
そして、電流検出手段５の異常信号が入力されると、ト
ランジスタＱ１のオンオフ動作を停止させる。トランジ
スタＱ１のオンオフ動作、すなわち、チョッパ回路３の
動作が停止すると、チョッパ回路３から直流電圧が出力
しなくなり、ハロゲンランプ４は消灯する。また、制御
回路６は内部にタイマＴ１を配設している。タイマＴ１
は、電源スイッチＳＷ１が投入されて制御回路６が駆動
すると動作を開始し、所定期間の経過後にタイムアップ
する。この所定期間は、ハロゲンランプ４の起動立ち上
がりの期間に相当する。

【００３５】タイマＴ１がタイムアップすると、リレー
回路７のタイマＴ１の常開接点Ｔ１−ａが閉成してリレ
ーＲｙのコイルが付勢される。電流検出手段５内のリレ
ーＲｙの共通接点Ｒｙ−ｃは、所定期間内では常閉接点
Ｒｙ−ｂと接続されているが、リレーＲｙのコイルが付
勢されると常開接点Ｒｙ−ａに接続される。すなわち、
オペアンプＯＰ１の反転入力端子は、ハロゲンランプ４
の起動立ち上がり時においては第１の基準電源Ｅ１に接
続され、起動立ち上がり時より後においては第２の基準
電源Ｅ２に接続される。こうして、オペアンプＯＰ１
は、電流検出用素子としての抵抗Ｒ１に流れる電流に対
して、起動立ち上がり時と起動立ち上がり時より後の電
流検出レベルが切り換えられる。第１の基準電源Ｅ１の
電圧値は、ハロゲンランプ４の起動時に流れる最大電流
よりも大きく、ハロゲンランプ４の両端を短絡した時に
流れる短絡電流以下の任意に設定される電流が抵抗Ｒ１
に流れる時に、オペアンプＯＰ１が異常信号を出力する
電圧に設定されている。また、第２の基準電源Ｅ２の電
圧値は、起動立ち上がり時より後の安定時に流れる最大
電流よりも大きく、起動時に流れる最大電流以下の任意
に設定される電流が抵抗Ｒ１に流れる時に、オペアンプ
ＯＰ１が異常信号を出力する電圧に設定されている。

【００３６】次に、第１の実施形態の作用について述べ
る。

【００３７】電源スイッチＳＷ１を投入（オン）する
と、商用交流電源Ｖｓより供給される交流電圧は直流電
源２を構成する整流器ＤＢ１および平滑用コンデンサＣ
１によって整流平滑されて直流電圧となり、チョッパ回
路３に供給される。電源スイッチＳＷ１の投入に付随し
て制御回路６が駆動し、制御回路６はチョッパ回路３の
トランジスタＱ１をオンオフ動作させて、直流電源２よ
り供給された直流電圧をチョッパして降圧し、チョッパ
回路３の出力である平滑用コンデンサＣ２の両端に直流
電圧を形成させる。平滑用コンデンサＣ２の両端に形成
された直流電圧は、抵抗Ｒ１を介してハロゲンランプ４
に印加される。

【００３８】当初、ハロゲンランプ４のフィラメント抵
抗４ａは冷えた状態であり抵抗値が小さいので、チョッ
パ回路３より直流電圧が印加されると、いわゆる低イン
ピーダンス現象として、大電流である起動電流が流れ
る。この起動電流はフィラメント抵抗４ａを急激に予熱
するので、フィラメント抵抗４ａの発光は急速に立ち上
がり、また、抵抗値が急速に上昇して短期間でほぼ一定
値となる。図２に、ハロゲンランプ４の起動後、電流検
出用素子としての抵抗Ｒ１に流れる電流の経時変化を示
す。電流は起動直後に最大電流が流れ、フィラメント抵
抗４ａの抵抗値の上昇と共に急激に減少して、ほぼ一定
の安定した電流（安定時の電流）となる。このように、
短期間のうちにフィラメント抵抗４ａが急速に予熱さ
れ、抵抗値がほぼ一定値となるので、ハロゲンランプ４
の立ち上がり、すなわち、光出力の立ち上がりが早いも
のとなる。そして、起動電流が流れて抵抗Ｒ１の両端に
発生した電圧は、第１の基準電圧Ｅ１の電圧値よりも低
いので、オペアンプＯＰ１は異常信号を出力しない。

【００３９】制御回路６が駆動するとほぼ同時に、制御
回路６内に配設されたタイマＴ１が動作を開始する。タ
イマＴ１は、ハロゲンランプ４の起動立ち上がり期間と
ほぼ同期間に設定された所定期間の経過後にタイムアッ
プしてリレー回路７の常開接点Ｔ１−ａを閉成させリレ
ーＲｙを動作させる。この結果、抵抗Ｒ１の両端電圧と
比較される基準電圧が、第１の基準電源Ｅ１より第２の
基準電源Ｅ２の電圧値に切り換わって抵抗Ｒ１を流れる
電流の電流検出レベルが切り換わる。

【００４０】電流検出レベルは、図２に示すように、起
動立ち上がり時と起動立ち上がりよの後の期間では異な
る。起動立ち上がり時の第１の電流検出レベル値は、ラ
ンプとしてのハロゲンランプ４に対して起動立ち上がり
時に流れる起動電流の最大電流よりも大きく、短絡電
流、例えば、ハロゲンランプ４の両端を短絡している時
に流れる電流よりも小さい範囲に任意に設定されるが、
可能な限り、起動電流の最大電流の近くに設定されてい
る。また、起動立ち上がりより後の第２の電流検出レベ
ル値は、起動立ち上がり時に流れる起動電流の最大電流
よりも小さく、安定時に流れる電流よりも大きい範囲に
任意に設定されるが、可能な限り、安定時に流れる電流
の近くに設定されている。

【００４１】起動立ち上がり時または起動立ち上がり時
より後に、電流検出用素子としての抵抗Ｒ１に電流検出
レベル以上の電流が流れると、オペアンプＯＰ１は異常
信号（例えば、ＤＣ５Ｖ）を出力する。すなわち、起動
立ち上がり時に、例えば、ハロゲンランプ４の両端が短
絡され、第１の電流検出レベル値以上の電流が流れる
と、抵抗Ｒ１の両端電圧は第１の基準電源Ｅ１の電圧値
よりも高くなるので、オペアンプＯＰ１は異常信号を出
力する。また、起動立ち上がり時より後に、第２の電流
検出レベル値以上の電流が流れると、抵抗Ｒ１の両端電
圧は第２の基準電源Ｅ２の電圧値よりも高くなるので、
オペアンプＯＰ１は異常信号を出力する。オペアンプＯ
Ｐ１から出力された異常信号は制御回路６に入力され
る。

【００４２】制御回路６は異常信号が入力されると、チ
ョッパ回路３のトランジスタＱ１のオンオフ動作を停止
する。すると、平滑用コンデンサＣ２に直流電圧が形成
されなくなり、チョッパ回路３が機能しなくなる。

【００４３】電流検出手段５は、起動立ち上がり時より
後の電流検出レベルを起動立ち上がり時の第１の電流検
出レベル値よりも低い第２の電流検出レベル値へ切り換
え、ハロゲンランプ４の安定点灯時に、短絡電流のよう
な大電流が流れなくても第２の電流検出レベル値よりも
大きければ、低レベルの過電流に対して異常信号を出力
する。したがって、点灯装置１を構成する回路素子、例
えば、トランジスタＱ１やインダクタＬ１などは大容量
の素子を用いることなく低レベルの過電流から保護で
き、点灯装置１を安価にすることができる。なお、起動
立ち上がり時、大電流の起動電流が流れるが、起動立ち
上がり時は非常に短期間である。したがって、この短期
間の大電流に耐え、支障のない回路素子とする必要はあ
るが、格段大容量の素子を用いる必要がないものであ
る。また、起動立ち上がり時においても、短絡電流のよ
うな第１の電流検出レベル値を超える大電流から回路素
子が保護することができる。また、電流検出手段５は、
電流検出用素子としての抵抗Ｒ１に発生する電圧と、第
１の基準電源Ｅ１および第２の基準電源Ｅ２の電圧値を
比較するように構成されているので、構成が簡易であり
安価にできる。

【００４４】大電流である起動電流によってハロゲンラ
ンプ４のフィラメント抵抗４ａを予熱するので、光出力
の立ち上がりが早く、起動立ち上がり時と起動立ち上が
り時より後の電流検出レベルが切り換えられるので、低
レベルの過電流から回路素子を保護することができると
共に、大容量の回路素子を用いる必要がなく、安価にで
きる点灯装置１を提供することができる。

【００４５】なお、上記の実施形態において、第１の基
準電源Ｅ１と第２の基準電源Ｅ２の切換は、タイマＴ１
により行っているが、これに限らず、例えば、ランプ電
圧を検出して所定のランプ電圧以上の時に切り換えてよ
く、また、電流検出用素子で検出した電流が所定の電流
以下の時に切り換えてもよく、あるいは、光センサを備
え、所定の光出力以上の時に切り換えるなどしてもよ
い。また、電流検出用素子は、抵抗Ｒ１に限らず、カレ
ントトランス（ＣＴ）とすることもできる。また、電流
検出手段５はマイコン等で構成してもよく、要するに、
起動立ち上がり時と起動立ち上がり時より後の電流検出
用素子に流れる電流の電流検出レベルを切り換え、電流
検出レベル以上の電流が流れた時に異常信号を出力する
ものであればよい。

【００４６】また、図１に示す点灯装置１において、ラ
ンプとして高圧放電ランプを用いると共に、高圧パルス
発生回路および高圧パルス停止回路を設けて、ランプを
直流点灯させてもよい。また、チョッパ回路３の出力側
に極性反転回路を設け、ランプを交流点灯させてもよ
い。

【００４７】次に、本発明の第２の実施形態をついて説
明する。

【００４８】図３は、本発明の第２の実施形態を示す点
灯装置の回路図である。なお、図１と同一部分には同一
符合を付して説明は省略する。

【００４９】図３に示す点灯装置８は、図１に示す点灯
装置１において、リレー回路７を除去すると共に、電流
検出手段５および制御回路６に換えて、電流検出手段９
および制御回路１０を具備したものである。

【００５０】電流検出手段９は、電流検出用素子として
の抵抗Ｒ１、オペアンプＯＰ１および基準電源Ｅ２から
構成されている。抵抗Ｒ１とランプとしてのハロゲンラ
ンプ４との接続点ｂがオペアンプＯＰ１の非反転入力端
子に接続され、基準電源Ｅ２の正極がオペアンプＯＰ１
の反転入力端子に接続され、基準電源Ｅ２の負極がアー
スＥに接続されている。そして、オペアンプＯＰ１の出
力端子は制御回路１０に接続されている。オペアンプＯ
Ｐ１は、抵抗Ｒ１の両端に発生した電圧と基準電源Ｅ２
の基準電圧とを比較する。基準電源Ｅ２の基準電圧は、
抵抗Ｒ１に流れる電流の電流検出レベルに相当する。抵
抗Ｒ１の両端電圧が基準電圧よりも高いと、抵抗Ｒ１に
電流検出レベル以上の電流が流れている時であり、オペ
アンプＯＰ１は異常信号（例えば、ＤＣ５Ｖ）を制御回
路１０に出力する。

【００５１】基準電源Ｅ２の基準電圧は、起動立ち上が
り時より後の安定時に流れる最大電流よりも大きく、起
動時に、仮にランプとしてのハロゲンランプ４に所定の
ランプ電圧を印加した時に流れる起動電流の最大電流以
下の範囲に任意に設定される電流が抵抗Ｒ１に流れる時
に、オペアンプＯＰ１が異常信号を出力する電圧に設定
されている。

【００５２】制御回路１０は、電源スイッチＳＷ１の投
入（オン）と共に図示しない給電手段により給電されて
駆動する。そして、起動立ち上がり時、チョッパ回路３
のトランジスタＱ１のオンデューティ比を徐々に長くさ
せてオンオフ動作させ、チョッパ回路３からの出力電圧
を所定のランプ電圧まで徐々に大きくするソフトスター
トを行わせる。チョッパ回路３は、ランプとしてのハロ
ゲンランプ４に漸増する電圧を付勢して立ち上げる。起
動立ち上がり時より後、制御回路１０は、ハロゲンラン
プ４が所定のランプ電圧で付勢されるようなオンデュー
ティ比でトランジスタＱ１をオンオフ制御する。また、
制御回路１０は、電流検出手段９から異常信号が入力さ
れると、トランジスタＱ１のオンオフ動作を停止させ
る。

【００５３】さらに、制御回路１０は、内部に抵抗Ｒ２
とコンデンサＣ３の直列回路からなるタイマ回路１１を
設けている。このタイマ回路１１は、制御回路１０がト
ランジスタＱ１をオンオフ動作している期間に制御回路
１０の図示しない駆動電源より給電される。コンデンサ
Ｃ３は充電され、コンデンサＣ３の両端に電圧が発生す
る。制御回路１０がトランジスタＱ１のオンオフ動作を
停止させると、タイマ回路１１は給電されなくなり、コ
ンデンサＣ３の電荷が抵抗Ｒ２によって５〜１０分を要
して徐々に放電され、コンデンサＣ３の両端電圧が徐々
に低下する。そして、コンデンサＣ３の両端電圧は起動
時に検出され、所定の電圧以上の時、制御回路１０はト
ランジスタＱ１のオンデューティ比をハロゲンランプ４
が冷えた状態よりも長くさせる。これにより、チョッパ
回路３からの出力電圧がより早く所定のランプ電圧まで
上昇する。すなわち、コンデンサＣ３の両端電圧は、起
動前のランプとしてのハロゲンランプ４の消灯期間を検
出しており、この消灯期間に応じて、チョッパ回路３の
出力電圧である平滑用コンデンサＣ２の両端電圧の漸増
する電圧値を可変させる。

【００５４】次に、第２の実施形態の作用について述べ
る。

【００５５】電源スイッチＳＷ１を投入（オン）する
と、制御回路６が駆動する。当初、ハロゲンランプ４は
冷えた状態であるので、タイマ回路１１のコンデンサＣ
３の両端電圧は、所定電圧以下である。制御回路１０
は、ハロゲンランプ４が冷えた状態として、チョッパ回
路３のトランジスタＱ１のオンデューティ比を徐々に長
くさせてオンオフ動作させる。チョッパ回路３の平滑用
コンデンサＣ２の両端には漸増する電圧が発生してハロ
ゲンランプ４に付勢され、この漸増する電圧は所定のラ
ンプ電圧まで上昇する。チョッパ回路３の出力電圧が所
定のランプ電圧になると、それ以降、制御回路１０はハ
ロゲンランプ４が所定のランプ電圧で付勢されるような
オンデューティ比でトランジスタＱ１をオンオフ制御す
る。制御回路６の駆動からチョッパ回路３の出力電圧が
所定のランプ電圧までの期間が起動立ち上がりの期間で
ある。起動立ち上がり時および起動立ち上がり時より後
の電流検出用素子としての抵抗Ｒ１に流れる電流の経時
変化を図４に示す。起動立ち上がり時（第１の起動立ち
上がり期間）、抵抗Ｒ１に流れる電流はチョッパ回路３
の出力電圧が漸増するに伴って上昇していく。第１の起
動立ち上がり期間、ハロゲンランプ４のフィラメント抵
抗４ａは徐々に予熱されて発光し、光出力も徐々に立ち
上がっていく。そして、第１の起動立ち上がり時より後
は、ほぼ一定の電流が流れて、光出力も安定してハロゲ
ンランプ４より出力される。

【００５６】第１の起動立ち上がり時または第１の起動
立ち上がり時より後に、電流検出用素子としての抵抗Ｒ
１に電流検出レベル以上の電流が流れると、オペアンプ
ＯＰ１は異常信号（例えば、ＤＣ５Ｖ）を出力する。す
なわち、電流検出レベル値以上の電流が流れると、抵抗
Ｒ１の両端電圧は基準電源Ｅ２の基準電圧よりも高くな
るので、オペアンプＯＰ１は異常信号を出力する。オペ
アンプＯＰ１から出力された異常信号は制御回路１０に
入力され、制御回路１０はチョッパ回路３のトランジス
タＱ１のオンオフ動作を停止する。

【００５７】電源スイッチＳＷ１をオフすると、ハロゲ
ンランプ４は消灯する。そして、ハロゲンランプ４のフ
ィラメント抵抗４ａの温度は、自然冷却され、徐々に低
下していく。また、制御回路１０内に設けられたタイマ
回路１１のコンデンサＣ３は、コンデンサＣ３および抵
抗Ｒ２で定まる時定数で放電され、コンデンサＣ３の両
端電圧が徐々に低下する。コンデンサＣ３の両端電圧と
ハロゲンランプ４のフィラメント抵抗４ａの温度は予め
対応付けられているものである。すなわち、コンデンサ
Ｃ３の両端電圧が高いほどフィラメント抵抗４ａの温度
は高く、コンデンサＣ３の両端電圧がほぼ零であるとフ
ィラメント抵抗４ａは冷えた状態に近いものとなる。

【００５８】電源スイッチＳＷ１を再投入すると、制御
回路１０はコンデンサＣ３の両端電圧を検出して両端電
圧が所定電圧以上であると、所定電圧以下の時、すなわ
ち、ハロゲンランプ４のフィラメント抵抗４ａが冷えた
状態である時よりもトランジスタＱ１のオンデューティ
比を徐々に長くさせる期間を短くする。これにより、チ
ョッパ回路３からの出力電圧がより早く所定のランプ電
圧まで上昇し、図４の破線で示す電流がハロゲンランプ
４に供給される。ハロゲンランプ４のフィラメント抵抗
４ａの温度が高いほど抵抗値も高いので、出力電圧を高
くしてハロゲンランプ４に印加しても大電流の起動電流
は流れない。また、チョッパ回路３の出力電圧を所定の
ランプ電圧まで上昇させる期間（第２の起動立ち上がり
期間）が短くなるので、光出力の立ち上がりを早くする
ことができる。

【００５９】なお、制御回路１０はコンデンサＣ３の両
端電圧の予め定められた所定電圧を基準としてトランジ
スタＱ１のオンデューティ比を可変させ、チョッパ回路
３の出力電圧の漸増する電圧値を可変させているが、コ
ンデンサＣ３の両端電圧に応じて、漸増する電圧値を可
変させてもよい。

【００６０】電流検出レベルは、図４に示すように、起
動立ち上がり時および起動立ち上がり時より後の期間と
も同レベルであり、その電流検出レベル値は、起動時に
チョッパ回路３の出力電圧を所定のランプ電圧である電
圧とした時に流れる起動電流の最大電流よりも小さく、
安定時に流れる電流よりも大きい範囲に任意に設定され
るが、可能な限り、安定時に流れる電流の近くに設定さ
れている。したがって、短絡電流のような大電流でなく
ても、低レベルの過電流からトランジスタＱ１やインダ
クタＬ１などの回路素子を保護できる。回路素子を低レ
ベルの過電流から保護できるので、回路素子は大容量の
ものを用いる必要がなく、点灯装置８を安価にできる。

【００６１】起動前のハロゲンランプ４の消灯期間に応
じて、ハロゲンランプ４に印加する漸増する電圧値を可
変させて立ち上げるので、大電流の起動電流が流れるこ
となく、光出力を早く立ち上げることができ、低レベル
の過電流から回路素子を保護することができるので、大
容量の回路素子を用いる必要がなく、安価にできる点灯
装置８を提供することができる。

【００６２】なお、上記の実施形態において、起動前の
消灯期間を検出する手段として、制御回路１０内にタイ
マ回路１１を設けたが、これに限らず、例えば、バッテ
リ等で動作する時計またはタイマを用いて構成してもよ
く、また、ランプ４やフィラメント抵抗４ａの温度を検
出して構成してもよく、あるいは、フィラメント抵抗４
ａの抵抗値を検出して構成してもよい。

【００６３】次に、本発明の第３の実施形態をついて説
明する。

【００６４】図５は、本発明の第３の実施形態を示す電
気機器の概略図である。なお、図１，図３と同一部分に
は同一符合を付して説明は省略する。

【００６５】図５に示す電気機器１２は複写機であり、
複写機本体１３に図１に示す点灯装置１または図３に示
す点灯装置８を収容している。複写機本体１３は上部に
図示しない原稿載置用のガラス面を有し、このガラス面
上に開閉自在の蓋体１４が取り付けられている。また、
複写機本体１３内には、用紙Ｐを搬送する搬送手段１５
および搬送された用紙Ｐに画像を現像、定着する現像手
段１６などが配設されている。さらに、ガラス面に対し
て平行にレール１７が配設され、このレール１７にはラ
ンプユニット１８が移動可能に設けられ、このランプユ
ニット１８内にはハロゲンランプ４が収納されている。
そして、レール１７の下部に点灯ユニット１９が設けら
れ、点灯ユニット１９内にはハロゲンランプ４以外の点
灯装置１または点灯装置８が収納され、ハロゲンランプ
４と電気的に接続されている。

【００６６】複写機１２は、図示しないガラス面上に原
稿を配置し、ハロゲンランプ４を点灯させた状態で、ラ
ンプユニット１８をレール１７に沿って移動させ、原稿
の画像を読み取り、搬送手段１５で用紙Ｐを搬送して、
現像手段１６で用紙Ｐに現像、定着を行う。

【００６７】ハロゲンランプ４の光出力の立ち上がりが
早く、低レベルの過電流から保護される点灯装置１，８
を備えた複写機１２を提供することができる。

【００６８】なお、上記実施の形態において、電気機器
として複写機１２について説明したが、これに限らず、
電気機器本体に本発明の点灯装置を収容する電気機器で
あればよい。

【００６９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、起動時、大電
流によってフィラメント抵抗を予熱するので、光出力の
立ち上がりが早く、起動立ち上がり時と起動立ち上がり
時より後の電流検出レベルが切り換えられるので、低レ
ベルの過電流から回路素子を保護することができると共
に、大容量の回路素子を用いる必要がなく、安価な点灯
装置を提供できる。

【００７０】請求項２の発明によれば、起動前のランプ
の消灯期間に応じて、ランプに印加される漸増する電圧
値を可変させるので、大電流の起動電流が流れることな
く、光出力を立ち上げることができると共に、低レベル
の過電流から回路素子を保護することができるので、大
容量の回路素子を用いる必要がなく、安価な点灯装置を
提供できる。

【００７１】請求項３の発明によれば、ランプの光出力
の立ち上がりが早く、低レベルの過電流から保護される
点灯装置を備えた電気機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す点灯装置の回路
図。

【図２】同じく、電流検出用素子に流れる電流の経時変
化を示す説明図。

【図３】本発明の第２の実施形態を示す点灯装置の回路
図。

【図４】同じく、電流検出用素子に流れる電流の経時変
化を示す説明図。

【図５】本発明の第３の実施形態を示す電気機器の概略
図。

【図６】従来技術の点灯装置の回路図。

【図７】従来技術の出力電圧対出力電流の関係を示す説
明図。

【符号の説明】

１，８……点灯装置２…………直流電源３…………チョッパ回路４…………ランプとしてのハロゲンランプ５，９……電流検出手段６，１０…制御回路１２………電気機器としての複写機１３………電気機器本体としての複写機本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K072 AA11 AA12 AA13 AA19 AC20 BA03 BB01 BC01 DA01 DD06 EB01 EB04 EB05 EB07 GA01 GB03 GC04 HA10 HB03 3K073 AA14 AA30 BA01 BA09 BA13 BA20 BA26 BA31 BA36 CA05 CG02 CG10 CG15 CJ14 CJ16 5H730 AA20 AS05 AS11 BB13 CC01 DD02 FD31 FG01 FG25 XC01 XX15 XX23 XX35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源と；直流電源に接続されたチョ
ッパ回路と；チョッパ回路の出力側に接続されたランプ
と；チョッパ回路の出力側に流れる電流を検出する電流
検出用素子を備え、ランプの起動立ち上がり時と起動立
ち上がり時より後の電流検出レベルを切り換えると共
に、電流検出レベル以上の電流が流れた時に異常信号を
出力する電流検出手段と；ランプが所定のランプ電圧で
付勢されるようにチョッパ回路を制御すると共に、電流
検出手段の異常信号に応じて、チョッパ回路の動作を停
止させる制御回路と；を具備していることを特徴とする
点灯装置。
【請求項２】直流電源と；直流電源に接続されたチョ
ッパ回路と；チョッパ回路の出力側に接続されたランプ
と；チョッパ回路の出力側に流れる電流を検出する電流
検出用素子を備え、所定の電流検出レベル以上の電流が
流れた時に異常信号を出力する電流検出手段と；ランプ
の起動立ち上がり時に、ランプに漸増する電圧を付勢し
て所定のランプ電圧とし、起動前のランプの消灯期間に
応じて、漸増する電圧値を可変させるようにチョッパ回
路を制御すると共に、電流検出手段の異常信号に応じ
て、チョッパ回路の動作を停止させる制御回路と；を具
備していることを特徴とする点灯装置。
【請求項３】電気機器本体と；この電気機器本体に収
容されている請求項１または２記載の点灯装置と；を具
備していることを特徴とする電気機器。