JPH064153A

JPH064153A - 電源装置

Info

Publication number: JPH064153A
Application number: JP16625092A
Authority: JP
Inventors: Satohiko Kitahara; 聡彦北原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-06-24
Filing date: 1992-06-24
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】蛍光灯を含む複数の機器に同一のトランスか
ら電源を供給する電源装置において、トランスの入力電
源電圧や負荷状態に変動があっても蛍光灯のフィラメン
トやドライブ素子の損傷、また点灯不良の発生を防止す
る。【構成】蛍光灯点灯用を含む複数の出力巻線を有した
メイントランスＴ１の一次側を電源制御ドライブ回路２
により駆動する。その際、ＣＰＵ１は所定の出力巻線の
出力からトランスＴ１の駆動を制御し、また入力電源電
圧に応じて蛍光灯６のフィラメント予熱時の予熱電流を
所定の範囲になるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蛍光灯を含む複数の機
器に電源を供給する装置、特に複写機やプリンタ等の画
像形成装置に好適な電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタ等の画像形成装置に使
用されている電源装置においては、電子写真プロセスの
シーケンスを実現するための各種制御回路に供給する電
源と、電子写真プロセスを実現するための各種高圧電源
や原稿を露光するための蛍光灯の点灯用電源などを同一
のトランスから供給しているものがある。このような電
源装置においては、例えば主制御を低圧電源の所定の巻
線出力にて行い、これに追従した蛍光灯用出力巻線，高
圧用出力巻線や他の低圧用出力巻線がそれぞれ設けられ
ており、これらの巻線から機器の各部に給電が行われて
いる。

【０００３】また、コピーシーケンス起動時以外のスタ
ンバイ状態においては、主制御である所定の巻線出力を
所定の電圧まで低下させている。これは、追従出力に高
圧巻線を持つ系では、この高圧出力を低下させて不用な
高圧の発生を避けるためであり、同時に原稿露光用蛍光
灯ランプの消灯時の予熱電流を減じて不用なフィラメン
ト電流を低下させている。また同時に、複写機のスタン
バイ状態での消費電流の低減を可能として、且つ装置の
不用な昇温も低減可能となり、安全性の向上が図られて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の電源装置にあっては、通常同一のトランス
に構成された複数の出力巻線のうちの低圧電源の所定の
巻線の出力にて主制御を行っているので、トランスの一
次側の入力電源電圧が変動したり、負荷状態が変動した
りすると、低圧電源の所定の巻線の出力電圧を制御すべ
くトランスを駆動するスイッチング素子の制御パルス条
件が変化し、制御状態により他の追従巻線の出力も変化
してしまう場合がある。このため、蛍光灯のフィラメン
トは所定の温度範囲に制御して管内の電子放射物質が飛
び出し易いようにすること、つまり点灯し易いようにす
ることが必要であるが、蛍光灯が接続されている追従巻
線の電圧が上記のように変動して、例えば大きくなる
と、フィラメント予熱時に予熱電流が増加し、所定の値
を越えた場合にはフィラメントの温度が所定範囲の温度
を越えてフィラメントを痛めるという問題点があり、逆
に追従巻線の電圧が小さくなると、所定の予熱時間内で
フィラメントが充分予熱されず、特に低温時に蛍光灯の
点灯不良が発生し易いという問題点があった。

【０００５】また、蛍光灯の起動特性として周囲温度に
より点灯を開始する電圧が異なることが知られている
が、上記のように蛍光灯が接続されている追従巻線の電
圧が大きくなると、蛍光灯ドライブ回路のドライブ素子
が耐圧オーバーとなる可能性があるという問題点があっ
た。

【０００６】本発明は、上記のような問題点を除去する
ためになされたもので、蛍光灯のフィラメントやドライ
ブ素子を損傷させることなく、また蛍光灯の点灯不良の
発生を防止可能な電源装置を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電源装置は、次
のように構成したものである。

【０００８】（１）蛍光灯点灯用を含む複数の出力巻線
を有したトランスと、前記少なくとも一つの出力巻線か
らの出力に応じて該トランスの駆動を制御する主制御回
路と、前記蛍光灯のフィラメント予熱時の予熱電流をト
ランスの入力電源電圧に応じて所定の範囲になるように
制御する制御回路とを備えた．（２）蛍光灯点灯用を含む複数の出力巻線を有したトラ
ンスと、前記少なくとも一つの出力巻線からの出力に応
じて該トランスの駆動を制御する主制御回路と、前記蛍
光灯の点灯開始時の供給電圧をトランスの入力電源電圧
に応じて所定の範囲になるように制御する制御回路とを
備えた．（３）前記（１）または（２）の電源装置において、主
制御回路及び制御回路は、装置のシーケンス制御回路及
びプロセス制御回路と共に同一半導体チップ上に構成し
た。

【０００９】

【作用】本発明の電源装置においては、制御回路によ
り、蛍光灯のフィラメント予熱時の予熱電流がトランス
の入力電源電圧に応じて制御され、予熱電流が常に所定
の範囲となる。

【００１０】また、蛍光灯の点灯開始時の供給電圧がト
ランスの入力電源電圧及び周囲温度に応じて制御され、
点灯開始電圧が常に所定の範囲となる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の第１実施例による電源装置の
回路構成図であり、複写機やプリンタ等の画像形成装置
に使用される電源装置を示している。図において、１は
装置のシーケンス制御回路，プロセス回路また各種の制
御回路を構成しているＣＰＵ（マイクロプロセッサ）
で、二次側に蛍光灯点灯用を含む複数の出力巻線を有し
たメイントランスＴ１の一次側の駆動を制御する主制御
回路を構成している。

【００１２】２は上記メイントランスＴ１を駆動する電
源制御ドライブ回路で、抵抗Ｒ１〜Ｒ９，コンデンサＣ
１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ１３，ダイオードＤ１〜Ｄ３，Ｄ１
０，トランジスタＱ２，Ｑ４，Ｑ５，パワーＭＯＳＦＥ
ＴＱ３及びパルストランスＴ２から構成されており、Ｃ
ＰＵ１の出力端子（ＭＯＵＴ）からの出力パルスを受け
てメイントランスＴ１の一次側を駆動する。３はＡＣ商
用波の入力回路で、コンデンサＣ５，Ｃ８，Ｃ１１，チ
ョークコイルＬ１及び抵抗Ｒ１６からなるフィルタ部
と、ダイオードブロックＤ３及びコンデンサＣ３からな
る整流部により構成されている。

【００１３】上記メイントランスＴ１の一次側は、一方
に入力回路３を介して一次側電源が接続され、他方は電
源制御ドライブ回路２を介して上記パワーＭＯＳＦＥＴ
Ｑ３に接続されており、またこれと直列に、トランスＴ
３とトランジスタＱ２２，ダイオードＤ１５及び抵抗Ｒ
２３，Ｒ２４からなる一次側の過電流検出回路４が接続
されている。

【００１４】また、メイントランスＴ１の二次側には、
上記のように複数の出力巻線が設けられており、それぞ
れダイオードＤ５〜Ｄ７，Ｄ９，コンデンサＣ６，Ｃ
７，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１２及び三端子レギュレータＱ６
の整流平滑回路が接続されている。そして、高圧出力Ｈ
Ｖ１，ＨＶ２及び低圧出力Ｖｃｃ２，Ｖｓが各機器に供
給されるようになっている。この整流後の各種電源は、
プロセス制御に必要な帯電，現像，転写の各種高圧とし
て各部に給電されるものや、各種の電気回路に給電され
る低圧電源に対応しており、各部に給電されている。

【００１５】本電源の主たる制御しては、ダイオードＣ
９及びダイオードＤ６の回路で整流された出力電圧Ｖｓ
にて行っており、これを電圧検出回路５を介してＣＰＵ
１のアナログ入力端子ＡＤＣ０に出力している。そし
て、ＣＰＵ１はその出力巻線からの出力に応じてメイン
トランスＴ１の駆動を制御している。

【００１６】また、トランスＴ１の二次側には蛍光灯点
灯用の出力巻線が設けられており、これに蛍光灯６のド
ライブ回路７が接続されている。このドライブ回路７
は、ダイオードＤ１１〜Ｄ１４，トランジスタＱ２１の
スイッチング回路，インダクタＬ２及びコンデンサＣ２
１，Ｃ２２により構成されている。そして、ＣＰＵ１は
このドライブ回路７に制御信号を出力し、蛍光灯６のフ
ィラメント予熱時の予熱電流を入力電源電圧に応じて制
御し、予熱電流が常に所定の範囲になるように制御して
いる。

【００１７】８は蛍光灯６の光量を検知するセンサ、９
は本回路を起動させるための補助電源回路であり、ここ
では、ＣＰＵ１，電源制御ドライブ回路２及び電圧検出
回路５などに起動用及び基準電源として＋５Ｖの電源を
供給すると同時に、一次側の入力電圧に比例した電圧を
発生してＣＰＵ１に入力可能なレベルに変換している。

【００１８】図２は上記電圧検出回路５の一例を示した
ものである。この回路５の内部は、抵抗Ｒ１０〜Ｒ１
５，コンデンサＣ１２，Ｃ１３及びダイオードＤ８から
構成されており、ＣＰＵ１に入力可能なレベルに変換
し、またフィルタ機能を有している。

【００１９】なお、上記ＣＰＵ１や各回路は、同一半導
体チップ上に構成することもできる。また、このチップ
上には、コンパレータ，ＰＷＭ回路，基準電源回路、更
にはＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ，ＣＰＵ１の周辺制御回
路なども構成することができる。

【００２０】次に動作について説明する。

【００２１】本実施例の電源は、ＣＰＵ１にて制御が行
われるが、このＣＰＵ１では、上述のように図１に示さ
れるトランスＴ１の整流後の電圧Ｖｓを電圧検出回路５
を介してアナログ入力端子（ＡＤＣ０）から入力し、ル
ープ制御を行っている。

【００２２】ＣＰＵ１内部では、上記アナログ入力端子
（ＡＤＣ０）から入力された電圧は内部のコンパレータ
へ導かれ、ここで基準電源となるＤ／Ａ変換器の出力と
比較される。この比較結果は、デジタルの２値のハイ／
ロー信号としてラッチされ、その後パルス幅変調回路
（ＰＷＭ回路）に入力される。そして、デジタル２値信
号化された信号のコンパレート結果より出力パルス幅を
決定するためのカウンタ値をアップしたりダウンしたり
して、出力パルス幅を変化させている。

【００２３】また出力パルス幅の変化は、上述のように
コンパレータにてアップ，ダウンが決まり、その際カウ
ンタ値の変化は所定の内部クロックに同期して変化して
いく。ここでは、上記比較基準電源としてのＤ／Ａ変換
器の出力値が同一チップ内のＣＰＵ側から制御可能とな
っており、実際にはＰＷＭ回路の制御値をこのＤ／Ａ変
換データを書換えるだけで主制御電圧、つまり低圧出力
Ｖｓの電圧を変化させることが可能となっている。

【００２４】次に電源投入時からの動作を追って説明し
ていくと、図１の回路で電源が投入されると、ＣＰＵ１
は先ず補助電源回路９より電源供給を受け、ＣＰＵ１と
しての動作を開始する。そして、ＣＰＵ１は動作開始す
ると、初期条件設定後に電源立上げシーケンスを実行
し、電源制御を行う。

【００２５】上記電源立上げはＣＰＵ１により行われる
が、この時出力端子（ＭＯＵＴ）よりのパルスを抵抗Ｒ
１，コンデンサＣ１及びトランジスタＱ２にて構成され
たトランスＴ２のドライバを介して電源一次側に伝達
し、電源制御ドライブ回路２の抵抗Ｒ３〜Ｒ９，コンデ
ンサＣ４，Ｃ１３，トランジスタＱ４，Ｑ５，ダイオー
ドＤ３，Ｄ１０及びパワーＭＯＳＦＥＴＱ３にてトラン
スＴ１を駆動する。

【００２６】また起動時の電源供給は、二次側ではＶｃ
ｃ１の電源を補助電源ブロック９より受け、電源立上が
り後はＶｃｃ２のトランスＴ１の整流後の電圧を利用
し、一次側では入力回路３で整流された電圧を電源制御
ドライブ回路２内の抵抗Ｒ３とＲ４により分圧して供給
し、電源立上がり後はトランスＴ１の巻線電圧をダイオ
ードＤ１０，抵抗Ｒ５及びコンデンサＣ１３により整流
して使用する。

【００２７】このようにして駆動されたトランスＴ１
は、二次側の出力巻線にそれぞれ接続した整流回路によ
り整流した高圧，低圧等各種電源を各部に給電する。こ
の整流後の各種電源は、上述のようにプロセス制御に必
要な帯電，現像，転写用の各種高圧電源として各部に給
電されるものや、各種の電気回路に給電する低圧電源に
対応しており、各部に給電される。

【００２８】また、ドライブ回路７では、トランスＴ１
の巻線電圧をダイオードＤ１１〜Ｄ１４，トランジスタ
Ｑ２１のスイッチ回路にて蛍光灯６の消灯／点灯を行
う。この時、インダクタＬ２はトランスＴ１の巻線電圧
と蛍光灯フィラメントのインピーダンス及びコンデンサ
Ｃ２１，Ｃ２２とにより電流値が決定され、コンデンサ
Ｃ２１，Ｃ２２は蛍光灯フィラメントと並列に挿入さ
れ、蛍光灯消灯時の予熱時のフィラメント電流を決めて
いる。また蛍光灯の光量は、センサ８にてＣＰＵ１のア
ナログ入力端子（ＡＤＣ１）にフィールドバックされて
いる。

【００２９】ここで、本実施例では、ソレノイド等の各
種制御回路の電源となるＶｓの出力電圧を制御している
が、通常電源スイッチが入ってコピー動作がなされてい
ない場合には、この電源電圧Ｖｓの制御は所定の値では
なく、所定の電圧以下に下げられている。これは、前述
のようにトランスＴ１にて複数の電源が作られており、
主制御が動作していると他の巻線にもその制御に応じて
巻線に対応した電圧が発生するためであり、高圧巻線に
発生する不用な高圧電圧を抑えたり、蛍光灯６の電流を
下げ、他の電気回路の消費電流を抑えている。

【００３０】次にコピーシーケンスへ移行した時の動作
について述べる。

【００３１】ユーザーが機械のコピー開始キーを押すこ
とでコピーシーケンスが作動し、この時先ずＶｓに対応
する電源の電圧を所定値に設定するよう動作する。そし
て、各種高圧電源をプロセスごとに制御し（本回路で作
られた主制御に対応した電圧を不図示の補助回路にて微
調整している）、さらにコピーシーケンスを行うための
光量制御や、モータ，ソレノイド，クラッチ等を駆動す
るためにＣＰＵ１の出力ポートの制御を行い、コピー動
作を終了するとユーザーの操作待ちのモードとなる。ま
た、操作待ちの状態では、前述のように主制御の電源の
電圧を下げて追従巻線の高圧出力を下げ、信頼性を高め
ている。

【００３２】次に本電源装置に関する制御方法に関して
詳細に説明する。

【００３３】本実施例では以下の項目について制御を行
う。すなわち、蛍光灯６の点灯前の予熱電流制御のため
に通常複写機等の場合電源投入後にコピーボタンが押さ
れてシーケンス実行する以前は主制御電圧を下げ、マイ
クロコンピュータ等シーケンス管理を行う部分は動作さ
せて、高圧出力巻線及び蛍光灯出力巻線等の出力は下げ
ておく。そして、コピーボタンが押された時点で、コピ
ーシーケンス実行のために、出力を下げていた低圧出力
巻線の制御値をコピー中のプロセス実行可能な電圧へと
出力を上げる。

【００３４】ここでは、このシーケンス実行の前に電圧
検知手段を利用して、電源一次側の入力電源電圧を知
り、ＣＰＵ１のメモリ等データ保持手段にて保持されて
いる入力電源電圧に対して予め決められた主制御電圧の
データを参照し、蛍光灯６のフィラメント予熱時に主制
御電圧を制御し、フィラメント予熱電流を所定の範囲に
なるように制御している。この時、予熱の時間は所定時
間で固定値をとり、この時間内で蛍光灯６のフィラメン
トの温度を最適な温度範囲まで暖める。これにより、フ
ィラメントを傷めず、且つ予熱不良を防止することがで
きる。また、主制御電圧を蛍光灯点灯時に変化させてい
るが、この時機械は画像形成以前であり、他の巻線出力
が変化しても画像形成プロセスや機器には何等影響はな
い。

【００３５】このように、トランスＴ１の一次側の入力
電源電圧が変動したり、負荷変動があっても蛍光灯６の
フィラメントを損傷させることなく、また低温時におい
てもフィラメント予熱電流を所定の範囲になるようにし
ているので、蛍光灯６の点灯不良を防止することができ
る。

【００３６】図３は本発明の第２実施例を示す回路構成
図であり、図１と同一符号は同一構成部分を示してい
る。上述の実施例では、主制御電圧をＣＰＵ１内のデー
タ保持手段の予め決められた設定値から求めて制御する
ことにより蛍光灯６の予熱電流を制御しているが、本実
施例では、このソフト制御だけでなく、ハード制御によ
っても制御するようにしている。

【００３７】すなわち、補助巻線である蛍光灯点灯用の
出力巻線に電流検出手段を設けて、電源立ち上げ時に徐
々に主制御回路の出力を上げていき、この時にその電流
検出手段から検出された値を基にして、レベル変換回路
１０により主制御電圧制御のレベルを決定する。このよ
うな制御でも同様な効果が得られる。なお、この時は蛍
光灯６の予熱時は前述の操作にて行い、複写機やプリン
タの画像形成時は通常の電圧制御値にて制御すること
で、機械のシーケンスに影響なく構成することが可能で
ある。

【００３８】図４は本発明の第３実施例を示す回路構成
図である。本実施例は、トランスＴ１の一次側電圧を検
出する電圧検出回路１１を設け、蛍光灯６の予熱電流を
この検出回路１１で検出したある電圧でもって切換える
ようにしたものであり、図５にその電圧検出回路１１の
構成を示す。

【００３９】この場合、一次側の入力電源整流後のＤＣ
化された電圧を抵抗Ｒ３１とＲ３２により分圧し、この
電圧を基にして電源一次側の電圧を検出する。そして、
その検出電圧によりスイッチング素子として簡単な構成
のトランジスタ（精度を上げるにはコンパレータを利
用）Ｑ３１を駆動し、これをフォトカプラ１２にて二次
側に伝達してＣＰＵ１の所定のポート（ＩＮ２）に入力
し、この入力ポートの状態により主制御電圧を予め決め
た値に制御することで、蛍光灯６の予熱電流を所定の範
囲に制御するようにしている。このような制御を行って
も、前述の各実施例と同様の作用効果が得られる。

【００４０】次に、本発明の第４実施例について説明す
る。本実施例は、図１の回路において、ＣＰＵ１により
蛍光灯６の点灯開始時の供給電圧をメイントランスＴ１
の入力電源電圧に応じて制御し、所定の範囲になるよう
にしたものであり、他は図１と同様の構成となってい
る。

【００４１】このような構成としても、入力電源電圧の
変動等による蛍光灯６のフィラメントやドライブ素子の
損傷を防止でき、また点灯不良の発生も防止することが
できる。

【００４２】図６は本発明の第５実施例を示す回路構成
図である。本実施例では、上記第４実施例の回路におい
て、更に精度良く点灯開始電圧を制御するために、トラ
ンスＴ１の低圧出力巻線にも抵抗Ｒ３５を接続して電流
検出手段を設けており、その検出出力ＶＲＸをレベル検
出回路１３を介してＣＰＵ１に入力している。

【００４３】この手法は前述の制御手法に加えての制御
となるが、これは主制御の低圧巻線の出力状態により当
然追従巻線である蛍光灯用巻線の出力も変化するためで
あり、この防止策として上記低圧巻線の電流情報を取込
んで点灯開始電圧制御を行うようにしている。

【００４４】図７は本発明の第６実施例の回路構成を示
す図である。本実施例は、上記第４実施例の回路におい
て、更に精度良く点灯開始電圧を制御するために、トラ
ンスＴ１の低圧出力巻線側にサーミスタ１４からなる環
境温度検知手段を接続している。

【００４５】この手法は、前述の制御手法に加えての制
御となり、原稿露光用の蛍光灯６の点灯可能な電圧が周
囲の環境温度に左右されるために、周囲の環境温度をサ
ーミスタ１４により検知して主制御電圧を変化させてい
る。これにより、入力電源電圧に対応して点灯開始電圧
を決定するだけでなく、周囲温度を考慮しての制御を行
い、不用な電圧を出すことを抑えている。このような構
成としても前述の各実施例と同様の作用効果を得ること
ができる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、蛍光灯
のフィラメント予熱時の予熱電流をトランスの入力電源
電圧に応じて制御し、予熱電流が所定の範囲になるよう
にしたため、入力電源電圧や負荷状態に変動があっても
蛍光灯のフィラメントが損傷することなく、点灯不良の
発生も防止できるという効果がある。

【００４７】また、蛍光灯の点灯開始時の供給電圧をト
ランスの入力電源電圧に応じて制御し、点灯開始電圧が
所定の範囲になるようにしたので、同様にドライブ素子
の損傷を防止でき、点灯不良の発生も防止できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の回路構成図

【図２】図１の電圧検出回路の一例を示す回路図

【図３】本発明の第２実施例の回路構成図

【図４】本発明の第３実施例の回路構成図

【図５】図４の電圧検出回路の構成を示す回路図

【図６】本発明の第５実施例の回路構成図

【図７】本発明の第６実施例の回路構成図

【符号の説明】

１ＣＰＵ（主制御回路）６蛍光灯Ｔ１メイントランス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光灯点灯用を含む複数の出力巻線を有
したトランスと、前記少なくとも一つの出力巻線からの
出力に応じて該トランスの駆動を制御する主制御回路
と、前記蛍光灯のフィラメント予熱時の予熱電流をトラ
ンスの入力電源電圧に応じて所定の範囲になるように制
御する制御回路とを備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】蛍光灯点灯用を含む複数の出力巻線を有
したトランスと、前記少なくとも一つの出力巻線からの
出力に応じて該トランスの駆動を制御する主制御回路
と、前記蛍光灯の点灯開始時の供給電圧をトランスの入
力電源電圧に応じて所定の範囲になるように制御する制
御回路とを備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項３】前記主制御回路及び制御回路は、装置の
シーケンス制御回路及びプロセス制御回路と共に同一半
導体チップ上に構成したことを特徴とする請求項１また
は２記載の電源装置。