JPH0646205A - 原稿照明用光源の電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源の光量を長時間にわたって安定に維持す
ることができるとともに、原稿照明用光源の立ち上がり
時間を速めることができるのは勿論のこと、原稿照明用
光源にストレスを与えノッチングと呼ばれる現象が発生
するのを防止可能な原稿照明用光源の電源装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 原稿照明用光源Ｌに定電流出力を供給するＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ２と、このＤＣ−ＤＣコンバータ２
の定電流制御値を、少なくとも原稿照明用光源Ｌの点灯
直後の大きな設定値と点灯後の小さな設定値との複数の
値に設定する定電流制御値設定手段７、８と、これら複
数の定電流制御値設定手段７、８をＤＣ−ＤＣコンバー
タ２の出力電圧に応じて切り替える切替手段９とを具備
するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機やス
キャナー等に使用され、ハロゲンランプ等の原稿照明用
光源を点灯させるための電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の原稿照明用光源の電源装
置としては、例えば、一般の５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚ
の商用電源を用いて、これを位相制御することにより所
定の電圧を原稿照明用光源に供給するように構成したも
のがある。しかし、かかる電源装置の場合には、供給さ
れる電圧に商用周波数に応じたリップルが含まれるた
め、原稿照明用光源の光量にもリップルが生じ、原稿の
画像をデジタル信号として読み取る高速のマシン等で
は、読み取られた画像上に原稿照明用光源の光量リップ
ルが濃度変動として現れてしまうという問題点を有して
いた。特に、カラー画像を扱う装置では、色ムラとして
大きな問題となる。

【０００３】そこで、原稿照明用光源を直流電圧で点灯
させるようにした電源装置が種々提案されており、又実
際に使用されてもいる。

【０００４】しかし、この直流電圧で原稿照明用光源を
点灯する電源装置及び前記の位相制御を行なう電源装置
においては、通常、定電圧あるいは定実効電圧で出力電
圧の制御を行うように構成されている。このような電源
装置を用いて原稿照明用光源を連続して点灯すると、原
稿照明用光源のランプソケット等が次第に加熱され、光
源とランプソケットとの接触抵抗が増加する等の微小な
インピーダンス変化が生じる。そのため、ランプソケッ
ト等における電圧降下が次第に大きくなり、ランプフィ
ラメントに有効に印加される電圧が低下する等の変動が
生じ、原稿照明用光源の光量を長時間安定して維持する
ことができず、光量低下（ドループ）という形で光量安
定性が損なわれるという問題点があった。

【０００５】そこで、上記の問題点を解決するため、原
稿照明用光源に直流のしかも一定の電流を供給すること
により、ランプソケット等の加熱状態に係わらずランプ
フィラメントに印加される電圧を一定にすることによ
り、原稿照明用光源の光量を一定に維持することも考え
られる。

【０００６】しかし、この場合には、原稿照明用光源に
直流の定電流が供給されるため、原稿照明用光源は、通
電により徐々に加熱される。そのため、原稿照明用光源
に印加される電圧及び光出力は、図５に示すように、緩
やかな勾配で上昇し、原稿照明用光源の光量が安定する
までに長い時間を要し、電子写真複写機やスキャナー等
の起動に要する待ち時間が長くなるという問題点を有し
ている。

【０００７】そこで、本出願人は、かかる問題点を解決
して長時間の光量安定性を確保できるのは勿論のこと、
原稿照明用光源の立ち上がりに要する時間を短縮するこ
とが可能な技術的手段として特願平２−１１７９００号
に示すような「画像形成装置における感光体のバックグ
ラウンド電位変動防止方法及び装置」を既に提案してい
る。

【０００８】この提案に係る装置は、原稿照明用光源に
供給する電圧を制御するものであるが、原稿照明用光源
の点灯直後において、原稿照明用光源に通常の供給電圧
より高い電圧を供給して、原稿照明用光源の光量の立ち
上がりを速めるとともに、光源が点灯してから所定時間
経過した後に、原稿照明用光源に供給する電圧を立ち上
がり時の電圧よりも低い通常の電圧に切り換えるように
構成する点が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、上記提案に係る装置の場合には、原稿照明用光源の
点灯直後から所定時間経過するまでの間、原稿照明用光
源に通常の供給電圧より高い電圧を印加するように構成
されている。そのため、原稿照明用光源が周囲の温度や
それ以前の連続点灯等の影響で点灯直後から高い温度と
なっている場合には、原稿照明用光源に通常の供給電圧
より高い電圧を印加すると、原稿照明用光源に流れる電
流が不本意に大きくなり、原稿照明用光源には、点灯直
後から所定時間を経過するまでの間に過大な電流が流れ
る。そして、この過大な電流は、原稿照明用光源にスト
レスを与え、光源のフィラメントが鱗状になりやせ細り
断線するという所謂ノッチングと呼ばれる現象を引き起
こすという問題点があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、光源の光量を長時間にわたっ
て安定に維持することができるとともに、原稿照明用光
源の立ち上がり時間を速めることができるのは勿論のこ
と、原稿照明用光源にストレスを与えノッチングと呼ば
れる現象が発生するのを防止可能な原稿照明用光源の電
源装置を提供することにある。

【００１１】すなわち、この発明は、図１に示すよう
に、原稿照明用光源Ｌに定電流出力を供給するＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ２と、このＤＣ−ＤＣコンバータ２の定電
流制御値を、少なくとも原稿照明用光源Ｌの点灯直後の
大きな設定値と点灯後の小さな設定値との複数の値に設
定する定電流制御値設定手段７、８と、これら複数の定
電流制御値設定手段７、８をＤＣ−ＤＣコンバータ２の
出力電圧に応じて切り替える切替手段９とを具備するよ
うに構成されている。

【００１２】

【作用】このような技術的手段によれば、原稿照明用光
源Ｌに定電流出力を供給するＤＣ−ＤＣコンバータ２
と、このＤＣ−ＤＣコンバータ２の定電流制御値を、少
なくとも原稿照明用光源Ｌの点灯直後の大きな設定値と
点灯後の小さな設定値との複数の値に設定する定電流制
御値設定手段７、８と、これら複数の定電流制御値設定
手段７、８をＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧に応じ
て切り替える切替手段９とを具備するように構成されて
いるので、基本的に原稿照明用光源１に定電流出力を供
給するものであるため、光源のソケット等の加熱に伴う
接触抵抗の増加等による光量変動を防止することができ
るとともに、原稿照明用光源Ｌの点灯直後においては、
定電流制御値設定手段７によって設定された大きな設定
値によって、原稿照明用光源Ｌに定電流出力を供給する
ＤＣ−ＤＣコンバータ２が駆動されるため、原稿照明用
光源Ｌの点灯直後の立ち上がりを速くすることができ、
しかも、原稿照明用光源Ｌの点灯後においては、ＤＣ−
ＤＣコンバータの出力電圧に応じて定電流制御値設定手
段８の設定値を小さな設定値に切り替えることにより、
原稿照明用光源Ｌに大きな電流が継続して流れることに
よる光源の寿命の低下を防止することができる。

【００１３】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００１４】図２はこの発明に係る原稿照明用光源の電
源装置の一実施例を示すブロック図である。

【００１５】図において、１は交流電源から供給される
交流電圧を直流電圧に変換するための交流・直流変換回
路、２はこの交流・直流変換回路１によって直流電圧に
変換された電圧を定電流の状態でやはり直流の電圧に変
換する定電流型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路、Ｌはこの
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の出力端子４、５に接続さ
れたハロゲンランプ等の原稿照明用光源、３はこのＤＣ
−ＤＣコンバータ回路２の出力端子４、５から出力され
る直流電圧を検出する電圧検出回路、６は上記ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ回路２から出力される直流電流を検出する
電流検出回路、７は原稿照明用光源Ｌの点灯直後の立ち
上がり時の定電流値を設定する第１の定電流値設定回
路、８は原稿照明用光源Ｌの立ち上がり後の定電流値を
設定する第２の定電流値設定回路、９はこれら第１及び
第２の定電流値設定回路７、８を電圧検出回路３の検出
電圧に応じて切り替える定電流値切替回路、１０は出力
電圧が過大になった場合に装置の動作を停止させる出力
過電圧保護値を設定する出力過電圧保護値設定回路であ
る。

【００１６】図３は上記原稿照明用光源の電源装置の一
実施例を更に詳細に示す回路図である。

【００１７】上記交流・直流変換回路１は、交流電源か
ら供給される交流電圧をダイオード等からなる整流回路
によって整流して直流電圧として出力するものである。

【００１８】また、前記定電流型のＤＣ−ＤＣコンバー
タ回路２は、降圧チョッパ型のチョッパ回路からなり、
上記交流・直流変換回路１から出力される直流電圧をト
ランジスタＱによってオンオフするとともに、ダイオー
ドＣＲ０４及びインダクタンスＬ０４並びにコンデンサ
Ｃ１３を介して平滑化し、所定の直流電圧を出力端子
４、５から負荷である原稿照明用光源Ｌに出力するもの
である。この定電流型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路２
は、コンパレータＩＣ１１を備えており、電圧検出回路
３及び電流検出回路６の検出値に応じてトランジスタＱ
をオンオフ制御することにより、出力端子４、５から定
電流の直流電圧を出力するように構成されている。ま
た、上記定電流型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路２には、
その出力端子５側に直列に電流検出回路６を構成する抵
抗Ｒ１１が直列に接続されており、この抵抗Ｒ１１の両
端の電圧降下によって出力電流を検出するようになって
いる。上記抵抗Ｒ１１の電圧降下によって検出された出
力電流は、定電流用エラーアンプＩＣ１２に入力されて
いる。

【００１９】さらに、前記電圧検出回路３としては、上
記定電流型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の出力端子４
側に、直列接続の電圧検出用の抵抗Ｒ１２０，Ｒ１２１
が並列に接続されており、これらの抵抗Ｒ１２０，Ｒ１
２１の接続点の電圧によって出力電圧を検出するように
なっている。

【００２０】また、前記第１の定電流値設定回路７は、
後述する定電流切換コンパレータＩＣ１３の出力端子に
接続された抵抗Ｒ１２３から構成されている。そして、
この第１の定電流値設定回路７は、定電流切換コンパレ
ータＩＣ１３の出力が”ハイ”の状態のときに、当該定
電流切換コンパレータＩＣ１３の出力を抵抗Ｒ１２３を
介して出力し、後述の第２の定電流値設定回路８との合
成によって、第１の定電流値設定値を出力するようにな
っている。

【００２１】一方、第２の定電流値設定回路８は、直列
に接続された抵抗Ｒ１０５，抵抗Ｒ１０６と、これらの
抵抗Ｒ１０５，Ｒ１０６に並列に接続された基準電圧Ｖ
ｒｅｆとから構成されており、抵抗Ｒ１０６の端部に生
じる電圧値によって、原稿照明用光源Ｌの立ち上がり後
の第２の定電流値を設定するようになっている。

【００２２】また、定電流値切替回路９は、上記定電流
型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の出力端子４側に並列
に接続された直列接続の抵抗Ｒ１２０と抵抗Ｒ１２１と
の接続点に接続された定電流切換コンパレータＩＣ１３
を備えており、この定電流切換コンパレータＩＣ１３に
よって上記接続点の電圧と基準電圧とを比較した信号を
出力することにより、第１の定電流値設定回路７と第２
の定電流値設定回路８とを切り換えるように構成されて
いる。すなわち、上記直列接続の抵抗Ｒ１２０と抵抗Ｒ
１２１との接続点の電圧が基準電圧以上となった場合に
は、定電流切換コンパレータＩＣ１３の出力が”ロー”
となり、定電流設定値が第２の定電流値設定回路８のみ
によって決定されるようになっている。そのため、第１
の定電流値設定回路７を構成する抵抗Ｒ１２３に生じる
電圧値が低下又はゼロとなり、第２の定電流値設定回路
８によって設定される第２の定電流値に切り替えられ
る。

【００２３】さらに、前記出力過電圧保護値設定回路１
０は、出力端子４に直列に接続された抵抗Ｒ１０８，抵
抗Ｒ１０９と、過電圧検出用エラーアンプＩＣ１４とを
備えており、これらの抵抗Ｒ１０８と抵抗Ｒ１０９との
接続点電圧が過電圧検出用エラーアンプＩＣ１４の他端
に入力する基準電圧以上になった場合には、過電圧検出
用エラーアンプＩＣ１４を動作させてＤＣ−ＤＣコンバ
ータ回路２を停止させ、装置を過電圧から保護するよう
になっている。

【００２４】以上の構成において、この実施例にかかる
原稿照明用光源の電源装置では、次のようにして原稿照
明用光源が点灯される。

【００２５】すなわち、交流電源から供給される交流電
圧は、図２及び図３に示すように、交流・直流変換回路
１によって直流電圧に変換される。そして、この交流・
直流変換回路１によって変換された直流電圧は、次段の
定電流型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路２に出力される。

【００２６】この定電流型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路
２は、上記交流・直流変換回路１から出力される直流電
圧を、トランジスタＱによってオンオフ制御するととも
にダイオードＣＲ０４及びトランスＬ０４並びにコンデ
ンサＣ１３によって平滑化し、所定の直流電圧を出力端
子４、５から負荷である原稿照明用光源Ｌに出力する。

【００２７】その際、上記定電流型のＤＣ−ＤＣコンバ
ータ回路２からの出力電流は、出力端子５側に直列に接
続された電流検出用の抵抗Ｒ１１によって検出され、こ
の抵抗Ｒ１１によって電圧に変換された電流検出値は、
抵抗を介して定電流用エラーアンプＩＣ１２に入力され
る。上記定電流用エラーアンプＩＣ１２は、抵抗Ｒ１１
によって電圧に変換された電流検出値に応じて、出力電
流が一定値となるようにコンパレータＩＣ１１によって
トランジスタＱをオンオフ制御することにより、出力電
流を一定に維持するようになっている。

【００２８】ところで、この実施例にかかる原稿照明用
光源の電源装置において、原稿照明用光源Ｌの点灯直後
の定電流制御値は、第１の定電流値設定回路７の抵抗Ｒ
１２３から供給される電圧と、第２の定電流値設定回路
８の抵抗Ｒ１０５，１０６で分圧される電圧との合成レ
ベルによって設定され、この設定値が定電流用エラーア
ンプＩＣ１２に入力される。そして、この定電流用エラ
ーアンプＩＣ１２の制御によってＤＣ−ＤＣコンバータ
回路２が、点灯直後の定電流制御値に応じて定電流制御
される。

【００２９】この原稿照明用光源Ｌの点灯直後における
定電流制御値は、光源Ｌの寿命を考慮し、光源Ｌのフィ
ラメントが鱗状になりやせ細り断線する所謂ノッチング
を防止しつつ、光出力が所望のスピードで立ち上がるよ
うに、定常値の数倍の電流を流せるように設定される。

【００３０】次に、原稿照明用光源Ｌが点灯を開始する
と、光源Ｌのフィラメントは除々に温まり、その抵抗値
は、点灯直後次第に大きくなる。その結果、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ回路２により定電流制御された電流によって
点灯される原稿照明用光源への出力電圧は、図５に示す
ように、フィラメントの抵抗値の上昇に伴って急激にに
上昇する。

【００３１】その後、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の出
力電圧は、電圧検出回路３によって検出され、この電圧
検出回路３によって検出された出力電圧が所定の値にな
ると、定電流型のＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の定電流
制御値が、定電流値切替回路９によって第２の定電流値
設定回路８による第２の定電流制御値に切り替えられ
る。この第２の定電流制御値は、原稿照明用光源Ｌを連
続的に点灯させるものであり、立ち上がり時の第１の設
定値より大幅に小さい定常値に設定されている。そのた
め、原稿照明用光源Ｌの出力電圧及び光出力は、図５に
示すように、定常状態値に一定に制御される。

【００３２】このように、原稿照明用光源Ｌに定電流出
力を供給するＤＣ−ＤＣコンバータ２と、このＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ２の定電流制御値を、少なくとも原稿照明
用光源の点灯直後の大きな設定値と点灯後の小さな設定
値との複数の値に設定する第１及び第２の定電流値設定
回路７、８と、これら第１及び第２の定電流値設定回路
７、８をＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧に応じて切
り替える定電流値切替回路９とを具備するように構成さ
れているので、基本的に原稿照明用光源Ｌに定電流出力
を供給するものであるため、光源Ｌのソケット等の加熱
に伴う接触抵抗の増加等による光量変動を防止すること
ができるとともに、原稿照明用光源Ｌの点灯直後におい
ては、第１の定電流値設定回路７によって設定された大
きな設定値によって、原稿照明用光源Ｌに定電流出力を
供給するＤＣ−ＤＣコンバータ２が駆動されるため、原
稿照明用光源Ｌの点灯直後の立ち上がりを速くすること
ができ、しかも、原稿照明用光源Ｌの点灯後において
は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧に応じて第２の
定電流値設定回路８の設定値を小さな設定値に切り替え
ることにより、原稿照明用光源Ｌに大きな電流が継続し
て流れることによる光源の寿命の低下を防止することが
できる。

【００３３】なお、前記実施例では、原稿照明用光源Ｌ
の点灯後の第２の定電流設定値を一定となるように設定
したが、この第２の定電流設定値を変更することによ
り、微小な光出力変動にも対応可能とすることができ
る。

【００３４】この第２の定電流設定値を変更する手段と
して、この変更レベルの転送手段としては、アナログ量
として受け取る場合、あるいは実施例のごとく交流入力
を電源とする場合には、ＰＷＭ信号として受取内部で積
分して基準レベルとするようにしてもよい。なお、デジ
タル手段でも内部でＤ−Ａ変換等するようにすれば良
い。

【００３５】この具体的な回路例としては、図６に示す
ように、原稿照明用光源Ｌの光量を光量センサ３０によ
って検出し、この光量センサ３０によって検出された光
量値を差動増幅器３１によって基準電圧との差信号を増
幅する。そして、この差動増幅器３１によって増幅され
た信号を、比較器３２によって鋸歯状波と比較してＰＷ
Ｍ信号とし、このＰＷＭ信号をフォトカップラー３３を
介して積分器３４に入力する。この積分器３４によって
積分された信号を、電源装置の電流設定信号として用い
るようにすれば良い。

【００３６】また、原稿照明用光源Ｌの光出力をモニタ
ーして、一定レベルの光量に達した時点で定電流設定値
を変更するようにしても良い。

【００３７】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、原稿照明用光源の立ち上がり時間を速めるこ
とができるのは勿論のこと、原稿照明用光源にストレス
を与えノッチングと呼ばれる現象が発生するのを防止可
能な原稿照明用光源の電源装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係る原稿照明用光源の電源
装置を示す概略構成図である。

【図２】 図２はこの発明に係る原稿照明用光源の電源
装置の一実施例を示すブロック図である。

【図３】 図３はこの発明に係る原稿照明用光源の電源
装置の一実施例を示す更に具体的な回路図である。

【図４】 図４は同実施例の動作を示すグラフである。

【図５】 図５は従来の装置の動作を示すグラフであ
る。

【図６】 図６はこの発明の変形例を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

Ｌ 原稿照明用光源、２ ＤＣ−ＤＣコンバータ、７、
８ 定電流制御値設定手段、９ 切換手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿照明用光源に定電流出力を供給する
   ＤＣ−ＤＣコンバータと、このＤＣ−ＤＣコンバータの
   定電流制御値を、少なくとも原稿照明用光源の点灯直後
   の大きな設定値と点灯後の小さな設定値との複数の値に
   設定する定電流制御値設定手段と、これら複数の定電流
   制御値設定手段をＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧に応
   じて切り替える切替手段とを具備することを特徴とする
   原稿照明用光源の電源装置。