JPS6020728A - 閃光放電灯用電源装置 - 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】 本発明は閃光放電灯用電源装置に関するものである。

閃光放電灯は、例えば露光用光源或いは複写機、ファク
シミリなどのトナー像定着用熱源として用いられている
０閃光放電灯を点灯せしめるための電源装置としては、
従来リーケージトランスを用いた電源装置、商用トラン
スを用いた電源装置などが知られているが、こルらの電
源装置は何れも大型でしかも大重量であるという欠点を
有している。特に閃光放電灯を複写機、ファクシミリな
どのトナー像定着用熱源として用いる場合には、近年複
写機、ファクシミリの小型軽輩化が強く望まＩｔている
ことから上述の欠点が著しく大きなものとなる。

このようなことから、最近半導体スイッチング菓子を有
して成るインバータを用いた閃光放電灯電源装置が開発
され、この電源装置によれば小型でしかも軽量であると
いう利点が得られる。

第１図は斯かる閃光放電灯用電源装置の構成の一例を示
す説明用回路図である。この例に２いて、１は直流電源
Ｅに接続されたインバータでめシ、このインバータ１は
、半導体スイッチング素子でめるトランジスタ１１及び
１２と、３個のコンデンサ１３，１４．１５と、２個の
ダイオード１６゜】７とにより構成されている。トラン
ジスタ１１のコレクタは直流電源Ｅの正側に接続嘔；Ｉ
ｔ、）ランジスタ１１のエミッタはトランジスタ１２の
コレクタに接続され、トランジスタ１２のエミッタは直
流電源Ｅの負側に接続されている。直流電源Ｅの正側と
トランジスタ１１のコレクタの接続点と、直流電源Ｅの
負側とトランジスタ１２のエミッタの接続点との間には
、コンデンサ１３とコンデンサ１４とが直列に接続され
、これらコンデンサ１３とコンデンサ１４の接続点と、
トランジスタ１１．のエミッタとトランジスタ１２のコ
レクタの接続点との間には、コンデンサ１５と次段に接
続される昇圧用トランス２の１１次コイルとが直列に接
続されているｏトランジスタ１１及び１２のベースは後
述するドライブ回路１０５に接続されて２υ、トランジ
スタ１１のコレクタとエミッタ間及びトランジスタ１２
のコレクタとエミッタ間にはそれぞれダイオード１６及
び１７が接続されている。

２は昇圧用トランスで心って、この昇圧用トランス２の
１次コイルは既述のようにインノく一タｌに接続され、
２次コイルは次段の整流回路３の入力端に接続されてい
る０ ３は倍電圧整流型の整流回路でめって、この整流回路３
は、４個のダイオード３１．３２１　３３ν３４と４個
のコンデンサ３５，３６，３７２３８とにより構成され
ている。コンデンサ３５とダイオード３１とがトランス
２の２次呂イルに直列に接続され、ダイオード３１の両
端にダイオード３３とコンデンサ３７とが直列に接続さ
れＣトランス２の２次コイルとコンデンサ３５の接続点
と、当該２次コイルとダイオード３１の接続点との間に
、コンデンサ３６とダイオード３２が直列に接続され、
ダイオード３２の両端にダイオード３４とコンデンサ３
８が直列に接続されている。

４は移流回路３の出力端子間に接続さ、ｔ’ｔｆＣ充放
電用コンデンサであり、この充放電用コンデンサ１の両
端に閃光放電灯７が接続され、充放電用コンデンサ４よ
り閃光放電灯７に閃光発生に必要な゛電荷が供給される
。

１００は半導体スイッチング素子制御機構（以下単に「
制御機構」という。）でめり、この制御機構１００は、
充放電用コンデンサ４０両端電圧ン入力１ｇ号として受
ける誤差増幅器１０１と、この誤差増幅器１０１に基準
電圧を付与する基準電圧源１０２と、矩形波状のパルス
信号を発生する発振器１０３と、この発振器１０３より
のパルス信号を受けてこのパＮス信号のパルス幅全誤差
増幅器１０１よりの信号に基いて調整し、出力端から交
互に信号乞出力するパルス幅変換器１０４と、このパル
ス幅変換器１０４の出力端から交互に出力される信号に
基いてトランジスタ１１及び１２を交互に駆動するドラ
イブ回路１０５　とによシ構成されている。

前記パルス幅変換器１０４は、発振器１０３よシのパル
ス信号を受けて同一周波数の鋸歯状波信号を発生する鋸
歯状波発生器１０６と、誤差増幅器１０１よりの信号と
鋸歯状波発生器１０６よりの鋸歯状波信号とを受け、誤
差増幅器１０１　よりの信号電圧が鋸歯状波信号電圧よ
りも大きいときには「低レベル」の信号を出力し、道に
小さいときには「高レベル」の信号を出力するコンバー
タ１０７と、このコンパレータ１０７の出力信号と発振
器１０３よりのパルス信号とρ論理積信号を出力し、コ
ンパレータ１０７の出力信号が「低レベル」のとぎには
出力が零となジ、逆に「高しベル」のときには発振器１
０３のノくルス信号と同一のパルス幅の信号を出力する
アンドゲート１０８と、このアンドゲート１０８よりの
出力信号を受け、この信号を２つの出力端Ｑ、Ｑか′ら
交互に出力１−るノリツブ・フロップ回路と、アンドゲ
ート１０８、フリップ・フロップ回路１０９の一方の出
力端Ｑ、グロー防止イｄ号発生機構９よりの３つの信号
を受けてそれらの論理積信号を出力するアントゲ−１−
１１０と、アンドゲート　１０８．フリップ・フロック
回路１０９の他方の出力端Ｑ、グロー防止信号発生機構
９よりの３つの信号！受けてそオｔらの論理積信号を出
力するアンドゲート１１１とによジ構成烙れ、グロー防
止信号発生機構９は後述のトリガー回路８を駆動せしめ
るトリガー回路駆動信号の発生と連動して作動８ｎ、作
動されたときにはグロー防止信号が「低レベル」と７７
：り、非作動のときにはグロー防止信号が「高レベル」
であり、このグロー防止信号が「低レベル」のときＩＩ
ｃはアンドゲート１１０及びアンドゲート１１１の出力
は零となる○ ８は閃光放電灯７に設けられたトリガー電極７１を駆動
せしめるためのトリガー回路でわ９、このトリガー回路
８′は、トリガー電極７１と閃光放電灯７の陰極との間
に２次コイルが接続さ几た・くルストランス８１と、こ
のパルストランス８１の１次コイルの両端に直列に接続
されたコンデンサ８２及びサイリスタ８３と、このサイ
リスタ８３の両端に接続さ肌たツェナーダイオード８４
と、サイリスタ８３のアノードと閃光放電灯７の陽極と
の間に接続された抵抗８５と、サイリスタ８３のケート
とカソード間に接続された抵抗８６とにより構成され、
サイリスタ８３のゲートに接続された信号入力端子ａに
トリガー回路駆動信号が人力されるとトリガー電極７１
に高電圧が印加さ八る０以上のような構成の電源装置に
よれば、インノ仁り１において、トランジスタ１１及び
１２が制御機構１００により交互にオン・オフされるこ
とにより、直流電源Ｅ１ｍ、９の直流が一旦交流に変換
され、次にこの交流が整流回路３により再び直流に変換
されてこの直流により充放電用コンデンサ４に電荷が蓄
積される。この充放電用コンデンサ４の両端電圧が閃光
発生に必要な大きさにまで到達すると、制御機構１００
により、トランジスタ１１及び１２の各ベースに供給さ
れるパルス電流のパルス幅がほぼ零になるよう制御され
て、これにより充放電用コンデンサ４の両端電圧が誤差
増幅器１０１の基準電圧源１０２の基準電圧に対応する
設定電圧に維持されるようになる。このように充放電用
コンデンサ４の両端電圧が設定電圧に達した状態におい
て、トリガー回路駆動信号が信号入力端子ａに入力され
るとトリガー回路８によシトリガー電極７１に高電圧が
印加され、これにより閃光放電灯７の放電電極間に絶縁
破壊が生じて、この瞬間に充放電用コンデンサ４に蓄積
さｆていた電荷が閃光放電灯７に供給さｎて閃光が発生
する。そしてトリガー回路駆動信号の発生と連動してグ
ロー防止信号発生機構９が作動さｎて、アンドゲート　
１１０及び１１１に「低レベル」のグロー防止信号が一
定時間入力され、これにょクトランジスタｊ１及び１２
の作動が休止されて、インノ仁り１よりの出力が零とな
って充放電用コンデンサ４への充電が一定時間停止され
、閃光消失後閃光放電灯７がグロー放電状態となるのが
防止される。

そして一定時間経過後グロー防止信号が「高レベル」に
なると、制御機構１００によジトランジスタ１１及び１
２の各ベースに供給されるノクルス電流のパルス幅が大
きくなるよう制御さ几て、再び充放電用コンデンサ４に
電荷が蓄積さハるよりにナシ、以下上述と同様にして閃
光の発生が繰り返し行なわ八る。

しかしながら上述の電源装置では、閃光の発生後グロー
防止信号が発生されてインノ（−夕１の出力が一定時間
停止さｎるが、グロー防止信号の発生が止まると、その
後直ちにトランジスタ１１及び１２が大きなオン時間幅
で再び作動さするため、作動初期におい°てトランジス
タ１１及び１２に大きな突入電流が流入してトランジス
タ１１及び１２が破壊される場合がある０これに対して
、トランジスタ１１及び１２の作動初期におけるオン時
間幅を零から徐々に大きくするソフトスタート回路を設
けることが考えられるが、これを別個に設ける場合には
部品の点数が多くなってコストが高くなり、しかもソフ
トスタート回路はグロー防止信号発生機構とタイミング
を合わせて作動させることが必要であることから、その
構成が相当に複雑となり設計上不利である。

本発明は以上の如き事情に基いてなされたものであって
、簡羊な構成であジ、しかもグロー防止信号の発生時間
及びソフトスタート信号の発生時間を厳密にコントロー
ルすることができて、クシ放電の防止及びインバータに
おける半導体スイッチング素子の破壊を確実に防止する
ことができる新規な構成の閃光放電灯用電源装置全提供
することを目的とし、その特徴とするところは、半導体
スイッチング素子を有して成るインバータと、このイン
バータの出力端に接続された整流回路と、この整流回路
の出力端に接続された充放電用コンデンサと、この充放
電用コンデンサの両端に接続さ２する閃光放′Ｉ「灯に
、トリガー回路駆動信号を受けたとぎにトリガー電圧を
印加するトリガー回路と、前記充放電用コンデンサの放
電電流を検出して、この検出信号に基いてグロー防止信
号及びこれに続いてソフトスタート信号を発生するイン
バータ制御信号発生機構と、このインノく一夕制御信号
発生機構よりのグロー防止信号を受けたときには前記イ
ンバータにおける半導体スイッチング素子の動作を休止
せしめ、ソフトスタート信号を受けたときには前記イン
ノ（−夕における半導体スイッチング素子のオン時間幅
を零から徐々に犬きくする半導体スイッチング素子制御
機構とを具えて成り、前記インバータ制御信号発生機構
は、基準電圧源とアースとの間に順次接続された第１の
分圧抵抗及び第２の分圧抵抗と、第１の分圧抵抗の両端
に接続されたコンデンサと、このコンデンサの両端に接
続された、前記検出信号を受けたときに当該コンデンサ
を短絡するスイッチング素子と、第１の分圧抵抗と第２
の分圧抵抗の接続点にその入力端子が接続されたコンノ
くレータとを有して成る点にある０ 以下図面により本発明の一実施例について説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す説明用回路図であり、
第１図に示したものと同一のものには同一の符号を付し
て示し、その説明は同一であるので省略する。９０はイ
ンバータ制御信号発生機構であり、このインバータ制御
信号発生機構９０は、第３図に詳細に示すように、充放
電用コンデンサ４と閃光放電灯７の一方の電極との間に
１次コイルを接続して設けたカレントトランス９０１と
、このカレントトランス９０１の２次コイルの両端に接
続された波形整形用抵抗９０２と、この抵抗９０２の両
端に接続さ肌た波形整形用コンデンサ９０３と、このコ
ンデンサ９０３の両端に直列に接続さ几た分圧抵抗９０
４及び９０５と、一方の分圧抵抗９０４の両端にそれぞ
れ接続されたダイオード９０６及びコンデンサ９０７と
、分圧抵抗９０４と９０５との接続点にベースが接続き
れたトランジスタ９０８と、このトランジスタ９０８の
エミッタと分圧抵抗９０４と抵抗９０２との接続点との
間に発光ダイオードが接続されたフォトカプラー９０９
と、このフォトカプラー９０９のフォトトランジスタの
コレクタ及びエミッタにそれぞれベース及びエミッタが
接続されたスイッチング素子例えばトランジスタ９１０
と、このトランジスタ９１０のエミッタ・ベース間に接
続すれた抵抗９１１と、トランジスタ９１０のコレクタ
・エミッタ間にそれぞれ接続されたコンデンサ９１２及
び第１の分圧抵抗９１３と、トランジスタ９１０のコレ
クタとアースとの間に接続された第２の分圧抵抗９１４
と、第１の分圧抵抗９１３と第２の分圧抵抗９１４の接
続点にその入力端子が接続されたコンパレータ９１５と
、コンデンサ９１２、トランジスタ９１０のエミッタ、
第１の分圧抵抗９１３の接続点にその正側が接続された
基準電圧源９１６とにより構成されている０コ、ンパレ
ータ９１５の基準電圧端子には制＃機構１００に２ける
鋸歯状波発生器１０６が接続され、コンパレータ９１５
の出力端子は制御機構ｉｏｏのアンドゲート１１０及び
１１１に接続されている。

このコンパレータ９１５に２いては、入力端子に入力さ
れる信号が基準電圧即ち鋸歯状波電圧よシ大きいときに
はｒ′低レベル」の信号が出力され、逆に小さいときに
は小さい間の時間幅に対応したパルス幅の信号が出力さ
八る。前記コンデン−ｙ′９１２、第１の分圧抵抗９１
３、第２の分圧抵抗９１４の各個は必要とされるグロー
防止信号発生時間及びソフトスタート信号発生時間の長
さによって設定きれる。

９゛１は確認信号発生回路でろジ、この確認信号発生回
路９１は、インバータ制御信号発生機構９゜におけるト
ランジスタ９０８のコレクタに発光ダイオードが接続さ
れたフォトカプラー９２と、発光ダイオードのアノード
に接続された抵抗９３とにより構成８れ、フォトカプラ
ー９２のフォトトノンジスタのコレクタ及びエミッタに
それぞれ接ｆ）８された出力端子ｃ、ｄ間に確認信号が
発生され、図示はしないがこの出力端子ｃ、ｄ間には例
えばパイロットランプ或いは発光ダイオードなどの可視
化機構が接続される。抵抗９３の他端の信号入力端子Ｍ
こはトリガー回路８に２けるサイリスク８３のゲートに
接続された信号入力端子ａに入力されるトリガー回路駆
動信号と同期した信号が入力される。

以上の実施例によれば、充放電用コンデンサ４が放電を
開始すると、カレントトランス９０１の１次コイルに放
電電流が流れると共にこれにより２次コイルに誘導電流
が流れて分圧抵抗９０４の両端に放電電流に対応した大
きさの電圧が生ずる。

この電圧によシトランリスク９０８のベース・エミッタ
間が導通して電流が流れ、この電流によりフォトカプラ
ー９０９が作動し、トランジスタ９１０のエミッタ・ベ
ース間に電流が流れてトランジスタ９１０がオン状態と
なる。トランジスタ９１０秘オン状態となると、第４図
に示すように第１の分圧抵抗９１３が短絡されて第２の
分圧抵抗９１４の両端電圧即ち第１の分圧抵抗９１３と
第２の分圧抵抗９１４の接続点Ｐの電位が鋸歯状波発生
器１０６よりのピーク電圧値Ｖｐよりも大きくなり、コ
ンパレータ９１５より「低レベル」の信号が出力さ八て
この信号が制御機構１００のアンドゲート１１０及び１
１１　に入力され、アンドゲート１１０及び１１１の出
力は零となる。このときインバータ１のトランジスタ１
１及び１２はオフ状態となってインバータ】の出力が零
とナク、充放電用コンデンサ４及び閃光放電灯７への電
荷の供給が停止されてこれによυ閃光消失後のグロー放
電が防止される。このグロー防止信号の発生と同時にコ
ンデンサ９１２の放電がトランジスタ９】０によって行
なわ几る。次にコンデンサ９１２の充電は、コンデンサ
９１２の容量と第２の分圧抵抗９１４の抵抗１直とによ
って定まる時定数に基いて行なわれる。このと＠接続点
Ｐの電位は第４図に示したようにコンデンサ９１２の充
電に対応して徐々に小さくなり、鋸歯状波電圧のピーク
電圧値Ｖｐより小さくなると、第５図に示すように接続
点Ｐの電位が鋸歯状波電圧よシも小さくなっている間の
時間幅に対応しンヒ「高レベル」のパルス即ち時間幅が
徐々に犬さくなるパルスがコンパレータ９１５よす出力
さオｔ１　この信号によりアンドゲート１１０及び１１
１から交互に出力信号が発生され、トランジスタ１１及
び１２が交互にオン状態とされソフトスタートされる。

このようにしてインバータｌから再び交流が出力され、
充放電用コンデンサ４に再び電荷が蓄積され、次の閃光
発生に必要な電圧にまで充電される。

このようにインバータ制御信号発生機構９０によれば、
トランジスタ９１０のスイッチングとコンデンサ９１２
の充電電荷の放出を利用することにより、簡単な構成で
グロー防止信号の発生及びこれに絖いてソフトスタート
信号を発生せしめることができ、グロー放電の防止及び
インバータ１のトランジスタ１１及び１２への突入電流
の流入を防止することができる。そしてグロー防止信号
の発生時間及びソフトスタート信号の発生時間は、コン
デンサ９１２の容量、第２の分圧抵抗９１４の抵抗値、
基準電圧源９１６の電圧値を選定することにより厳密に
定めることができるので、クロー防止信号及びソフトス
タート信号のコントロールを簡単にしかも確実に行なう
ことがでさ、装置の設計を有利に行なうことができる。

以上において、グロー防止信号発生時間は例えば約１５
　ｍ５ｅｃ程度とされ、ソフトスタート信号発生時間は
例えば１５〜５０ｍ５ｅｃ程度とされる。

以上のように不発明は、半導体スイッチング素子７有し
て成るインバータと、このインバータの出力端に接続さ
れた整流回路と、この整流回路の出力端に接続された充
放電用コンデンサと、この充放電用コンデンサの両端に
接続される閃光放電灯に、トリガー回路駆動信号を受け
たときにトリガー電圧を印加するトリガー回路と、前記
充放電用コンデンサの放電電流Ｚ検出して、この検出信
−ｊ’１７１／ＩＪいてグロー防止信号及びこれに続い
てソフトスタート信号を発生するインバータ制御信号発
生機イ清と、このインバータ制御信号発生機構よりのグ
ロー防止信号を受けたときには前記インバータにおける
半導体スイッチング素子の動作を休止せしめ、ソフトス
タート信号を受けたときには前記インバータにおける半
導体スイッチング素子のオン時間幅全零から徐々に大き
くする半導体スイッチング素子制御機構とｔ具えて成り
、前記インバータ制御信号発生機構は、基準電圧源とア
ースとの間に順次接続された第１の分圧抵抗及び第２の
分圧抵抗と、第１の分圧抵抗の両端に接続されたコンデ
ンサと、このコンデンサの両端に接続された、前記検出
信号Ｚ受けたときに轟該コンデンサを短絡するスイッチ
ング素子と、第Ｊの分圧抵抗と第２の分圧抵抗の接続点
にその入力端子が接続きれたコンパレータとを有して成
ることを特徴とする閃光放電灯用電源装置であるから、
簡単な構成であり、シかもグロー防止信号の発生時間及
びソフトスタート信号の発生時間を厳密にコントロール
することができ、グロー放電の防止及びインバータにお
ける半導体スイッチング素子の破壊を確実に防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の閃光放電灯用電源装置の一例を示す説明
用回路図、第２図は本発明の一実施例を示す説明用回路
図、第３図は８２図の要部を示す説明用回路図、第４図
及び第５図はそれぞれ接続点Ｐの電圧と鋸歯状波電圧と
の関係を示す曲線図及びコンパレータ９１５の出力信号
ン示す説明図である。 １・・・インバータ　Ｅ・・・直流電源ＩＩ、１２・・
・トランジスタ　２・・・昇圧用トランス３・・・整流
回路　４・・・充放電用コンデンサ７・・閃光放電灯　
７１・・・トリガー電極８・・トリガー回路　９・・・
グロー防止信号発生機構１００・・・半導体スイッチン
グ素子制御機構１０１・・・誤差増幅器　１０３・・・
発振器１０４・・・パルス幅変換器１０５・・・ドライ
ブ回路１０６・・・鋸歯状波発生器　１０７・・・コン
パレータ１０８・・・アンドゲート１０９・・・ンリソ
ノ・７０ノブ回路１１０．３１１・・・アンドゲート ９０・・・インバータ制御信号発生機構９０１・・カレ
ントトランス　９０４，９０５・・・分圧抵抗９０８・
・・トランジスタ　９０９・・・フォトカプラー９］０
・・・ｌ・ランリスタ　９１３・・・第１の分圧抵抗９
１４・・・第２の分圧抵抗 ９＋５・・・コンパレータ　９１６・・・基準電圧源９
１・・・確認信号発生機構 ９２・・・フォトカブラー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）半導体スイッチング素子を有して成るインバータと
   、このインバータの出力端に接続された整流回路と、こ
   の整流回路の出力端に接続さｔた充放電用コンデンサと
   、この充放電用コンデンサの両端（二接続さ几る閃光放
   電灯（二、トリガー回路駆動信号を受けたとき（ニドリ
   ガー電圧を印加するトリガー回路と、前記充放電用コン
   デンサの放電。 電流を検出して、この検出信号Ｃ二基いてグロー防止信
   号及びこれに続いてソフトスタート信号を発生するイン
   バータ制御信号発生機構と、このインバータ制御信号発
   生機構よりのグロー防止信号を受けたときには前記イン
   バータ（二おける半導体スイッチング素子の動作を休止
   せしめ、ソフトスタート信号を受けたときには前記イン
   バータにおける半導体スイッチング素子のオン時間幅を
   零から徐々（二大きくする半導体スイッチング素子制御
   機構とを具えて成り、前記インバータ制御信号発生機構
   は、基準電圧源とアースとの間（二順次接続されたＳｌ
   の分圧抵抗及び第２の分圧抵抗と、第１の分圧抵抗の両
   端に接続されたコンデンサと、このコンデンサの両端Ｃ
   二接続された、前記検出信号を受けたときに当該コンデ
   ンサを短絡するスイッチング素子と、第１の分圧抵抗と
   第２の分圧抵抗の接続点にその入力端子が接続されたコ
   ンパレータとを有して成ることを特徴とする閃光放電灯
   用電源装置０