(57)【要約】【課題】消費電力が少なく製造コストが低く電磁障害も生じにくい、外部電極形放電ランプの点灯装置を提供する。【解決手段】昇圧コイル２２における駆動巻線２３及び昇圧巻線２４の夫々の一端が互いに接続されており、駆動巻線２３の他端が平滑コンデンサ２６の一方の電極に接続されている。このため、昇圧コイル２２の昇圧巻線２４に発生する逆起電力の他に駆動巻線２３に発生する逆起電力も放電ランプ２８の放電に利用され、また、放電ランプ２８に放電を生じさせるための電力が昇圧コイル２２から放電ランプ２８に供給される他に直流電源からも放電ランプ２８に直接に供給されて、直流電源の電力が有効に利用される。【選択図】図１
2010114037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
夫々の一端で互いに接続されている駆動巻線及び昇圧巻線を昇圧コイルが有しており、
前記夫々の一端がスイッチング素子の一方の電極に接続されており、
前記駆動巻線の他端が直流電源の一方の電極に接続されており、
前記昇圧巻線の他端が外部電極形放電ランプの一方の電極に接続されており、
前記直流電源の他方の電極が前記スイッチング素子及び前記外部電極形放電ランプの夫々の他方の電極に接続されている、
ことを特徴とする外部電極形放電ランプの点灯装置。
【請求項２】
前記スイッチング素子のオン中に前記昇圧コイルに蓄積された磁気エネルギーが前記スイッチング素子のオフ後に放出されることにより発生する振動電流の最初の負の電流期間中に、前記スイッチング素子の次の発振周期のオン動作が行われる、ことを特徴とする請求項１に記載の外部電極形放電ランプの点灯装置。
【請求項３】
前記スイッチング素子の発振周波数が調節されることによって、前記外部電極形放電ランプに供給される電力が調整される、ことを特徴とする請求項１に記載の外部電極形放電ランプの点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファクシミリ、複写機、イメージスキャナ等の原稿読取装置や液晶ディスプレイのバックライト装置等に用いられる外部電極形希ガス蛍光ランプ等である外部電極形放電ランプの点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４が、外部電極形放電ランプの点灯装置の一従来形態を示している。この従来形態の点灯装置１１では、フライバックトランス１２が一次巻線１３及び二次巻線１４を有しており、これらの一次巻線１３及び二次巻線１４は互いに絶縁されている。トランジスタ等であるスイッチング素子１５と入力電圧源の平滑コンデンサ１６とが、一次巻線１３に直列に接続されている。スイッチング素子１５は駆動回路１７によって高周波数でオン及びオフに発振駆動される。フライバックトランス１２の二次巻線１４の両端は、放電ランプ１８の一対の外面電極に夫々接続されている。
【０００３】
この点灯装置１１では、スイッチング素子１５がオンにされると、フライバックトランス１２の一次巻線１３に電流が流れて、このフライバックトランス１２に電力が磁気エネルギーとして蓄積される。次に、スイッチング素子１５がオフにされると、一次巻線１３には電流が流れないので、一次巻線１３に磁気結合されている二次巻線１４の両端に高い逆起電力が発生する。この高い逆起電力が放電ランプ１８の一対の外面電極に印加されガラス管等である発光管内に放電を生じさせて、放電ランプ１８が発光する。
【０００４】
図５がスイッチング素子１５における電圧及び電流の波形を示しており、スイッチング素子１５の発振周期は１５μ秒である。この図５に示されている様に、スイッチング素子１５のオン中にフライバックトランス１２に蓄積された磁気エネルギーがスイッチング素子１５のオフ後に放出されることにより発生する振動電流をゼロにしてから、フライバックトランス１２に磁気エネルギーを蓄積するために、スイッチング素子１５の次の発振周期のオン動作が行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４に示されている従来形態の点灯装置１１では、上述の様に、放電ランプ１８の発光管内に放電を生じさせるための電力が、フライバックトランス１２の一次巻線１３に磁気結合されている二次巻線１４から供給されるだけであり、一次巻線１３から二次巻線１４への電力伝達効率は一般に１００％よりも相当に低い。このため、入力電圧源からの入力電力に対する放電ランプ１８の発光効率が高くなく、つまり、入力電圧源からの電力が有効には利用されなくて、放電ランプ１８において所望の照度を得るための消費電力が多かった。
【０００６】
また、上述の様に、振動電流をゼロにしてからスイッチング素子１５の次の発振周期のオン動作が行われているので、図５に示されている様に、スイッチング素子１５の発振周期に対するオン時間の比率つまりデューティ比が低かった。このため、放電ランプ１８に放電を生じさせるために必要な磁気エネルギーをフライバックトランス１２に蓄積するために、一次巻線１３のインダクタンス値を小さくすることによって、スイッチング素子１５のオン中にこのスイッチング素子１５を流れる電流のピーク値を７．９Ａと高くする必要があった。
【０００７】
このため、スイッチング素子１５の導通損失及びスイッチング損失と一次巻線１３の銅損とが大きく、このことによっても、放電ランプ１８の発光効率が高くなくて所望の照度を得るための消費電力が多かった。また、上述の様にスイッチング素子１５の導通損失及びスイッチング損失と一次巻線１３の銅損とが大きかったので、電流容量の低いスイッチング素子１５やフライバックトランス１２を使用することができず、スイッチング素子１５やフライバックトランス１２における放熱設計を簡略化することもできなくて、点灯装置１１の製造コストが高かった。
【０００８】
また、図５に示されている様に、スイッチング素子１５のオン動作時には、このスイッチング素子１５を流れる電流がゼロから正へ不連続に増加し、スイッチング素子１５を流れる電流に、不連続な増加によってリンギングが生じており、このリンギングによって電磁障害が生じていた。更に、スイッチング素子１５のオフ動作時には、このスイッチング素子１５を流れる電流が高いピーク値から急激に減少し、この急激な減少によっても電磁障害が生じていた。
【０００９】
従って、本発明は、発光効率が高くて所望の照度を得るための消費電力が少なく、電流容量の低い素子を使用することができ素子の放熱設計を簡略化することもできて製造コストが低く、電磁障害も生じにくい、外部電極形放電ランプの点灯装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る外部電極形放電ランプの点灯装置では、昇圧コイルにおける駆動巻線及び昇圧巻線の夫々の一端が互いに接続されており、駆動巻線の他端が直流電源の一方の電極に接続されている。このため、昇圧コイルの昇圧巻線に発生する逆起電力の他に駆動巻線に発生する逆起電力も外部電極形放電ランプの放電に利用され、また、外部電極形放電ランプに放電を生じさせるための電力が昇圧コイルから外部電極形放電ランプに供給される他に直流電源からも外部電極形放電ランプに直接に供給されて、直流電源の電力が有効に利用される。
【００１１】
請求項２に係る外部電極形放電ランプの点灯装置では、スイッチング素子のオン中に昇圧コイルに蓄積された磁気エネルギーがスイッチング素子のオフ後に放出されることにより発生する振動電流の最初の負の電流期間中に、スイッチング素子の次の発振周期のオン動作が行われる。
【００１２】
このため、外部電極形放電ランプに放電を生じさせるために必要な磁気エネルギーを昇圧コイルに蓄積するために発振周期のうちでスイッチング素子がオン状態になっている時間を長くすることができる。この結果、昇圧コイルのインダクタンス値を大きくすることによって、スイッチング素子のオン中にこのスイッチング素子を流れる電流のピーク値を低くすることができる。また、スイッチング素子のオン動作時に、このスイッチング素子を流れる電流が負から正へ連続的に増加し、スイッチング素子を流れる電流にリンギングが生じない。
【００１３】
請求項３に係る外部電極形放電ランプの点灯装置では、スイッチング素子の発振周波数が調節されることによって、外部電極形放電ランプに供給される電力が調整される。このため、スイッチング素子のオン中に昇圧コイルに蓄積された磁気エネルギーがスイッチング素子のオフ後に放出されることにより発生する振動電流の最初の負の電流期間中に、スイッチング素子の次の発振周期のオン動作が行われる、という条件を維持しつつ、外部電極形放電ランプに放電を生じさせるために必要な電力を外部電極形放電ランプに供給することができる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る外部電極形放電ランプの点灯装置では、昇圧コイルの昇圧巻線に発生する逆起電力の他に駆動巻線に発生する逆起電力も外部電極形放電ランプの放電に利用され、また、外部電極形放電ランプに放電を生じさせるための電力が昇圧コイルから外部電極形放電ランプに供給される他に直流電源からも外部電極形放電ランプに直接に供給されて、直流電源の電力が有効に利用される。従って、発光効率が高くて所望の照度を得るための消費電力が少ない、外部電極形放電ランプの点灯装置を提供することができる。
【００１５】
請求項２に係る外部電極形放電ランプの点灯装置では、昇圧コイルのインダクタンス値を大きくすることによって、スイッチング素子のオン中にこのスイッチング素子を流れる電流のピーク値を低くすることができる。このため、スイッチング素子の導通損失及びスイッチング損失と昇圧コイルの銅損とを小さくすることができ、スイッチング素子のオフ動作時にこのスイッチング素子を流れる電流の減少を緩和させることもできる。また、スイッチング素子のオン動作時に、このスイッチング素子を流れる電流が負から正へ連続的に増加し、スイッチング素子を流れる電流にリンギングが生じない。従って、発光効率が高くて所望の照度を得るための消費電力が少なく、電流容量の低い素子を使用することができ素子の放熱設計を簡略化することもできて製造コストが低く、電磁障害も生じにくい、外部電極形放電ランプの点灯装置を提供することができる。
【００１６】
請求項３に係る外部電極形放電ランプの点灯装置では、スイッチング素子のオン中に昇圧コイルに蓄積された磁気エネルギーがスイッチング素子のオフ後に放出されることにより発生する振動電流の最初の負の電流期間中に、スイッチング素子の次の発振周期のオン動作が行われる、という条件を維持しつつ、外部電極形放電ランプに放電を生じさせるために必要な電力を外部電極形放電ランプに供給することができる。従って、発光効率が高くて所望の照度を得るための消費電力が少なく、電流容量の低い素子を使用することができ素子の放熱設計を簡略化することもできて製造コストが低く、電磁障害も生じにくい、外部電極形放電ランプの点灯装置を安定的に作動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１が、外部電極形放電ランプの点灯装置の一実施形態を示している。この実施形態の点灯装置２１では、昇圧コイル２２が駆動巻線２３及び昇圧巻線２４を有しており、これらの駆動巻線２３及び昇圧巻線２４の夫々の一端が互いに接続されている。トランジスタ等であるスイッチング素子２５の一方の電極が駆動巻線２３及び昇圧巻線２４の夫々の一端に接続されており、入力電圧源の平滑コンデンサ２６の一方の電極が駆動巻線２３の他端に接続されている。スイッチング素子２５は駆動回路２７によって高周波数でオン及びオフに発振駆動される。昇圧巻線２４の他端は放電ランプ２８の一方の外面電極に接続されており、平滑コンデンサ２６の他方の電極がスイッチング素子２５の他方の電極と放電ランプ２８の他方の外面電極とに夫々接続されている。
【００１８】
この点灯装置２１では、スイッチング素子２５がオンにされると、昇圧コイル２２の駆動巻線２３に電流が流れて、この昇圧コイル２２つまり駆動巻線２３及び昇圧巻線２４の全体に電力が磁気エネルギーとして蓄積される。次に、スイッチング素子２５がオフにされると、昇圧コイル２２の両端つまり駆動巻線２３及び昇圧巻線２４の全体の両端に高い逆起電力が発生する。この逆起電力と入力電圧源の電力とが放電ランプ２８の一対の外面電極に印加されガラス管等である発光管内に放電を生じさせて、放電ランプ２８が発光する。
【００１９】
その後、放電ランプ２８の一対の外面電極間の容量と、昇圧コイル２２の巻線間の容量と、昇圧コイル２２のインダクタンスとに基づく共振周波数に応じた、振動電流が発生する。この点灯装置２１では、この振動電流の最初の負の電流期間中にスイッチング素子２５の次の発振周期のオン動作が行われる。
【００２０】
図２がスイッチング素子２５における電圧及び電流の波形を示しており、スイッチング素子２５の発振周期は１０μ秒である。この点灯装置２１では、昇圧コイル２２のインダクタンス値が従来形態の点灯装置１１におけるフライバックトランス１２の一次巻線１３のインダクタンス値よりも大きく、その結果、図２に示されている様に、スイッチング素子２５のオン中にこのスイッチング素子２５を流れる電流のピーク値が４．２Ａと低い。このため、スイッチング素子２５のオフ動作時に、このスイッチング素子２５を流れる電流のピーク値からの減少が少なく、点灯装置２１では電磁障害が生じにくい。
【００２１】
また、上述の様に、振動電流の最初の負の電流期間中にスイッチング素子２５の次の発振周期のオン動作が行われるので、図２に示されている様に、スイッチング素子２５のオン動作時に、このスイッチング素子２５を流れる電流が負から正へ連続的に増加しており、スイッチング素子２５を流れる電流にリンギングが生じていない。従って、このことによっても、点灯装置２１では電磁障害が生じにくい。
【００２２】
図３は、同一の照度を得るのに必要な入力電力を、従来形態の点灯装置１１と実施形態の点灯装置２１とについて示している。この図３から明らかな様に、同一の照度を得るのに必要な入力電力は、従来形態の点灯装置１１よりも実施形態の点灯装置２１で相当に低くなっている。なお、点灯装置２１に供給される電力はスイッチング素子２５の発振周波数によって調整されるが、スイッチング素子２５の発振周期のうちのオン時間を固定してオフ時間を変動させても、オン時間とオフ時間との両方を変動させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、ファクシミリ、複写機、イメージスキャナ等の原稿読取装置や液晶ディスプレイのバックライト装置等に用いられる外部電極形希ガス蛍光ランプ等である外部電極形放電ランプの点灯装置の製造等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による点灯装置の回路図である。
【図２】本発明の一実施形態による点灯装置のスイッチング素子における電圧及び電流の波形図である。
【図３】本発明の一実施形態による点灯装置と一従来形態による点灯装置とについての同一の照度を得るのに必要な入力電力のグラフである。
【図４】本発明の一従来形態による点灯装置の回路図である。
【図５】本発明の一従来形態による点灯装置のスイッチング素子における電圧及び電流の波形図である。
【符号の説明】
【００２５】
２１    点灯装置
２２    昇圧コイル
２３    駆動巻線
２４    昇圧巻線
２５    スイッチング素子
２６    平滑コンデンサ（直流電源）
２８    放電ランプ（外部電極形放電ランプ）
【図１】
2010114037.tif 000003
【図２】
2010114037.tif 000004
【図３】
2010114037.tif 000005
【図４】
2010114037.tif 000006
【図５】
2010114037.tif 000007