(57)【要約】【課題】始動時の特別な点灯回路を必要とすることなく、誘電体バリア放電灯に高い始動電圧を供給するとともに、始動後は所定の定電圧を与えて安定した点灯を継続させることを可能とする。【解決手段】誘電体バリア放電灯６に点灯電圧を昇圧トランス２３の２次側コイルＬ３から供給する。昇圧トランス２３の１次側には電圧制御回路２１から電圧を供給する。電圧制御回路２１の出力をプッシュプル回路２２で正相または逆相をトランスの１次側に供給して点灯電圧を発生させる。２４は発振周波数が可変可能な信号を発生させる発振回路で、放電灯６の点灯電流に基づき、放電灯６の始動時と点灯時とにより発振回路２４の周波数を切換えることで始動時と点灯時により、放電灯６に必要な所望の点灯電圧を供給することが可能となる。【選択図】図１
2006156225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次側に接続された誘電体バリア放電灯に点灯電圧を供給するトランスと、
前記トランスの１次側に電圧を供給するための電圧制御回路と、
前記電圧制御回路の出力を前記トランスの１次側に正相または逆相で供給するプッシュプル回路と、
発振周波数が可変可能な信号を発生させる発振回路と、
前記誘電体バリア放電灯の点灯電流に基づき、前記電体バリア放電灯の始動時か点灯時かを検出し、前記始動時か点灯時かにより前記発振回路の発振周波数を切換える始動制御回路とを具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、スキャナー等の読み取り用光源として用いる外面電極蛍光ランプ等のような容量性を有する放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバルブの内外面に電極を構成した内外面電極放電灯やバルブの対向する内面に電極を構成した内内面電極放電灯は、誘電体バリア放電灯と呼ばれ、正弦波形や近年発光効率を向上させるためにパルス波形や矩形波形の点灯電圧波形で点灯させている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００１−２８３７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した従来の誘電体バリア放電灯の放電灯点灯装置は、始動時に高電圧を印加する必要がある。ところが、ランプ点灯電圧として、矩形波形またはパルス波形を用いた場合には、点灯時に昇圧する点灯回路を設けない場合十分な点灯電圧が得られず、点灯開始時間のばらつきや正常な点灯が行われない、という問題があった。
【０００４】
この発明は、誘電体バリア放電灯を確実に始動させることが可能な放電灯点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、この発明に係る放電灯点灯装置は、２次側に接続された誘電体バリア放電灯に点灯電圧を供給するトランスと、前記トランスの１次側に電圧を供給するための電圧制御回路と、前記電圧制御回路の出力を前記トランスの１次側に正相または逆相で供給するプッシュプル回路と、発振周波数が可変可能な信号を発生させる発振回路と、前記誘電体バリア放電灯の点灯電流に基づき、前記電体バリア放電灯の始動時か点灯時かを検出し、前記始動時か点灯時かにより前記発振回路の発振周波数を切換える始動制御回路とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、始動時の特別な点灯回路を必要とすることなく、誘電体バリア放電灯に高い始動電圧を供給するとともに、始動後は所定の定電圧を与えて安定した点灯を継続させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
図１は、この発明の一実施形態に係る放電灯点灯装置を示す回路図である。図２は誘電体バリア放電灯である外面電極放電灯の一部を切欠して示す断面図、図３はその縦断面図である。図４は透光性樹脂シート１５の展開図、図５は放電灯６の等価回路図である。図６は点灯装置の始動時の動作を示すタイミングチャート、図７は点灯装置の点灯時の動作を示すタイミングチャートである。
【０００９】
この実施形態においては、図１の放電灯６として誘電バリア放電灯である外面電極放電灯を採用して説明するが、ここで用いる放電灯６としては、内外面電極放電灯や内内面電極放電灯を採用してもよい。
【００１０】
先ず、図２〜図５を参照して外面電極放電灯の構造について説明する。
【００１１】
放電灯６は、透光性バルブであるガラスバルブ１１ａ内に放電を生起させるための１対の電極１３，１３を有している。誘電体バリア放電灯では、電極１３，１３の少なくとも一方をガラスバルブ１１ａの外面または内面に設けている。ガラスバルブ１１ａの内面には発光層を設け、ガラスバルブ１１ａの内部に希ガスを封入する。
【００１２】
即ち、図３の断面図に示すように、放電灯６は、放電容器１１、蛍光体層１２、１対の外部電極１３，１３、アパーチャ１４、透光性樹脂シート１５および透光性絶縁チューブ１６を有している。
【００１３】
放電容器１１は、細長く、両端が気密に封止された直径１０ｍｍ、実効長さ３７０ｍｍのガラスバルブ１１ａからなり、一端に排気チップオフ部１１ｂを有する。放電容器１１の内部には、放電媒体としてキセノンを封入している。蛍光体層１２は、放電容器１１の内面に長手方向に沿ったスリット状の部分以外の部分に形成する。
【００１４】
１対の外部電極１３，１３は、夫々アルミ箔からなり、図２に示すように、平行に離間対向させて放電容器１１の外面に貼着する。外部電極１３は、予め後述する透光性樹脂シート１５の一面に粘着し、透光性樹脂シート１５を放電容器１１の外周に巻き付けることによって放電容器１１の外面の所定位置に配設するようになっている。
【００１５】
また、外部電極１３は、図４に示すように、波形状の電極主部１３ａ、端子接続部１３ｂおよび端子１３ｃを有する。電極主部１３ａは、波形状をなして放電容器１１の長手方向の大部分にわたり延在するように構成している。端子接続部１３ｂは、電極主部１３ａの一端に接続して配設し、端子１３ｃとの接触面積が大きくなるように方形状に形成している。端子１３ｃは、端子接続部１３ｂに導電性接着剤により接着する。端子１３ｃは、透光性樹脂シート１５および透光性熱収縮チューブである透光性絶縁チューブ１６から外部に突出している。
【００１６】
アパーチャ１４は、放電容器１１の長手方向に沿って、蛍光体層１２が形成されていないスリット状部分である。従って、放電容器１１のアパーチャ１４の部分は、ガラスバルブ１１ａを介して放電容器１１の内部が素通しになって見える。
【００１７】
透光性樹脂シート１５は、例えば透明なＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）からなり、放電容器１１の実質的全長にわたる長さで、かつ放電容器１１の周囲方向に対してアパーチャ１４の上から被覆するような幅を有している。上述したように、一面に１対の外部電極１３，１３を所定間隔で貼着している。更に、その上にアクリル系粘着材を塗布して、放電容器１１の外面に貼着している。これにより１対の外部電極１３，１３は、アパーチャ１４を挟んでその両側の位置に配設され、アパーチャ１４の上に透光性樹脂シート１５が貼着される。
【００１８】
透光性絶縁チューブ１６は、透明フッ素系樹脂からなり、外部電極１３，１３およびアパーチャ１４の上から放電容器１１の全周を被覆している。
【００１９】
放電灯６の等価回路は、図５に示すように、コンデンサＣｉｎ１と負荷抵抗ＲＬおよびコンデンサＣｉｎ２の直列回路と、コンデンサＣｏｕｔ１とコンデンサＣｏｕｔ２の並列回路によって構成している。コンデンサＣｉｎ１，Ｃｉｎ２は、外部電極１３と放電容器１１の内面との間に形成される静電容量である。従って、コンデンサＣｉｎ１，Ｃｉｎ２の静電容量は、外部電極１３の面積、放電容器１１の構成材料であるガラスの比誘電率および厚さにより決定する。このように、放電灯６は、少なくとも容量性を有する。
【００２０】
次に、図１を参照して、この発明の点灯装置について説明する。点灯装置は、昇圧／降圧回路２８、抵抗Ｒ１，Ｒ２、コンデンサＣ２から構成される電圧制御回路２１と、この電圧制御回路２１に接続された直流電源ＤＰと、点灯スイッチＳＷと、１次側コイルＬ１，Ｌ２と２次側コイルＬ３からなる昇圧トランス２３と、プッシュプル回路２２と、このプッシュプル回路２２に接続された抵抗Ｒ４〜Ｒ７、コンデンサＣ４、トランジスタＱ１から構成される発振回路２４と、抵抗Ｒ８〜Ｒ１１、ダイオードＤ、コンデンサＣ５〜Ｃ６、トランジスタＱ２〜Ｑ４から構成される始動回路２５および電界効果トランジスタＦＥＴ１，２とによって構成する。
【００２１】
電圧制御回路２１は、昇圧／降圧回路２８と抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２によって構成する。昇圧／降圧回路２８に直流電源ＤＰおよび点灯スイッチＳＷを接続している。直流電源ＤＰは例えば電圧２４Ｖであるが、この電圧は±数％程度変動することもあるので、電圧制御回路２１により電圧の安定化を図っている。即ち、直流電源ＤＰの出力は昇圧／降圧回路２８に供給する。昇圧／降圧回路２８は入力電圧を昇圧または降圧する。昇圧／降圧回路２８の出力電圧は、コンデンサＣ２によって平滑され、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とで分圧し、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点の電圧を昇圧／降圧回路２８に制御電圧として供給する。
【００２２】
プッシュプル回路２２は、電界効果トランジスタＦＥＴ１，２に接続され、プッシュプル回路２２から出力される駆動信号により電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を交互にスイッチングさせて、昇圧トランス２３の２次側に高圧を発生させる。
【００２３】
発振回路２４は、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ４，５にて決定する発振周期を制御端子３１に外部からの調光同期信号ＳをトランジスタＱ１に供給してオン／オフ制御させ、トランジスタＱ１がオンしたときに発振をリセットかけることで、この調光同期信号Ｓに同期した周波数にて発振させることができる。
【００２４】
始動回路２５は、放電灯６に流れる電流を抵抗Ｒ８にて検出し、ダイオードＤにて整流し、コンデンサＣ５にて平滑した電圧にてトランジスタＱ２をオン／オフさせて始動時と始動時以外との周波数切り替えを行っている。始動時は、誘電体バリア放電灯に電流が流れない為、トランジスタＱ２はオフ状態となりトランジスタＱ３，４がオンし、トランジスタＱ１がオフする。したがって、調光同期信号Ｓが発振回路２４に入力されない状態となり、また、トランジスタＱ３がオン状態となる為、プッシュプル回路２２の発振周波数は、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ５にて決定される。始動時以外（誘電体バリア放電灯点灯時）は、誘電体バリア放電灯に電流が流れ、抵抗Ｒ８にて電流を検出し、トランジスタＱ２がオン状態となり、トランジスタＱ３，Ｑ４がオフ状態となり、外部からの調光同期信号Ｓに同期した周波数にて、プッシュプル回路２２は発振することになる。
【００２５】
次に、図６および図７を用いて図１の点灯装置の動作について説明する。図６は始動時の、図７は点灯時のそれぞれのタイミングチャートである。
【００２６】
先ず、始動時について図６とともに説明する。スイッチＳＷをオンすると、昇圧／降圧回路２８とプッシュプル回路２２にそれぞれ直流電源ＤＰから電源が供給されて昇圧／降圧回路２８とプッシュプル回路２２がオン状態となる。昇圧／降圧回路２８では、出力ＯＵＴ１から出力電圧を出力しコンデンサＣ２に徐々に電荷が蓄積されて電圧が上昇する。これに伴い、抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧電圧が昇圧／降圧回路２８にフィードバックされ昇圧／降圧回路２８の出力ＯＵＴ１を定電圧に保持する。
【００２７】
このとき、放電灯６は非点灯状態にあり、抵抗Ｒ８には電流が流れないことからトランジスタＱ２はオフ、トランジスタＱ３，Ｑ４はオン、トランジスタＱ１はオフ状態である。従って、制御端子３１から発振回路２４には図６（ａ）に示すように信号が供給されない状態にある。トランジスタＱ３はオン状態にあるため、プッシュプル回路２２の発振周波数は、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ５により決定され、図６（ｂ）に示す信号となる。
【００２８】
昇圧／降圧回路２８と同時にオンされたプッシュプル回路２２は、その出力ＯＵＴ２，ＯＵＴ３から逆相の図６（ｃ），（ｄ）に示す信号を出力し、電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２をオン／オフ制御する。電界効果トランジスタＦＥＴ１がオンすると、出力ＯＵＴ１から昇圧トランス２３のコイルＬ１と電界効果トランジスタＦＥＴ１を介して電流が流れ、昇圧トランス２３の２次側のコイルＬ３にはコイルＬ１の巻線比に応じた図６（ｅ）に示す正の高出力電圧＋Ｖｈが得られる。また、電界効果トランジスタＦＥＴ２がオンすると、出力ＯＵＴ１から昇圧トランス２３のコイルＬ２と電界効果トランジスタＦＥＴ２を介して電流が流れる。この場合、コイルの巻き方向がＬ１，Ｌ２と同じで電流の流れが逆向きであるため、昇圧トランス２３の２次側のコイルＬ３にはコイルＬ２との巻線比に応じた図６（ｅ）に示す負の高出力電圧−Ｖｈが得られる。以降、電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２をオン／オフに応じて図６（ｅ）に示す正負の高出力電圧の出力を放電灯６に供給して放電灯６を点灯させることができる。
【００２９】
放電灯６が点灯されると、放電灯６に流れる電流を抵抗Ｒ８にて検出し、ダイオードＤにて整流し、コンデンサＣ５にて平滑した電圧でトランジスタＱ２をオン、トランジスタＱ３，Ｑ４をオフ、トランジスタＱ１をオンする。トランジスタＱ３はオフ状態にあるため、プッシュプル回路２２の発振周波数は、コンデンサＣ４、抵抗Ｒ５、Ｒ４により決定され、図６（ｇ）に示す信号となる。発振回路２４の制御端子３１には、図７（ｆ）に示す調光同期信号Ｓが供給され、この信号に同期した周波数にてプッシュプル回路２２は、図６（ｈ），（ｉ）に示す信号を出力する。
【００３０】
電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２は、それぞれ図６（ｈ），（ｉ）によりオン／オフ制御される。電界効果トランジスタＦＥＴ１がオンすると、出力ＯＵＴ１から昇圧トランス２３のコイルＬ１と電界効果トランジスタＦＥＴ１を介して電流が流れ、昇圧トランス２３の２次側のコイルＬ３にはコイルＬ１の巻線比に応じた図６（ｊ）に示す正の低出力電圧＋Ｖｌが得られる。また、電界効果トランジスタＦＥＴ２がオンすると、出力ＯＵＴ１から昇圧トランス２３のコイルＬ２と電界効果トランジスタＦＥＴ２を介して電流が流れる。この場合、コイルの巻き方向がＬ１，Ｌ２と同じで電流の流れが逆向きであるため、昇圧トランス２３の２次側のコイルＬ３にはコイルＬ２との巻線比に応じた図６（ｊ）に示す負の低出力電圧−Ｖｌが得られる。以降、電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のオン／オフに応じて図６（ｊ）に示す正負の高出力電圧の出力を放電灯６に供給し、放電灯６を確実に点灯させることができる。
【００３１】
このように、簡単な始動回路２５を付加し、始動時にプッシュプル回路２２の周波数を上げたことにより、始動時において十分に大きいレベルの電圧が供給される。これにより、誘電体バリア放電灯である放電灯６を確実に点灯されることが可能となる。
【００３２】
この実施形態では、始動時に高電圧回路など特別の回路を必要とせずに、外面電極放電灯等の誘電体バリア放電灯に高い始動電圧を供給するとともに、始動後は所定の定電圧を加えて安定した点灯を継続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の一実施形態に係る点灯装置について説明するための回路図。
【図２】誘電体バリア放電灯である外面電極放電灯を一部切欠して示す断面図。
【図３】誘電体バリア放電灯の縦断面図。
【図４】図２中の透光性樹脂シート１５の展開図。
【図５】図２〜図４に示す放電灯の等価回路図。
【図６】この発明の始動時の動作について説明するためのタイミングチャート。
【図７】この発明の点灯時の動作について説明するためのタイミングチャート。
【符号の説明】
【００３４】
６  放電灯
２１  電圧制御回路
２２  プッシュプル回路
２３  昇圧トランス
２４  発振回路
２５  始動回路
２８  昇圧／降圧回路
３１  制御端子
Ｒ１〜Ｒ１１  抵抗
Ｃ２〜Ｃ６  コンデンサ
Ｄ  ダイオード
Ｑ１〜Ｑ４  トランジスタ
ＦＥＴ１，ＦＥＴ２  電界効果トランジスタ
ＤＰ  直流電源
ＳＷ  点灯スイッチ
【図１】
2006156225.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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