(57)【要約】【課題】閃光放電管の製造時の個体差に拘らずに安定して複数の閃光放電管から閃光を同時に発生させることができる。【解決手段】高電位側において、逆流防止用トランジスタの出力端に並列に接続した複数の閃光放電管と、逆流防止用トランジスタと閃光放電管との間において高電位側と低電位側とを接続した電解コンデンサと、閃光放電管の陽極と陰極とを接続して所定のトリガ波形の入力により閃光放電管を閃光させるトリガ回路と、電解コンデンサと閃光放電管の入力端との間において閃光放電管に流れる電流が均一となるように分散させる分散回路と、を備える。【選択図】図１
2018147805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電位側において、逆流防止用トランジスタの出力端に並列に接続した複数の閃光放電管と、
前記逆流防止用トランジスタと前記閃光放電管との間において高電位側と低電位側とを接続した電解コンデンサと、
前記閃光放電管の陽極と陰極とを接続して所定のトリガ波形の入力により前記閃光放電管を閃光させるトリガ回路と、
前記電解コンデンサと前記閃光放電管の入力端との間において前記閃光放電管に流れる電流が均一となるように分散させる分散回路と、
を備える閃光放電管点灯回路。
【請求項２】
前記分散回路は、
前記複数の閃光放電管の各入力端と接続した複数のインダクタである、
請求項１に記載の閃光放電管点灯回路。
【請求項３】
前記インダクタは、
コイルの巻数及び向きを同じとしたコモンモード多相インダクタである、
請求項２に記載の閃光放電管点灯回路。
【請求項４】
前記トリガ波形が黒色検出用の光電センサからの検出信号である、
請求項１〜請求項３のいずれか１の請求項に記載の閃光放電管点灯回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閃光放電管点灯回路に関するものであって、特に、複数の閃光放電管を配置した閃光放電管点灯回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、写真撮影機や美容用脱毛器には人工光源として閃光放電管を用いたものが知られている。
【０００３】
閃光放電管としては、例えば、ガラス管の両端にビードガラスを介して陰極と陽極とを設けるとともにガラス管の内部にキセノンガス等の希ガスを封止し、ガラス管の外周全面に透明な導電性被膜からなるトリガ電極を設けたものが周知である。
【０００４】
一方、このような閃光放電管は、近年の多様化に伴って高出力化、特に、複数の閃光放電管を配置した面発光化が臨まれつつある。このような場合、複数の閃光放電管は、電気的に並列に接続することによって同時に発光するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０４７１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複数の閃光放電管を単純に並列接続した場合、キセノン管の発光特性に固有のバラツキ（個体差）があることから、特性の高いキセノン管が先に発光し、特性の低い他のキセノン管が後から発光してしまうという不具合が生じていた。
【０００７】
このような発光のバラツキは、単に発光タイミングのズレということだけでなく、例えば、電解コンデンサに蓄電した電力が均等に配分されないということでもあり、特性の高いキセノン管の寿命が他のキセノン管の寿命よりも短くなってしまうという不具合にも繋がる。
【０００８】
なお、このようなキセノン管の個体差は、陰極と陽極との間のアーク長のバラツキや希ガスの充填量のバラツキに起因することが知られている。例えば、アーク長は、製造設備で最大交差±１．０ｍｍ以内での対応が可能であるものの、１．０ｍｍの差は希ガスの量が同じと仮定した場合、約１０Ｖ程度の電圧差で発光し難くなることが知られている。また、希ガスの充填量は、希ガスの注入量をアナログ計の目安によって行っているため、予想数値に対する注入量の正確さを確保することが難しい。したがって、製品としての個体差が最大交差±２０Ｖ程度の許容範囲となってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、閃光放電管の製造時の個体差に拘らずに安定して複数の閃光放電管から閃光を同時に発生させることができる閃光放電管用発光回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る閃光放電管点灯回路は、高電位側において、逆流防止用トランジスタの出力端に並列に接続した複数の閃光放電管と、逆流防止用トランジスタと閃光放電管との間において高電位側と低電位側とを接続した電解コンデンサと、閃光放電管の陽極と陰極とを接続して所定のトリガ波形の入力により閃光放電管を閃光させるトリガ回路と、電解コンデンサと閃光放電管の入力端との間において閃光放電管に流れる電流が均一となるように分散させる分散回路と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る閃光放電管点灯回路は、閃光放電管の製造時の個体差に拘らずに安定して複数の閃光放電管から閃光を同時に発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】閃光放電管点灯回路を示し、（Ａ）は閃光放電管の一例を示す断面図、（Ｂ）は閃光放電管点灯回路の説明図である。
【図２】閃光放電管点灯回路における分散回路をコモンモードチョークコイルとした例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、閃光放電管点灯回路について、図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は閃光放電管点灯回路における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す構成要素は、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組み合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００１４】
図１（Ａ）に示すように、閃光放電管１は、ガラス管等の封体２と、封体２の両端にビードガラス３，４を介して設けられた陰極５及び陽極６と、を備える。
【００１５】
閃光放電管１は、例えば、各種カメラのシャッタに連動して閃光を発生するフラッシュ用、美容用脱毛器において体毛や毛根等を検出する黒色用の光電センサ等の無駄毛検出に連動して閃光を発生するフラッシュ用等の他、殺菌・消毒等の機能を有する医療機器用光源、消臭機能を有するオゾン発生器用光源にも用いることができる。
【００１６】
封体２は、一例として、無色透明なガラス管によって形成されている。封体２の内部にはキセノン等の希ガス７が封入されている。封体２の外周面には透明な導電性被膜からなるトリガ用外面電極としてのネサコート８が設けられている。
【００１７】
ビードガラス３，４は、封体２の両端に嵌め込まれており、陰極５及び陽極６が封体２の内外に貫通した状態で封体２との間の隙間を満たし、封体２を封止するものである。ビードガラス３，４によって、封体２の両端は、封体２の内部にキセノン等の希ガス７を封止する。
【００１８】
陰極５と陽極６とは、同軸上に位置するように封体２の内部密閉状態を維持しつつ、ビードガラス３，４を貫通する軸状部材である。なお、陰極５及び陽極６には、封体２の両端（ビードガラス３，４の外端）に封体２の密閉性を確保するためのシール材９を設けてもよい。陰極５の内端と陽極６の内端とは、離間状態で対応しており、この離間距離Ｗがアーク長となる。
【００１９】
陰極５は、封体２の内部側である内端近傍に閃光放電管用焼結体１０を備える。本実施の形態において、陰極５は、例えば、ビードガラス３の外端面を境界として、その外端側と内端側とで材質を異ならせてもよい。具体的には、陰極５は、内端側は高融点金属であるタングステンを主材料として棒状に形成したタングステン導入線部とし、外端側はニッケルを主材料として棒状に形成したニッケル線部とすることができる。なお、タングステン導入線部とニッケル線部とは、溶接（上記シール材９を兼用してもよい）等によって棒状に結合している。タングステン導入線部は、閃光放電管用焼結体１０を貫通している。また、タングステン導入線部とニッケル線部とは、同一の径で構成するのが好ましい。
【００２０】
閃光放電管用焼結体１０は、例えば、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、チタン、ニッケル等の高融点金属を焼結して生成した焼結体に、炭酸セシウム、硫酸セシウム、酸化セシウム、ニオブ酸セシウム等のセシウム化合物を主成分とする電子放射性材料（エミッタ）を保持したものである。
【００２１】
なお、閃光放電管用焼結体１０は、図１（Ａ）では、単なる矩形（円柱体）で図示しているが、例えば、その先端側を半球状や截頭円錐形状としてもよい。これにより、イオン衝撃により閃光放電管用焼結体１０から放出した飛散物の飛散方向を一点に集中せずに分散させることにより、封体２の内壁に加わる衝突エネルギーを分散させてクラックを発生し難くすることができる。
【００２２】
陽極６は、例えば、ビードガラス４の外端面を境界として、その外端側と内端側とで材質を異ならせてもよい。具体的には、陽極６は、内端側は高融点金属であるタングステンを主材料として棒状に形成したタングステン導入線部とし、外端側はニッケルを主材料として棒状に形成したニッケル線部とすることができる。なお、タングステン導入線部とニッケル線部とは、溶接（上記シール材９を兼用してもよい）等によって棒状に結合している。また、陽極６のタングステン導入線部には、陰極５のように閃光放電管用焼結体１０は設けていない。また、タングステン導入線部とニッケル線部とは、同一の径で構成するのが好ましい。
【００２３】
次に、閃光放電管要点灯回路を説明する。なお、図１（Ｂ）においては、電源として充電方式を用い、４つの閃光放電管を並列に配置した場合で例示する。
【００２４】
図１（Ｂ）において、閃光放電管点灯回路１１は、充電回路１２から供給する電力の高電位側において、逆流防止用トランジスタ１３、コイル１４、陽極６を並列に接続した複数の閃光放電管１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）を入力側に備える。また、閃光放電管点灯回路１１は、逆流防止用トランジスタ１３とコイル１４との間において、高電位側と低電位側との間に電解コンデンサ１５を接続している。さらに、閃光放電管点灯回路１１は、閃光放電管１の陽極６と陰極５との間にトリガ回路２０を配置し、コイル１４と各閃光放電管１の入力端である陽極６との間に分散回路３０を配置している。
【００２５】
トリガ回路２０は、例えば。ＭＯＳＦＥＴをゲートに組み込んだバイポーラトランジスタを用いたパワースイッチ型のトリガ回路構成となっており、各種センサ（例えば、体毛や毛根等を検出する黒色用の光電センサ）やスイッチ（例えば、カメラシャッター）と接続している。このセンサやスイッチがＯＮするとトリガ波形がバイポーラトランジスタに入力する。
【００２６】
すなわち、閃光放電管１は、単に電圧を印加しただけでは放電（閃光を発生）しないので、外部から放電を開始させるトリガが必要である。そこで、トリガ回路２０をパワースイッチ型のトリガ回路構成とすることにより、大電流のＯＮ／ＯＦＦを単独で高速に行えるようになっている。
【００２７】
分散回路３０は、コイル１４を流れた電流を複数の閃光放電管１Ａ〜１Ｄに対して均等かつ同時に分散する機能を有する回路である。なお、ここでの均一かつ同時とは、厳密な意味での均一かつ同時を意味するものではない。例えば、複数の閃光放電管１Ａ〜１Ｄの製品としての個体差が最大交差±２０Ｖ程度の許容範囲となっている場合に、閃光放電管１の数や使用する電気製品の特性若しくは使用目的を問題なく許容することができる範囲の交差（例えば、±０〜５Ｖ）に収まる程度に均一かつ同時であればよい。
【００２８】
分散回路３０には、例えば、図２に示すように、コイル１４の出力端と各閃光放電管１Ａ〜１Ｄの入力端である陽極６とに並列に配置したインダクタ３１Ａ〜３１Ｄを適用することができる。なお、インダクタ３１Ａ〜３１Ｄには同一の電子部品を用いているため、以下の説明では、特に断りのない場合を除いてインダクタ３１Ａ〜３１Ｄを「インダクタ３１」として説明する。インダクタ３１には、同一コアに４極のコイルを巻回したコモンモード多相インダクタを用いるのがより好ましい。
【００２９】
インダクタ３１としてのコモンモード多相インダクタは、コイルの巻数及び向きが同じとなるようにコイル１４と陽極６とを接続することにより、先に任意の閃光放電管１に電流が流れようとした場合に隣り合うコイルにも電流を流れ易くすることができる。これにより、各閃光放電管１に対して均一かつ同時に電流を流すことができる。
【００３０】
上記の構成において、図示しないメイン電源スイッチを入れると、図示しないＤＣ−ＤＣコンバータが動作して充電回路１２からの電力供給により電解コンデンサ１５が充電する。同時に、トリガ回路２０も充電するようになっている。
【００３１】
一方、センサ又はスイッチの作動によってトリガ回路２０にトリガ波形が入力されると電解コンデンサ１５の電荷が放電し、二次側に高電圧パルスが発生する。
【００３２】
この高電圧パルスの電圧はネサコート８に伝わり、その高圧パルスは管壁（＝ネサコート８）を通して封体２の管内に伝わり管内の希ガス７をイオン化する。これにより、電子雪崩現象が起きてアーク放電を開始し、封体２の管内は低インピーダンスになり電解コンデンサ１５の電荷が瞬時に放電され、閃光を発生する。また、この放電により電解コンデンサ１５の電圧が下がると放電は自然に止まり、再び電解コンデンサ１５が充電される。
【００３３】
この際、分散回路３０（インダクタ３１Ａ〜３１Ｄ）によって各閃光放電管１Ａ〜１Ｄに流れる電流を均一かつ同時とすることができるため、閃光放電管１の個体差に起因する不具合を解消し得て、同時閃光を実現することができる。
【００３４】
なお、電解コンデンサ１５と陽極６との間に、トリガ波形を最大値で入力したときの管電流波形を下げることにより安定した波形を得るためにコイル１４を配置しているが、この機能を分散回路３０に具備させた場合には省略することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  閃光放電管
５  陰極
６  陽極
８  ネサコート（トリガ用外面電極）
１１  閃光放電管点灯回路
１２  充電回路
１３  逆流防止用トランジスタ
１４  コイル
１５  電解コンデンサ
２０  トリガ回路
３０  分散回路
３１  インダクタ（コモンモード多相インダクタ）
【図１】
2018147805.tif 000003
【図２】
2018147805.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月19日(2018.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電位側において、逆流防止用トランジスタの出力端に並列に接続した複数の閃光放電管と、
前記逆流防止用トランジスタと前記閃光放電管との間において高電位側と低電位側とを接続した電解コンデンサと、
ＭＯＳＦＥＴをゲートに組み込んだバイポーラトランジスタを用いたパワースイッチ型であり、前記閃光放電管の陽極と陰極とを接続して黒色検出用の光電センサからの検出信号であるトリガ波形の入力により前記閃光放電管を閃光させるトリガ回路と、
前記電解コンデンサと前記閃光放電管の入力端との間において前記閃光放電管に流れる電流が均一となるように分散させる分散回路と、を備えていて、
前記分散回路は、前記複数の閃光放電管の各入力端と接続した複数のインダクタであるとともに、前記複数のインダクタはコイルの巻数及び向きを同じとしたコモンモード多相インダクタであり、
前記複数の閃光放電管に流れる電流を均一かつ同時として前記複数の閃光放電管からの閃光を同時に発生させる
ことを特徴とする閃光放電管点灯回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る閃光放電管点灯回路は、高電位側において、逆流防止用トランジスタの出力端に並列に接続した複数の閃光放電管と、前記逆流防止用トランジスタと前記閃光放電管との間において高電位側と低電位側とを接続した電解コンデンサと、ＭＯＳＦＥＴをゲートに組み込んだバイポーラトランジスタを用いたパワースイッチ型であり、前記閃光放電管の陽極と陰極とを接続して黒色検出用の光電センサからの検出信号であるトリガ波形の入力により前記閃光放電管を閃光させるトリガ回路と、前記電解コンデンサと前記閃光放電管の入力端との間において前記閃光放電管に流れる電流が均一となるように分散させる分散回路と、を備えていて、前記分散回路は、前記複数の閃光放電管の各入力端と接続した複数のインダクタであるとともに、前記複数のインダクタはコイルの巻数及び向きを同じとしたコモンモード多相インダクタであり、前記複数の閃光放電管に流れる電流を均一かつ同時として前記複数の閃光放電管からの閃光を同時に発生させることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図１（Ｂ）において、閃光放電管点灯回路１１は、充電回路１２から供給する電力の高電位側において、逆流防止用トランジスタ１３、コイル１４、陽極６を並列に接続した複数の閃光放電管１（１Ａ，１Ａ，１Ａ，１Ａ）を入力側に備える。また、閃光放電管点灯回路１１は、逆流防止用トランジスタ１３とコイル１４との間において、高電位側と低電位側との間に電解コンデンサ１５を接続している。さらに、閃光放電管点灯回路１１は、閃光放電管１の陽極６と陰極５との間にトリガ回路２０を配置し、コイル１４と各閃光放電管１の入力端である陽極６との間に分散回路３０を配置している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
分散回路３０は、コイル１４を流れた電流を複数の閃光放電管１Ａ，１Ａ，１Ａ，１Ａに対して均等かつ同時に分散する機能を有する回路である。なお、ここでの均一かつ同時とは、厳密な意味での均一かつ同時を意味するものではない。例えば、複数の閃光放電管１Ａ，１Ａ，１Ａ，１Ａの製品としての個体差が最大交差±２０Ｖ程度の許容範囲となっている場合に、閃光放電管１の数や使用する電気製品の特性若しくは使用目的を問題なく許容することができる範囲の交差（例えば、±０〜５Ｖ）に収まる程度に均一かつ同時であればよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
分散回路３０には、例えば、図２に示すように、コイル１４の出力端と各閃光放電管１Ａ，１Ａ，１Ａ，１Ａの入力端である陽極６とに並列に配置したインダクタ３１Ａ〜３１Ｄを適用することができる。なお、インダクタ３１Ａ〜３１Ｄには同一の電子部品を用いているため、以下の説明では、特に断りのない場合を除いてインダクタ３１Ａ〜３１Ｄを「インダクタ３１」として説明する。インダクタ３１には、同一コアに４極のコイルを巻回したコモンモード多相インダクタを用いるのがより好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
この際、分散回路３０（インダクタ３１Ａ〜３１Ｄ）によって各閃光放電管１Ａ，１Ａ，１Ａ，１Ａに流れる電流を均一かつ同時とすることができるため、閃光放電管１の個体差に起因する不具合を解消し得て、同時閃光を実現することができる。