(57)【要約】【課題】本発明は、放電灯始動時における放電灯不点灯時に、安定した電圧出力が得られる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の放電灯点灯装置１００は、出力電圧を可変抵抗VR１により分圧し、その分圧電圧により出力電圧を一定に保つチョッパ回路１０を有する放電灯点灯装置であって、放電灯始動時における放電灯不点灯時に可変抵抗VR１の両端を短絡する事を特徴とする。【選択図】図１
2007042340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯始動時における放電灯不点灯時に用いられる始動用抵抗回路と、
放電灯点灯時に用いられる可変抵抗を含む点灯用抵抗回路と、
前記始動用抵抗回路もしくは前記点灯用抵抗回路により出力電圧を分圧した電圧が入力され、その入力された分圧電圧に基づいて前記出力電圧を制御する定電圧回路と、
前記放電灯が不点灯状態から点灯状態に変わるときに、前記定電圧回路へ入力される分圧電圧を、前記始動用抵抗回路の分圧電圧から前記点灯用抵抗回路の分圧電圧へ切り替える切り替え回路と、
を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記切り替え回路は、前記可変抵抗を短絡させるためのスイッチング素子を含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯を点灯する放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、ファクシミリ、スキャナー等の読み取り用、又はパーソナルコンピュータ、ナビゲーションシステム等の液晶表示装置のバックライト用、の光源に、ランプ管内に水銀が封入された冷陰極放電灯が使用されてきた。しかし近年、有害物質である水銀の代わりにキセノンのような希ガスを封入した放電灯が開発され、また放電灯を点灯させるための放電灯点灯装置も開発されている。
【０００３】
一般的にこれら放電灯においては、点灯電圧より始動電圧に高い電圧が必要となる。これは、前述の複写機等においては放電のきっかけとなる外来光等が遮断されていることも理由の一つである。そのため、外来光がない状態であっても安定した始動が行われる点灯回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、放電灯の点灯電圧は、製品ごとにばらつきが存在するため、可変抵抗を備えた定電圧源を含んだ構成の放電灯点灯装置が提案されている。この可変抵抗は、製品出荷時に個々の放電灯の特性に合わせて抵抗値が設定され、放電灯に安定した点灯電圧を供給することができる。
【特許文献１】特開平１１−４０３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら前述の放電灯点灯装置は、定電圧源の出力を制御するための可変抵抗によって点灯電圧だけでなく始動電圧にも影響を受けてしまう。このため異なる抵抗値に設定された可変抵抗によって、放電管点灯装置ごとに放電灯始動時に発生する電圧が変化してしまう。その結果、点灯までの時間が長くなってしまうことがあり、最悪の場合、放電灯が点灯せず、放電灯及び放電灯点灯装置の信頼性が低下してしまうという問題を有する。
【０００６】
そこで本発明は前述の問題点を鑑みて、放電灯始動時における放電灯不点灯時に、安定した電圧出力が得られる放電灯点灯装置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】
【０００７】
本発明は、放電灯始動時における放電灯不点灯時に用いられる始動用抵抗回路と、放電灯点灯時に用いられる可変抵抗を含む点灯用抵抗回路と、前記始動用抵抗回路もしくは前記点灯用抵抗回路により出力電圧を分圧した電圧が入力され、その入力された分圧電圧に基づいて前記出力電圧を制御する定電圧回路と、前記放電灯が不点灯状態から点灯状態に変わるときに、前記定電圧回路へ入力される分圧電圧を、前記始動用抵抗回路の分圧電圧から前記点灯用抵抗回路の分圧電圧へ切り替える切り替え回路と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、放電灯始動時における放電灯不点灯時に、安定した電圧出力が得られる放電灯点灯装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。  
本発明の実施の形態は、複写機、ファクシミリ等に用いられる、原稿照射用の外面電極型希ガス蛍光放電灯（以下、放電灯と略す）の点灯回路の例である。
【００１０】
（第１の実施の形態）  
図１は、第１の実施の形態に係る放電灯点灯装置を示す回路図である。点灯回路１００は、例えば、複写機等の光源として用いられる希ガスを用いた放電灯へ印加する電圧を制御するものである。
【００１１】
点灯回路１００の入力端子部１１には、直流電源からの直流電圧、例えば２４Vの電圧が与えられる端子T１と、基準電位点用の端子T２と、回路のオンオフを示す制御信号が入力される端子T３と、基準電位点用の端子T４とが設けられている。また、点灯回路１００の出力は、放電灯２００に供給されている。
【００１２】
また、点灯回路１００は、定電圧回路であるチョッパ回路１０と、制御部２０と、プッシュプル回路３０と、昇圧トランス４０とを含んで構成されている。
【００１３】
チョッパ回路１０の入力側には、直流電源の端子T１、基準電位点端子T２及びT４、制御端子T３が接続される。端子T１は、チョッパ回路１０に直流電圧を与える。端子T２及びT４は、チョッパ回路１０に基準電位点電位を与える。端子T３は、チョッパ回路１０に制御信号を与える。
【００１４】
チョッパ回路１０の出力電圧は、昇圧トランス４０に供給されると共に制御回路２０に電源電圧として供給される。また、チョッパ回路１０の出力電圧は、抵抗R１、抵抗R２、抵抗R３、及び可変抵抗VR１により分圧される。チョッパ回路１０の出力側は、抵抗R１、抵抗R2、及び可変抵抗VR１からなる直列回路が接続される。また、抵抗R１と抵抗R2の接続点は、抵抗R３の一端に接続される。
【００１５】
トランジスタQ２のコレクタは、抵抗R２と可変抵抗VR１の接続点に接続される。また、トランジスタQ２のエミッタは、基準電位点に接続される。つまり、トランジスタQ２は、抵抗R２と可変抵抗VR１からなる直列回路に並列になるように接続される。一方、トランジスタQ２のベースは、抵抗を介してトランジスタQ１のコレクタに接続される。
【００１６】
トランジスタQ３のコレクタは、抵抗R３の他端に接続される。また、トランジスタQ３のエミッタは、基準電位点に接続される。つまり、抵抗R３及びトランジスタQ３は、抵抗R２及び可変抵抗VR１からなる直列回路に並列になるように接続される。一方、トランジスタQ３のベースは、抵抗を介してトランジスタQ１のコレクタに接続される。
【００１７】
トランジスタQ１のコレクタは、抵抗R４を介して、チョッパ回路１０の出力端に接続される。また、トランジスタQ１のベースは、抵抗を介して昇圧トランス４０の２次側にダイオードD１と抵抗R６を介して接続される。トランジスタQ１のエミッタは、基準電位点に接続される。これらトランジスタQ１、トランジスタQ２、及びトランジスタQ３は、切り替え回路を構成する。
【００１８】
さらに、抵抗R１と抵抗R2の接続点は、チョッパ回路１０の出力電圧を分圧した分圧電圧をチョッパ回路１０に出力する。チョッパ回路１０は、分圧電圧に基づくフィードバック制御によって安定した出力電圧を出力することができ、定電圧源として動作する。
【００１９】
制御部２０は、放電灯の点灯周波数等を制御し、プッシュプル回路３０へ２つの制御パルス信号を出力する。制御部２０からの２つの制御パルス信号は、夫々抵抗R７及び抵抗R９を介して、電界効果トランジスタ（以下、FETと略す）１及びFET２のゲートに入力する。FET１及びFET２のドレインは、昇圧トランス４０の１次側コイルの両端に夫々接続される。また、FET１及びFET２のソースは、夫々基準電位点に接続されている。さらに、FET１及びFET２のソースは、夫々抵抗R８及び抵抗R１０を介してFET１及びFET２のゲートとに接続される。これらFET１と、FET２と、抵抗R７と、抵抗R８と、抵抗R９と、抵抗R１０とによりプッシュプル回路３０が構成される。
【００２０】
制御部２０は、FET１、及びFET２に夫々矩形波の制御パルス信号を交互に供給する。具体的には、プッシュプル回路３０は、昇圧トランス４０の１次側コイルの両端に、制御部２０の制御下、互いに逆極性の駆動パルス信号を印加することにより、昇圧トランス４０にて昇圧された電圧が所低の電圧に達する。放電灯２００は、抵抗R５を介して昇圧トランス４０の２次側と接続されている。また、放電灯２００は、昇圧トランス４０により所定の電圧が印加されることにより点灯する。
【００２１】
以上のように構成された実施の形態の動作について図３を用いて以下に説明する。  
図３は、放電灯点灯についてのダイミングチャートである。図３の上から、直流電源（図中２４Ｖと示す）入力端子T１、制御信号端子T３、コンデンサC１の両端にかかる電圧、トランジスタQ１、トランジスタQ２、及びトランジスタQ３のオンオフ状態を示したものである。
【００２２】
一般的な放電灯は、点灯時、初期電子が存在しないと電離が円滑に行われないために、点灯が困難になる。通常、放電のきっかけとなる初期電子としては、熱電子，光電子，及び高電界により放出される電子などがある。しかし、例えばファクシミリ等のＯＡ機器のように外部から遮断された放電灯は、初期電子が期待しにくい。その結果、放電灯の始動時における不点灯時の出力電圧が不安定になり、点灯するまでの時間のバラツキも大きくなるという問題がある。そのため、点灯時より始動時における不点灯時に高い電圧を放電灯に印加することになる。
【００２３】
本実施の形態においては、まず、T１端子から、例えば２４Vの電圧をチョッパ回路１０に入力する。そして、T３端子から、制御信号としてオン信号が入力されるが、入力直後は昇圧トランス４０の２次側には電流が流れない。そのため、昇圧トランス４０の２次側と接続されているトランジスタQ１はオフ状態であるため、トランジスタQ２及びトランジスタQ３は、夫々オン状態となる。
【００２４】
このときのチョッパ回路１０の出力電圧は、抵抗R１と、抵抗R２及び抵抗R３からなる並列回路とにより分圧される。この抵抗R１、抵抗R２、及び抵抗R３は、始動時用抵抗回路を構成する。つまり、これら抵抗R１、抵抗R２、及び抵抗R３の固定抵抗による予め決められた抵抗値によって、チョッパ回路１０の出力電圧は分圧されフィードバックされることになる。
【００２５】
その後、昇圧トランス４０の２次側に電流が流れ始めると、トランジスタQ１がオン状態になるので、トランジスタQ２及びトランジスタQ３は、夫々オフ状態となる。このときのチョッパ回路１０の出力電圧は、直列接続された抵抗R１と、抵抗R２と、可変抵抗VR１とによって分圧される。この直列接続された抵抗R１と、抵抗R２と、可変抵抗VR１とは、点灯用抵抗回路を構成する。
【００２６】
つまり、点灯時には、可変抵抗VR１を含んだ点灯用抵抗回路により分圧された分圧電圧がチョッパ回路１０に入力する。可変抵抗VR１は、工場出荷時に個々の放電灯の点灯時に最適な分圧電圧になるように抵抗値が設定されているため、点灯時に安定した出力電圧を放電灯２００に供給できる。このとき、始動用抵抗回路は、点灯用抵抗回路と比較してチョッパ回路１０に入力する分圧電圧が電圧が低くなるように抵抗値を設定してある。つまり、図３に示すように、放電灯始動時における不点灯時の出力電圧は、点灯時の出力電圧よりも高くなる。
【００２７】
以上説明した構成により、放電灯始動時には、固定抵抗による予め決められた抵抗値を持つ始動用抵抗回路によってチョッパ回路１０の出力電圧を始動に必要な高い電圧に制御することができる。また、放電灯点灯時には、抵抗値を個々の放電灯に応じて設定した可変抵抗VR１を含んだ点灯用抵抗回路によって、チョッパ回路１０の出力電圧を所望の明るさが得られる安定した電圧に制御することができる。
【００２８】
本実施の形態によれば、放電灯始動時における放電灯不点灯時に、安定した電圧出力が得られる放電灯点灯装置を提供することができる。
【００２９】
（第２の実施の形態）  
本実施の形態の基本的な構成は、第１の実施の形態と同様であるため、同じ構成要素には同じ符号を与え、以下では相違点のみを説明する。
【００３０】
図３は本実施の形態の放電灯点灯装置の回路図である。  
本実施の形態においても、チョッパ回路１０の出力電圧を分圧し分圧電圧をチョッパ回路１０に入力しているが、始動用抵抗回路、点灯用抵抗回路、及び切り替え回路の構成が異なる。
【００３１】
チョッパ回路１０の出力側には、点灯用抵抗回路である抵抗R１１、抵抗R１２、及び可変抵抗VR２が、接続される。この抵抗R１１、抵抗R１２、及び可変抵抗VR２は、直列接続される。チョッパ回路１０の出力側にはまた、始動用抵抗回路である抵抗R１３、抵抗R１４、及び抵抗R１５が、接続される。この抵抗R１３、抵抗R１４、及び抵抗R１５は、直列接続される。
【００３２】
抵抗R１１と抵抗R１２の接続点は、ダイオードD１のアノードに接続される。抵抗R１３と抵抗R１４の接続点は、ダイオードD２のアノードに接続される。ダイオードD１及びダイオードD２のカソードは、共通接続される。
【００３３】
抵抗R１１と抵抗R１２の接続点は、トランジスタQ５のコレクタに接続される。トランジスタQ５のエミッタは、基準電位点に接続される。トランジスタQ５のベースは、トランジスタQ４のコレクタに接続される。つまり、トランジスタQ５は、抵抗R１２と可変抵抗VR２より構成される直列回路に並列になるように接続される。
【００３４】
また、トランジスタQ４のコレクタは、抵抗R４を介して、チョッパ回路１０の出力端に接続される。また、トランジスタQ４のベースは、ダイオードD１と抵抗R６を介して昇圧トランス４０の２次側に接続される。トランジスタQ４のエミッタは、基準電位点に接続される。このトランジスタQ４及びトランジスタQ５は、切り替え回路を構成する。
【００３５】
さらに、ダイオードD１及びダイオードD２のカソードからは、チョッパ回路１０の出力電圧を分圧した分圧電圧がチョッパ回路１０に出力する。チョッパ回路１０は、分圧電圧に基づいてフィードバックされる出力電圧の安定化を図り、定電圧源として動作する。
【００３６】
以上のように構成された実施の形態の動作について図３を用いて以下に説明する。
【００３７】
本実施の形態は、図３のＱ１をＱ４、Ｑ２もしくはＱ３をＱ５として読み替えたタイミングチャートが示す動作が第１の実施の形態と同様に行われる。
【００３８】
まず、端子T１から、例えば２４Vの電圧がチョッパ回路１０に入力される。そして、制御信号としてオン信号が端子T３に入力されると、入力直後は昇圧トランス４０の２次側には電流が流れない。そのため、昇圧トランス４０の２次側と接続されているトランジスタQ４はオフ状態でり、トランジスタQ５はオン状態となる。このときのチョッパ回路１０の出力電圧は、始動用抵抗回路である抵抗R１３、抵抗R１４、及び抵抗R１５により分圧される。この分圧電圧は、ダイオードD２を介してチョッパ回路１０に入力される。
【００３９】
その後、昇圧トランス４０の２次側に電流が流れ始めると、トランジスタQ４がオン状態になるので、トランジスタQ５はオフ状態となる。このときのチョッパ回路１０の出力電圧は、点灯用抵抗回路である抵抗R１１、抵抗R１２、及び可変抵抗VR２によって分圧される。この分圧電圧は、ダイオードD１を介してチョッパ回路１０に入力する。
【００４０】
つまり、第１の実施の形態と同様に、点灯時には、可変抵抗VR２を含んだ点灯用抵抗回路により分圧された分圧電圧がチョッパ回路１０に入力する。この可変抵抗VR２は、工場出荷時に個々の放電灯の点灯時に最適な分圧電圧になるように抵抗値が設定されているため、点灯時に安定した出力電圧を放電灯２００に供給できる。このとき、始動用抵抗回路は、点灯用抵抗回路と比較してチョッパ回路１０に入力する分圧電圧が低くなるように抵抗値を設定してある。つまり、図３に示すように、放電灯始動時における不点灯時の出力電圧は、点灯時の出力電圧よりも高くなる。
【００４１】
以上説明した構成により、放電灯始動時には、固定抵抗による予め決められた抵抗値を持つ始動用抵抗回路によってチョッパ回路１０の出力電圧を始動に必要な高い電圧に制御することができる。また、放電灯点灯時には、抵抗値を個々の放電灯に応じて設定した可変抵抗VR２を含んだ点灯用抵抗回路によって、チョッパ回路１０の出力電圧を所望の明るさが得られる安定した電圧に制御することができる。
【００４２】
本実施の形態によれば、放電灯始動時における放電灯不点灯時に、安定した電圧出力が得られる放電灯点灯装置を提供することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態における、降圧チョッパ回路であるチョッパ回路１０は、昇圧チョッパ回路でもよい。
【００４４】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない程度に改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る放電灯点灯回路図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る放電灯点灯回路図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る放電灯点灯回路のタイミングチャート。
【符号の説明】
【００４６】
１１  入力端子
１００  放電灯点灯装置    
２００  放電灯    
【図１】
2007042340.tif 000003
【図２】
2007042340.tif 000004
【図３】
2007042340.tif 000005