(57)【要約】【課題】ハロゲンランプが寿命末期状態である場合でも、点灯回路に過大な負荷がかかることを低減して点灯装置の長寿命化を図る。【解決手段】点灯装置１は、光源となるハロゲンランプ２と、ハロゲンランプ２に点灯電力を供給する点灯回路１０とを備え、点灯回路１０には、寿命検出回路１１及び電流印加回路１２が接続されている。寿命検出回路１１によりハロゲンランプ２の寿命末期状態が検出されると、電流印加回路１２は、ハロゲンランプ２のフィラメントを断線させるのに必要な電流をハロゲンランプ２に流して、フィラメントを断線させる。これにより、点灯回路１０は駆動を停止し、これ以降点灯回路１０に過電流が流れることを低減でき、点灯装置１は長寿命化が図られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲンランプに点灯電力を供給する点灯手段と、前記ハロゲンランプの寿命末期状態を検出する寿命末期検知手段と、前記寿命末期検知手段が前記ハロゲンランプが寿命末期状態であることを検出すると、ハロゲンランプのフィラメントを断線させるのに必要な電流を前記点灯手段から前記ハロゲンランプに供給させる断線手段とを備えることを特徴とする点灯装置。
【請求項２】
ハロゲンランプに点灯電力を供給する点灯手段と、前記ハロゲンランプの寿命末期状態を検出する寿命末期検知手段と、前記寿命末期検知手段が前記ハロゲンランプが寿命末期状態であることを検出すると、前記点灯手段から前記ハロゲンランプへ供給される点灯電力を定格値よりも低減させることを特徴とする点灯装置。
【請求項３】
前記寿命検知手段からの出力に基づいて、前記ハロゲンランプのランプ寿命が経過したことを通知する通知手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２の何れか一項に記載の点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にハロゲンランプを光源とする点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明装置や複写装置において、ハロゲンランプを光源として用いた装置が提供されている。この種の装置においては、ハロゲンランプを寿命末期まで安定して使用可能にするために、点灯開始時にハロゲンランプのフィラメントに流れる突入電流を低減するソフトスタート機構を設けることが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されたハロゲンランプの制御装置では、ハロゲンランプのフィラメントの温度が所定の設定値に達するまでハロゲンランプへの供給電圧を徐々に上昇させるソフトスタート回路が組み込まれている。これにより、点灯開始時にフィラメントに過大な負荷がかかることを低減して、ハロゲンランプの寿命末期まで安定して使用することができる。
【０００４】
ところで、ハロゲンランプの寿命には、主に、バルブ黒化による照度の低下、フィラメントの断線、フィラメントのコイルショート、及び、ランプシール部の故障という４つの類型がある。従来は、フィラメントから蒸発したハロゲン化タングステンが温度の低い部分に集まることで、フィラメントの温度の高い部分が痩せ細ってフィラメントが断線し、寿命を迎えるケースが大半であった。ところが近年では、ハロゲンランプを光源とする照明装置の電源をオン・オフさせず、長期間に渡って連続的に使用する場合が増え、フィラメントのコイルショートにより寿命となるケースが増加してきている。
【０００５】
このフィラメントのコイルショートは、フィラメントのハロゲン化タングステンが蒸発と付着を繰り返すことでフィラメントの形状が荒れ、コイル状のフィラメントのピッチ間が短絡されることに起因している。コイル状のフィラメントのピッチ間が短絡されると、フィラメントの抵抗値が下がり負荷が大きくなるため、ハロゲンランプの定格以上の過負荷になって点灯回路に過電流が流れ、点灯回路を構成する部品に過大なストレスが加わることになる。
【０００６】
そこで、この種の照明装置や複写装置では、点灯回路内にサーマルプロテクタを設け、点灯回路やハロゲンランプの温度が所定の設定温度を越えた場合にはハロゲンランプへの給電を遮断する装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−２５００９１号公報
【特許文献２】特開昭５９−１５６９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述のサーマルプロテクタには、ハロゲンランプへの給電を遮断して温度が低下すると再度ハロゲンランプへの給電を行う復帰型と、温度が低下しても給電を行わない非復帰型が存在する。上述のような照明装置や複写装置においては、その利便性や製造コストなどを理由として復帰型のサーマルプロテクタが用いられることが多い。
【０００９】
しかしながら、復帰型のサーマルプロテクタを用いた場合には、ハロゲンランプを交換せずとも所定期間は装置を使用できることもあり、ハロゲンランプの交換時期が遅くなる傾向にある。過負荷状態となったハロゲンランプが交換されない場合には、点灯回路に過電流が流れることになり、点灯回路に過大な負荷がかかって装置自体の寿命が短くなるといった問題があった。
【００１０】
本発明は、上記自由に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ハロゲンランプの寿命末期において、点灯回路に過大な負荷がかかることを低減して、装置の長寿命化が可能な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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本願の点灯装置では、ハロゲンランプに点灯電力を供給する点灯手段と、ハロゲンランプの寿命末期状態を検出する寿命末期検知手段と、寿命末期検知手段がハロゲンランプが寿命末期状態であることを検出すると、ハロゲンランプのフィラメントを断線させるのに必要な電流を点灯手段からハロゲンランプに供給させる断線手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本願の点灯装置は、ハロゲンランプに点灯電力を供給する点灯手段と、ハロゲンランプの寿命末期状態を検出する寿命末期検知手段と、寿命末期検知手段がハロゲンランプが寿命末期状態であることを検出すると、点灯手段からハロゲンランプへ供給される点灯電力を定格値よりも低減させることを特徴とする。
【００１３】
上記の点灯装置において、寿命検知手段からの出力に基づいて、ハロゲンランプのランプ寿命が経過したことを通知する通知手段を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本願の点灯装置によれば、ハロゲンランプの寿命末期において点灯回路に過大な負荷がかかることを低減して、装置の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本願の実施の形態１にかかる点灯装置を示す概略回路図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、同点灯装置を構成する点灯回路、寿命末期検出回路、及び、電流印加回路の一例を示す概略回路図である。
【図３】同点灯装置におけるサーマルプロテクタの配置方法を説明するための概略図である。
【図４】本願の実施の形態２にかかる点灯装置を示す概略回路図である。
【図５】同点灯装置を構成する点灯回路の一例を示す概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
本実施の形態にかかる点灯装置１について、図１〜図３を用いて説明を行う。本実施の形態にかかる点灯装置１は、図１に示すように、光源となるハロゲンランプ２が接続され、商用電源ＡＣから電源が供給されてハロゲンランプ２に点灯電力を供給する点灯回路１０を備える。点灯回路１０には、ハロゲンランプ２の寿命末期を検知する寿命検出回路１１と、寿命検出回路１１が寿命末期を検出するとハロゲンランプ２のフィラメント（図示せず）を断線するのに必要な電流をハロゲンランプ２に流す電流印加回路１２が接続されている。
【００１８】
点灯回路１０は、ソフトスタート機能を有し、点灯開始時におけるハロゲンランプ２への突入電流を低減し、ハロゲンランプ２のフィラメントへの負荷を低減している。また点灯回路１０は、ハロゲンランプ２や点灯回路１０に過電流が流れるのを抑制するため、ハロゲンランプ２や点灯回路１０の過熱・過電流を検知して、ハロゲンランプ２への電力供給を停止させる機能を有している。
【００１９】
寿命検出回路１１は、ハロゲンランプ２の累積点灯時間や、ハロゲンランプ２に流れる電流の電流値などに基づいて、ハロゲンランプ２が寿命末期の状態であるか否かを検出している。寿命検出回路１１は、ハロゲンランプ２が寿命末期であると判断した場合には、電流印加回路１２にその旨を示す検知信号を出力する。電流印加回路１２は、この検知信号に応じて、ハロゲンランプ２のフィラメントを断線するのに十分な電流がハロゲンランプ２に流れるよう動作する。
【００２０】
これによりハロゲンランプ２は、例えばフィラメントの形状が荒れてフィラメントのピッチ間が短絡するような寿命末期になると、電流印加回路１２により過大な電流が短時間供給されるので、フィラメントを断線させることができる。これにより、点灯回路１０に過大な負荷が複数回かかることを低減することができ、点灯装置１の長寿命化を図るとともにハロゲンランプ２の交換を使用者に促すことができる。
【００２１】
ここで、各回路（点灯回路１０、寿命検出回路１１、及び、電流印加回路１２）について、その具体的な電気回路を図２（ａ）、図２（ｂ）に基づいて説明を行う。
【００２２】
点灯回路１０は、図２（ａ）に示すように自励式の点灯回路であり、ラインフィルタチョークＬＦ１を介して、全波整流用のダイオードブリッジＤＢ１の交流入力端子が商用交流電源ＡＣに接続されている。このラインフィルターチョークＬＦ１の前段には、サージアブゾーバＡＶ１、フィルターコンデンサＣ１、ヒューズＦ１が接続されている。ダイオードブリッジＤＢ１の直流出力端子側には、コンデンサＣ２、Ｃ３の直列回路とトランジスタＱ１、Ｑ２の直列回路が並列接続されており、各直列回路の接続点間には、出力トランスＴ１を介してハロゲンランプ２が接続される（図２（ｂ）を参照）。なお、この出力トランスＴ１の一次巻線と二次巻線は、その一端同士がコンデンサＣ７、Ｃ８を介して接続されている。
【００２３】
また点灯回路１０は、起動回路１３と自励発振制御回路１４とをその構成要素として備えている。起動回路１３は、抵抗Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６、コンデンサＣ４、Ｃ９、電圧応答素子Ｑ３、及び、ダイオードＤ２からなり、電源投入直後にトランジスタＱ２が先にオンするように設定されている。
【００２４】
自励発振制御回路１４は、カレントトランスＣＴ１、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、コンデンサＣ５、Ｃ６、及び、ダイオードＤ１からなり、起動回路１３によりトランジスタＱ２がオン状態に設定されると、トランジスタＱ１、Ｑ２を自励発振させる。
【００２５】
カレントトランスＣＴ１は、電流帰還用であり、トランジスタＱ１、Ｑ２の接続点と出力トランスＴ１の一次巻線側との間に設けられている。このカレントトランスＣＴ１に設けられた一対の二次巻線は、各々の一端がトランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタ側に接続され、他端はベース抵抗Ｒ１、Ｒ２を介してトランジスタＱ１、Ｑ２のベース側に接続されている。また、カレントトランスＣＴ１に設けられた一対の二次巻線は、互いに逆極性となるように巻回されており、トランジスタＱ１、Ｑ２を交互にオン／オフ駆動させる動作する。
【００２６】
この点灯回路１０に電源が投入されると、コンデンサＣ９の充電が開始され、その充電電圧が電圧応答素子Ｑ３のブレークオーバー電圧に達すると、電圧応答素子Ｑ３がオン状態になる。これにより、コンデンサＣ９の電荷がトランジスタＱ２のベース・エミッタ間に流れるので、トランジスタＱ２がオン状態となる。トランジスタＱ２がオン状態になると、ダイオードブリッジＤＢ１、コンデンサＣ３、出力トランスＴ１、カレントトランスＣＴ１、トランジスタＱ２、ダイオードブリッジＤＢ１の経路で電流が流れる。このとき、カレントトランスＣＴ１によりこの電流が電流帰還され、トランジスタＱ２はオン状態、トランジスタＱ１はオフ状態となる方向にバイアスされる。
【００２７】
その後、カレントトランスＣＴ１の一次巻線側に流れる電流が増加して所定の限界値に達すると、カレントトランスＣＴ１の二次巻線の起電力の方向が反転して、トランジスタＱ１がオン状態、トランジスタＱ２がオフ状態となる方向にバイアスされる。
【００２８】
これにより、所定の周期でトランジスタＱ１、Ｑ２が交互にオン／オフする自励発振動作が継続され、所定の電圧値（例えば、ＡＣ１２Ｖ）に設定された高周波の点灯電力がハロゲンランプ２に供給され、ハロゲンランプ２が点灯する。なお、この点灯回路１０が自励発振動作を開始した後は、トランジスタＱ２がオン状態になった時点で、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ９の電荷が放電され、起動回路１３はその動作を停止する。
【００２９】
図２（ｂ）は、ハロゲンランプ２に接続された寿命検出回路１１及び印加回路１２を示しており、トランジスタＱ４、直流電源ＤＣ１、抵抗Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚ、及び、サーマルプロテクタＴＰをその構成要素として備えている。また抵抗Ｒｚには、所定の電圧値に設定された直流電源Ｖｃｃが接続されている。
【００３０】
直流電源ＤＣ１は、トランジスタＱ４を介してハロゲンランプ２の両端間に接続されており、トランジスタＱ４がオン状態になると直流電源ＤＣ１からの電流がハロゲンランプ２に流れるよう設定されている。なお、直流電源ＤＣ１は、ハロゲンランプ２に流れる電流値がハロゲンランプ２のフィラメントを切断することが可能な電流値に設定されている。
【００３１】
サーマルプロテクタＴＰは、トランジスタＱ１又はトランジスタＱ２の近傍に配置されている。本実施の形態では、図３に示すように、トランジスタＱ２の近傍に配置されており、トランジスタＱ２に流れる電流値が大きくなり、トランジスタＱ２が所定の温度よりも高くなるとサーマルプロテクタＴＰがオフ状態になる。
【００３２】
ここで直流電源Ｖｃｃは、サーマルプロテクタＴＰがオン状態である場合には、抵抗Ｒｘ、Ｒｙの合成抵抗と抵抗Ｒｚの抵抗比によって分圧され、サーマルプロテクタＴＰがオフ状態である場合には抵抗Ｒｙと抵抗Ｒｚの抵抗比により分圧される。そこで抵抗Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚの各々の抵抗値は、サーマルプロテクタＴＰがオフ状態である場合にトランジスタＱ４がオン状態になり、サーマルプロテクタＴＰがオン状態である場合にトランジスタＱ４がオフ状態になるように設定されている。したがって、サーマルプロテクタＴＰがオフ状態になると、抵抗Ｒｙ、Ｒｚの抵抗比に基づいてトランジスタＱ４がオン状態になり、ハロゲンランプ２に直流電源ＤＣ１から電力が供給される。これにより、ハロゲンランプ２には、フィラメントを断線するのに十分な電流が流れることになり、フィラメントが断線する。
【００３３】
すなわち、ハロゲンランプ２が寿命末期状態になると、点灯回路１０のトランジスタＱ１、Ｑ２に過電流が流れて温度が上昇し、サーマルプロテクタＴＰがこの温度上昇を検知することで、ハロゲンランプ２のフィラメントが断線させられる。その後、点灯回路１０は動作を停止し、サーマルプロテクタＴＰの温度が低下して復帰したとしても、ハロゲンランプ２のフィラメントは断線されているために再度点灯回路１０が駆動することはない。したがって、従来のように点灯回路１０に過電流が流れる頻度を低減することができ、ハロゲンランプ２が寿命末期状態であっても、点灯回路１０に過大な負荷がかかることを低減して、点灯装置１の長寿命化が可能となる。
【００３４】
なお、本実施の形態において、点灯回路１０は自励式の点灯回路を用いたが、他励式の点灯回路であってもよい。また、寿命末期検出回路１１として、サーマルプロテクタＴＰを用いて、点灯回路１０に過電流が流れることを基準にハロゲンランプ２の寿命末期を検知したが、ハロゲンランプ２の累積点灯時間を計測する方法などであってもよい。
【００３５】
（実施の形態２）
本実施の形態にかかる点灯装置３について、図４、５を用いて説明を行う。本実施の形態にかかる点灯装置３は、図４に示すように、点灯回路２０、寿命検出回路２１、及び、出力低減回路２２をその構成要素として備える。点灯回路２０は、実施の形態１の点灯回路１０と同様に、接続されたハロゲンランプ２に点灯電力を供給するための点灯回路である。寿命検出回路２１は、実施の形態１の寿命検出回路１１と同様に、ハロゲンランプ２が寿命末期状態であるか否かを検知して、寿命末期状態である場合には出力低減回路２２にその旨を示す検知信号を出力する。この検知信号に応じて出力低減回路２２は、点灯回路２０からハロゲンランプ２に供給される点灯電力が、ハロゲンランプ２の定格電力よりも低い値となるように点灯回路２０を制御する。これにより、ハロゲンランプ２が寿命末期状態となっても、点灯回路１０に過電流が流れることを低減する。
【００３６】
ここで、各回路（点灯回路２０、寿命検出回路２１、及び、電流印加回路２２）について、その具体的な電気回路を図５に基づいて説明を行う。点灯回路２０は、図５に示すように他励式の点灯回路であり、ドライブ用のコントローラＩＣ１がトランジスタＱ５、Ｑ６のオン／オフを継続的に切り替えて出力トランスＴ１を駆動し、ハロゲンランプ２に高周波の点灯電力を供給する。
【００３７】
またトランジスタＱ５を流れる電流値を測定するための抵抗Ｒ７を接続し、この抵抗Ｒ７の両端電圧をコンデンサＣ０で受けて、コントローラＩＣ１にフィードバック入力させている。コントローラＩＣ１は、このフィードバック入力に基づいてトランジスタＱ５、Ｑ６のオン／オフを切り替える周波数を変化させる。具体的には、トランジスタＱ５に流れる電流が大きくなり、フィードバック入力が所定の閾値よりも大きくなると、ハロゲンランプ２に供給される点灯電力が、ハロゲンランプ２の定格電力よりも小さくなるよう制御している。これにより、ハロゲンランプ２が寿命末期状態であっても、ハロゲンランプ２や点灯回路１０に過大な負荷がかかることを低減することができる。また、ハロゲンランプ２に電流が流れ続けるため、最後にはハロゲンランプ２のフィラメントが断線する。したがって、点灯回路１０に過大な負荷をかけることなく、ハロゲンランプ２のフィラメントを断線させることができ、点灯装置３の長寿命化が可能となる。
【００３８】
なお、上述の実施の形態１及び実施の形態２において、寿命検出回路１０、２０に発光ダイオードなどの表示灯を接続し、ハロゲンランプ２が寿命末期状態である場合には、この表示灯を点灯させるようにしても良い。この場合には、表示灯が点灯することによって使用者はハロゲンランプ２が寿命末期状態であることを把握することができ、ハロゲンランプ２が早期に交換されることを期待できる。
【符号の説明】
【００３９】
１          点灯装置
２          ハロゲンランプ
１０        点灯回路（点灯手段）
１１        寿命検出回路（寿命末期検知手段）
１２        電流印加回路（断線手段）
【図１】
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【図２】
2012169178.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012169178.tif 000006
【図５】
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