(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に発光層を有し、かつ内部空間に希ガスを封入した外囲器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、外囲器のほぼ全長に亘って互いに離隔して配置してなる希ガス放電灯と、パルス状の高周波電圧を発生する高周波電圧発生回路とを具備し、前記高周波電圧発生回路は、少なくとも、一次コイル，二次コイル，励磁コイルを有する出力トランスと、出力トランスの一次コイルに直列的に接続した第１のスイッチング素子及び電流検出回路の直列回路と、第２のスイッチング素子と抵抗を含み、第１のスイッチング素子のゲートと接地との間に第２のスイッチング素子を接続し、第２のスイッチング素子のベースと電流検出回路の間に抵抗を接続し、電流検出回路の検出信号に対応する電位が一定値となったときにオンする第２のスイッチング素子のオン動作により第１のスイッチング素子をオン状態からオフ状態に反転させる反転回路と、出力トランスの励磁コイルとダイオードと抵抗とを含み、励磁コイルの一端に順方向にダイオードを接続し、ダイオードに直列的に抵抗を接続し、そのダイオードと抵抗を介して励磁コイルの一端が第１のスイッチング素子のゲートに接続されており、この励磁コイルに発生する電圧を自励的な駆動信号として第１のスイッチング素子に選択的に付与する駆動回路と、第１のスイッチング素子に初期駆動用の駆動信号を付与する初期駆動回路とから構成し、出力トランスの一次コイル側に直流電源を接続し、出力トランスの二次コイル側に希ガス放電灯を、二次コイルに発生する高周波電圧が外部電極に印加されるように接続し、前記第１のスイッチング素子のオフ期間を、出力トランスの二次コイル側の実効インダクタンスと希ガス放電灯が点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期の跳ね返り期間においてランプ電流の絶対値が最大値となる近傍までの期間に設定したことを特徴とする希ガス放電灯の点灯装置。
【請求項２】
内面に発光層を有し、かつ内部空間に希ガスを封入した外囲器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、外囲器のほぼ全長に亘って互いに離隔して配置すると共に、外囲器の外周面に透光性の絶縁部材を、外部電極が被覆されるように装着してなる希ガス放電灯と、パルス状の高周波電圧を発生する高周波電圧発生回路とを具備し、前記高周波電圧発生回路は、少なくとも、一次コイル，二次コイル，励磁コイルを有する出力トランスと、出力トランスの一次コイルに直列的に接続した第１のスイッチング素子及び電流検出回路の直列回路と、第２のスイッチング素子と抵抗を含み、第１のスイッチング素子のゲートと接地との間に第２のスイッチング素子を接続し、第２のスイッチング素子のベースと電流検出回路の間に抵抗を接続し、電流検出回路の検出信号に対応する電位が一定値となったときにオンする第２のスイッチング素子のオン動作により第１のスイッチング素子をオン状態からオフ状態に反転させる反転回路と、出力トランスの励磁コイルとダイオードと抵抗とを含み、励磁コイルの一端に順方向にダイオードを接続し、ダイオードに直列的に抵抗を接続し、そのダイオードと抵抗を介して励磁コイルの一端が第１のスイッチング素子のゲートに接続されており、この励磁コイルに発生する電圧を自励的な駆動信号として第１のスイッチング素子に選択的に付与する駆動回路と、第１のスイッチング素子に初期駆動用の駆動信号を付与する初期駆動回路とから構成し、出力トランスの一次コイル側に直流電源を接続し、出力トランスの二次コイル側に希ガス放電灯を、二次コイルに発生する高周波電圧が外部電極に印加されるように接続し、前記第１のスイッチング素子のオフ期間を、出力トランスの二次コイル側の実効インダクタンスと希ガス放電灯が点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期の跳ね返り期間においてランプ電流の絶対値が最大値となる近傍までの期間に設定したことを特徴とする希ガス放電灯の点灯装置。
【請求項３】
前記反転回路は、電流検出回路の検出信号が一定の電流値に対応する電圧に達したときに、第２のスイッチング素子をオン状態にするように条件設定されており、その条件に従って第２のスイッチング素子をオン状態にすることにより、第１のスイッチング素子をオン状態からオフ状態に強制的に反転させることを特徴とする請求項１又は２に記載の希ガス放電灯の点灯装置。
【請求項４】
前記駆動回路は、第１のスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて励磁コイルに発生する電圧をダイオード、抵抗を介して第１のスイッチング素子に駆動信号として付与することにより、第１のスイッチング素子を自励的に駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の希ガス放電灯の点灯装置。
【請求項５】
前記初期駆動回路を抵抗にて構成すると共に、この抵抗を駆動回路におけるダイオードの出力側に接続することにより、初期駆動時にのみ、直流電源から第１のスイッチング素子に抵抗を介して初期駆動用の駆動信号を印加することを特徴とする請求項４に記載の希ガス放電灯の点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は希ガス放電灯の点灯装置に関し、特に、内面に発光層を有するガラスバルブの外周面に一対の帯状の外部電極を配置した希ガス放電灯を高周波電圧発生回路に接続してなる点灯装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に、図７に示す希ガス放電灯ＤＬを提案した。同図において、Ａは例えばガラスバルブにて密閉状に構成された直管状の外囲器であって、その内面には希土類蛍光体，ハロリン酸塩蛍光体などの蛍光体よりなる発光層Ｂが形成されている。特に、この発光層Ｂには所定の開口角を有するアパーチャ部（発光層の未形成部）Ｂａがほぼ全長に亘って形成されている。そして、外囲器Ａの封着構造はガラスバルブの端部にディスク状の封着ガラス板を封着して構成されているが、例えば単にガラスバルブを加熱しながら縮径加工し溶断するいわゆるトップシールによって構成することもできる。尚、この外囲器Ａの密閉空間には水銀などの金属蒸気を含まないキセノンを主成分とする希ガスが所定量封入されている。この外囲器Ａの外周面には金属部材よりなる帯状の一対の外部電極Ｃ，Ｄが、外囲器Ａのほぼ全長に亘って互いに離隔して配置されている。
【０００３】
この希ガス放電灯ＤＬは、例えば図８に示す点灯装置によって点灯される。この点灯装置は、例えば周波数が３０ＫＨｚ，電圧が１８８０Ｖ程度の高周波電圧を発生し、かつ出力波形がほぼ正弦波である高周波電圧発生回路（インバータ回路）ＨＡと、直流電源ＥＢからインバータ回路ＨＡへの直流電力の供給をコントロールするトランジスタなどのスイッチング素子ＱＡと、スイッチング素子ＱＡに駆動信号を供給する駆動回路Ｐとから構成されている。そして、このインバータ回路ＨＡの出力側には希ガス放電灯ＤＬが、外部電極Ｃ，Ｄに高周波電圧が印加されるように接続されている。
【０００４】
この点灯装置において、駆動回路Ｐからスイッチング素子ＱＡのベースに駆動信号を所定のタイミングで付与・停止すると、スイッチング素子ＱＡは所定の間隔でオン・オフ動作する。スイッチング素子ＱＡがオン動作の期間中、インバータ回路ＨＡが動作することによって高周波電圧が出力され、希ガス放電灯ＤＬの外部電極Ｃ，Ｄに印加される。これにより、希ガス放電灯ＤＬは、熱陰極や冷陰極を用いた放電灯のように外囲器の長手方向に沿った１つの放電路によって点灯するものとは異なり、外部電極Ｃ，Ｄの間（外囲器Ａの長手方向に対してほぼ直角方向）に無数の放電路が形成されることによって縞状の状態で点灯する。この状態において、希ガスの励起線によって発光層Ｂが励起されて発光し、光は主としてアパーチャ部Ｂａを介して外部に放出される。
【０００５】
特に、この希ガス放電灯ＤＬには水銀が用いられていないために、点灯後における光量の立ち上がりが急峻であり、点灯と同時に光量がほぼ１００％近くにまで達するという特徴を有している。このために、ファクシミリ，イメージスキャナ，複写機などのＯＡ機器の原稿読取用の光源として好適するものである。
【０００６】
例えばこの希ガス放電灯ＤＬを上述の原稿照射装置（原稿照射読取装置）に適用した場合には、アパーチャ部構造の採用により発光層Ｂの放射光の高密度化が可能となることから、原稿面照度を高めることができ、原稿の読み取り性を改善できるものである。
【０００７】
しかしながら、近時、ＯＡ機器は、その処理能力を高め、事務処理の効率化を図るために、原稿の送り速度をさらに高速化する傾向にあり、上述の希ガス放電灯ＤＬをそのまま適用すると、原稿の読み取り精度（解像度）が損なわれるようになる。このために、一層の照度アップが求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本出願人は、先に図９〜図１０に示す希ガス放電灯の点灯装置を提案した。この点灯装置はパルス状の高周波電圧を発生する高周波電圧発生回路ＨＢの出力側に希ガス放電灯ＤＬが、外部電極Ｃ，Ｄに高周波電圧が印加されるように接続して構成されている。この高周波電圧発生回路ＨＢは、例えば一次コイルＬｐ，二次コイルＬｓを有する出力トランスＴＲと、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐに直列的に接続された電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）などのスイッチング素子Ｓ１と、スイッチング素子Ｓ１に直列的に接続された抵抗よりなる電流検出回路Ｒ１と、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐ，スイッチング素子Ｓ１，電流検出回路Ｒ１の直列回路に並列的に接続されたコンデンサＣＡと、スイッチング素子Ｓ１にほぼ方形波の駆動信号を付与するための駆動回路ＰＤとから構成されている。
【０００９】
又、上述の駆動回路ＰＤは、例えば電流検出回路Ｒ１の検出信号と基準電源（基準電圧）Ｅｓとを比較し、検出信号が基準電圧Ｅｓに達した時のみハイレベルの信号を出力する比較回路ＣＰと、比較回路ＣＰからのハイレベルの信号に基づいてハイレベルの信号を出力する単安定マルチバイブレータＭＭと、単安定マルチバイブレータＭＭからの信号を反転してスイッチング素子Ｓ１の駆動電極（ゲート）に付与するドライブ回路ＤＲとから構成されている。尚、単安定マルチバイブレータＭＭからの信号がハイレベルの場合、スイッチング素子Ｓ１のゲートにはドライブ回路ＤＲにて反転されたロウレベルの駆動信号が付与される。逆に、単安定マルチバイブレータＭＭからの信号がロウレベルの場合、スイッチング素子Ｓ１のゲートにはドライブ回路ＤＲにて反転されたハイレベルの駆動信号が付与される。
【００１０】
このように構成された点灯装置は次のように動作する。まず、高周波電圧発生回路ＨＢの入力側に直流電源ＥＢを接続すると、コンデンサＣＡは充電される。この状態で、駆動回路ＰＤからスイッチング素子Ｓ１のゲートに図１１（ａ）に示す方形波の駆動信号が印加されると、スイッチング素子Ｓ１は同図（ｂ）及び図１２（ａ）に示すように時点ｔ1，ｔ2，ｔ3・・・で交互にオン，オフ動作する。スイッチング素子Ｓ１が時点ｔ1にてオン状態になると、コンデンサＣＡ，直流電源ＥＢから出力トランスＴＲの一次コイルＬｐ，電流検出回路Ｒ１には図１１（ｃ）に示すようにほぼ直線的に増加する電流（コイル電流ＩL）が流れ、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐには電磁エネルギーが蓄積される。
【００１１】
次に、電流検出回路Ｒ１の検出電圧Ｖ1が、所定の電圧（一定値）に設定された基準電圧Ｅｓに達すると、比較回路ＣＰからハイレベルの信号が出力され、これによって単安定マルチバイブレータＭＭからはハイレベルの信号が出力される。この信号はドライブ回路ＤＲで反転され、スイッチング素子Ｓ１のゲートにはロウレベルの信号が付与されるために、スイッチング素子Ｓ１は時点ｔ2にてオフ状態になる。次に、スイッチング素子Ｓ１が時点ｔ2にてオフ状態になると、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐに蓄積された電磁エネルギーの作用に基づいて二次コイルＬｓには一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの巻線比によるパルス状の高周波電圧が発生し、希ガス放電灯ＤＬの外部電極Ｃ，Ｄに印加される。これによって、外部電極間には放電が生起され、希ガス放電灯ＤＬは点灯状態になり、図１１（ｄ）及び図１２（ｂ）に示すように時点ｔ2からランプ電流Ｉｂが流れる。
【００１２】
このランプ電流Ｉｂは、繰り返し周期におけるそれぞれの１周期（Ｔ）の前半部分の期間Ｔ1に流れると共に、希ガス放電灯ＤＬに蓄積された電荷がランプ電流Ｉｂとして期間Ｔ2に、期間Ｔ1の方向とは逆方向に流れるようになる。尚、この逆方向の期間（Ｔ2）を便宜的に跳ね返り期間と呼称する。この跳ね返り期間Ｔ2の間における時点ｔ3にてスイッチング素子Ｓ１に再び駆動信号が付与されると、図１１（ｃ）に示すように、時点ｔ1，ｔ3・・・においてコイル電流ＩLにパルス的な電流が流れる。この電流に関連してランプ電流Ｉｂには図１１（ｄ）及び図１２（ｂ）において斜線で示すランプ電流Ｉｂｊが、跳ね返り期間Ｔ2に流れるランプ電流に重畳されて流れる。これによって、希ガス放電灯ＤＬは図１１（ｅ）に示すように発光（φ）し、ランプ電流Ｉｂｊの増加に対応して明るさφも同図において斜線（φｊ）で示すように増加される。
【００１３】
この点灯装置によれば、希ガス放電灯ＤＬの点灯状態において、スイッチング素子Ｓ１のオフ動作後の期間Ｔ1に流れるランプ電流Ｉｂの方向が反転する跳ね返り期間Ｔ2内にスイッチング素子Ｓ１をオン動作させているために、高周波電圧発生回路ＨＢの入力電流をことさらに増加させなくても、跳ね返り期間Ｔ2に流れるランプ電流をＩｂｊ分だけ増加させることができ、これに伴って、明るさ（光量）φもφｊ分だけ増加させることができる。従って、ＯＡ機器の原稿照射装置に適用した場合には、図８に示す点灯装置による場合に比較すれば、原稿面照度を高めることができ、原稿の送り速度の高速化への対応も可能となる。
【００１４】
しかしながら、この点灯装置において、スイッチング素子Ｓ１の駆動回路ＰＤは図１０に示すように比較回路ＣＰ，単安定マルチバイブレータＭＭ，ドライブ回路ＤＲなどによって構成されており、しかも、個々の回路構成が複雑であるために、これらの回路をＩＣ化した場合、コストが高くなり、点灯装置も高価になるという不都合があり、低コスト化が求められている。
【００１５】
それ故に、本発明の目的は、スイッチング素子の駆動回路を簡略化することによりコストの低減が可能な希ガス放電灯の点灯装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、上述の目的を達成するために、内面に発光層を有し、かつ内部空間に希ガスを封入した外囲器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、外囲器のほぼ全長に亘って互いに離隔して配置してなる希ガス放電灯と、パルス状の高周波電圧を発生する高周波電圧発生回路とを具備し、前記高周波電圧発生回路は、少なくとも、一次コイル，二次コイル，励磁コイルを有する出力トランスと、出力トランスの一次コイルに直列的に接続した第１のスイッチング素子及び電流検出回路の直列回路と、第２のスイッチング素子と抵抗を含み、第１のスイッチング素子のゲートと接地との間に第２のスイッチング素子を接続し、第２のスイッチング素子のベースと電流検出回路の間に抵抗を接続し、電流検出回路の検出信号に対応する電位が一定値となったときにオンする第２のスイッチング素子のオン動作により第１のスイッチング素子をオン状態からオフ状態に反転させる反転回路と、出力トランスの励磁コイルとダイオードと抵抗とを含み、励磁コイルの一端に順方向にダイオードを接続し、ダイオードに直列的に抵抗を接続し、そのダイオードと抵抗を介して励磁コイルの一端が第１のスイッチング素子のゲートに接続されており、この励磁コイルに発生する電圧を自励的な駆動信号として第１のスイッチング素子に選択的に付与する駆動回路と、第１のスイッチング素子に初期駆動用の駆動信号を付与する初期駆動回路とから構成し、出力トランスの一次コイル側に直流電源を接続し、出力トランスの二次コイル側に希ガス放電灯を、二次コイルに発生する高周波電圧が外部電極に印加されるように接続し、前記第１のスイッチング素子のオフ期間を、出力トランスの二次コイル側の実効インダクタンスと希ガス放電灯が点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期の跳ね返り期間においてランプ電流の絶対値が最大値となる近傍までの期間に設定したことを特徴とする。
【００１７】
又、本発明の第２の発明は、内面に発光層を有し、かつ内部空間に希ガスを封入した外囲器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、外囲器のほぼ全長に亘って互いに離隔して配置すると共に、外囲器の外周面に透光性の絶縁部材を、外部電極が被覆されるように装着してなる希ガス放電灯と、パルス状の高周波電圧を発生する高周波電圧発生回路とを具備し、前記高周波電圧発生回路は、少なくとも、一次コイル，二次コイル，励磁コイルを有する出力トランスと、出力トランスの一次コイルに直列的に接続した第１のスイッチング素子及び電流検出回路の直列回路と、第２のスイッチング素子と抵抗を含み、第１のスイッチング素子のゲートと接地との間に第２のスイッチング素子を接続し、第２のスイッチング素子のベースと電流検出回路の間に抵抗を接続し、電流検出回路の検出信号に対応する電位が一定値となったときにオンする第２のスイッチング素子のオン動作により第１のスイッチング素子をオン状態からオフ状態に反転させる反転回路と、出力トランスの励磁コイルとダイオードと抵抗とを含み、励磁コイルの一端に順方向にダイオードを接続し、ダイオードに直列的に抵抗を接続し、そのダイオードと抵抗を介して励磁コイルの一端が第１のスイッチング素子のゲートに接続されており、この励磁コイルに発生する電圧を自励的な駆動信号として第１のスイッチング素子に選択的に付与する駆動回路と、第１のスイッチング素子に初期駆動用の駆動信号を付与する初期駆動回路とから構成し、出力トランスの一次コイル側に直流電源を接続し、出力トランスの二次コイル側に希ガス放電灯を、二次コイルに発生する高周波電圧が外部電極に印加されるように接続し、前記第１のスイッチング素子のオフ期間を、出力トランスの二次コイル側の実効インダクタンスと希ガス放電灯が点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期の跳ね返り期間においてランプ電流の絶対値が最大値となる近傍までの期間に設定したことを特徴とする。
【００１８】
又、本発明の第３の発明は、前記反転回路は、電流検出回路の検出信号が一定の電流値に対応する電圧に達したときに、第２のスイッチング素子をオン状態にするように条件設定されており、その条件に従って第２のスイッチング素子をオン状態にすることにより、第１のスイッチング素子をオン状態からオフ状態に強制的に反転させることを特徴とする。
【００１９】
又、本発明の第４の発明は、前記駆動回路は、第１のスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて励磁コイルに発生する電圧をダイオード、抵抗を介して第１のスイッチング素子に駆動信号として付与することにより、第１のスイッチング素子を自励的に駆動することを特徴とする。
【００２０】
又、本発明の第５の発明は、前記初期駆動回路を抵抗にて構成すると共に、この抵抗を駆動回路におけるダイオードの出力側に接続することにより、初期駆動時にのみ、直流電源から第１のスイッチング素子に抵抗を介して初期駆動用の駆動信号を印加することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる希ガス放電灯の点灯装置の１実施例について図１〜図４を参照して説明する。同図において、ＤＬは希ガス放電灯であって、次のように構成されている。即ち、１は、例えばガラスバルブにて密閉状に構成された直管状の外囲器であって、その内面には希土類蛍光体，ハロリン酸塩蛍光体などの蛍光体よりなる発光層２が形成されている。特に、この発光層２には所定の開口角を有するアパーチャ部（発光層２の形成されない開口部）２ａがほぼ全長に亘って形成されている。そして、外囲器１の封着構造はガラスバルブの端部にディスク状の封着ガラス板を封着して構成されているが、例えば単にガラスバルブを加熱しながら縮径加工し溶断するいわゆるトップシールによって構成することもできる。尚、この外囲器１の密閉空間には後述するように水銀などの金属蒸気を含まないキセノンを主成分とする希ガスが所定量封入されている。
【００２３】
この外囲器１の外周面にはシート構体３が密着するように巻回されている。このシート構体３は、例えば外囲器１の全長とほぼ同程度の長さを有する絶縁性の透光性シート４と、この透光性シート４の一方の面に互いに所定の間隔だけ離隔配置して接着された金属部材よりなる帯状の一対の外部電極５，６と、この外部電極５，６の端部から導出された端子５１，６１と、透光性シート４の一方の面及び外部電極５，６の一方の面に付与された接着層９とから構成されている。尚、シート構体３の外囲器１への装着状態において、外部電極５，６の一方の側縁部間には第１の開口部７が、他方の側縁部間には第２の開口部８がそれぞれ形成されており、発光層２からの光は主としてアパーチャ部２ａから第１の開口部７を介して外部に放出される。
【００２４】
上述のシート構体３は外囲器１の外周面に、外部電極５，６が外囲器１と透光性シート４との間に位置するように装着（巻回）されている。このシート構体３の外囲器１への装着は、例えば図５に示すように行われる。まず、シート構体３をステージ１０に展開状態で配置する。次に、このシート構体３における透光性シート４の一端４ａに外囲器１を配置すると共に、外囲器１が一対の従動ローラ１１，１１にて透光性シート４に押しつけられるようにセットした上で、ステージ１０を若干Ｍ方向に移動させた後、Ｎ方向に移動させる。すると、外囲器１は透光性シート４の上において相対的に転動し、その外周面にはシート構体３が巻回されることにより装着が行われる。尚、シート構体３において、外部電極５，６はその表面に形成された接着層９を利用して外囲器１の外周面に接着されており、透光性シート４はそれの一方の面に形成された接着層９を利用して巻回時に外囲器１の外周面に接着されると共に、それぞれの端部４ａ，４ｂは図２に示すように第２の開口部８で重ね合わされて接着されている。
【００２５】
上述の希ガス放電灯ＤＬの外囲器１の構成部材としては、例えば１５０°Ｃにおける体積抵抗率が１×１０9Ωｃｍ以上であり、酸化珪素，酸化硼素を主成分とする鉛を含まない硼珪酸ガラス系（以下、便宜的にＢＦＫガラスと呼称する）が好適する。このＢＦＫガラスは、例えば酸化珪素（６７．６％），アルミナ（４％），酸化硼素（１８％），酸化ナトリウム（１％），酸化カリウム（８％），酸化リチウム（１％），酸化チタン（０．４％）などから構成されている。この他にも、鉛ガラスやバリウムガラスなどが適用できる。このバリウムガラスは、例えば珪酸，アルミナ，硼酸，カリウム，バリウム，カルシウムなどの酸化物などから構成されている。これらガラスの肉厚は０．２〜０．７ｍｍの範囲（好ましくは０．４〜０．７ｍｍの範囲）に設定されている。しかしながら、肉厚が０．４ｍｍ未満、特に０．２ｍｍ未満になると、外囲器１の機械的な強度が極端に低下するために、量産設備による生産工程でのガラス破損に伴う不良率が増加するようになるし、逆に、肉厚が０．７ｍｍを超えると、縞状の放電状態が目視され、アパーチャ部２ａから放出される光にチラツキが生ずることがある。従って、外囲器１の肉厚は上記範囲内に設定することが望ましい。尚、用途などによっては上記範囲を逸脱して使用することも可能である。
【００２６】
又、この外囲器１の内部空間にはキセノンガスを主成分とする希ガスが封入されており、その封入圧力は、例えば８３〜２００トルの範囲に設定されている。この範囲では始動特性，光出力（原稿面照度），チラツキに関する改善効果が得られる。しかしながら、封入圧力が８３トル未満になると、光出力に対する改善効果が不十分になるし、逆に、封入圧力が２００トルを超えると、始動特性が損なわれるのみならず、縞状の放電状態が目視され、アパーチャ部２ａから放出される光にチラツキが生ずることがある。従って、希ガスの封入圧力は上記範囲内に設定することが望ましい。尚、用途などによっては上記範囲を逸脱して使用することも可能である。
【００２７】
さらには、発光層２は、希ガス放電灯の用途によって、使用する蛍光体が１種のみにて構成されたり、２種以上を適宜に混合して構成されたりする。例えば三波長域発光形の場合には、例えば青色領域に発光スペクトルを有するユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体，緑色領域に発光スペクトルを有するセリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体，赤色領域に発光スペクトルを有するユーロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリウム蛍光体を混合してなる混合蛍光体にて形成され、その付着量は１ｃｍ2当たり５〜３０ｍｇの範囲に設定されている。この範囲では十分の光量（光出力）が得られるものの、その付着量が５ｍｇ未満になると、光量不足によって原稿面照度が不十分になるし、逆に、付着量が３０ｍｇを超えると、均質な発光層の形成が困難になる。従って、発光層２の付着量は上記範囲内に設定することが望ましい。
【００２８】
一方、パルス状の高周波電圧を発生する高周波電圧発生回路ＨＣは、図１に示すように、例えば一次コイルＬｐ，二次コイルＬｓ，励磁コイルＬｅを有する出力トランスＴＲと、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐに直列的に接続された第１のスイッチング素子Ｓ１及び抵抗よりなる電流検出回路Ｒ１の直列回路と、電流検出回路Ｒ１の検出信号に基づいて第１のスイッチング素子Ｓ１をオン状態からオフ状態に反転させる反転回路ＯＳと、出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅを含み、この励磁コイルＬｅに発生する電圧Ｖｅを自励的な駆動信号として第１のスイッチング素子Ｓ１に選択的に付与する駆動回路ＰＤＡと、第１のスイッチング素子Ｓ１に初期駆動用の駆動信号を付与する抵抗よりなる初期駆動回路Ｒ２と、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐの入力側とアースとの間に接続されたコンデンサＣＡとから構成されている。尚、第１のスイッチング素子Ｓ１はＦＥＴが好適するが、バイポーラトランジスタ，トライアック，ＳＣＲなどの半導体スイッチング素子も使用可能である。
【００２９】
この高周波電圧発生回路ＨＣにおいて、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐ，二次コイルＬｓ，励磁コイルＬｅのそれぞれの巻回方向（極性）は、例えば図１において黒丸で示すように設定されている。尚、黒丸側が巻き始め端であることを示している。この出力トランスＴＲの入力側（一次コイルＬｐ側）には直流電源ＥＢが、二次コイルＬｓ側には希ガス放電灯ＤＬの外部電極５，６がそれぞれ接続されている。特に、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの巻線比は、二次コイルＬｓに希ガス放電灯ＤＬの点灯に適切なパルス状の高周波電圧が発生するように設定されている。
【００３０】
上述の出力トランスＴＲの一次コイルＬｐに直列的に接続された第１のスイッチング素子Ｓ１のオフ期間は、出力トランスＴＲの二次コイルＬｓ側の実効インダクタンスと希ガス放電灯ＤＬが点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期以内、好ましくはランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間Ｔ2の間に設定されている。
【００３１】
又、高周波電圧発生回路ＨＣの初期駆動回路Ｒ２は、初期駆動時に、直流電源ＥＢから第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに付与される駆動信号に時間的な遅れが生ずるように、高い抵抗値を有する抵抗（Ｒ２）によって構成されている。この初期駆動回路（抵抗）Ｒ２の一端は直流電源ＥＢに、他端は後述する駆動回路ＰＤＡにおける単方向性素子Ｄ１の出力側（カソード側）と共に第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに接続されている。
【００３２】
又、高周波電圧発生回路ＨＣの反転回路ＯＳは、例えば電流検出回路Ｒ１の検出信号Ｖ1に基づいて第１のスイッチング素子Ｓ１をオン状態からオフ状態に反転させるように構成されており、具体的には第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートとアースとの間に接続された第２のスイッチング素子Ｓ２と、第２のスイッチング素子Ｓ２のベースと電流検出回路Ｒ１との間に接続された抵抗Ｒ３とから構成されている。尚、第２のスイッチング素子Ｓ２はそれのベース電圧が、電流検出回路Ｒ１での検出信号が一定の電流に対応する一定の電圧Ｖ1に達した際にオン動作するように構成（条件設定）されている。図示例の第２のスイッチング素子Ｓ２はバイポーラトランジスタが使用されているが、ＦＥＴ，サイリスタなどの適宜の半導体スイッチング素子も使用できる。
【００３３】
又、高周波電圧発生回路ＨＣの駆動回路ＰＤＡは、例えば出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅを含み、この励磁コイルＬｅに発生する電圧Ｖｅを自励的な駆動信号として第１のスイッチング素子Ｓ１に選択的に付与するように構成されており、具体的には出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅと、励磁コイルＬｅの巻き始め端に順方向に接続された単方向性素子Ｄ１と、単方向性素子Ｄ１に直列的に接続された抵抗Ｒ４とから構成されている。励磁コイルＬｅの巻き終り端は接地されており、巻き始め端と第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートとの間には単方向性素子Ｄ１，抵抗Ｒ４の直列回路が接続されている。尚、単方向性素子Ｄ１としてはダイオードが好適するが、バイポーラトランジスタなどの３端子素子をダイオード的に使用したりすることも可能である。
【００３４】
さらに、高周波電圧発生回路ＨＣにおいて、第１のスイッチング素子Ｓ１は、初期駆動後は駆動回路ＰＤＡからの駆動信号Ｖｅに基づいて自励的にスイッチング動作されるのであるが、それのオンデューティ比は５０％以上に、好ましくは６０％以上に設定されている。この理由は、第１のスイッチング素子Ｓ１がオフ状態からオン状態に移行する際に、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐにパルス的に流れるコイル電流に基づくランプ電流成分を、出力トランスＴＲの二次コイルＬｓ側の実効インダクタンスと希ガス放電灯ＤＬが点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流Ｉｂの自由振動において、ランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間Ｔ2に流れるランプ電流に有効に重畳させることができるからである。
【００３５】
このように構成された点灯装置は次のように動作する。まず、高周波電圧発生回路ＨＣの入力側に直流電源ＥＢから直流電力を供給すると、コンデンサＣＡは充電される。この状態において、直流電源ＥＢから直流電圧が初期駆動回路Ｒ２を介して第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに印加されると、第１のスイッチング素子Ｓ１はオン状態になり、以下、図６（ａ）に示すように時点ｔ1，ｔ2，ｔ3・・・で交互にオン，オフ動作が継続的に行なわれる。第１のスイッチング素子Ｓ１が図６（ａ）に示すように時点ｔ1にてオン状態になると、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐ，電流検出回路Ｒ１には同図（ｂ）に示すように時点ｔ1にてパルス的に電流（コイル電流ＩL）が流れた後に、ほぼ直線的に増加し、一次コイルＬｐには電磁エネルギーが蓄積される。
【００３６】
一方、図６（ｂ）に示すように時点ｔ1からコイル電流ＩLが流れることにより、出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅには同図（ｃ）に示すように時点ｔ1にて正の電圧Ｖｅが発生する。この電圧Ｖｅは単方向性素子Ｄ１，抵抗Ｒ４を介して第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに駆動信号として印加され、第１のスイッチング素子Ｓ１のオン状態が維持される。
【００３７】
次に、コイル電流ＩLが図６（ｂ）に示すように時点ｔ2にて一定の電流値に達すると、電流検出回路Ｒ１には一定値に達したコイル電流ＩLに対応する電圧Ｖ1が発生する。この検出電圧Ｖ1は反転回路ＯＳにおける抵抗Ｒ３を介して第２のスイッチング素子Ｓ２のベースに付与され、第２のスイッチング素子Ｓ２は同図（ｄ）に示すように時点ｔ2にてオン状態になる。これによって、第１のスイッチング素子Ｓ１は、そのゲートが接地レベル（ロウレベル）になることにより、同図（ａ）に示すように時点ｔ2にてオフ状態になる。これに伴い、出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅには同図（ｃ）に示すように時点ｔ2にて負の電圧（正の電圧に対して反対方向の電圧）Ｖｅが発生する。この電圧Ｖｅは単方向性素子Ｄ１によって阻止されるために、第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに印加されず、第１のスイッチング素子Ｓ１のオフ状態が維持される。この際に、第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートには初期駆動回路Ｒ２を介して電圧が印加されるものの、初期駆動回路Ｒ２，第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートを含む回路時定数が十分に大きく設定されているために、時点ｔ2〜時点ｔ3の期間内に第１のスイッチング素子Ｓ１が初期駆動回路Ｒ２によってオン状態になることはない。
【００３８】
このように第１のスイッチング素子Ｓ１が図６（ａ）に示すように時点ｔ2にてオフ状態になると、コイル電流ＩLも同図（ｂ）に示すように時点ｔ2において流れなくなる。この際に、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐに蓄積された電磁エネルギーの作用に基づき、二次コイルＬｓには一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの巻線比によるパルス状の高周波高電圧が発生し、希ガス放電灯ＤＬの外部電極５，６に印加される。そして、外部電極５，６間には放電が生起され、希ガス放電灯ＤＬは点灯状態になり、同図（ｅ）に示すようにほぼ時点ｔ2からランプ電流Ｉｂが流れると共に、希ガス放電灯ＤＬがコンデンサを形成する関係で同放電灯に電荷が蓄積される。ランプ電流Ｉｂが０になると、希ガス放電灯ＤＬに蓄積された電荷が再びランプ電流として跳ね返り期間Ｔ2に、最初の期間Ｔ1とは逆方向に流れるようになる。これに伴って、希ガス放電灯ＤＬは同図（ｆ）に示すように時点ｔ2から強い発光（φ）を呈する。
【００３９】
次に、跳ね返り期間Ｔ2に流れるランプ電流、具体的には時点ｔ3から流れるランプ電流成分に基づいて、出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅには図６（ｃ）に示すようにほぼ時点ｔ3にて再び正の電圧Ｖｅが発生する。この電圧Ｖｅは単方向性素子Ｄ１，抵抗Ｒ４を介して第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに駆動信号として印加される結果、第１のスイッチング素子Ｓ１は同図（ａ）に示すように時点ｔ3にて自励的に再びオン状態になる。この際に、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐには同図（ｂ）に示すように時点ｔ3にてパルス的な電流（コイル電流ＩL）が流れ、このコイル電流ＩLに基づいて出力トランスＴＲの二次コイルＬｓには電力が供給される関係で、跳ね返り期間Ｔ2に流れるランプ電流Ｉｂに同図（ｅ）において斜線で示すランプ電流Ｉｂｊが重畳されると共に、同図（ｆ）において斜線で示す光量φｊがランプ光量φに重畳される。
【００４０】
特に、図６（ａ）に示すように、第１のスイッチング素子Ｓ１がオフ状態からオン状態に反転する時点ｔ3が、出力トランスＴＲの二次コイルＬｓ側の実効インダクタンスと希ガス放電灯ＤＬが点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期内（好ましくはランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間Ｔ2）に設定されているために、上述の斜線で示す電流Ｉｂｊをランプ電流の自由振動成分に有効に重畳させることができる。以下、時点ｔ3以降も時点ｔ1〜ｔ3期間と同様な動作が継続的に繰り返し行なわれる。
【００４１】
この実施例によれば、出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅにはこの励磁コイルＬｅを含む単方向性素子Ｄ１，抵抗Ｒ４よりなる駆動回路ＰＤＡが設けられているために、第１のスイッチング素子Ｓ１のスイッチング動作に関連して、励磁コイルＬｅにはほぼ時点ｔ1，ｔ2，ｔ3・・・で極性が反転する電圧Ｖｅが誘起される。この電圧Ｖｅのうち、正の電圧Ｖｅだけが単方向性素子Ｄ１，抵抗Ｒ４を介して第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに駆動信号として付与されることになる。従って、第１のスイッチング素子Ｓ１はこのように選択された電圧Ｖｅが付与される度に自励的にオン状態になるために、点灯装置の回路構成を図９〜図１０に示す先行技術に比較して簡略化できる上、コストをも低減できる。
【００４２】
しかも、第１のスイッチング素子Ｓ１がオフ状態からオン状態に反転するタイミングにおいて、パルス的に流れるコイル電流ＩLに基づくランプ電流Ｉｂｊが跳ね返り期間Ｔ2における自由振動成分に重畳されるために、特別に出力トランスＴＲへの入力を増加しなくても、ランプ電流を有効に増加させることができ、これに伴って光量もφｊだけ増加させることができる。従って、光量を効果的に増加させることができる。
【００４３】
又、第１のスイッチング素子Ｓ１のオンデューティ比は５０％以上に、好ましくは６０％以上に、さらに好ましくは７０〜８０％程度に設定されているために、出力トランスＴＲの二次コイルＬｓ側の実効インダクタンスと希ガス放電灯ＤＬが点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期において、ランプ電流の流れる方向が反転する跳ね返り期間Ｔ2にランプ電流Ｉｂｊを自由振動成分に有効に重畳させることができる。しかしながら、オンデューティ比が５０％未満になると、ランプ電流の自由振動成分に有効に重畳できなくなり、光量の増加は期待できなくなる。従って、光量の増加を期待する場合には上記デューティ比に設定することが望ましい。
【００４４】
さらには、この点灯装置において、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐのインダクタンスをＬ、コイル電流をＩL、スイッチング周波数をｆとすると、入力側の電力Ｐは  Ｐ＝０．５Ｌ・ＩL2・ｆ  なる式で表される。この電力Ｐは出力トランスＴＲの一次コイルＬｐのインダクタンスＬが一定である上に、スイッチング周波数ｆの変動も比較的に少ないことから、コイル電流ＩLに依存することになる。従って、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐに流れるコイル電流ＩLは、電流検出回路Ｒ１，反転回路ＯＳとの協働作用に基づき、一定の電流値に達するように制御されるために、点灯装置の入力側における電力の、大雑把な定電力化が可能になる。
【００４５】
尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約されることなく、例えば第１のスイッチング素子のデューティ比は、用途などによっては５０％未満に設定することも可能である。又、点灯装置に組み込まれる希ガス放電灯において、外囲器に装着される絶縁部材は透光性シートの他に、熱収縮性樹脂チューブを適用したりすることもできるし、或いは省略することもできるし、発光層はアパーチャ部を省略して外囲器の内面全体に形成することもできるし、外部電極の側縁部に鋸歯状などの異形部を形成したりすることもできる。さらには、外部電極の形態において、帯状とは全体としての形態が帯状であることを意味し、側縁部や側縁部でない部分に異形部，孔などが存在したりするものも含まれるものとする。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、出力トランスの励磁コイルにはこの励磁コイルを含む単方向性素子，抵抗よりなる駆動回路が設けられているために、第１のスイッチング素子のスイッチング動作に関連して、励磁コイルには適宜のタイミングで極性の異なる電圧が誘起される。この電圧のうち、特定の極性の電圧だけが駆動回路を介して第１のスイッチング素子に駆動信号として付与されることになる。従って、第１のスイッチング素子はこのように選択された電圧が付与される度に自励的にオン状態になるために、点灯装置の回路構成を先行技術に比較して簡略化できる上、コストをも低減できる。
【００４７】
又、第１のスイッチング素子のオンデューティ比を５０％以上に設定すれば、出力トランスの二次コイル側の実効インダクタンスと希ガス放電灯が点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期において、ランプ電流の流れる方向が反転する跳ね返り期間にランプ電流を自由振動成分に有効に重畳させることができ、特別に出力トランスへの入力を増加しなくても、ランプ電流を有効に増加させることができ、これに伴って光量も有効に増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を示す点灯装置の電気回路図。
【図２】図１に示す希ガス放電灯の縦断面図。
【図３】図２に示す希ガス放電灯に適用したシート構体の展開図。
【図４】図３のＸ−Ｘ断面図。
【図５】図２に示す希ガス放電灯の製造方法を説明するための縦断面図。
【図６】図１の動作説明図であって、同図（ａ）は第１のスイッチング素子の動作タイミング図、同図（ｂ）は出力トランスの一次コイルに流れるコイル電流図、同図（ｃ）は駆動回路から第１のスイッチング素子に出力される駆動信号の出力タイミング図、同図（ｄ）は第２のスイッチング素子の動作タイミング図、同図（ｅ）はランプ電流図、同図（ｆ）は発光波形図。
【図７】先行技術にかかる希ガス放電灯の縦断面図。
【図８】先行技術にかかる希ガス放電灯の点灯装置の電気回路図。
【図９】先行技術にかかる他の希ガス放電灯の点灯装置の電気回路図。
【図１０】図９に示す駆動回路のブロック図。
【図１１】図９〜図１０の動作説明図であって、同図（ａ）は駆動回路の出力タイミング図、同図（ｂ）はスイッチング素子の動作タイミング図、同図（ｃ）はコイル電流図、同図（ｄ）はランプ電流図、同図（ｅ）は発光波形図。
【図１２】図１１の拡大図であって、同図（ａ）はスイッチング素子の動作タイミング図、同図（ｂ）はランプ電流図。
【符号の説明】
１  外囲器
２  発光層
２ａ  アパーチャ部
３  シート構体
４  透光性シート（絶縁部材）
５，６  外部電極
７  第１の開口部
８  第２の開口部
９  接着層
ＤＬ  希ガス放電灯
ＥＢ  直流電源
ＨＣ  高周波電圧発生回路
ＣＡ  コンデンサ
ＴＲ  出力トランス
Ｌｐ  一次コイル
Ｌｓ  二次コイル
Ｌｅ  励磁コイル
Ｓ１  第１のスイッチング素子
Ｒ１  電流検出回路
Ｒ２  初期駆動回路
ＯＳ  反転回路
Ｒ３  抵抗（反転回路）
Ｓ２  第２のスイッチング素子（反転回路）
ＰＤＡ  駆動回路
Ｄ１  単方向性素子（駆動回路）
Ｒ４  抵抗（駆動回路）
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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