(57)【要約】【課題】無効な電力を低減し、所定の効率を維持するとともに、複数の放電灯のちらつきを防止でき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】本発明は、複数の独立したインバータ回路１０、２０で複数本の放電灯LAMP1、LAMP2を同時に点灯させる放電灯点灯装置において、無効な電力を低減し、複数の放電灯LAMP1、LAMP2のちらつきを防止するため、各インバータ回路１０、２０のインバータトランスＴ1、Ｔ2の２次巻線３側に各出力を同期させる手段を設けた。各出力を同期させる手段は、電磁結合手段６や結線接続手段６ｂである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータトランスを有し、直流電源を高周波交流に変換して出力する複数のインバータ回路と、各インバータ回路におけるインバータトランスの２次巻線の出力端に接続された放電灯と、前記インバータトランスの２次巻線の出力線同士をトランス結合して、各出力を同期させる電磁結合手段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】
インバータトランスを有し、直流電源を高周波交流に変換して出力する複数のインバータ回路と、各インバータ回路におけるインバータトランスの２次巻線の出力端に接続された放電灯と、前記インバータトランスの２次巻線の出力端同士を接続して、各出力を同期させる結線接続手段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】
本発明は、複数本の放電灯を同時に点灯させる放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の独立したインバータ回路間の発振周波数を同一にし、発振周波数の差により生じていた複数の放電灯のちらつきをなくすため、発振周波数が同期するように追加巻線を設けたものが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１１５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示されたものは、インバータ回路の１次側に追加巻線を設けるものであり、ここで消費される電力は放電灯を点灯するためには直接使用されない無効な電力であり、効率の低下を来たし、トランスの発熱が増大する等の問題が生じていた。
【０００４】
本発明は、インバータ回路の２次側に各出力を同期させる手段を設けることにより、無効な電力を低減し、所定の効率を維持するとともに、複数の放電灯のちらつきを防止でき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】
【０００５】
本発明の放電灯点灯装置は、インバータトランスを有し、直流電源を高周波交流に変換して出力する複数のインバータ回路と、各インバータ回路におけるインバータトランスの２次巻線の出力端に接続された放電灯と、前記インバータトランスの２次巻線側に設けられた各出力を同期させる手段とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、無効な電力を低減し、所定の効率を維持するとともに、複数の放電灯のちらつきを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の第1の実施形態について図１及び図２を参照して説明する。図1は、放電灯点灯装置の回路図、図２は、スイッチング波形を示すタイムチャートである。図1に示す直流電源１には、同一構成の複数のインバータ回路１０、２０が接続されている。インバータ回路１０、２０は、コレクタ共振型のプッシュプルインバータである。
【０００８】
インバータ回路１０の直流電源１の両端には、ダイオードＤ1が接続されている。また、直流電源１の正極側電源線は、チョークコイルよりなるインダクタＬ1を介してインバータトランスＴ1の中間タップに接続されている。インダクタＬ1は、入力電流を安定化する機能をなす。インバータ回路１０は、インバータトランスＴ1と、このインバータトランスＴ1のインダクタ成分とＬＣ共振回路を構成する共振用コンデンサＣ1と、インバータトランスＴ1を駆動するためのスイッチング素子として特性が同じＮＰＮトランジスタＱ1、Ｑ2を備えている。インバータトランスＴ1は、入力側の1次巻線２、出力側の２次巻線３及び３次巻線４を有する。
【０００９】
トランジスタＱ1、Ｑ2は、それぞれのコレクタ、すなわち、Ｑ1のコレクタが1次巻線２の始端に接続され、Ｑ2のコレクタが1次巻線の終端に接続され、ベースが1次巻線の中間タップに起動抵抗Ｒ1、Ｒ2を介して共通接続されている。また、それぞれのエミッタは、負極側電源線に共通接続されている。さらに、トランジスタＱ1、Ｑ2のコレクタ間には、共振用コンデンサＣ1が接続されている。インバータトランスＴ1の３次巻線４の一端は、トランジスタＱ1のベースに接続され、他端は、トランジスタＱ2のベースに接続されており、３次巻線４に発生した電圧がトランジスタＱ1、Ｑ2のベースに帰還して印加されるようになっている。
【００１０】
インバータトランスＴ1の出力側の２次巻線３の始端と終端間には、バラスト用のコンデンサＣ3を介し、出力端子ＣＮ1を経由して、放電灯としての冷陰極放電ランプLAMP1が接続されている。なお、出力端子ＣＮ1と冷陰極放電ランプLAMP1間は、ワイヤハーネス５によって接続されている。以上のような構成は、インバータ回路２０についても同様であり、インバータ回路１０と同一部分には、同一又は相当符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１１】
インバータ回路１０、２０のインバータトランスＴ1、Ｔ2における２次巻線３、３の出力線同士、すなわち、２次巻線３、３の始端側のワイヤハーネス５ａ、５ａ同士がトランス結合して電磁結合手段６を構成している。具体的には、強磁性体からなるコアにインバータトランスＴ1側のワイヤハーネス５ａとインバータトランスＴ2側のワイヤハーネス５ａが複数回、それぞれ同一巻数で巻かれて結合している。したがって、巻線比は、１：１の関係である。なお、電磁結合手段６には、コアのない空芯トランス結合を用いてもよい。
【００１２】
このように構成された放電灯点灯装置の動作の概要を説明する。まず、インバータ回路１０について説明する。直流電源１が投入されると、インダクタＬ1を介して直流電源１から出力された電圧が起動抵抗Ｒ1、Ｒ2、を通してトランジスタＱ1、Ｑ2のベースに印加される。すると、トランジスタＱ1、Ｑ2のいずれか一方が導通状態になる。この導通状態となったトランジスタＱ1、Ｑ2によりインバータトランスＴ1の1次巻線２に電流が流れる。この電流により3次巻線４に発生する電圧は、トランジスタＱ1、Ｑ2のうち導通状態となっているものを遮断状態に移行させ、遮断状態となっているものを導通状態に移行させる向きとなる。したがって、インバータトランスＴ1のインダクタ成分と共振用コンデンサＣ1で構成されるＬＣ共振回路の作用でトランジスタＱ1、Ｑ2は、共振周波数で交互に導通することを繰り返す。これにより直流電源１が変換され、インバータトランスＴ1の２次巻線３の両端に５５ＫＨｚの正弦波状の交流の高周波高電圧が発生し、冷陰極放電ランプLAMP1を点灯動作させる。
【００１３】
以上の動作は、インバータ回路２０においても同様である。ここで、各インバータ回路１０、２０は、電磁結合手段６によってトランス結合しているので、各インバータ回路１０、２０の出力を同期するように作用させることができる。つまり、電磁結合手段６による電磁誘導作用で各インバータトランスＴ1、Ｔ2の2次巻線３、３より、このコアを介して1次巻線２、２及び３次巻線４、４に同期した同一周波数の電圧が伝播される。これによって、インバータトランスＴ1、Ｔ2の１次側も同期した共振周波数で動作することとなる。結果的に、各出力を同期させることができ、各冷陰極放電ランプLAMP1、LAMP2を同期した交流でちらつくことなく点灯させることができる。
【００１４】
因みに、上記各インバータ回路１０、２０の同期状態を日本テクトロニクス社製オシロスコープＴＤＳ３０３２を用いて追試した結果を図２において説明する。図は、インバータトランスＴ1、Ｔ2のスイッチング波形において、差の周波数を計算させ、その差の周波数を表したタイムチャートである。図２（ａ）は電磁結合手段６を用いない従来のインバータ回路のスイッチング波形であり、実際にはインバータトランスＴ1、Ｔ2の間に４５９Ｈｚの差の周波数が生じており、この差が波形の変化で表わされている。一方、図２（ｂ）は電磁結合手段６を用いた本実施形態のインバータトランスＴ1、Ｔ2のスイッチング波形であり、周波数に差がなく、これがフラットな包絡線で表わされている。
【００１５】
以上のように本実施形態によれば、簡単な構成により、無効な電力を低減し、所定の効率を維持するとともに、複数の放電ランプのちらつきを防止できる。
【００１６】
次に、上述の第１の実施形態の変形例を図３及び図４を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。図３は、放電灯点灯装置の回路図、図４は、電磁結合手段を示す一部斜視図である。図３に示すように第１の実施形態とは、電磁結合手段が異なる。本例では、電磁結合手段６ａを各インバータ回路１０、２０のインバータトランスＴ1、Ｔ2における２次巻線３、３の始端側のワイヤハーネス５ａ、５ａ同士を密着又は接近させて構成したものである。これにより、ワイヤハーネス５ａ、５ａを流れる電流によって生じる相互の電磁誘導作用で各インバータ回路１０、２０の出力の同期をとることができる。
【００１７】
図４において、基板３０には、冷陰極放電ランプLAMP1、LAMP2が搭載されている。この冷陰極放電ランプLAMP1、LAMP2は、ワイヤハーネス５によって入力端子ＣＮ1、ＣＮ2に接続されている。具体的には、ワイヤハーネス５は、冷陰極放電ランプLAMP1、LAMP2の電極と接続されるソケット５ｂ-1、５ｂ-2を有しており、このソケット５ｂ-1、５ｂ-2からケーブル５ｃ-1、５ｃ-2が導出されている。そして、各ケーブル５ｃ-1、５ｃ-2同士は、テープ状の結束部材５ｄによって、密着するように束ねられている。このような構成により電磁結合手段６ａを形成している。したがって、本例によれば、上述の第１の実施形態と同様な動作をなし、同様な効果を奏することができる。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施形態について図５の放電灯点灯装置の回路図を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。第１の実施形態と異なるのは、各インバータ回路１０、２０のインバータトランスＴ1、Ｔ2における２次巻線３、３の出力端同士を接続して、結線接続手段６ｂを構成した点である。この結線接続手段６ｂは、具体的には、２次巻線３、３の出力端同士を電気的に接続するケーブルである。
【００１９】
本実施形態によれば、各インバータ回路１０、２０の２次巻線３、３の出力端は、結線接続手段６ｂによって結線されているので、各出力端が同電位になり、この出力が各インバータトランスＴ1、Ｔ2の2次巻線３、３のコアを介して1次巻線２、２及び３次巻線４、４に同期した同一周波数の電圧として伝播される。よって、第1の実施形態と同様な動作をなし、各冷陰極放電ランプLAMP1、LAMP2を同期した交流でちらつくことなく点灯させることができる。
【００２０】
なお、本発明の放電灯点灯装置は、複写機、ファクシミリ、スキャナ等の画像読取装置に用いられる放電灯や液晶モニタ、液晶テレビジョン等のバックライト装置に用いられる放電灯の点灯装置に適用することができる。また、勿論、放電灯の数は２本に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の放電灯点灯装置の第1の実施形態を示す回路図である。
【図２】スイッチング波形を示すタイムチャートである。
【図３】第１の実施形態の変形例を回路図である。
【図４】電磁結合手段を示す一部斜視図である。
【図５】本発明の放電灯点灯装置の第２の実施形態を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２２】
１・・・直流電源、３・・・２次巻線、６・・・電磁結合手段、６ｂ・・・結線接続手段、１０、２０・・・インバータ回路、Ｔ1、Ｔ2・・・インバータトランス、LAMP1、LAMP2・・・放電灯（冷陰極放電ランプ）
【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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