(57)【要約】【課題】異なる同期信号の情報に基づくランプ点灯させた場合でも、それぞれの同期信号で生じた照度の違いを補正して異なる同期信号の場合でも照度を一定にする。【解決手段】制御回路１２から出力される駆動信号ａに基づき、コンバータ１３のスイッチング素子Ｑをスイッチングさせて入力した直流電源１１の電圧を所望の直流電圧に変換させて出力する。コンバータ１３の出力電圧を、駆動パルスｇ，ｇ’に基づき、インバータ１５のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３をスイッチングさせて交流電圧に変換し、放電灯１６に供給する。読み取り用の異なる同期信号ｅが供給された場合に、制御回路１２からインバータ１３を制御する駆動パルスｇ，ｇ’の制御を行い、異なる同期信号の場合でも放電灯１６の照度の一定化を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性バルブに対向配置された電極に電力を供給し、前記バルブ内の封入された放電媒体を放電させ点灯させる放電灯の点灯装置おいて、
駆動信号に基づきスイッチング素子をスイッチングさせて入力した直流電圧を所望の直流電圧に変換して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力電圧を駆動パルスに基づきスイッチング素子をスイッチングさせて交流電圧に変換し、前記放電灯に供給するインバータと、
読み取り用の異なる同期信号が供給された場合に、前記インバータの駆動パルスの制御を行い、前記放電灯の照度を一定にする制御回路と、を具備したことを特徴する放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記同期信号の１周期に発生する前記駆動パルスの個数が偶数の場合は、奇数個に変換した駆動パルスで前記インバータを制御することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記同期信号の異なる周期を検出し、１周期当りに前記インバータのスイッチング素子に供給する駆動パルスを予め設定した回数印加したことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記同期信号の異なる周期を検出し、前記コンバータのスイッチング素子をスイッチングさせる駆動信号のデューティを制御して前記インバータの出力を制御した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】
この発明は、複写機、スキャナー等の読み取り用光源として用いる外面電極蛍光ランプ等のような容量性を有する放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の同期信号を使用し色度を安定させる機能を備えた放電灯点灯装置は、インバータを構成するハーフブリッジを駆動パルスで駆動している。ハーフブリッジは、スイッチング用のスイッチ素子を用い、スイッチ素子の制御端子を同期信号に基づく期間で交互にオン／オフ制御することにより、イメージセンサに与える読取同期信号に基づく期間内に、放電灯の駆動パルス数が一定になるようにしている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００５−１０９５９１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１の技術は、異なる同期信号を制御回路の制御端子から供給し、異なる同期信号であっても制御回路から出力されたる駆動パルスのオン／オフを一致させることにより発振を休止させるポイントを異なる同期信号に同一させることは困難である。異なる同期信号によってランプ電流の波形が異なると照度に差が生じてしまう、という問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、異なる同期信号が入力された場合であっても一定の照度を得ることができるランプ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】
【０００５】
上記した課題を解決するために、この発明の放電灯点灯装置は、透光性バルブに対向配置された電極に電力を供給し、前記バルブ内の封入された放電媒体を放電させ点灯させる放電灯の点灯装置おいて、駆動信号に基づきスイッチング素子をスイッチングさせて入力した直流電圧を所望の直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの出力電圧を駆動パルスに基づきスイッチング素子をスイッチングさせて交流電圧に変換し、前記放電灯に供給するインバータと、読み取り用の異なる同期信号が供給された場合に、前記インバータの駆動パルスの制御を行い、前記放電灯の照度を一定にする制御回路と、を具備したことを特徴する。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、異なる同期信号の情報に基づくランプ点灯させた場合でも、それぞれの同期信号で生じた照度の違いを補正し、どの同期信号でも照度を一定にすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
図１は、この発明の放電灯点灯装置に関する第１の実施形態について説明するための回路構成図である。
【０００９】
図１において、１１は例えば２４Ｖの直流電源であり、直流電源１１の負極は接地し、正極は電解コンデンサＣ１を介して接地するとともに、例えばマイコンで構成される制御回路１２の電源とするとともにコンバータ１３を構成するチョークコイルＬの一端に接続する。
【００１０】
コンバータ１３は、チョークコイルＬの他端をダイオードＤのアノードに接続するとともに、ソースが接地されたＭＯＳ型ＦＥＴを用いたスイッチ素子Ｑ１のドレインに接続する。スイッチ素子Ｑ１のゲートは抵抗Ｒ１を介してスイッチ素子Ｑ１のソースに接続する。ダイオードＤのカソードはコンデンサＣ２を介して接地する。
【００１１】
コンバータ１３の出力端であるダイオードＤとコンデンサＣ２の接続点は、抵抗Ｒ２，Ｒ３で構成する電圧検出部１４の抵抗Ｒ２の一端に接続するとともに、放電ランプ１６の駆動電圧を生成する手段であるインバータ１５を構成するトランスＴＲの１次側コイルＬ１，Ｌ２の接続点に接続する。１次側コイルＬ１，Ｌ２の他端は、例えばＭＯＳ型ＦＥＴを組み合わせたソースが接地されたハーフブリッジを構成するスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３のドレインにそれぞれ接続する。電圧検出部１４の抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点は、電圧検出信号として制御回路１２に供給する。
【００１２】
トランスＴＲは、コンバータ１３から出力される直流電圧を、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３の制御に基づき交流電力に変換させ、コイルＬ１，Ｌ２より巻線数の多い２次側のコイルＬ３から高圧に変換させて矩形波状の高周波電圧を放電ランプ１６に供給している。放電ランプ１６は、例えば内部に希ガスを主体とする放電媒体が封入された石英ガラス製のバルブの内面または外面に配設された一対の電極を備えた外面電極型である。
【００１３】
制御回路１２には同期信号が制御端子Ｔｃから供給される。同期信号は、放電ランプ１６を例えばカラーあるいはモノクロ複写における画像の読み取り周期に対応した照度に切り換えるもので、周波数はモノクロの場合が高く、カラーの場合が低い設定となっている。制御回路１２は、制御端子Ｔｃに供給された同期信号に基づき、コンバータ１３のスイッチ素子Ｑ１のオンデューティを制御する制御信号を出力する。
【００１４】
さらに、制御回路１２は、ドライバ１８に制御信号を供給し、インバータ１５のスイッチ素子Ｑ２とＱ３を交互にオンオフさせる駆動パルスを出力している。スイッチ素子Ｑ２とＱ３が交互にオンオフすることで交流に変換し、２次側のコイルＬ３から高い交流電圧を誘起させ、この交流電圧で放電ランプ１６を点灯させている。
【００１５】
次に、コンバータ１３の動作について、図２のタイミングチャートを参照しながら説明する。  
制御回路１２から図２（ａ）に示す駆動信号ａがコンバータ１３のスイッチ素子Ｑ１のゲートに供給されると、スイッチ素子Ｑ１は、オンオフ動作が行われる。スイッチ素子Ｑ１がオンしたときにチョークコイルＬにエネルギーを蓄積し、オフした瞬間に、蓄積されたエネルギー移行が負荷側に行われ、図２（ｂ）に示す例えば５倍程度に昇圧された電圧出力ｂが得られる。移行したエネルギーは、ダイオードＤとコンデンサＣ２により整流され、コンバータ１３の出力として図２（ｄ）に示す直流の出力電圧Ｖｄが得られる。出力電圧Ｖｄは、図２（ｂ）の電圧出力ｂのデューティにより異なってくる。つまり、電圧出力ｂのパルス幅が狭いと出力電圧Ｖｄは大きく、パルス幅が広いと出力電圧Ｖｄは小さい値となる。なお、図２（ｃ）は図２（ｂ）の電流波形を示す。
【００１６】
次に、図１の制御回路１２の制御端子Ｔｃに同期信号ｅが供給された場合の動作について、図３のフローチャートおよび図４、図５の説明図とともに説明する。
【００１７】
先ず、制御回路１２は、同期信号ｅが制御端子Ｔｃから供給されたかを判断し（Ｓ１）、同期信号ｅが供給された場合、同期信号ｅがカラー（ｅ１）であるかモノクロ（ｅ２）であるかの判断を行う（Ｓ２）。
【００１８】
同期信号ｅがカラーｅ１であった場合の制御回路１２は、予めカラー用に設定されたデューティの図２（ａ）の駆動信号ａをスイッチ素子Ｑ１のゲートに供給し（Ｓ３）、スイッチ素子Ｑ１をオンオフ制御する。コンバータ１３から同期信号ｅのデューティに基づいた直流電圧Ｖｄを出力し（Ｓ４）、インバータ１５のトランスＴＲの１次側コイルＬ１，Ｌ２に供給する。ここでの直流電圧Ｖｄは、図４のＶｄ１に相当する。
【００１９】
同時に制御回路１２は、駆動回路１７に対して制御信号を供給し、出力からスイッチ素子Ｑ２とＱ３を交互にオンオフさせる駆動パルスｇ，ｇ’を出力する（Ｓ５）。インバータ１５から直流電圧Ｖｄ１に相当のランプ電流を出力し（Ｓ６）、このランプ電流で放電ランプ１６を駆動し、図５の破線で示すカラー照度を、実線に示すモノクロと同じ照度に上昇させ修正する（Ｓ７）。
【００２０】
同期信号ｅがモノクロｅ２であった場合の制御回路１２は、予めモノクロ用に設定されたデューティの図２（ａ）の駆動信号ａをスイッチ素子Ｑ１のゲートに供給し（Ｓ８）、スイッチ素子Ｑ１をオンオフ制御する。コンバータ１３から同期信号ｅのデューティに基づいた直流電圧Ｖｄを出力し（Ｓ９）、インバータ１５のトランスＴＲの１次側コイルＬ１，Ｌ２に供給する。ここでの直流電圧Ｖｄは、図４のＶｄ２に相当する。
【００２１】
同時に制御回路１２は、駆動回路１７に対して制御信号を供給し、出力からスイッチ素子Ｑ２とＱ３を交互にオンオフさせる駆動パルスｇ，ｇ’を出力する（Ｓ１０）。インバータ１５から直流電圧Ｖｄ２に相当のランプ電流を出力し（Ｓ１１）、このランプ電流で放電ランプ１６を駆動し、図５の実線に示す照度での点灯を行う（Ｓ７）。
【００２２】
このように、同期信号がカラーであった場合は、コンバータ１３の出力電圧を上昇させて放電ランプ１６の照度を上昇させ、モノクロであった場合の放電ランプ１６の照度を合わせるような光量に制御を行う。
【００２３】
この実施形態では、カラーとモノクロで異なる同期信号で生成されるコンバータの出力直流電圧を同様の値に制御することにより、放電ランプの光量をほぼ一定にすることが可能となる。
【００２４】
なお、この実施形態では、同期信号がカラーの場合に放電ランプの光量を上げるようにしたが、逆にカラーの光量をモノクロに合うような光量の制御を行っても構わない。さらに、カラーとモノクロの中間をとるやり方でも構わない。
【００２５】
図６、図７は、この発明の放電灯点灯装置に関する他の実施形態について説明するためのもので、図６はフローチャート、図７は同期信号がモノクロの場合のタイミングチャートである。以下、図６、図７について図１を参照しながら説明する。
【００２６】
先ず、制御回路１２は、同期信号ｅが制御端子Ｔｃから供給されたかを判断し（Ｓ１）、同期信号ｅが供給された場合、同期信号ｅの同期中に入る駆動パルスｇ（ｇ’）数が奇数か偶数かの判断を行う（Ｓ２）。
【００２７】
ステップＳ２において、図７（ｅ）に示す同期信号ｅに基づく駆動パルスｇ（ｇ’）が偶数であったと判断すると、制御回路１２は、同期信号ｅのデューティを延ばし（Ｓ３）、図７（ｅ’）の同期信号（ｅ’）を駆動回路１７に供給する（Ｓ４）。駆動回路１７では、同期信号ｅ’に基づきスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を駆動する駆動パルスとして図７に示すｇｇ（ｇｇ’）を出力し（Ｓ５）、インバータ１５から図７（ｉ）に示すランプ電流ｉを出力する。
【００２８】
ところで、偶数の駆動パルスでスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３を駆動した場合に、ランプ電流ｉを示す図７（ｉ）の＋側電流ピーク値Ａと−側電流ピーク値Ｂが違うことにより、オン／オフのタイミングで同期が＋側に入るか−側に入るかにで、奇数の駆動パルスとの間に差が生じる。しかし、異なる同期信号ｅに関係なく、駆動パルスを奇数にすることにより、ランプ電流ｉの波高値の違いで生じる照度変動を抑えることができる。
【００２９】
この実施形態では、制御回路で同期信号の周波数を判別し、偶数パルスになる周波数の場合には制御回路から出力される駆動パルスのデューティを変えて発振休止期間を延ばし強制的に奇数の駆動パルスとすることで、異なる周波数の同期信号に対しても、放電ランプの照度一定化を図ることができる。
【００３０】
図８、図９は、この発明の放電灯点灯装置に関する第３の実施形態について説明するための、図８はフローチャート、図９はタイミングチャートである。以下、図８、図９について図１とともに説明する。
【００３１】
この実施形態は、異なる同期信号を検出し、検出結果に基づきインバータを制御する駆動パルスを変更することで、放電ランプの照度を一定しようとしたものである。
【００３２】
すなわち、制御回路１２に供給される同期信号ｅが供給されると（Ｓ１）、カラーかモノクロかを検出し（Ｓ２）する。
【００３３】
ステップＳ２でカラーと判断されると、図９（ｂ）に示す駆動パルスｇ／ｇ’を生成し、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３を駆動する（Ｓ３）。インバータ１５からは、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３を駆動する駆動パルスｇ／ｇ’に対応したランプ電流ｉを出力し、放電ランプ１６を駆動する（Ｓ４）。
【００３４】
ステップＳ２でモノクロと判断されると、図９（ｄ）に示す駆動パルスｇ／ｇ’を生成し、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３を駆動する（Ｓ５）。インバータ１５からは、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３を駆動する駆動パルスｇ／ｇ’に対応したランプ電流ｉを出力し、放電ランプ１６を駆動する（Ｓ４）。
【００３５】
このように、周期の異なる同期信号であっても、インバータを駆動する駆動パルスを制御することで、放電ランプの照度を一定にすることができる。
【００３６】
この実施形態では、異なる読み取り用の同期信号の検出を行い、検出結果に基づいた放電ランプの照度の出力を得ることができことから、放電灯の点灯装置の共通化を図ることができる。
【００３７】
図１０は、この発明の放電灯点灯装置に関する第４の実施形態について説明するためのフローチャートである。図１０について図１、図２とともに説明する。
【００３８】
この実施形態は、異なる同期信号を検出し、検出結果に基づきコンバータを制御する駆動信号を変更することで、放電ランプの照度を一定化しようとするものである。
【００３９】
図１０において、制御回路１２に供給される同期信号ｅが供給されると（Ｓ１）、カラーかモノクロかを検出し（Ｓ２）する。
【００４０】
ステップＳ２でカラーと判断されると、制御回路１２はオンデューティの広い駆動信号ａを出力し、コンバータ１３のスイッチ素子Ｑ１をオンオフさせる。このとき駆動信号ａに対応した値の直流電圧Ｖｄを生成し（Ｓ４）、コンバータ１３からインバータ１５に供給される。
【００４１】
インバータ１５は、カラーの読み取り用の同期信号ｅに基づいた駆動パルスｇ，ｇ’でスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３を駆動し、インバータ１５に供給される直流電圧Ｖｄとにより、ランプ電流ｉを出力し、放電ランプ１６を点灯させる（Ｓ５）。
【００４２】
ステップＳ２でモノクロと判断されると、制御回路１２はオンデューティの狭い駆動信号ａを出力し、コンバータ１３のスイッチ素子Ｑ１をオンオフさせる。このとき駆動信号ａに対応した値の直流電圧Ｖｄを生成し（Ｓ６）、コンバータ１３からインバータ１５に供給される。
【００４３】
インバータ１５は、カラーの読み取り用の同期信号ｅに基づいた駆動パルスｇ，ｇ’でスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３を駆動させ、インバータ１５に供給される直流電圧Ｖｄとにより、ランプ電流ｉを出力し、放電ランプ１６を点灯させる（Ｓ７）。
【００４４】
この実施形態でも、異なる読み取り用の同期信号の検出を行い、検出結果に基づいた放電ランプの照度の出力を得ることができことから、放電灯の点灯装置の共通化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の放電灯点灯装置に関する第１の実施形態について説明するための回路構成図。
【図２】図１の動作について説明するためのタイミングチャート。
【図３】図１の動作について説明するためのフローチャート。
【図４】図１の動作について説明するための説明図。
【図５】図１の動作について説明するための説明図。
【図６】この発明の第２の実施形態について説明するためのフローチャート。
【図７】この発明の第２の実施形態について説明するためのタイミングチャート。
【図８】この発明の第３の実施形態について説明するためのフローチャート。
【図９】この発明の第３の実施形態について説明するためのタイミングチャート
【図１０】この発明の第４の実施形態について説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００４６】
１１  直流電源
１２  制御回路
１３  コンバータ
１４  電圧検出部
１５  インバータ
１６  放電ランプ
１７  駆動回路
Ｑ１〜Ｑ３  スイッチ素子
【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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