(57)【要約】【課題】高圧放電灯の始動時に可飽和リアクトルの影響を排除することで、放電灯の始動成功確率の向上を実現する。【解決手段】始動時にスイッチ素子Ｑ１をオンさせて、可飽和リアクトルＬｓの主コイルＬｂをショートさせ、放電灯ＬＰを始動させるのに必要なランプ電流を確保でき、放電灯ＬＰの始動性を向上させることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と、
前記交流電源の電圧を１次側に供給し、巻線比で昇圧または降圧させた交流電圧を２次側に取り出すトランスと、
前記交流電源に基づき始動時に高圧パルス電圧を生成するイグナイタと、
前記トランスの２次側に前記イグナイタの出力側とともに直列接続された高圧放電灯と、
前記トランスの２次側の一端および前記イグナイタ間に主コイルが直列接続された可飽和リアクトルと、
前記可飽和リアクトルの励磁コイルに直流電流を供給する直流電源と、
前記放電灯の始動時に、前記可飽和リアクトルの主コイルをショートさせ、始動時に必要な前記放電灯に電力を供給するスイッチ素子とを具備したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記可飽和リアクトルの主コイルがショートしているときは、該可飽和リアクトルの励磁力コイルに前記直流電源を印加しないようにしたことを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記トランスの入出力側の電圧を検出した結果および該トランスの出力側の電流を検出した結果に基づき、前記高圧放電灯の電力を制御する制御回路を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記制御回路に調光信号を供給し、該制御回路から出力される制御信号に基づき前記直流電源から出力される直流電流を制御し、前記高圧放電灯を調光させたことを特徴とする請求項３記載の高圧放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば紫外線硬化印刷装置に用いられる紫外線照射用ランプを駆動させる高圧放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高圧放電灯点灯装置では、銅鉄型トランスを用いた場合、入力電圧が±５％変動すると出力が±１０％変動する等の問題がある。そのため、高圧放電等点灯装置では、入出力変動に対して安定した光出力を得るためのレギュレート性が求められる。また、要求としては、高圧放電灯の始動性を求められることが多い。
【０００３】
例えば、特許文献１では、放電灯に直列接続される可飽和リアクトルおよび第１のインダクタと、放電灯に並列接続されたコンデンサおよび第２のインダクタとを設けて、可飽和リアクトルを、始動動作時には非飽和状態としてランプ電流を制限し、点灯動作時には飽和状態させることにより、インバータを構成するスイッチ素子に負担をかけることなく高電圧を発生させ、放電灯を点灯させている。さらに、点灯動作時に可飽和リアクトルを飽和状態とし、その調整機能を持たせることによって、電力レギュレート機能をも実現させている。
【特許文献１】特開平７−１４６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１を銅鉄型トランスを用いた点灯装置に応用した場合、入出力変動に対するレギュレート機能を実現可能と容易に考えられる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、放電灯が不点灯状態のときに可飽和リアクトルを非飽和状態としインピーダンスを高くしている。この状態でたとえばイグナイタから高圧パルス電圧を放電灯に印加し始動をおこなう点灯装置の場合、絶縁破壊を起こさせたときは、可飽和リアクトルの高いインピーダンスによって、絶縁破壊後に放電を成長させるための電流が制限されるため、放電灯を点灯させるのに必要なエネルギーが供給されなくなり始動を失敗する可能性がある。すなわち、可飽和リアクトルの存在が始動性を悪化させる、という問題が引き起こることになる。
【０００６】
この発明の目的は、放電灯の始動時に可飽和リアクトルをバイパスさせる経路を持たせて始動性の向上を図り、かつ可飽和リアクトルによって入出力変動に対し高いレギュレート性を具備した高圧放電灯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】
【０００７】
上記した課題を解決するために、この発明の高圧放電灯点灯装置は、交流電源と、前記交流電源の電圧を１次側に供給し、巻線比で昇圧または降圧させた交流電圧を２次側に取り出すトランスと、前記交流電源に基づき始動時に高圧パルス電圧を生成するイグナイタと、前記トランスの２次側に前記イグナイタの出力側とともに直列接続された高圧放電灯と、前記トランスの２次側の一端および前記イグナイタ間に主コイルが直列接続された可飽和リアクトルと、前記可飽和リアクトルの励磁コイルに直流電流を供給する直流電源と、前記放電灯の始動時に、前記可飽和リアクトルの主コイルをショートさせ、始動時に必要な前記放電灯に電力を供給するスイッチ素子とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、始動時に可飽和リアクトルをバイパスさせる経路を持たせたことで、始動性の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
【００１０】
図１は、この発明の高圧放電灯点灯装置に関する一実施形態について説明するための回路構成図である。  
１１は、例えば２００Ｖの交流電源であり、この電源１１は、スイッチＳＷを介して電源トランスＴＲの１次側コイルＬ１に供給する。電源１１間には交流電圧を直流電圧に変換するとともに入力電圧を検出する入力電圧検出部１２に接続する。入力電圧検出部１２の出力からは、入力電圧検出信号Ｖｄｉとして制御回路１３に供給する。電源１１は始動時に高圧パルス電圧を発生させるイグナイタ１４に供給する。
【００１１】
電源トランスＴＲの２次側コイルＬ２の一端は、可飽和リアクトルＬｓの主コイルＬｂ、パルストランスＴｐの出力側コイルＬｄをそれぞれ介して放電灯ＬＰの一方の電極に接続する。電源トランスＴＲの２次側コイルＬ２の他端は、直流電流を検出する電流検出回路１５を介して放電灯ＬＰの他方の電極に接続する。電流検出回路１５で検出された電流検出信号Ｉｄは制御回路１３に供給する。可飽和リアクトルＬｓ以降の交流電圧を直流電圧に変換するとともに出力電圧を検出する出力電圧検出部１６に接続する。出力電圧検出部１６で検出された出力電圧検出信号Ｖｄｏは、制御回路１３に供給する。
【００１２】
さらに、可飽和リアクトルＬｓの主コイルＬｂの一端およびパルストランスＴｐの出力側コイルＬｄの一端間と電流検出回路１５および放電灯ＬＰとの間にはコンデンサＣが接続される。このコンデンサＣは、高パルスを前段側に流れ込まないようにするバイパスの働きと始動時のエネルギーを供給する働きを備えている。
【００１３】
制御回路１３の制御端子１７には調光させるための調光信号が供給される。直流電源１８は制御回路１３から出力される制御信号Ｃａに基づく直流電流を可飽和リアクトルＬｓの励磁コイルＬａに供給する。制御回路１３の制御信号Ｃｂは、例えばＣＭＯＳ型ＦＥＴによるスイッチ素子Ｑ１のゲートに供給する。スイッチ素子Ｑ１のドレインとソースは可飽和リアクトルＬｓの主コイルＬｂの両端に並列的に接続される。さらに、制御回路１３から出力される制御信号Ｃｃはイグナイタ１４に供給し、イグナイタ１４を例えば２秒間駆動させる制御を行う。
【００１４】
このように構成された回路構成の動作について説明する。先ず、スイッチＳＷをオンすると、２００Ｖの電源１１に基づき、放電灯ＬＰに例えば３００Ｖの無負荷電圧を印加する。このときコンデンサＣに電荷をチャージさせる。
【００１５】
次に、制御回路１３から制御信号Ｃｃをイグナイタ１４に供給してイグナイタ１４を動作させる。イグナイタ１４はパルストランスＴｐの出力側コイルＬｄに例えば２秒間だけ高圧パルス電圧を発生させて放電灯ＬＰに供給する。放電灯ＬＰでは高圧のパルス電圧により絶縁破壊を起こさせ放電灯ＬＰを始動する。
【００１６】
このとき、スイッチ素子Ｑ１は制御回路１３からの制御信号Ｃｂによりオンの状態にあり、可飽和インダクタＬｓをショートさせた状態でイグナイタ１４を動作させている。２秒後に制御回路１３から制御信号Ｃａをイグナイタ１４に供給し、イグナイタ１４を停止させる。
【００１７】
イグナイタ１４の停止後に制御回路１３は、スイッチ素子Ｑ１をオフさせ、直流電源１８から直流電流を可飽和リアクトルＬｓの励磁コイルＬａに供給し、可飽和リアクトルＬｓを飽和させ、可飽和リアクトルＬｓの主コイルＬｂのインピーダンスを小さくさせる。主コイルＬｂのインピーダンスを小さくなると、放電灯ＬＰに大きな電流が流れ放電灯ＬＰの点灯を維持する。
【００１８】
このとき、制御回路１３には、入力電圧検出部１２から入力電圧検出信号Ｖｄｉが、出力電圧検出部１６から出力電圧検出信号Ｖｄｏが、電流検出回路１５から電流検出信号Ｉｄがそれぞれ供給される。
【００１９】
これら入力電圧検出信号Ｖｄｉ、出力電圧検出信号Ｖｄｏおよび電流検出信号Ｉｄに基づき制御回路１３では、図２の実線で示すように放電灯ＬＰの電力が一定となる制御動作をさせることができる。
【００２０】
調光を行う場合は、制御端子１７を介して制御回路１３に調光信号を供給する。制御回路１３では、調光信号に基づいた制御信号Ｃａを直流電源１８に供給し、直流電源１８から出力される直流電流を可変させて可飽和リアクトルＬｓの励磁コイルＬａに供給する。これにより、可飽和リアクトルＬｓの主コイルＬｂのインピーダンスが変化することで、放電灯ＬＰの調光を実現することができる。
【００２１】
このように、始動時にスイッチ素子Ｑ１をオンさせて、可飽和リアクトルＬｓの主コイルＬｂをショートさせ、放電灯ＬＰを始動させるのに必要なランプ電流を確保でき、放電灯ＬＰの始動性を向上させることが可能となる。
【００２２】
また、制御回路１３は、電流検出回路１５からの電流検出信号Ｉｄによって、放電灯ＬＰの点灯状態、不点灯状態を判別可能となる。
【００２３】
図３は、この発明の高圧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回路構成図である。図中、図１と同一の構成部分には同一の符号を付してここでは異なる部分について説明する。
【００２４】
この実施形態は、直流電源１８の一方の出力は、例えばＣＭＯＳ型ＦＥＴによるスイッチ素子Ｑ２のドレイン、ソースを介して可飽和リアクトルＬｓの励磁コイルＬａの一端に接続する。また、直流電源１８の他方の出力は、例えばＣＭＯＳ型ＦＥＴによるスイッチ素子Ｑ３ドレイン、ソースを介して可飽和リアクトルＬｓの励磁コイルＬａの他端に接続する。制御回路１３の制御信号Ｃｂは、スイッチ素子Ｑ１のゲートに供給するとともに、インバータ３１を介してスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３のゲートにそれぞれ供給するようにした。
【００２５】
このように構成されることにより、スイッチ素子Ｑ１とスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３のオン、オフ状態は、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３のゲートにインバータ３１が介挿接続されていることから、互いに逆の動作をすることになる。
【００２６】
すなわち、放電灯ＬＰの始動時にスイッチ素子Ｑ１は、制御回路１３の制御信号Ｃｂに基づきオン状態となり可飽和リアクトルＬｓの主コイルＬｂを短絡させる。このとき同じ制御信号Ｃｂをインバータ３１で反転させたスイッチ素子Ｑ２，Ｑ３は、オフ状態となる。これにより、可飽和リアクトルＬｓをスイッチ素子Ｑ１でバイパスさせている期間の２次側コイルＬｂに短絡電流が流れてしまうことを、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３をオフさせることで防止することができる。
【００２７】
放電灯ＬＰ点灯後は、スイッチ素子Ｑ１をオンさせ、可飽和リアクトルＬｓの主コイルＬｂを介して放電灯ＬＰに電力の供給を行う。このときに、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３はオン状態となり、可飽和リアクトルＬｓの励磁コイルＬａに電流を流して、主コイルＬｂのインピーダンスのコントロールを行う。調光信号に基づき制御回路１３の制御信号Ｃａを制御し１次側コイルＬａの直流電流を可変させ２次側コイルＬｂのインピーダンスを制御することで放電灯ＬＰの調光制御を行うことができる。
【００２８】
この実施形態では、スイッチ素子Ｑ２，Ｑ３は、放電灯ＬＰ始動時にオフさせて可飽和リアクトルＬｓの励磁コイルＬａに接続された直流電源１８の出力電圧をオフさせる制御を行ったことで、可飽和リアクトルＬｓの主コイルＬｂでの短絡電流の発生を防止させることができる。
【００２９】
この発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、例えばスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ３は、リレーであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の高圧放電灯点灯装置に関する一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説明図。
【図３】この発明の高圧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回路構成図。
【符号の説明】
【００３１】
１１  電源
１２  入力電圧検出部
１３  制御回路
１４  イグナイタ
１５  電流検出回路
１６  出力電圧検出部
１７  制御端子
１８  直流電源
３１  インバータ
Ｑ１〜Ｑ３  スイッチ素子
Ｌｓ  可飽和リアクトル
Ｔｐ  パルストランス
Ｌｐ  放電灯
【図１】
2009134911.tif 000003
【図２】
2009134911.tif 000004
【図３】
2009134911.tif 000005