JP2002289383A - 放電灯点灯装置および機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの放電容器の外面に複数対の電極を有し
た放電灯の電極沿面間での放電を防止できる放電灯点灯
装置を提供することである。 【解決手段】 透光性の放電容器１内に放電を生起させ
るための複数対の電極３ａ１、３ｂ１、３ａ２、３ｂ２
が放電容器１の外面に沿って設けられている放電灯４の
それぞれの対となる電極間に個別に高周波電圧発生装置
５Ａ、５Ｂから高周波電力を出力して放電灯４を付勢す
る。この場合、各々の高周波電圧発生装置５Ａ、５Ｂ
は、同期回路１０Ａ、１０Ｂからの同期信号により、そ
の出力電圧が同じタイミングで対となる電極間に印加す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極が放電容器の
外部に設けられた放電灯を点灯する放電灯点灯装置およ
び機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】電極を放電容器の外部に有した放電灯
は、例えばファクシミリやスキャナ等の画像読取装置の
露光用放電灯として使用される。

【０００３】図５は、一対の電極を放電容器の外部に有
した放電灯の説明図であり、図５（ａ）は平面図、図５
（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。放電
容器１の内部には希ガスが封入され、またその内面には
蛍光体２が形成されている。そして、放電容器１の外面
には一対の電極３ａ、３ｂが設けられ、この電極３ａ、
３ｂに対して放電灯点灯装置の高周波電圧発生装置から
電圧が印加される。これにより、放電灯が点灯するよう
になっている。

【０００４】ここで、放電容器１を大きくした放電灯で
は、図６に示すように、１つの放電容器１に複数対の電
極３ａ１、３ｂ１、３ａ２、３ｂ２を設け、放電を適正
に行えるようにしている。この場合、各々の１対の電極
３ａ、３ｂに対しては、それぞれ別の高周波電圧発生装
置から電圧を印加するようにしている。対となる電極３
ａ１、３ｂ１、別の対となる電極３ａ２、３ｂ２に対し
ては、それぞれ別の高周波電圧発生装置から電圧が印加
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、１つの放電
灯の複数対の電極３ａ１、３ｂ１、３ａ２、３ｂ２に対
して、別々の高周波電圧発生装置から電圧が印加される
ことになるので、放電灯への印加電圧のタイミングがず
れたときは、正側の電極沿面間で放電が発生することが
ある。

【０００６】例えば、図７に示すように、１対の電極３
ａ１、３ｂ１への印加電圧Ｖ１と、他の１対の電極３ａ
２、３ｂ２への印加電圧Ｖ２とのタイミングが時間Δｔ
だけずれたとすると、電極３ａ１と他の１対の電極３ａ
２との電極沿面間で放電が発生し、放電灯のちらつきが
発生する。

【０００７】本発明の目的は、１つの放電容器の外面に
複数対の電極を有した放電灯の電極沿面間での放電を防
止できる放電灯点灯装置および機器を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る放
電灯点灯装置は、透光性の放電容器内に放電を生起させ
るための複数対の電極が前記放電容器の外面に沿って設
けられている放電灯の前記対となる電極間にそれぞれ高
周波電力を出力して前記放電灯を付勢する複数個の高周
波電圧発生装置と；各々の前記高周波電圧発生装置の出
力電圧が同じタイミングで対となる電極間に印加される
ように前記高周波電圧発生装置に同期信号を出力する同
期回路と；を具備したことを特徴とする。

【０００９】本発明および以下の発明において、特に指
定しない限り用語の定義及び技術的意味は以下による。

【００１０】放電灯は、少なくとも放電容器、放電媒
体、複数対の電極を備え、対となる電極は放電容器の外
面に配置される。対となる電極のうち負側は他の対とな
る電極の負側と共通の電極で構成される場合も含まれ
る。放電容器は誘電体であって透光性を有し気密性と動
作温度に対する耐熱性を有する材質で形成される。例え
ば、軟質ガラス、硬質ガラス、石英ガラス等が使用され
る。放電媒体は放電灯容器内部に封入される希ガスであ
る。この構成により対となる電極に電圧が印加されたと
き誘電体バリヤ放電を生起させる。

【００１１】高周波電圧発生装置は、放電灯の放電容器
の外面に配置された対となる電極間にそれぞれ高周波電
力を出力して放電灯を付勢するものである。高周波電圧
発生装置は、対となる電極ごとに設けられる。

【００１２】同期回路は、対となる電極ごとに設けられ
た各々の高周波電圧発生装置ごとに設けられ、外部から
の同一の同期信号を入力してそれぞれ高周波電圧発生装
置に同期信号を入力するものである。これにより、各々
の高周波電圧発生装置は、同じタイミングにて対となる
電極間に出力電圧を印加できることになる。

【００１３】本発明によれば、各々の高周波電圧発生装
置から出力電圧は同期して複数対の電極に印加されるの
で、他の対となる電極沿面間で放電を防止でき、放電灯
のちらつきもなくなり安定した放電が得られる。

【００１４】請求項２の発明に係る放電灯点灯装置は、
請求項１の発明において、前記高周波電圧発生装置は、
前記放電灯に高周波電圧を印加するスイッチング素子
と、前記放電灯に印加されるランプ電圧を検出する電圧
検出回路と、前記電圧検出回路で検出されたランプ電圧
が一定値になるように前記スイッチング素子に駆動信号
を与える駆動回路とを具備したことを特徴とする。

【００１５】高周波電圧発生装置のスイッチング素子
は、放電灯に印加する高周波電圧を発生する。スイッチ
ング素子には、例えば電界効果トランジスタが用いられ
る。スイッチング素子で発生した高周波電圧は、直接ま
たは昇圧トランスを介して放電灯の対となる電極に印加
される。

【００１６】電圧検出回路は、放電灯の対となる電極に
印加されるランプ電圧を検出するものであり、直接的に
検出される場合に加え、スイッチング素子で発生する高
周波電圧を検出する場合も含まれる。昇圧トランスを用
いる場合には昇圧トランスの1次側電圧を擬似的にラン
プ電圧として検出することも含まれる。また、ランプ電
圧を分圧抵抗で分圧し、分圧抵抗で分圧された電圧をラ
ンプ電圧として検出する場合も含む。

【００１７】駆動回路は、電圧検出回路で検出されたラ
ンプ電圧が一定値になるようにスイッチング素子に駆動
信号を与えるものであり、電圧検出回路で検出したラン
プ電圧をフィードバックし基準電圧になるようにスイッ
チング素子のオンオフを制御する。駆動回路は、例えば
ＰＷＭ機能を有し三角波のキャリア信号によりパルス幅
変調によりスイッチング素子を駆動制御する。

【００１８】本発明によれば、放電灯に印加される高周
波電圧が基準電圧に等しくなるように一定に制御される
ので、ちらつきのない安定した点灯が可能となる。

【００１９】請求項３の発明に係る放電灯点灯装置は、
請求項１の発明において、前記高周波電圧発生装置は、
前記放電灯に高周波電圧を印加するスイッチング素子
と、前記放電灯に印加されるランプ電圧および高周波電
流を検出する検出回路と、前記検出回路で検出されたラ
ンプ電圧および高周波電流が一定値になるように前記ス
イッチング素子に駆動信号を与える駆動回路とを具備し
たことを特徴とする。

【００２０】本発明は、ランプ電圧のみならず高周波電
流も一定値になるようにスイッチング素子を制御するよ
うにしたものである。

【００２１】検出回路は、放電灯に印加されるランプ電
圧および高周波電流を検出する。例えば、検出回路は、
放電灯に印加される高周波電流をパスさせるハイパスフ
ィルタとランプ電圧を分圧して検出する分圧抵抗を有
し、ハイパスフィルタをパスした高周波電流を分圧抵抗
に流してランプ電圧と高周波電流を検出する。これによ
り、パルスの立ち上がりを急峻にし光出力を向上させ
る。

【００２２】本発明によれば、ランプ電圧および高周波
電流を一定値となるように制御するので、放電灯のパル
スの立ち上がりも制御でき、ランプ光量をほぼ一定に制
御することができる。

【００２３】請求項４の発明に係る機器は、放電灯が取
り付けられた機器本体と；放電灯を点灯する請求項１な
いし３のいずれか一記載の放電灯点灯装置と；を具備し
たことを特徴とする。

【００２４】請求項４の発明に係る機器は、放電灯が取
り付けられた機器本体と；放電灯を点灯する請求項１な
いし３のいずれか一記載の放電灯点灯装置と；を具備し
たことを特徴とする。

【００２５】機器とは、例えば照明器具、画像読取装置
およびこれらを組み込んだファクシミリ、スキャナおよ
び複写機、液晶のバックライト装置、ならびに車載用計
器の指針計などである。機器本体とは、機器を構成する
すべての要素から放電灯点灯装置を除いた部分をいう。

【００２６】本発明において用いる放電灯は対となる電
極が放電容器の外面に配設される外面電極であるから、
画像読取装置やバックライト装置に好適である。一方、
外面電極を透光性または外部電極内の隙間を光が出射す
るような構成とすれば、発光の導出に指向性がなくなる
ので、指向性のない方が設計しやすい照明器具などとし
て利用することもできる。

【００２７】本発明によれば、機器本体および機器本体
に装備された請求項１ないし３のいずれか一の放電灯点
灯装置を具備していることから、請求項１ないし３の発
明の効果を有する機器を提供できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る放電灯点
灯装置の構成図である。

【００２９】放電灯４の放電容器１の外面には２対の電
極、すなわち、対となる電極３ａ１、３ｂ１、および対
となる電極３ａ２、３ｂ２が配置されている。そして、
対となる電極３ａ１、３ｂ１には、高周波電圧発生装置
５Ａから昇圧トランス６Ａを介して高周波電圧が印加さ
れ、一方、対となる電極３ａ２、３ｂ２には、昇圧トラ
ンス６Ｂを介して高周波電圧発生装置５Ｂから高周波電
圧が印加される。

【００３０】高周波電圧発生装置５Ａ、５Ｂは、放電灯
４に高周波電圧を印加するスイッチング素子７Ａ、７Ｂ
と、放電灯４に印加されるランプ電圧を検出する電圧検
出回路８Ａ、８Ｂと、電圧検出回路８Ａ、８Ｂで検出さ
れたランプ電圧が一定値になるようにスイッチング素子
７Ａ、７Ｂに駆動信号を与える駆動回路９Ａ、９Ｂとを
備え、また、各々の高周波電圧発生装置５Ａ、５Ｂの出
力電圧が同じタイミングで、放電灯４の対となる電極３
ａ１、３ｂ１間および電極３ａ２、３ｂ２間に印加され
るように、高周波電圧発生装置５Ａ、５Ｂに同期信号を
出力する同期回路１０Ａ、１０Ｂが設けられている。

【００３１】スイッチング素子７Ａ、７Ｂは、駆動回路
９Ａ、９Ｂからの駆動信号によりオンオフ制御され、高
周波電力を昇圧トランス６Ａ、６Ｂを介して放電灯４の
電極３ａ１、３ｂ１、電極３ａ２、３ｂ２に供給する。

【００３２】電圧検出回路８Ａ、８Ｂは、昇圧トランス
６Ａ，６Ｂの１次側に発生する高圧側の電圧を複数個の
抵抗Ｒで分圧し、そのうちの最終段の分圧抵抗Ｒ１Ａ、
Ｒ１Ｂで分圧された電圧をランプ電圧として検出する。
検出されたランプ電圧は、ダイオードＤ１Ａ、Ｄ１Ｂを
通して抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２ＢとコンデンサＣ１Ａ、Ｃ１Ｂ
とで形成される積分回路で積分され、駆動回路９Ａ、９
Ｂにフィードバックされる。駆動回路９Ａ、９Ｂでは、
ランプ電圧が基準電圧となるようにスイッチング素子７
Ａ、７Ｂにそれぞれ駆動信号を出力する。

【００３３】また、同期回路１０Ａ、１０Ｂは、同一の
バルス状の同期信号を入力し、その同期信号をトランジ
スタＱ１、Ｑ２のベースに印加し、駆動回路９Ａ、９Ｂ
のＰＷＭの三角波をオンオフさせ出力電圧を同期させ
る。

【００３４】図２は、第1の実施の形態による放電灯４
の電極３ａ１、３ｂ１および電極３ａ２、３ｂ２の印加
電圧の特性図である。図２からわかるように、各々の対
となる電極３ａ１、３ｂ１および電極３ａ２、３ｂ２に
は、同期した出力電圧が印加される。従って、放電管１
を共通にした放電灯４であってもちらつきがなく安定し
た放電が行える。

【００３５】以上の説明では、放電灯４の対となる電極
３ａ１、３ｂ１および電極３ａ２、３ｂ２は個別に設け
ているが、負側の電極３ｂ１、３ｂ２は共通の電極とし
ても良い。

【００３６】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
る。図３は本発明の第２の実施の形態に係る放電灯点灯
装置の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に
示した第１の実施の形態に対し、電圧検出回路８Ａ、８
Ｂに代えて、放電灯４に印加されるランプ電圧および高
周波電流を検出する検出回路１１Ａ、１１Ｂを設け、駆
動回路９Ａ、９Ｂは、検出回路１１Ａ、１１Ｂで検出さ
れたランプ電圧および高周波電流が一定値になるように
スイッチング素子７Ａ、７Ｂに駆動信号を与えるように
したものである。その他の構成は図１に示した第１の実
施の形態と同一であるので、同一要素には同一符号を付
し重複する記載は省略する。

【００３７】検出回路１１Ａ、１１Ｂは、昇圧トランス
６Ａ、６Ｂの１次側に発生する高圧側電圧を複数個の抵
抗Ｒで分圧し、その分圧抵抗の少なくとも一部の抵抗Ｒ
３Ａ、Ｒ３Ｂに並列にコンデンサＣ２Ａ、Ｃ２Ｂを接続
する。

【００３８】１次側に発生する電圧は、複数個の抵抗Ｒ
の最終段の抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂで分圧された電圧で検出
し、また、高周波電流はコンデンサＣ２Ａ、Ｃ２Ｂをバ
イパスして抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂで電圧降下した電圧とし
て検出する。つまり、抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂには１次側に
発生する電圧と高周波電流とを加算した電圧が発生す
る。従って、パルスの立ち上がりを急峻にでき光出力を
向上させることができる。

【００３９】この抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂの電圧をダイオー
ドＤ１Ａ、Ｄ１Ｂで整流し、抵抗Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂとコン
デンサＣ１Ａ、Ｃ１Ｂとで形成される積分回路で積分す
る。そして、駆動回路９Ａ、９Ｂにて、積分した電圧を
一定に制御する。すなわち、駆動回路９Ａ、９Ｂでは基
準電圧とこの積分電圧とを比較し、ランプ電圧と高周波
電流とを一定に制御することで、ランプ光量をほぼ一定
に制御することができる。

【００４０】次に、図４は、本発明の機器の一実施の形
態としての画像読取装置を示す概念的断面図である。１
２は画像読取光学系、１３は信号処理装置、１４は原稿
載置面、１５は放電灯点灯装置、１６はケースである。

【００４１】画像読取光学系１２は、本実施の形態にお
いては放電灯４、ミラー１２ａ、集積レンズ１２ｂおよ
び電荷結合素子１２ｃを主たる構成要素としている。

【００４２】そして、放電灯４のアパーチャから出射し
た光は、原稿載置面１４を介して図示省略の原稿に向け
て照射される。原稿からの反射光は、ミラー１２ａで所
定方向へ反射され、集積レンズ１２ｂで集光され、電荷
結合素子２１ｃ例えばＣＣＤで受光されるように配置さ
れている。

【００４３】信号処理装置１３は受光手段１２ａの出力
信号を処理して画像信号を形成する。放電灯点灯装置１
５は放電灯４を高周波で点灯する。ケース１６は、以上
の各構成要素を内部に収納している。

【００４４】そうして、画像読取光学系１２と、原稿載
置面１４とを相対的に走査する。すなわち、いずれか一
方または双方が反対方向へ図示省略の駆動機構により駆
動されて移動していく過程で、電荷結合素子１２ｃが移
動方向に対して直角方向に順次原稿面からの反射光を受
光していく。なお、本実施の形態の画像読取装置は、複
写機、イメージスキャナおよびファクシミリなどのＯＡ
機器に適応する。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、各々の高周波電圧発生装置から出力電圧は同期し
て複数対の電極に印加されるので、他の対となる電極沿
面間で放電を防止でき、放電灯のちらつきもなくなり安
定した放電が得られる。

【００４６】請求項２の発明によれば、放電灯に印加さ
れる高周波電圧が基準電圧に等しくなるように一定に制
御されるので、ちらつきのない安定した点灯が可能とな
る。請求項３の発明によれば、ランプ電圧および高周波
電流を一定値となるように制御するので、放電灯のパル
スの立ち上がりも制御しているので、ランプ光量もほぼ
一定に制御することができる。

【００４７】請求項４の発明によれば、機器本体および
機器本体に装備された請求項１ないし３のいずれか一の
放電灯点灯装置を具備していることから、請求項１ない
し３の発明の効果を有する機器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る放電灯点灯装
置の構成図。

【図２】本発明の第1の実施の形態による放電灯の電極
３ａ１、３ｂ１および電極３ａ２、３ｂ２の印加電圧の
特性図。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る放電灯点灯装
置の構成図。

【図４】本発明の機器の一実施の形態としての画像読取
装置を示す概念的断面図。

【図５】一対の電極を放電容器の外部に有した放電灯の
一例の説明図。

【図６】二対の電極を放電容器の外部に有した放電灯の
他の一例の説明図。

【図７】従来の一対の電極を放電容器の外部に有した放
電灯の電極３ａ１、３ｂ１および電極３ａ２、３ｂ２の
印加電圧の特性図。

【符号の説明】

１…放電容器、２…蛍光体、３…電極、４…放電灯、５
…高周波電圧発生装置、６…昇圧トランス、７…スイッ
チング素子、８…電圧検出回路、９…駆動回路、１０…
同期回路、１１…検出回路、１２…画像読取光学系、１
３…信号処理装置、１４…原稿載置面、１５…放電灯点
灯装置、１６…ケース

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性の放電容器内に放電を生起させる
   ための複数対の電極が前記放電容器の外面に沿って設け
   られている放電灯の前記対となる電極間にそれぞれ高周
   波電力を出力して前記放電灯を付勢する複数個の高周波
   電圧発生装置と；各々の前記高周波電圧発生装置の出力
   電圧が同じタイミングで対となる電極間に印加されるよ
   うに前記高周波電圧発生装置に同期信号を出力する同期
   回路と；を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記高周波電圧発生装置は、前記放電灯
   に高周波電圧を印加するスイッチング素子と、前記放電
   灯に印加されるランプ電圧を検出する電圧検出回路と、
   前記電圧検出回路で検出されたランプ電圧が一定値にな
   るように前記スイッチング素子に駆動信号を与える駆動
   回路とを具備したことを特徴とする請求項１記載の放電
   灯点灯装置。
3. 【請求項３】 前記高周波電圧発生装置は、前記放電灯
   に高周波電圧を印加するスイッチング素子と、前記放電
   灯に印加されるランプ電圧および高周波電流を検出する
   検出回路と、前記検出回路で検出されたランプ電圧およ
   び高周波電流が一定値になるように前記スイッチング素
   子に駆動信号を与える駆動回路とを具備したことを特徴
   とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 放電灯が取り付けられた機器本体と；放
   電灯を点灯する請求項１ないし３のいずれか一記載の放
   電灯点灯装置と；を具備したことを特徴とする機器。