JP2006004887A

JP2006004887A - Lighting device for noble gas fluorescent lamp

Info

Publication number: JP2006004887A
Application number: JP2004182958A
Authority: JP
Inventors: Akio Watanabe; 昭男渡邊
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2004-06-21
Filing date: 2004-06-21
Publication date: 2006-01-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device for a noble gas fluorescent lamp, which can control light covering wide range of light intensity by carrying out frequency modulation of the noble gas fluorescent lamp. <P>SOLUTION: Lighting frequency of the noble gas fluorescent lamp is set 90kHz or more. Thereby, electric discharging of the noble gas fluorescent lamp is stabilized, and light volume proportional to the lighting frequency can be obtained. Light volume can be kept constant always by feed back control of the lighting frequency basing on the light volume of the noble gas fluorescent lamp. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複写機、スキャナー等の読み取り用光源の点灯装置として好適な希ガス蛍光ランプ点灯装置に関する。 The present invention relates to a rare gas fluorescent lamp lighting device suitable as a lighting device for a reading light source such as a copying machine or a scanner.

従来、外部電極希ガス蛍光ランプは、環境負荷の高い水銀を使用していない点、周囲温度による光量変化が少ない点、発熱が少ない点、蛍光体を選択することにより発光色をかえることが出来る点等の特徴により、複写機、スキャナー等の読み取り用光源として広く利用している。 Conventionally, external electrode rare gas fluorescent lamps do not use mercury, which has a high environmental load, have little change in light intensity due to ambient temperature, have little heat generation, and can change the emission color by selecting phosphors Due to the features such as dots, it is widely used as a reading light source for copying machines, scanners and the like.

原稿照明用光源に適した希ガス蛍光ランプとして、例えば、特許文献１に記載のものがある。 As a rare gas fluorescent lamp suitable for a document illumination light source, for example, there is one described in Patent Document 1.

外部電極希ガス蛍光ランプの点灯電圧波形として、大きく分けて２種類の電圧波形を利用している。一つは、発光効率は低いが点灯回路が比較的安価な正弦波形であリ、他の一つは発光効率が高いが点灯回路が比較的高価なパルス波形である。 As the lighting voltage waveform of the external electrode rare gas fluorescent lamp, two types of voltage waveforms are roughly used. One is a sinusoidal waveform with low luminous efficiency but relatively low lighting circuit, and the other is a pulse waveform with high luminous efficiency but relatively expensive lighting circuit.

正弦波電圧点灯では１次側の電源電圧を変えることで、光量は１００〜９０％程度変化する。一方、パルス点灯では周波数を可変することで、光量は１００〜８０％程度変化する。
特開２００１−２８３７８３号公報 In sinusoidal voltage lighting, the amount of light changes by about 100 to 90% by changing the power supply voltage on the primary side. On the other hand, in pulse lighting, the amount of light changes by approximately 100 to 80% by changing the frequency.
JP 2001-283788 A

しかしながら、正弦波電圧点灯及びパルス点灯のいずれの場合でも、光量の可変範囲は狭く不十分であり、規定光量に対する微調整が可能なのみである。即ち、正弦波電圧点灯を採用した場合には、１次側電源電圧を調整することで規定光量を得、パルス転送を採用した場合には周波数を例えば４０Ｈｚ〜８０Ｈｚで可変することで規定光量を得る。一旦このような光量の微調整を行った後には、通常、希ガス蛍光ランプは調光を行うことなく、一定光量で使用するようになっている。 However, in both cases of sine wave voltage lighting and pulse lighting, the variable range of the light amount is narrow and insufficient, and only fine adjustment to the specified light amount is possible. That is, when sine wave voltage lighting is adopted, a prescribed light quantity is obtained by adjusting the primary side power supply voltage, and when pulse transfer is adopted, the prescribed light quantity is changed by changing the frequency from 40 Hz to 80 Hz, for example. obtain. After such fine adjustment of the amount of light, the rare gas fluorescent lamp is usually used with a constant amount of light without dimming.

ところが、希ガス点灯ランプは数分程度の連続点灯を行うと、時間と共に１０％弱の光量減少が生じる場合がある。この間、読み取り用原稿面の光量は変動し、読み取りに際してむらが生じてしまう。 However, when the rare gas lighting lamp is continuously lit for about several minutes, the light amount may decrease by less than 10% with time. During this time, the amount of light on the reading original surface fluctuates, causing unevenness in reading.

本発明は変調周波数を適宜設定することにより十分な調光範囲を得ると共に、点灯後直後から長時間の連続点灯時でも規定光量を維持することができる希ガス蛍光ランプ点灯装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a rare gas fluorescent lamp lighting device capable of obtaining a sufficient dimming range by appropriately setting a modulation frequency and maintaining a specified light quantity even after continuous lighting for a long time immediately after lighting. Objective.

本発明に係る希ガス蛍光ランプ点灯装置は、希ガスを封入したバルブ内面に蛍光体を塗布し、バルブ外面と一対の電極を設けた希ガス蛍光ランプの電極に対して、点灯電圧を供給する出力部と、前記出力部からの前記点灯電圧の周波数を変化させて、前記希ガス蛍光ランプを周波数変調する周波数制御手段とを具備したことを特徴とする。 The rare gas fluorescent lamp lighting device according to the present invention applies a phosphor to the inner surface of a bulb filled with a rare gas, and supplies a lighting voltage to the electrode of the rare gas fluorescent lamp provided with a bulb outer surface and a pair of electrodes. An output unit, and a frequency control means for modulating the frequency of the rare gas fluorescent lamp by changing the frequency of the lighting voltage from the output unit are provided.

本発明において、出力部は、希ガス蛍光ランプの電極に対して、点灯電圧を供給する。希ガス蛍光ランプはこの点灯電圧によって駆動されて発光する。周波数制御手段は、例えば、８０ＫＨｚ以上の周波数で出力部からの点灯電圧の周波数を変化させて、希ガス蛍光ランプを周波数変調する。これにより、広い調光範囲での調光を行う。 In the present invention, the output unit supplies a lighting voltage to the electrode of the rare gas fluorescent lamp. The rare gas fluorescent lamp is driven by this lighting voltage to emit light. For example, the frequency control means modulates the frequency of the rare gas fluorescent lamp by changing the frequency of the lighting voltage from the output unit at a frequency of 80 KHz or higher. Thereby, dimming is performed in a wide dimming range.

本発明によれば、変調周波数を適宜設定することにより十分な調光範囲を得ると共に、点灯後直後から長時間に亘り規定光量を維持することができるという効果を有する。 According to the present invention, it is possible to obtain a sufficient dimming range by appropriately setting the modulation frequency and to maintain the specified light amount for a long time immediately after lighting.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る希ガス蛍光ランプ点灯装置を示す回路図である。また、図２は外部電極を有する希ガス蛍光ランプを一部切断して示す断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a noble gas fluorescent lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a rare gas fluorescent lamp having an external electrode, partially cut away.

本実施の形態においては、図１の負荷３として希ガス蛍光ランプを採用する。先ず、図２を参照して外部電極を有する希ガス蛍光ランプの構造について説明する。 In the present embodiment, a rare gas fluorescent lamp is employed as the load 3 in FIG. First, the structure of a rare gas fluorescent lamp having an external electrode will be described with reference to FIG.

外部電極希ガス蛍光ランプ１０は、希ガス１２が封入された透明硝子バルブ１１によって構成している。例えば、透明硝子バルブ１１としては、外径が８ｍｍで管長が３８０ｍｍのものを用いることができる。希ガス１２としては、例えばキセノンガスやキセノン及びアルゴンの混合ガス等を用いる。例えば、xe：Ne＝70%：30%で、ガス圧力が８０Ｔorrの希ガスを用いることができる。 The external electrode rare gas fluorescent lamp 10 includes a transparent glass bulb 11 in which a rare gas 12 is enclosed. For example, a transparent glass bulb 11 having an outer diameter of 8 mm and a tube length of 380 mm can be used. As the rare gas 12, for example, xenon gas or a mixed gas of xenon and argon is used. For example, a rare gas having xe: Ne = 70%: 30% and a gas pressure of 80 Torr can be used.

透明硝子バルブ１１の内面には蛍光体１３を塗布し、外面には一対の平行電極１４を設ける。なお、硝子バルブ１１は、蛍光体１３が設けられていない開口部１５を有し、一対の外部電極１４は開口部１５を避けて、ランプ軸に沿って平行に設けている。この外部電極の幅は例えば８ｍｍである。透明硝子バルブ１１は、透明絶縁膜（チューブ）１６で被覆している。 A fluorescent material 13 is applied to the inner surface of the transparent glass bulb 11, and a pair of parallel electrodes 14 are provided on the outer surface. The glass bulb 11 has an opening 15 where the phosphor 13 is not provided, and the pair of external electrodes 14 are provided in parallel along the lamp axis, avoiding the opening 15. The width of the external electrode is 8 mm, for example. The transparent glass valve 11 is covered with a transparent insulating film (tube) 16.

なお、本実施の形態において採用する希ガス蛍光ランプとしては、電極がバルブ外部に設けられたものだけでなく、電極が内部に設けられたものや電極が外部と内部とに設けられたものを採用することも可能である。 Note that the rare gas fluorescent lamp employed in the present embodiment is not limited to an electrode provided outside the bulb, but an electrode provided inside, or an electrode provided outside and inside. It is also possible to adopt.

外部電極１４間に電圧を印加することによって、透明硝子バルブ１１に封入された希ガス２が放電し、希ガス２から紫外線が発生する。この紫外線によって蛍光体３が励起されて、可視光が取り出されるようになっている。 By applying a voltage between the external electrodes 14, the rare gas 2 sealed in the transparent glass bulb 11 is discharged, and ultraviolet rays are generated from the rare gas 2. The phosphor 3 is excited by the ultraviolet rays, and visible light is extracted.

ところで、このような希ガス蛍光ランプ１１は、従来、３０〜６０ＫＨｚ程度の周波数で点灯していた。図３は希ガス蛍光ランプの駆動周波数が４０ＫＨｚの場合における希ガス蛍光ランプの電極のランプ電流及び電圧波形を示す波形図である。 By the way, such a rare gas fluorescent lamp 11 is conventionally lit at a frequency of about 30 to 60 KHz. FIG. 3 is a waveform diagram showing the lamp current and voltage waveforms of the electrodes of the rare gas fluorescent lamp when the drive frequency of the rare gas fluorescent lamp is 40 KHz.

図３に示すように、ランプ電流及び電圧波形のいずれも、点灯回路の２次巻線に発生させる正弦波波形に対して、歪んだ波形となっている。 As shown in FIG. 3, both the lamp current and voltage waveforms are distorted with respect to the sine wave waveform generated in the secondary winding of the lighting circuit.

点灯回路からの正弦波電圧が外部電極１４間に印加されると、硝子内面間の電圧が上昇する。この電圧が封入ガスの絶縁破壊電圧に達すると、放電電流が一瞬流れる。この理由から、ランプ全体に流れる電流波形は、ランプの電極間をチャージする正弦波電流に放電電流が重畳されて歪んだ電流波形となるのである。 When a sine wave voltage from the lighting circuit is applied between the external electrodes 14, the voltage between the glass inner surfaces rises. When this voltage reaches the dielectric breakdown voltage of the sealed gas, a discharge current flows for a moment. For this reason, the current waveform that flows through the entire lamp is a distorted current waveform in which the discharge current is superimposed on the sine wave current that charges between the electrodes of the lamp.

このように点灯周波数が従来の３０〜６０ｋＨｚの範囲では、ランプ電流が図３のように歪んだ波形となることから、周波数を僅かに変えても電流波形が大きく変動し、放電ちらつきが発生してしまう。 In this way, when the lighting frequency is in the conventional range of 30 to 60 kHz, the lamp current has a distorted waveform as shown in FIG. End up.

この理由から、上述したように、従来、周波数を変化させることによる出力光量の制御は行われていない。出力光量を変化させようとする場合には、従来、点灯回路の一次側の直流電圧を変えて、二次側電圧（印加電圧）を制御している。しかし、一次側電圧を大きく変化させると、ランプのちらつきや立ち消え等が発生しやすく、光量制御範囲は１００〜９０％程度であり、規定光量を得るための微調整としての役割しか有しない。 For this reason, as described above, conventionally, the amount of output light has not been controlled by changing the frequency. In order to change the amount of output light, conventionally, the secondary side voltage (applied voltage) is controlled by changing the DC voltage on the primary side of the lighting circuit. However, if the primary side voltage is changed greatly, the lamp flickers or extinguishes easily, and the light amount control range is about 100 to 90%, which only serves as a fine adjustment for obtaining the prescribed light amount.

これに対し、本実施の形態においては、点灯周波数を８０ＫＨｚ以上、例えば９０ＫＨｚ以上に設定している。点灯周波数としてこのような周波数範囲を選択すると共に、点灯周波数を変化させることで、本実施の形態においては、光量を十分に広い範囲で可変にした調光を実現している。 On the other hand, in this embodiment, the lighting frequency is set to 80 KHz or more, for example, 90 KHz or more. By selecting such a frequency range as the lighting frequency and changing the lighting frequency, the present embodiment realizes dimming in which the amount of light is variable in a sufficiently wide range.

図４は希ガス蛍光ランプの駆動周波数が９０ＫＨｚの場合における希ガス蛍光ランプのランプ電流及び電圧波形を示す波形図である。 FIG. 4 is a waveform diagram showing the lamp current and voltage waveform of the rare gas fluorescent lamp when the drive frequency of the rare gas fluorescent lamp is 90 KHz.

図４に示すように、点灯周波数が９０ＫＨｚ以上の場合には、ランプ電流及び電圧波形のいずれも、略正弦波波形となる。更に、９０ＫＨｚ以上の周波数で点灯周波数を変化させた場合でも、ランプ電流及び電圧波形に歪は発生せず、電流値の変化は連続的となる。 As shown in FIG. 4, when the lighting frequency is 90 KHz or more, both the lamp current and the voltage waveform are substantially sinusoidal waveforms. Further, even when the lighting frequency is changed at a frequency of 90 KHz or higher, distortion does not occur in the lamp current and the voltage waveform, and the current value changes continuously.

図１において、周波数制御回路２は、このような９０ＫＨｚ以上の周波数のスイッチング信号を発生する。周波数制御回路２からのスイッチング信号はプッシュプル構成のスイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２のベースに印加する。トランジスタＱ１のコレクタは出力部を構成する昇圧トランスＴの１次巻線Ｔ１の一端に接続し、エミッタは、直流電源１の負極性端子に接続する。直流電源１の正極性端子は、ノイズ除去用のコイルＬを介して１次巻線Ｔ１の中点に接続する。 In FIG. 1, the frequency control circuit 2 generates such a switching signal having a frequency of 90 KHz or more. The switching signal from the frequency control circuit 2 is applied to the bases of the push-pull switching transistors Q1 and Q2. The collector of the transistor Q1 is connected to one end of the primary winding T1 of the step-up transformer T constituting the output unit, and the emitter is connected to the negative terminal of the DC power supply 1. The positive terminal of the DC power supply 1 is connected to the midpoint of the primary winding T1 through a coil L for noise removal.

トランジスタＱ２のコレクタは昇圧トランスＴの１次巻線Ｔ１の他端に接続し、エミッタは直流電源１の負極性端子に接続する。１次巻線Ｔ１の両端にはコンデンサＣｐを接続する。トランスＴの２次巻線Ｔ２の両端には、負荷３としての希ガス蛍光ランプを接続している。 The collector of the transistor Q2 is connected to the other end of the primary winding T1 of the step-up transformer T, and the emitter is connected to the negative terminal of the DC power supply 1. A capacitor Cp is connected to both ends of the primary winding T1. A rare gas fluorescent lamp as a load 3 is connected to both ends of the secondary winding T2 of the transformer T.

トランジスタＱ１のオン期間に、直流電源１、コイルＬ、１次巻線Ｔ１の中点、１次巻線Ｔ１の一端及びトランジスタＱ１に流れる電流によって、２次巻線Ｔ２に電圧が発生する。トランジスタＱ２のオン期間には、直流電源１、コイルＬ、１次巻線Ｔ１の中点、１次巻線Ｔ１の他端及びトランジスタＱ２に電流が流れて、トランジスタＱ１のオン期間とは逆向きに２次電圧が発生する。 During the ON period of the transistor Q1, a voltage is generated in the secondary winding T2 by the current flowing through the DC power source 1, the coil L, the midpoint of the primary winding T1, the one end of the primary winding T1, and the transistor Q1. During the on-period of the transistor Q2, a current flows through the DC power source 1, the coil L, the midpoint of the primary winding T1, the other end of the primary winding T1, and the transistor Q2, and is opposite to the on-period of the transistor Q1. Secondary voltage is generated.

周波数制御回路２はトランジスタＱ１，Ｑ２を交互にオン，オフさせて、２次巻線Ｔ２に周波数が９０ＫＨｚ以上の出力を発生させるようになっている。 The frequency control circuit 2 alternately turns on and off the transistors Q1 and Q2 to generate an output having a frequency of 90 KHz or more in the secondary winding T2.

負荷３である希ガス蛍光ランプに対向する所定位置には、希ガス蛍光ランプの光量を求めるための光量センサ４を配置している。光量センサ４は希ガス蛍光ランプの光量に応じたフィードバック信号を周波数制御回路２に出力するようになっている。 A light amount sensor 4 for determining the light amount of the rare gas fluorescent lamp is disposed at a predetermined position facing the rare gas fluorescent lamp as the load 3. The light quantity sensor 4 outputs a feedback signal corresponding to the light quantity of the rare gas fluorescent lamp to the frequency control circuit 2.

周波数制御回路２は、フィードバック信号が所定レベルの信号となるように、トランジスタＱ１，Ｑ２に与えるスイッチング信号の周波数を変化させるようになっている。 The frequency control circuit 2 changes the frequency of the switching signal applied to the transistors Q1 and Q2 so that the feedback signal becomes a signal of a predetermined level.

次に、このように構成された実施の形態の動作について図５及び図６を参照して説明する。図５は横軸に点灯周波数をとり縦軸にランプ電流をとって、２次巻線Ｔ２の出力周波数（点灯周波数）とランプ電流との関係を示すグラフである。また、図６は横軸に点灯周波数をとり縦軸に光量をとって、点灯周波数と希ガス蛍光ランプの光量及び効率との関係を示すグラフである。 Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the output frequency (lighting frequency) of the secondary winding T2 and the lamp current, with the lighting frequency on the horizontal axis and the lamp current on the vertical axis. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the lighting frequency and the light quantity and efficiency of the rare gas fluorescent lamp, with the lighting frequency on the horizontal axis and the light quantity on the vertical axis.

周波数制御回路２は、例えば９０ＫＨｚ以上の周波数のスイッチング信号をトランジスタＱ１，Ｑ２に出力する。トランジスタＱ１，Ｑ２は、スイッチング信号に応じてオン，オフして、１次巻線Ｔ１に電流を流す。これにより、２次巻線Ｔ２に、スイッチング信号の周波数に応じた周波数の出力が発生する。この出力を負荷３である希ガス蛍光ランプの外部電極１４に印加する。 For example, the frequency control circuit 2 outputs a switching signal having a frequency of 90 KHz or more to the transistors Q1 and Q2. The transistors Q1 and Q2 are turned on / off according to the switching signal, and a current flows through the primary winding T1. As a result, an output having a frequency corresponding to the frequency of the switching signal is generated in the secondary winding T2. This output is applied to the external electrode 14 of the rare gas fluorescent lamp as the load 3.

図５は希ガス蛍光ランプに供給される電圧の周波数（点灯周波数）とランプ電流との関係を示している。図５に示すように、点灯周波数が高くなるにつれて、ランプ電流は連続的に変化して値が次第に増大している。図５の例では、点灯周波数を８０ＫＨｚから１８５ＫＨｚまで変化させた場合のランプ電流変化を示している。 FIG. 5 shows the relationship between the frequency of the voltage supplied to the rare gas fluorescent lamp (lighting frequency) and the lamp current. As shown in FIG. 5, as the lighting frequency increases, the lamp current continuously changes and the value gradually increases. In the example of FIG. 5, the lamp current change is shown when the lighting frequency is changed from 80 KHz to 185 KHz.

図４に示すように、点灯周波数を９０ｋＨｚ以上に設定した場合には、電流波形は略正弦波波形となる。また、希ガス蛍光ランプは、略容量負荷であることから、ランプ電流は、図５に示すように、周波数に略比例して増加することになる。 As shown in FIG. 4, when the lighting frequency is set to 90 kHz or more, the current waveform is a substantially sine wave waveform. Further, since the rare gas fluorescent lamp has a substantially capacity load, the lamp current increases substantially in proportion to the frequency as shown in FIG.

希ガス蛍光ランプは、ランプ電流に比例して光量が変化する。即ち、希ガス蛍光ランプの光量は、点灯周波数、つまり、周波数制御回路２のスイッチング周波数に比例して変化することになる。 In a rare gas fluorescent lamp, the amount of light changes in proportion to the lamp current. That is, the light amount of the rare gas fluorescent lamp changes in proportion to the lighting frequency, that is, the switching frequency of the frequency control circuit 2.

図６は実線にて点灯周波数と光量との関係を示し、破線にて点灯周波数と効率との関係を示している。図６に示すように、点灯周波数を高くすると効率が低下するものの、光量は周波数が高くなるにつれて増大しており、点灯周波数に対して光量が線形に変化していることが分かる。こうして、周波数制御回路２のスイッチング周波数を高く又は低くすることにより、希ガス蛍光ランプの光量を高く又は低くすることができる。 In FIG. 6, the solid line indicates the relationship between the lighting frequency and the light amount, and the broken line indicates the relationship between the lighting frequency and the efficiency. As shown in FIG. 6, although the efficiency decreases when the lighting frequency is increased, the light amount increases as the frequency increases, and it can be seen that the light amount changes linearly with respect to the lighting frequency. Thus, by increasing or decreasing the switching frequency of the frequency control circuit 2, the light quantity of the rare gas fluorescent lamp can be increased or decreased.

更に、本実施の形態においては、フィードバック制御によって、希ガス蛍光ランプの光量を常に所定の規定光量に維持させるようになっている。即ち、光量センサ４は、負荷３である希ガス蛍光ランプの光量を検出する。光量センサ４からの光量の検出結果はフィードバック信号として、周波数制御回路２に与える。周波数制御回路２は、フィードバック信号が所定レベルとなるように、スイッチング周波数を変化させる。 Furthermore, in the present embodiment, the light amount of the rare gas fluorescent lamp is always maintained at a predetermined specified light amount by feedback control. That is, the light amount sensor 4 detects the light amount of the rare gas fluorescent lamp that is the load 3. The detection result of the light quantity from the light quantity sensor 4 is given to the frequency control circuit 2 as a feedback signal. The frequency control circuit 2 changes the switching frequency so that the feedback signal becomes a predetermined level.

例えば、電源投入直後においては、希ガス蛍光ランプは、光量が規定光量よりも低い。この場合には、周波数制御回路２は光量センサ４による光量の検出結果から、光量を規定光量まで上昇させるように、スイッチング周波数を高くする。そうすると、２次巻線Ｔ２の出力周波数が高くなり、希ガス蛍光ランプの光量が規定光量まで上昇する。 For example, immediately after the power is turned on, the light quantity of the rare gas fluorescent lamp is lower than the prescribed light quantity. In this case, the frequency control circuit 2 increases the switching frequency so as to increase the light amount to the specified light amount based on the light amount detection result by the light amount sensor 4. If it does so, the output frequency of secondary winding T2 will become high and the light quantity of a noble gas fluorescent lamp will rise to a regulation light quantity.

電源投入から十分な時間が経過すると、希ガス蛍光ランプの出力が高くなろうとする。そうすると、周波数制御回路２は、光量センサ４の検出結果に基づいて、スイッチング周波数を低くする。そうすると、２次巻線Ｔ２の出力周波数が低くなり、希ガス蛍光ランプの光量が高くなることを防止して、規定光量を維持させる。 When a sufficient time has elapsed since the power was turned on, the output of the rare gas fluorescent lamp tends to increase. Then, the frequency control circuit 2 lowers the switching frequency based on the detection result of the light quantity sensor 4. If it does so, the output frequency of secondary winding T2 will become low, and it will prevent that the light quantity of a noble gas fluorescent lamp becomes high, and will maintain a regular light quantity.

なお、希ガス蛍光ランプの光量を既定値に固定する必要がない場合には、光量センサ４の出力に基づいてスイッチング周波数を変化させるフィードバックループは省略することができる。この場合でも、スイッチング周波数を８０ＫＨｚ以上で変化させることによって、希ガス蛍光ランプの調光が可能である。 If it is not necessary to fix the light amount of the rare gas fluorescent lamp to a predetermined value, the feedback loop for changing the switching frequency based on the output of the light amount sensor 4 can be omitted. Even in this case, the dimming of the rare gas fluorescent lamp can be performed by changing the switching frequency at 80 KHz or more.

このように本実施の形態においては、希ガス蛍光ランプの点灯周波数として８０ＫＨｚ以上の点灯周波数を設定すると共に、点灯周波数を変化（周波数変調）させることで、十分な光量範囲での調光を実現している。更に、希ガス蛍光ランプの出力光量を検出して、点灯周波数のフィードバック制御しており、希ガス蛍光ランプの光量を常時規定光量に維持することができる。 As described above, in this embodiment, the lighting frequency of the rare gas fluorescent lamp is set to a lighting frequency of 80 KHz or more, and the lighting frequency is changed (frequency modulation) to realize dimming in a sufficient light amount range. is doing. Further, the output light quantity of the rare gas fluorescent lamp is detected and the lighting frequency is feedback-controlled, so that the light quantity of the rare gas fluorescent lamp can always be maintained at the prescribed light quantity.

例えば、本実施の形態を原稿読み取り装置の光源を点灯させるための点灯装置に適用した場合には、電源投入直後から、長時間に亘り確実に規定光量に維持することができ、安定した原稿読み取りを実現することができる。 For example, when this embodiment is applied to a lighting device for turning on a light source of a document reading device, it can be reliably maintained at a specified light amount for a long time immediately after power-on, and stable document reading Can be realized.

図７は本発明の第２の実施の形態を示す回路図である。図７において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態は周波数変調による制御ではなく、ＰＷＭ変調による光量制御を実現した例である。 FIG. 7 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same components as those in FIG. This embodiment is an example in which light amount control by PWM modulation is realized instead of control by frequency modulation.

本実施の形態は周波数制御回路２に代えてＰＷＭ制御回路２２を採用した点が第１の実施の形態と異なる。ＰＷＭ制御回路２２は、９０ＫＨｚ以上の周波数、例えば１００〜１２０ＫＨｚのＰＷＭ信号を発生する。ＰＷＭ制御回路２２からのＰＷＭ信号はプッシュプル構成のスイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２のベースに印加する。 This embodiment is different from the first embodiment in that a PWM control circuit 22 is employed instead of the frequency control circuit 2. The PWM control circuit 22 generates a PWM signal having a frequency of 90 KHz or more, for example, 100 to 120 KHz. The PWM signal from the PWM control circuit 22 is applied to the bases of the push-pull switching transistors Q1 and Q2.

図８はＰＷＭ信号を示す波形図である。ＰＷＭ制御回路２２はトランジスタＱ１，Ｑ２を交互にオン，オフさせて、２次巻線Ｔ２に周波数が９０ＫＨｚ以上の出力を発生させるようになっている。 FIG. 8 is a waveform diagram showing a PWM signal. The PWM control circuit 22 turns on and off the transistors Q1 and Q2 alternately to generate an output having a frequency of 90 KHz or more in the secondary winding T2.

また、ＰＷＭ制御回路２２は、光量センサ４からのフィードバック信号が所定の信号レベルとなるように、トランジスタＱ１，Ｑ２に与えるＰＷＭ信号のデューティ比を変化させるようになっている。 The PWM control circuit 22 changes the duty ratio of the PWM signal applied to the transistors Q1 and Q2 so that the feedback signal from the light quantity sensor 4 has a predetermined signal level.

このように構成された実施の形態においては、例えば９０ＫＨｚ以上の周波数を含む所定デューティ比のＰＷＭ信号をトランジスタＱ１，Ｑ２に供給する。２次巻線Ｔ２に接続された希ガス蛍光ランプは、点灯周波数が９０ｋＨｚ以上で正弦波点灯する。こうして、本実施の形態においても、ランプ電流波形は正弦波波形になる。 In the embodiment configured as described above, for example, a PWM signal having a predetermined duty ratio including a frequency of 90 KHz or higher is supplied to the transistors Q1 and Q2. The rare gas fluorescent lamp connected to the secondary winding T2 sine-waves at a lighting frequency of 90 kHz or more. Thus, also in the present embodiment, the lamp current waveform becomes a sine wave waveform.

光量センサ４は、希ガス蛍光ランプの光量を検出して、検出結果に基づくフィードバック信号をＰＷＭ制御回路２２に出力する。ＰＷＭ制御回路２２は、フィードバック信号として所定レベルの信号が得られるように、ＰＷＭ信号のデューティ比を変更する。こうして、希ガス蛍光ランプの光量を既定値に維持する。 The light quantity sensor 4 detects the light quantity of the rare gas fluorescent lamp and outputs a feedback signal based on the detection result to the PWM control circuit 22. The PWM control circuit 22 changes the duty ratio of the PWM signal so that a signal of a predetermined level is obtained as a feedback signal. Thus, the light quantity of the rare gas fluorescent lamp is maintained at a predetermined value.

このように本実施の形態においても、点灯周波数を９０ＫＨｚ以上にして、希ガス蛍光ランプを正弦波点灯させている。これにより、本実施の形態においては、ＰＷＭ調光を行っても放電が不安定となることはなく、調光を実現することができる。 As described above, also in this embodiment, the rare gas fluorescent lamp is sine-wave lit with the lighting frequency of 90 KHz or higher. Thereby, in this Embodiment, even if it performs PWM light control, discharge does not become unstable and light control can be implement | achieved.

なお、ＰＷＭ調光のサイクルとしては、５〜３０ｋＨｚ範囲が適当である。 The PWM dimming cycle is suitably in the range of 5 to 30 kHz.

本発明の第１の実施の形態に係る希ガス蛍光ランプ点灯装置を示す回路図。1 is a circuit diagram showing a rare gas fluorescent lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention. 外部電極を有する希ガス蛍光ランプを一部切断して示す断面図。Sectional drawing which cuts and shows the noble gas fluorescent lamp which has an external electrode partially. 希ガス蛍光ランプの駆動周波数が４０ＫＨｚの場合における希ガス蛍光ランプのランプ電流及び電圧波形を示す波形図。The wave form diagram which shows the lamp current and voltage waveform of a rare gas fluorescent lamp in case the drive frequency of a rare gas fluorescent lamp is 40 KHz. 希ガス蛍光ランプの駆動周波数が９０ＫＨｚの場合における希ガス蛍光ランプのランプ電流及び電圧波形を示す波形図。The wave form diagram which shows the lamp current and voltage waveform of a noble gas fluorescent lamp in case the drive frequency of a noble gas fluorescent lamp is 90 KHz. 横軸に点灯周波数をとり縦軸にランプ電流をとって、２次巻線Ｔ２の出力周波数（点灯周波数）とランプ電流との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the output frequency (lighting frequency) of the secondary winding T2, and a lamp current, with the lighting frequency on the horizontal axis and the lamp current on the vertical axis. 横軸に点灯周波数をとり縦軸に光量をとって、点灯周波数と希ガス蛍光ランプの光量との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between a lighting frequency and the light quantity of a noble gas fluorescent lamp by taking a lighting frequency on a horizontal axis and taking a light quantity on a vertical axis | shaft. 本発明の第２の実施の形態を示す回路図。The circuit diagram which shows the 2nd Embodiment of this invention. ＰＷＭ信号を示す波形図。The wave form diagram which shows a PWM signal.

符号の説明Explanation of symbols

１…直流電源、２…周波数制御回路、３…負荷、４…光量センサ、Ｑ１，Ｑ２…トランジスタ、Ｔ…昇圧トランス。
代理人弁理士伊藤進 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... DC power supply, 2 ... Frequency control circuit, 3 ... Load, 4 ... Light quantity sensor, Q1, Q2 ... Transistor, T ... Step-up transformer.
Agent Patent Attorney Susumu Ito

Claims

希ガスを封入したバルブ内面に蛍光体を塗布し、バルブ外面と一対の電極を設けた希ガス蛍光ランプの電極に対して、点灯電圧を供給する出力部と、
前記出力部からの前記点灯電圧の周波数を変化させて、前記希ガス蛍光ランプを周波数変調する周波数制御手段とを具備したことを特徴とする希ガス蛍光ランプ点灯装置。 An output unit that supplies a lighting voltage to the electrode of the rare gas fluorescent lamp, in which a phosphor is applied to the inner surface of the bulb in which the rare gas is sealed, and a pair of electrodes is provided on the outer surface of the bulb;
A rare gas fluorescent lamp lighting device comprising: frequency control means for modulating the frequency of the rare gas fluorescent lamp by changing a frequency of the lighting voltage from the output unit.

前記出力部は、前記点灯電圧として正弦波電圧又は矩形波電圧を発生することを特徴とする請求項１に記載の希ガス蛍光ランプ点灯装置。 The rare gas fluorescent lamp lighting device according to claim 1, wherein the output unit generates a sine wave voltage or a rectangular wave voltage as the lighting voltage.

１次巻線及び２次巻線を有するトランスと、
前記トランスの一次巻線に直流電源からの電流を流す第１及び第２のスイッチング素子と、
前記トランスの２次巻線に接続された希ガス蛍光ランプの光量を検出する光量検出手段と、
前記光量検出手段の検出結果に基づいて前記第１及び第２のスイッチング素子のオンオフ周波数を変化させて周波数変調を行う周波数制御手段とを具備したことを特徴とする希ガス蛍光ランプ点灯装置。 A transformer having a primary winding and a secondary winding;
First and second switching elements for passing a current from a DC power source to the primary winding of the transformer;
A light amount detecting means for detecting a light amount of a rare gas fluorescent lamp connected to the secondary winding of the transformer;
A rare gas fluorescent lamp lighting device comprising: frequency control means for performing frequency modulation by changing on / off frequencies of the first and second switching elements based on a detection result of the light quantity detection means.