JP2007258072A - 希ガス放電ランプ点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲温度が変化した場合でも照度安定性の変化が小さく、補正が簡単な希ガス放電ランプ点灯装置を提供すること。
【解決手段】ランプＯＮ／ＯＦＦ制御端子７３にＯＮ信号が入力されると電力制御回路７０が動作開始し、発振回路７２の発振周波数に応じた周波数で電力制御素子３０が駆動されランプ５０が点灯する。また、検出回路６０の出力が電力制御回路７０にフィードバックされる。発振定数回路２０中に、抵抗値が変化するサーミスタ２３が発熱素子に熱的に接触するよう設けられ、点灯開始時のランプ点灯回路の周囲温度を擬似的に検出すると該発熱素子の温度に応じて発振周波数が変化する。希ガス放電ランプは周囲温度が低いときは低い周波数で、また温度上昇に伴い周波数を高くしてランプを点灯させることで照度安定性を一定化することができ、上記のように制御することで照度安定性の変化を小さくすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ファクシミリ、複写機、イメージリーダ等の情報機器における原稿照明用等に利用される希ガス蛍光ランプに関する。

複写機などの読み取り用光源として希ガス放電ランプが知られている。
希ガス放電ランプは、高周波高電圧がランプに印加されて放電が開始されると、発光管の内部に封入された放電用ガスであるキセノンが励起され、エキシマ発光による１７２ｎｍや１４７ｎｍの紫外線が放射されると共に、この紫外線が発光管内部に塗布された蛍光体が励起して所定波長の光が放射され、放射光を得るランプである。

図４は希ガス放電ランプの従来の点灯回路の一例を示す図である。
不図示の直流電源装置から供給されたＤＣ２４Ｖが電源端子７２に供給されると平滑コンデンサ７０に充電電圧が得られる。
続いて点灯回路外部に設けられたランプＯＮ／ＯＦＦ制御端子７３からランプＯＮ／ＯＦＦ制御信号のＯＮ信号が入力されると、トランジスタＴｒ１のコレクタがＬＯＷレベルに落ちることによってトランジスタＴｒ２がＯＮし、電力制御回路１０に電源電圧Ｖｃｃが供給される。
電圧Ｖｃｃが入力されると、ＰＷＭ制御ＩＣ等よりなる電力制御回路１０が動作開始する。
電力制御回路１０の外部にはコンデンサ２１及び抵抗２２からなる発振定数回路２０が設けられており、発振定数回路２０により定まる発振周波数に基づいて発振回路１２が発振動作し、その出力に上記発振周波数の鋸歯状波が発生する。なお、符号１２１，１２２は、それぞれ発振定数回路２０のコンデンサ２１、抵抗２２が接続される端子である。

一方、後述する検出回路６０により検出されたランプ電力に相当した信号が電力制御回路１０の検出部１３に入力され、誤差増幅回路１４で増幅される。
比較器１５は、上記発振回路１２の出力と誤差増幅回路１４の出力を比較し、誤差増幅回路１４の出力電圧に比例したデューティ比の矩形波からなる信号を発生する。
比較器１５の出力は駆動回路１１に入力され、駆動回路１１のＤＲＶ端子から、例えばＦＥＴ等からなる電力制御素子３０のゲートに、上記デューティ比を持つ矩形波からなる信号が出力される。
ゲート信号がＨＩＧＨ期間は電力制御素子３０はＯＮ期間となりこの間トランス４０の１次側に電磁エネルギーが蓄積され、次にゲート信号がＬＯＷ期間となって電力制御素子３０がＯＦＦした瞬間、１次側に蓄積されていた電磁エネルギーが２次側に放出され、これによって２次側に誘起された出力電力が希ガス放電ランプ５０に印加され、該ランプ５０が点灯する。
電力制御素子３０とトランス４０の接続点には検出回路６０が接続される。検出回路６０により上記接続点の電位が検出され、この電位は前記電力制御回路１０の検出部１３にフィードバックされる。
なお、図４において符号７１はインバータに過電流が流れた場合に溶断してインバータを保護するヒューズ、Ｒ１は抵抗である。

ところで、原稿読み取り用のランプにおいては、一般にランプ点灯直後の光出力と一定時間経過後の光出力との差が少ないことが望ましい。これは、ランプ点灯初期から１画像のスキャンが完了するまでの期間に照度変動があった場合、１画像中の色合い、濃淡等が変化するからである。
例えば、高精細に画像をスキャンする場合などはランプを連続点灯した状態（すなわちランプＯＮ／ＯＦＦ制御信号をＯＮとしたままの状態）で行うため、数分間に亘ってランプの光出力を安定化させることが望ましい。
そこで、ランプ点灯後の光出力と安定時における光出力との差異を測定して照度安定性として表し規格化することによってランプ連続点灯時においても画質が低下しないよう補償することが行われている。

図５は希ガス放電ランプを連続点灯した場合の照度減衰特性を示す図であり横軸を時間、縦軸は（ａ）ランプＯＮ／ＯＦＦ制御信号、（ｂ）ランプの照度をそれぞれ示した図である。
同図のように、希ガス放電ランプはランプ点灯開始後０〜０．１ｓ以内という極めて短い時間に最高照度Ｌｍａｘに到達すると、その後急速に低下して例えば３００ｓまでの間に徐々に減衰し、安定照度に落ち着く。
一例においては、ランプ点灯後０．１ｓ後の光出力Ｌ１と３００ｓ後の光出力Ｌ２を採取して照度安定性を次式（式１）により数値化することが行われている（例えば、特許文献１参照）。なお（式１）における照度安定性Ｌｓは小さい方が補正の必要が無く好ましい。 ［（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ２］×１００（％）＝Ｌｓ…（式１）
特開２００４−３１９４３６号公報

同一構成の希ガス放電ランプであっても、周囲温度の変化によって出射光の光出力が変化し、結果として照度安定性が低下することが本発明者らの研究の結果判明した。
図６はある希ガス放電ランプの照度の周囲温度依存性を示す図であり、図５と同様、横軸を時間、縦軸は（ａ）ランプＯＮ／ＯＦＦ制御信号、（ｂ）ランプの照度をそれぞれ示した図である。
同図（ｂ）において曲線アは周囲温度が２５°Ｃにおける点灯特性を、曲線イは周囲温度が−１０°Ｃにおける特性をそれぞれ示す図である。
この希ガス放電ランプにおいては、周囲温度が低い（曲線イ）方が点灯開始直後高い光出力Ｌｍａｘが得られるものの安定状態に落ち着くまでに大きく減衰し、その照度は周囲温度が比較的高いランプ（曲線ア）の照度に近似したものとなる。
この結果、照度の差異（ΔＬ）が大きくなり、照度安定性（Ｌｓ）としては悪くなる。

ところで、原稿に対してランプ照明を行った後で、ランプ点灯直後からの照度低下に対し画質処理を行い補正するといった対策をとることがある。しかしながら周囲温度によって照度安定性が変化すると、一定の処理を行う回路であっては周囲温度が変化して照度安定性が初期の状態から変動した場合に対応することができず、結局画質低下が生じてしまう。
一方、ランプ点灯直後から一定時間経過後の光出力の変動が常に一定で、照度安定性が常に同じ特性を示せば、スキャナや複写機に一定の補正処理を行う回路を用いることで、ランプの周囲温度変化によって生じる画質低下を抑制することができる。
すなわち、周囲温度が変化した場合でも照度安定性の変化が小さければ、補正回路等による補正は簡単となり、一定の補正処理を行う回路で補正することが可能となる。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、周囲温度が変化した場合でも照度安定性の変化が小さく、補正が簡単な希ガス放電ランプ点灯装置を提供することを目的とする。

先にも述べたように、希ガス放電ランプは周囲温度に依存して点灯直後に到達する照度ピーク値が変動する。例えば図６で示した希ガス放電ランプにおいては、周囲温度が低い（−１０°Ｃ）場合に照度ピークが比較的高くなって安定時の照度との差が大きくなり、結果として照度安定性が悪くなる。
一方、周囲温度が高くなる（２５°Ｃ）と、ピークが比較的低くなり、安定時の照度との差が小さくなるので照度安定性としては良好になる。
なお、上記とは異なる特性を示す希ガス放電ランプもあり、この特性は希ガス放電ランプの発光管内に塗布された蛍光体の特性に依存するものとも考えられる。

図７は周囲温度と照度安定性について、給電装置への入力電力が一定の条件でランプの点灯周波数を種々変化させて調査した結果を示す図であり、横軸はランプ点灯初期温度（°Ｃ）、縦軸は前記式（１）に示した照度安定性である。なお、このように給電装置への入力電力が一定である場合には、ランプ入力電力も略一定であるとみなすことができる。
ランプの発振周波数は５０ｋＨｚ、５５ｋＨｚ、６０ｋＨｚであり、周囲温度−１０°Ｃ〜６０°Ｃの範囲における照度安定性の変移を示している。
−１０°Ｃ〜６０°Ｃの範囲全域において発振周波数が低い方が照度安定性が良好なことが分かる。このランプでは３０〜３５°Ｃ前後に照度安定性の変曲点があり−１０°Ｃ〜約３０°Ｃまでは温度に逆比例して温度と共に照度安定性が良くなり、それを越えると傾斜が逆転し、温度上昇に伴い照度安定性が悪くなる傾向を示す。
図７中に示した直線は照度安定性が４，８％のラインであり、３０°Ｃ以下の範囲においては各周波数の曲線と０°Ｃ、９．５°Ｃ、１９°Ｃで交差する。
図８は、図７において前記４．８％ラインで交差する温度と点灯周波数をプロットしなおした図である。この関係に基づいて、ランプ周囲温度０°Ｃのときは比較的低い周波数でランプを点灯し、温度上昇に伴い周波数を高くしてランプを点灯することで、照度安定性（Ｌｓ）を一定化（図７の例では４．８％）することができる。

すなわち、給電装置への入力電力が一定の条件において希ガス放電ランプの発振周波数を小さくすることによってランプ点灯直後ピーク照度を小さくすることができるので、この現象を利用し、希ガス放電ランプの照度安定性が所期の状態よりも悪くなるような温度条件で使用される場合には点灯初期、すなわち、ランプの周囲温度が照度安定性が所期の状態となる温度に到達するまでの期間、制御回路の発振周波数を小さくする。
これにより、照度ピークの過剰な上昇が抑制され、照度変動（ΔＬ）を小さく抑えることができ、照度安定性の変動が小さくなる。よって、周囲温度が変わった場合でも照度安定性が所期の状態に近づき、すなわち照度安定性の変動を小さく（一定）にできる。
ここで、図７からわかるように、ランプの点灯周波数を低くすれば、照度安定性はよくなる。したがって、ランプの点灯周波数を低くしてランプを点灯させれば照度安定性を比較的良好にすることが可能であるが、一般にランプの点灯周波数を低くするとランプの点灯効率は低下する。このため、ランプの点灯周波数をできるだけ高くして点灯させたいという要求がある。
そこで、上記のようにランプ周囲温度に応じて、ランプの点灯周波数を制御して照度安定性の変化を小さくし、照度変化を前記したように一定の補正処理を行う回路で補正することで、ランプ効率をそれほど低下させずに、照度安定性の変化を小さくすることが可能となる。

以上に基づき、本発明においては、次のようにして前記課題を解決する。
（１）ランプ入力電力に相関する電気量が一定になるように、希ガス蛍光ランプに印加される高周波電圧を発生するインバータ回路部を制御するとともに、照度安定性が一定になるように、希ガス蛍光ランプ装置の給電手段に設けられた発熱素子温度に応じて上記点灯初期における上記高周波電圧の周波数を変化させる。
（２）上記（１）において、発振回路の発振時定数回路中に、温度に応じて抵抗値が変化する感温素子を設け、該感温素子の抵抗値に応じて上記発振回路の発振周波数を変化させ、インバータ回路部を駆動する駆動周波数を変化させる。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ランプ入力電力が略一定に制御された希ガス蛍光ランプ装置の給電手段に設けられた発熱素子の温度に応じて、点灯初期における上記高周波電圧の周波数を変化させることにより、当該希ガス蛍光ランプの周囲温度が変化した場合でも感度よく追従し、照度安定性の変化を小さくすることができる。
その結果、周囲温度が変化した時に生じる画質低下が抑制され、スキャナや複写機に具備された補正回路が一定の処理をするものであっても補正が可能になり、補正を簡単に行える希ガス放電ランプ点灯装置を提供することができるようになる。
（２）インバータ回路部を駆動する駆動回路に駆動信号を与える発振回路の発振時定数回路中に、温度に応じて抵抗値が変化する感温素子を設けることで、従来の点灯回路に簡単な変更を加えるだけで、照度安定性の変化を小さくすることが可能となる。

図１は本発明の第１の実施例を示す図であり、同図はフライバック駆動式の希ガス放電ランプ点灯装置を説明する図である。
図１において、前記図４で説明したように、不図示の直流電源装置から供給されたＤＣ２４Ｖが電源端子７２に供給され、平滑コンデンサ７０に充電電圧が得られる。
ランプＯＮ／ＯＦＦ制御端子７３はトランジスタＴｒ１のベースに接続され、トランジスタＴｒ１のコレクタが抵抗Ｒ１を介してトランジスタＴｒ２のベースに接続されている。また、トランジスタＴｒ２のエミッタが上記平滑コンデンサ７０に接続され、コレクタが電力制御回路１０の電源端子に接続されている。
したがって、ランプＯＮ／ＯＦＦ制御端子７３からランプＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＮ信号が入力されると、トランジスタＴｒ１のコレクタがＬＯＷレベルに落ち、トランジスタＴｒ２がＯＮし、上記平滑コンデンサ７０から電力制御回路１０に電源電圧Ｖｃｃが供給される。

電力制御回路１０は、検出回路６０の出力が入力される検出部１３と検出部１３の出力を増幅する誤差増幅回路１４と、発振回路１２と、発振回路１２の出力と誤差増幅回路１４の出力を比較する比較器１５と、比較器１５の出力に接続された駆動回路１１から構成される。発振回路１２には発振定数回路２０が接続され、発振定数回路２０にはコンデンサ２１と、抵抗２２とサーミスタ２３の直列回路が接続されている。上記サーミスタ２３はランプ点灯装置における発熱素子と熱的に接触するよう設けられ、該発熱素子の温度を検出する温度センサとして機能する。そして上記発熱素子の温度に応じて抵抗値が変わり、温度が低下すると抵抗値は増大する。サーミスタ２３を接触させておく発熱素子としては、後述する電力制御素子３０などを考えることができ、具体的な使用を挙げると、該電力制御素子３０の放熱に使用するヒートシンクに接触させて配置する。
発振回路１２は、上記発振定数回路２０の発振定数に応じた周波数で発振し、発振定数回路のサーミスタ２３の抵抗値が増大すると、それに応じて発振周波数が低くなる。
駆動回路１１の出力はＦＥＴなどから構成される電力制御素子３０に供給され、電力制御素子３０は駆動回路１１の出力によりスイッチング動作をする。
また、前記平滑コンデンサ７０は、トランス４０の一次側巻線を介して、上記電力制御素子３０に接続されており、トランス４０の一次側巻線と電力制御素子３０の接続点には、前記検出回路６０が接続されている。上記電力制御素子３０とトランス４０でインバータ回路部を構成する。
さらに、トランス４０の二次側には放電ランプ５０が接続される。放電ランプ５０は、内部に放電を発生させる外囲器を有し、外囲器の外表面に少なくとも一方の電極を設け、外囲器の内側に蛍光体層を配設した、放電により発生するエキシマ光を利用する希ガス蛍光ランプである。

図１において、前記したようにランプＯＮ／ＯＦＦ制御端子７３からＯＮ信号が入力され、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２がＯＮし、電力制御回路１０に電源電圧Ｖｃｃが供給されると、ＰＷＭ制御ＩＣ等よりなる電力制御回路１０が動作開始する。
発振回路１２は、発振定数回路２０により定まる発振周波数で発振動作し、その出力に上記発振周波数の鋸歯状波が発生する。
一方、検出回路６０により検出された放電ランプ５０に入力される電力に相当した信号が電力制御回路１０の検出部１３に入力され、誤差増幅回路１４で増幅される。
比較器１５は、上記発振回路１２の出力と誤差増幅回路１４の出力を比較し、誤差増幅回路１４の出力電圧に比例したデューティ比の矩形波からなる信号を発生する。
比較器１５の出力は駆動回路１１に入力され、駆動回路１１のＤＲＶ端子から、例えばＦＥＴ等からなる電力制御素子３０のゲートに、上記デューティ比を持つ矩形波からなる信号が出力される。

ゲート信号がＨＩＧＨ期間は電力制御素子３０はＯＮ期間となりこの間トランス４０の１次側に電磁エネルギーが蓄積され、次にゲート信号がＬＯＷ期間となって電力制御素子３０がＯＦＦした瞬間、１次側に蓄積されていた電磁エネルギーが２次側に放出される。これによって２次側に放電ランプ５０にパルス電流が流れるような、例えば図９で示すような波形の電圧が希ガス放電ランプ５０に印加され、該ランプ５０が点灯する。
また、検出回路６０により電力制御素子３０とトランス４０の接続点の電位が検出され、この電位は前記電力制御回路１０の検出部１３にフィードバックされ、前記したように、ランプ５０への入力電力が制御される。ここで検出回路が検出する上記電位は、ピーク値でもよいし、例えばコンデンサとダイオードを追加して平均値としてもよい。
一方、発振周波数を決定する発振定数回路２０中に、抵抗値が変化するサーミスタ２３が設けられ、固定抵抗２２に直列に接続されている。
このため、発振回路１２の発振周波数Ｆは、例えば以下の式で決定される。
Ｆ＝１．２／（Ｃｔ＋Ｒｔ）
（Ｃｔ：コンデンサ２１の容量、Ｒｔ：抵抗２２とサーミスタ２３の合成抵抗）

発振定数回路中の合成抵抗Ｒｔは、固定抵抗２２の抵抗値Ｒとサーミスタ２３の抵抗値ＰＲの和（Ｒ＋ＰＲ）になり、該サーミスタと熱的に接触する発熱素子の温度が低い場合、サーミスタ２３の抵抗値が高くなり発振周波数が低くなる。かかる発熱素子はランプ５０を点灯すると発熱してランプ５０とともに温度が上昇するため、サーミスタ２３は擬似的にランプ周囲温度を検知することができてランプ周囲温度に感度よく追従することができる。
以上のように、本実施例においては、発振回路の発振定数回路２０の抵抗に直列に温度センサであるサーミスタを設けたので、ランプ点灯装置の点灯開始時の発熱素子、すなわち希ガス蛍光ランプの周囲温度が低い場合は、ランプは低い発振周波数で点灯する。
このため、前述したように、照度安定性の変動を小さくすることができる。
一方、点灯開始時のランプ点灯装置の発熱素子、すなわち希ガス蛍光ランプの周囲温度が高い場合には、ランプは周囲温度が低い場合に比べ高い周波数で点灯する。前述したようにランプ点灯装置の周囲温度が高い場合、照度安定性は良くなるが、上記のようにランプの点灯周波数を高くすることで、その分照度安定性は悪くなり、点灯開始時の周囲温度が低い場合と同程度の照度安定性となる。すなわち、点灯開始時の温度に係わらず、照度安定性をほぼ同じ程度とすることができる。

図２は本発明に第２の実施例を示す図であり、本実施例は本発明をプッシュプル駆動式の希ガス放電ランプ点灯装置に適用した場合を示している。
図２において、図１に示したものと同一のものには同一の符号が付されており、電力制御回路１０、発振定数回路２０、電力制御回路１０に電源を供給するトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２からなる回路の構成は同様であるが、電力制御回路１０の駆動回路１１には、２個のＤＲＶ端子が設けられ、それぞれのＤＲＶ端子からは、誤差増幅回路１４の出力電圧に比例したデューティ比の矩形波からなるパルス信号が交互に出力される。
上記ＤＲＶ端子には、電力制御素子３０−１，３０−２のゲートが接続され、電力制御素子３０−１，３０−２は、上記パルス信号により、交互にＯＮとなる。
上記電力制御素子３０−１，３０−２は、トランス４０の一次側巻線に接続され、トランス４０の一次側巻線のセンタータップには出力電圧が可変の直流電圧源である昇圧チョッパ回路８０が接続されている。また、トランス４０の二次側にはランプ５０が接続される。上記電力制御素子３０−１，３０−２とトランス４０とでインバータ回路部を構成する。

昇圧チョッパ回路８０は、チョークコイル８１とダイオード８２の直列回路と、チョークコイル８１とダイオード８２の接続点に接続されたＦＥＴなどの電力制御素子８４と、ダイオード８２のカソード側に接続されたコンデンサ８３から構成され、上記チョークコイル８１の他方端は平滑コンデンサ７０に接続され、ダイオード８２のカソード側はトランス４０のセンタータップに接続されている。
そして、上記電力制御素子８４は、電力制御回路１０の駆動回路１１の出力端子にダイオード８５を介して接続されている。
電力制御回路１０の駆動回路１１の出力により、電力制御素子８４がオン／オフを繰り返すと、チョークコイル８１に蓄積されるエネルギーにより、コンデンサ８３が充電され、コンデンサ８３の両端には、昇圧された直流電圧が発生する。
また、トランスの４０のセンタータップには、前記した検出回路６０が接続され、検出回路の出力は、前記と同様電力制御回路１０の検出部１３に与えられる。
また、第１の実施例と同様、発振定数回路２０にはコンデンサ２１と、抵抗２２とサーミスタ２３の直列回路が接続されている。上記サーミスタ２３は電力制御素子３０−１，３０−２等の発熱素子に熱的に接触するよう配設されており、該発熱素子の温度を検出することにより擬似的にランプ周囲温度を得る。ランプ点灯に伴い、発熱素子の温度が上昇するので、結果的にランプ点灯装置の周囲温度に応じて抵抗値が変わり、周囲温度が低下すると抵抗値は増大する。

図２の回路の動作は、基本的には図１に示したものと同様であり、前記したようにランプＯＮ／ＯＦＦ制御端子７３からＯＮ信号が入力され、電力制御回路１０に電源電圧Ｖｃｃが供給されると、電力制御回路１０が動作開始し、発振回路１２は、発振定数回路２０により定まる発振周波数で発振動作し、その出力に上記発振周波数の鋸歯状波が発生する。
一方、検出回路６０の出力が、電力制御回路１０の検出部１３に入力され、誤差増幅回路１４で増幅され、比較器１５は、誤差増幅回路１４の出力電圧に比例したデューティ比の矩形波からなる信号を発生する。
比較器１５の出力は駆動回路１１に入力され、駆動回路１１のそれぞれのＤＲＶ端子から、電力制御素子３０−１，３０−２のゲートに、上記デューティ比を持つ矩形波からなる信号が出力され、電力制御素子３０−１，３０−２は交互にＯＮとなり、トランス４０の２次側に図１０で示すような矩形波的な電圧が誘起されて出力電力が希ガス放電ランプ５０に印加され、該ランプ５０が点灯する。なお、トランスの２次側に矩形波的な電圧を誘起させる手段として、ハーフブリッジ回路やフルブリッジ回路を用いてもよい。
また、検出回路６０により昇圧チョッパ回路８０とトランス４０の接続点の電位が検出され、この電位は前記電力制御回路１０の検出部１３にフィードバックされ、前記したように、ランプ５０への入力電力が制御される。

発振周波数を決定する発振定数回路２０中には、第１の実施例と同様、抵抗値が変化するサーミスタ２３が設けられ、固定抵抗２２に直列に接続されている。
このため、前記したように、ランプ点灯回路の周囲温度が低い場合、サーミスタ２３の抵抗値が高くなり発振周波数が低くなる。
以上のように、本実施例においては、前記第１の実施例と同様、発振回路の発振定数回路２０の抵抗に直列にサーミスタを設けたので、ランプ点灯装置の点灯開始時の周囲温度が低い場合は、ランプは低い発振周波数で点灯する。
このため、前述したように、照度安定性の変動を小さくすることができる。

図３は本発明の第３の実施例を示す図であり、同図はフライバック駆動式の希ガス放電ランプ点灯装置を説明する図である。
図３において、図１に示したものと同一のものには同一の符号が付されており、電力制御回路１０、発振定数回路２０、電力制御回路１０に電源を供給するトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２からなる回路の構成は同様であるが、トランス４０の二次側とランプ５０の接続点のいずれか一方が接地されており、その接地された側には抵抗６１が設けられており、抵抗６１とランプ５０の接続点に検出回路６０が接続されている。
図３の回路の動作は、基本的には図１に示したものと同様であり、前記したようにランプＯＮ／ＯＦＦ制御端子７３からＯＮ信号が入力され、トランジスタＴｒ１、トランジスタＴｒ２がＯＮし、電力制御回路１０に電源電圧Ｖｃｃが供給されると、ＰＷＭ制御ＩＣ等よりなる電力制御回路１０が動作開始する。
発振回路１２は、発振定数回路２０により定まる発振周波数で発振動作し、その出力に上記発振周波数の鋸歯状波が発生する。
一方、検出回路６０により検出された放電ランプ５０に入力される電力に相当した信号が電力制御回路１０の検出部１３に入力され、誤差増幅回路１４で増幅される。
比較器１５は、上記発振回路１２の出力と誤差増幅回路１４の出力を比較し、誤差増幅回路１４の出力電圧に比例したデューティ比の矩形波からなる信号を発生する。
比較器１５の出力は駆動回路１１に入力され、駆動回路１１のＤＲＶ端子から、例えばＦＥＴ等からなる電力制御素子３０のゲートに、上記デューティ比を持つ矩形波からなる信号が出力される。
ゲート信号がＨＩＧＨ期間は電力制御素子３０はＯＮ期間となりこの間トランス４０の１次側に電磁エネルギーが蓄積され、次にゲート信号がＬＯＷ期間となって電力制御素子３０がＯＦＦした瞬間、１次側に蓄積されていた電磁エネルギーが２次側に放出さる。これによって放電ランプ５０にパルス電流が流れ、２次側に図９で示すような波形の電圧が希ガス放電ランプ５０に印加され、該ランプ５０が点灯する。
また、ランプ５０に流れる電流は抵抗６１に現れる電位として検出され、この電位はランプ５０と抵抗６１との接続点に接続された検出回路６０によって前記電力制御回路１０の検出部１３にフィードバックされ、前記したように、ランプ５０への入力電力が制御される。
なお、検出回路６０により検出される抵抗６１に現れる電位は、ピーク値でもよいし、例えばコンデンサとダイオードを追加することにより、平均値としてもよい。
発振周波数を決定する発振定数回路２０中には、第１の実施例と同様、抵抗値が変化するサーミスタ２３が、固定抵抗２２に直列に接続されている。発熱素子と熱的に接触するよう設けられており、擬似的にランプ周囲温度を検出することによりランプの周囲温度が低い場合、サーミスタ２３の抵抗値が高くなり発振周波数が低くなる。
以上のように、本実施例においては、前記第１の実施例と同様、発振回路の発振定数回路２０の抵抗に直列にサーミスタ２３を設け、かつその配置を発熱素子に熱的に接触させたので、ランプ点灯装置の点灯開始時の周囲温度が低い場合は、ランプは低い発振周波数で点灯する。
このため、前述したように、照度安定性の変動を小さくすることができる。

本発明の第１の実施例を示す図である。 本発明の第２の実施例を示す図である。 本発明の第３の実施例を示す図である。 希ガス放電ランプの従来の点灯回路の一例を示す図である。 希ガス放電ランプを連続点灯した場合の照度減衰特性を示す図である。 希ガス放電ランプの照度の周囲温度依存性を示す図である。 周囲温度と照度安定性について、ランプの点灯周波数を種々変化させて調査した結果を示す図である。 図７において前記４．８％ラインで交差する温度と点灯周波数をプロットしなおした図である。 フライバック駆動式の希ガス放電ランプ点灯装置により希ガス放電ランプに印加される電圧波形の一例を示す図である。 プッシュプル駆動式の希ガス放電ランプ点灯装置により希ガス放電ランプに印加される電圧波形の一例を示す図である。

符号の説明

１０ 電力制御回路
１１ 駆動回路
１２ 発振回路
１３ 検出部
１４ 誤差増幅回路
１５ 比較器
２０ 発振定数回路
２１ コンデンサ
２２ 抵抗
２３ サーミスタ
３０ 電力制御素子
４０ トランス
５０ ランプ
６０ 検出回路
６１ 抵抗
７０ 平滑コンデンサ
７２ 電源端子
７３ ランプＯＮ／ＯＦＦ制御端子
８０ 昇圧チョッパ回路
８１ チョークコイル
８２ 整流ダイオード
８３ コンデンサ
８４ 電力制御素子
８５ ダイオード
９０ 温度センサ
９１ 電圧増幅器
９２ Ｖ−Ｆコンバータ

Claims (5)

1. 内部に放電を発生させる外囲器と、該外囲器の外表面に少なくとも一方の電極を配設し、該外囲器の内側に蛍光体層を配設し、放電により発生するエキシマ光を利用する希ガス蛍光ランプと、該希ガス蛍光ランプの電極間に高周波電圧を印加する給電手段とからなる希ガス蛍光ランプ装置であって、
   上記給電手段は、上記希ガス蛍光ランプに印加される高周波電圧を発生するインバータ回路部と、電力制御回路と、ランプ入力電力に相関する電気量を検出する検出回路と、上記給電手段の発熱素子と熱的に接触を有する温度センサとを具備し、
   上記インバータ回路部は、上記希ガス蛍光ランプにパルス電流が流れる波形の高周波電圧を発生させるものであり、
   上記電力制御回路は、上記インバータ回路部を上記検出回路からの信号が一定となるように制御するとともに、照度安定性が一定となるように、上記温度センサの出力に応じて点灯初期における上記高周波電圧の周波数を変化させる
   ことを特徴とする希ガス蛍光ランプ装置。
2. 上記インバータ回路部は、一次側巻線と二次側巻線を有するトランスを具備し、該一次側巻線にスイッチング素子を接続したフライバック駆動式であって、
   上記検出回路は、上記ランプ入力電力に相関する電気量として上記スイッチング素子の電圧を検出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装置。
3. 上記インバータ回路部は、一次側巻線と二次側巻線を有するトランスを具備し、該一次側巻線にスイッチング素子を接続したフライバック駆動式であって、
   上記検出回路は、上記ランプ入力電力に相関する電気量として上記希ガス蛍光ランプに流れる電流を検出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装置。
4. 内部に放電を発生させる外囲器と、該外囲器の外表面に少なくとも一方の電極を配設し、該外囲器の内側に蛍光体層を配設し、放電により発生するエキシマ光を利用する希ガス蛍光ランプと、該希ガス蛍光ランプの電極間に高周波電圧を印加する給電手段とからなる希ガス蛍光ランプ装置であって、
   上記給電手段は、出力電圧が可変の直流電圧源と、上記希ガス蛍光ランプに印加される高周波電圧を発生するインバータ回路部と、電力制御回路と、上記給電手段の発熱素子と熱的に接触を有する温度センサとを具備し、
   上記インバータ回路部は、一次側巻線と二次側巻線を有するトランスを具備し、該一次側巻線を複数のスイッチング素子を用いて、上記直流電圧源の出力電圧を印加することによって駆動し、上記二次側巻線に急峻な立ち上がりを有する矩形波的な電圧を発生させるものであって、
   上記電力制御回路は、上記直流電源装置の出力電圧を上記ランプ電力に相関する上記電気量とし、上記電気量を一定となるよう制御すると共に、照度安定性が一定となるように、上記温度センサの出力に応じて点灯初期における上記高周波電圧の周波数を変化させる
   ことを特徴とする希ガス蛍光ランプ装置。
5. 上記電力制御回路は、インバータ回路部を駆動する駆動回路と、該駆動回路に駆動信号を加える発振回路とを有し、
   上記温度センサは、上記発振回路の発振周波数を定める発振時定数回路中に設けられ、周囲の温度に応じて抵抗値が変化する感温素子であって、該感温素子の抵抗値に応じて上記発振回路の発振周波数が変化する
   ことを特徴とする請求項１又は４に記載の希ガス蛍光ランプ装置。
   

Images