JP2001006621A

JP2001006621A - Lighting device for rare gas discharge lamp

Info

Publication number: JP2001006621A
Application number: JP11179246A
Authority: JP
Inventors: Naotake Tatsumi; 尚毅辰巳
Original assignee: NEC Lighting Ltd
Current assignee: Hotalux Ltd
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2001-01-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device for rare gas discharge lamp capable of stabilizing the change in the light quantity of the discharge lamp to a certain degree after the operation. SOLUTION: A lighting device for a rare gas discharge lamp DL of such a structure that a pair of band-shaped outer electrodes 5 and 6 are arranged isolatedly on the outside peripheral surface of an envelope 1, is composed of a DC/DC converter CV including a first switching element S1 and a first drive circuit CT located on the input side of an output transformer TR, a constant power forming circuit including a second switching element S2, coil current sensor circuit R1, a second drive circuit MM, a first driver circuit DR1, a first comparator circuit OP1 and integer circuit SM, and a high-frequency voltage generating circuit to generate a pulse-form high-frequency voltage on the output side of the output transformer on the basis of the switching operation of the second switching element. The power on the input side of the high-frequency voltage generating circuit in the condition that the rare gas discharge lamp connected to the output side of the high-frequency voltage generating circuit is lighted, is controlled so as to be approx. constant by the constant power forming circuit.

Description

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は希ガス放電灯の点
灯装置に関し、特に、内面に発光層を有するガラスバル
ブの外周面に一対の帯状の外部電極を配置した希ガス放
電灯を高周波電圧発生回路に接続してなる点灯装置の改
良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lighting device for a rare gas discharge lamp, and more particularly to a rare gas discharge lamp in which a pair of strip-shaped external electrodes are arranged on the outer peripheral surface of a glass bulb having a light emitting layer on the inner surface. The present invention relates to an improvement of a lighting device connected to a circuit.

【０００２】[0002]

【従来の技術】本出願人は、先に、図９に示す希ガス放
電灯ＤＬを提案した。同図において、Ａは例えばガラス
バルブにて密閉状に構成された直管状の外囲器であっ
て、その内面には希土類蛍光体，ハロリン酸塩蛍光体な
どの蛍光体よりなる発光層Ｂが形成されている。特に、
この発光層Ｂには所定の開口角を有するアパーチャ部
（発光層の未形成部）Ｂａがほぼ全長に亘って形成され
ている。そして、外囲器Ａの封着構造はガラスバルブの
端部にディスク状の封着ガラス板を封着して構成されて
いるが、例えば単にガラスバルブを加熱しながら縮径加
工し溶断するいわゆるトップシールによって構成するこ
ともできる。尚、この外囲器Ａの密閉空間には水銀など
の金属蒸気を含まないキセノンを主成分とする希ガスが
所定量封入されている。この外囲器Ａの外周面には金属
部材よりなる帯状の一対の外部電極Ｃ，Ｄが、外囲器Ａ
のほぼ全長に亘って互いに離隔して配置されている。こ
の希ガス放電灯ＤＬは、例えば図１０に示す点灯装置に
よって点灯される。この点灯装置は、例えば周波数が３
０ＫＨｚ，電圧が１８８０Ｖ程度の高周波電圧を発生
し、かつ出力波形がほぼ正弦波である高周波電圧発生回
路（インバータ回路）ＨＡと、直流電源ＥＢからインバ
ータ回路ＨＡへの直流電力の供給をコントロールするト
ランジスタなどのスイッチング素子ＱＡと、スイッチン
グ素子ＱＡに駆動信号を供給する駆動回路Ｐとから構成
されており、このインバータ回路ＨＡの出力側には希ガ
ス放電灯ＤＬが、外部電極Ｃ，Ｄに高周波電圧が印加さ
れるように接続されている。この点灯装置において、駆
動回路Ｐからスイッチング素子ＱＡのベースに駆動信号
を所定のタイミングで付与・停止すると、スイッチング
素子ＱＡは所定の間隔でオン・オフ動作する。スイッチ
ング素子ＱＡがオン動作の期間中、インバータ回路ＨＡ
が動作することによって高周波電圧が出力され、希ガス
放電灯ＤＬの外部電極Ｃ，Ｄに印加される。これによ
り、希ガス放電灯ＤＬは、熱陰極や冷陰極を用いた放電
灯のように外囲器の長手方向に沿った１つの放電路によ
って点灯するものとは異なり、外部電極Ｃ，Ｄの間（外
囲器Ａの長手方向に対してほぼ直角方向）に無数の放電
路が形成されることによって縞状の状態で点灯する。こ
の状態において、希ガスの励起線によって発光層Ｂが励
起されて発光し、光は主としてアパーチャ部Ｂａを介し
て外部に放出される。特に、この希ガス放電灯ＤＬには
水銀が用いられていないために、点灯後における光量の
立ち上がりが急峻であり、点灯と同時に光量がほぼ１０
０％近くにまで達するという特徴を有している。このた
めに、ファクシミリ，イメージスキャナ，複写機などの
ＯＡ機器の原稿読取用の光源として好適するものであ
る。例えばこの希ガス放電灯ＤＬを上述の原稿照射装置
に適用した場合には、アパーチャ部構造の採用により発
光層Ｂの放射光の高密度化が可能となることから、原稿
面照度を高めることができ、原稿の読み取り性を改善で
きるものである。しかしながら、近時、ＯＡ機器は、そ
の処理能力を高め、事務処理の効率化を図るために、原
稿の送り速度をさらに高速化する傾向にあり、上述の希
ガス放電灯ＤＬをそのまま適用すると、原稿の読み取り
精度（解像度）が損なわれるようになる。このために、
一層の照度アップが求められている。2. Description of the Related Art The applicant has previously proposed a rare gas discharge lamp DL shown in FIG. In the figure, A is a straight tubular envelope which is hermetically sealed by a glass bulb, for example, and a light emitting layer B made of a phosphor such as a rare earth phosphor or a halophosphate phosphor is provided on the inner surface thereof. Is formed. In particular,
In the light emitting layer B, an aperture portion (a portion where the light emitting layer is not formed) Ba having a predetermined opening angle is formed over substantially the entire length. The sealing structure of the envelope A is formed by sealing a disk-shaped sealing glass plate to an end of a glass bulb. It can also be constituted by a top seal. A predetermined amount of a rare gas mainly composed of xenon, which does not contain metal vapor such as mercury, is sealed in the enclosed space of the envelope A. A pair of band-shaped external electrodes C and D made of a metal member are provided on the outer peripheral surface of the envelope A.
Are spaced apart from each other over substantially the entire length of the. The rare gas discharge lamp DL is lit by, for example, a lighting device shown in FIG. This lighting device has a frequency of 3
A high-frequency voltage generating circuit (inverter circuit) HA which generates a high-frequency voltage of 0 KHz and a voltage of about 1880 V and has a substantially sinusoidal output waveform, and a transistor for controlling the supply of DC power from the DC power supply EB to the inverter circuit HA And a drive circuit P for supplying a drive signal to the switching element QA. A rare gas discharge lamp DL is provided on the output side of the inverter circuit HA, and a high-frequency voltage is applied to the external electrodes C and D. Are connected so as to be applied. In this lighting device, when a drive signal is applied and stopped at a predetermined timing from the drive circuit P to the base of the switching element QA, the switching element QA turns on and off at predetermined intervals. While the switching element QA is in the ON operation, the inverter circuit HA
Operates to output a high-frequency voltage, which is applied to the external electrodes C and D of the rare gas discharge lamp DL. Thus, unlike the rare gas discharge lamp DL, which is lit by a single discharge path along the longitudinal direction of the envelope, like a discharge lamp using a hot cathode or a cold cathode, the external electrodes C and D Since a myriad of discharge paths are formed between them (in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the envelope A), the light is lit in a striped state. In this state, the light-emitting layer B is excited by a rare gas excitation line to emit light, and light is emitted to the outside mainly through the aperture Ba. In particular, since no mercury is used in the rare gas discharge lamp DL, the light quantity rises sharply after lighting, and the light quantity is almost 10
It has the characteristic of reaching nearly 0%. For this reason, it is suitable as a light source for document reading of OA equipment such as a facsimile, an image scanner, and a copying machine. For example, when the rare gas discharge lamp DL is applied to the above-described document irradiating apparatus, the illuminance of the document surface can be increased since the density of the radiated light of the light emitting layer B can be increased by adopting the aperture structure. This can improve the readability of the original. However, recently, OA equipment has tended to further increase the document feeding speed in order to increase the processing capacity and increase the efficiency of office work, and if the rare gas discharge lamp DL described above is applied as it is, The reading accuracy (resolution) of the document is impaired. For this,
Further increase in illuminance is required.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従って、本出願人は、
先に図１１に示す希ガス放電灯の点灯装置を提案した。
この点灯装置はパルス状の高周波電圧を発生する高周波
電圧発生回路ＨＢの出力側に希ガス放電灯ＤＬが、外部
電極Ｃ，Ｄに高周波電圧が印加されるように接続して構
成されている。この高周波電圧発生回路ＨＢは、例えば
一次コイルＴＲａ，二次コイルＴＲｂを有する出力トラ
ンスＴＲと、出力トランスＴＲの一次コイルＴＲａに直
列的に接続された電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）な
どのスイッチング素子ＱＢと、一次コイルＴＲａとスイ
ッチング素子ＱＢとの直列回路に並列的に接続されたコ
ンデンサＣＡと、スイッチング素子ＱＢにほぼ方形波の
駆動信号を付与するための駆動回路ＰＤとから構成され
ている。特に、上述の駆動回路ＰＤには駆動信号のデュ
ーティ比変更できるようにＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍ
odulation ）機能が付与されており、スイッチング素子
ＱＢをオン動作させる駆動タイミングが、後述する繰り
返し波形の１周期（Ｔ）内において希ガス放電灯ＤＬに
流れるランプ電流Ｉｂの方向が反転する跳ね返り期間
（Ｔ₂）内に設定されている。このように構成された点
灯装置は次のように動作する。まず、高周波高電圧発生
回路ＨＢの入力側に直流電源ＥＢを接続すると、コンデ
ンサＣＡは充電される。この状態で、駆動回路ＰＤから
スイッチング素子ＱＢのゲートに図１２（ａ）に示す方
形波の駆動信号を印加すると、スイッチング素子ＱＢは
同図（ｂ）及び図１３（ａ）に示すように時点ｔ₁，
ｔ₂，ｔ₃・・・でオン，オフ動作する。スイッチング素
子ＱＢがオン状態になると、コンデンサＣＡ，直流電源
ＥＢから出力トランスＴＲの一次コイルＴＲａには同図
（ｃ）に示すように電流（コイル電流Ｉｃ）が流れ、出
力トランスＴＲの一次コイルＴＲａには電磁エネルギー
が蓄積される。次に、スイッチング素子ＱＢがオフ状態
になると、蓄積された電磁エネルギーの作用に基づいて
二次コイルＴＲｂにはパルス状の高周波電圧が発生し、
希ガス放電灯ＤＬの外部電極Ｃ，Ｄに印加されることに
よって、外部電極間には放電が生起され、希ガス放電灯
ＤＬは点灯状態になり、図１２（ｄ）及び図１３（ｂ）
に示すようにランプ電流Ｉｂが流れる。このランプ電流
Ｉｂは、繰り返し周期におけるそれぞれの１周期（Ｔ）
の前半部分の期間Ｔ₁に流れると共に、希ガス放電灯Ｄ
Ｌに蓄積された電荷がランプ電流Ｉｂとして跳ね返り期
間Ｔ₂に、期間Ｔ₁の方向とは逆方向に流れるようにな
る。この跳ね返り期間Ｔ₂の間にスイッチング素子ＱＢ
に駆動信号を付与すると、図１２（ｃ）に示すように、
時点ｔ₁，ｔ₃・・・においてコイル電流Ｉｃにパルス的
な電流が流れる。この電流に関連してランプ電流Ｉｂに
は図１２（ｄ）及び図１３（ｂ）において斜線で示すラ
ンプ電流Ｉｂｊが、期間Ｔ₂に流れるランプ電流に重畳
されて流れる。尚、スイッチング素子ＱＢへの駆動信号
の付与タイミングを跳ね返り期間Ｔ₂の範囲外に遅らせ
ると、ランプ電流Ｉｂは単なる減衰振動となり、斜線で
示すランプ電流Ｉｂｊは流れなくなる。これによって、
希ガス放電灯ＤＬは図１２（ｅ）に示すように発光
（φ）し、ランプ電流Ｉｂｊの増加に対応して明るさφ
も同図において斜線（φｊ）で示すように増加される。
尚、スイッチング素子ＱＢへの駆動信号の付与タイミン
グは跳ね返り期間Ｔ₂の早い時期ほど、点灯装置への入
力をことさらに増やさなくても斜線で示すランプ電流Ｉ
ｂｊを効果的に増加させることができる。この点灯装置
によれば、希ガス放電灯ＤＬの点灯状態において、スイ
ッチング素子ＱＢのオフ動作後の期間Ｔ₁に流れるラン
プ電流Ｉｂの方向が反転する跳ね返り期間Ｔ₂内にスイ
ッチング素子ＱＢをオン動作させているために、高周波
電圧発生回路ＨＢの入力電流をことさらに増加させなく
ても、跳ね返り期間Ｔ₂に流れるランプ電流をＩｂｊ分
だけ増加させることができ、これに伴って、明るさ（光
量）φもφｊ分だけ増加させることができる。従って、
ＯＡ機器の原稿照射装置に適用した場合には、原稿面照
度を高めることができ、原稿の送り速度の高速化にも対
応が可能となる。しかしながら、動作状態において、高
周波電圧発生回路ＨＢの入力電圧（出力トランスＴＲの
一次コイルＴＲａ側の電圧）Ｖｂが電源変動などによっ
て高くなると、コイル電流Ｉｃは図１２（ｃ）において
点線で示すように時点ｔ₂での電流値が高くなる。これ
に伴って、ランプ電流Ｉｂ，光量φも同図（ｄ），
（ｅ）において点線で示すように増加することになる。
従って、ＯＡ機器の稼働中に電源変動が生じたりする
と、再生品位が損なわれるという問題が生ずる。又、こ
の点灯装置は希ガス放電灯ＤＬが点灯後における光量の
立ち上がり性に優れていることから、ＯＡ機器の原稿照
射装置に適用した場合、ＯＡ機器の稼働とほぼ同時に原
稿の読み取り動作を行なうことができるものであるが、
例えば５分間程度動作させた後の照度が点灯直後の照度
に比較して５％程度低下するために、時間の経過と共に
読み取り精度が変化してしまい、再生品位が損なわれる
という問題もある。具体的には、希ガス放電灯ＤＬは、
上述のように外部電極Ｃ，Ｄに高周波電圧を印加するこ
とによって外囲器（ガラスバルブ）Ａを介して外部電極
間に放電が生起されて点灯されるのであるが、この際
に、ガラスバルブが放電などによって例えば１００°Ｃ
程度にまで温度上昇する。このために、発光層Ｂの発光
特性が損なわれるようになったり、高周波電圧発生回路
ＨＢの特性に影響を及ぼしたりすることになり、照度が
５％程度も低下するようになる。従って、点灯装置の動
作後における希ガス放電灯ＤＬの光量の安定化が求めら
れている。それ故に、本発明の目的は、動作後における
希ガス放電灯の光量変動を比較的に安定化できる希ガス
放電灯の点灯装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the applicant has
The lighting device for a rare gas discharge lamp shown in FIG.
This lighting device is configured such that a rare gas discharge lamp DL is connected to an output side of a high-frequency voltage generating circuit HB that generates a pulsed high-frequency voltage so that a high-frequency voltage is applied to the external electrodes C and D. The high-frequency voltage generation circuit HB includes, for example, an output transformer TR having a primary coil TRa and a secondary coil TRb, and a switching element QB such as a field effect transistor (FET) connected in series to the primary coil TRa of the output transformer TR. , A capacitor CA connected in parallel to a series circuit of the primary coil TRa and the switching element QB, and a drive circuit PD for applying a substantially square-wave drive signal to the switching element QB. In particular, the driving circuit PD described above has a PWM (Pulse Width M) so that the duty ratio of the driving signal can be changed.
odulation) function is provided, and the drive timing for turning on the switching element QB is a rebound period in which the direction of the lamp current Ib flowing through the rare gas discharge lamp DL is reversed within one cycle (T) of a repetitive waveform described later. T ₂ ). The lighting device thus configured operates as follows. First, when the DC power supply EB is connected to the input side of the high frequency high voltage generation circuit HB, the capacitor CA is charged. In this state, when the square wave drive signal shown in FIG. 12A is applied from the drive circuit PD to the gate of the switching element QB, the switching element QB is turned on at the point in time as shown in FIG. 12B and FIG. t ₁ ,
On and off operations are performed at t ₂ , t ₃ ,. When the switching element QB is turned on, a current (coil current Ic) flows from the capacitor CA and the DC power supply EB to the primary coil TRa of the output transformer TR as shown in FIG. Accumulates electromagnetic energy. Next, when the switching element QB is turned off, a pulsed high-frequency voltage is generated in the secondary coil TRb based on the action of the stored electromagnetic energy,
By being applied to the external electrodes C and D of the rare gas discharge lamp DL, a discharge is generated between the external electrodes, and the rare gas discharge lamp DL is turned on, and FIG. 12D and FIG.
The lamp current Ib flows as shown in FIG. This lamp current Ib corresponds to one cycle (T) of each repetition cycle.
With flowing in the period T ₁ of the first part of the rare gas discharge lamp D
The charge stored in L is the rebound period T ₂ as a lamp current Ib, to flow in the direction opposite to the direction of the period T _1. Switching elements QB During this rebound period T ₂
When a drive signal is given to the, as shown in FIG.
At time points t ₁ , t _3, ..., A pulse current flows in the coil current Ic. Lamp current Ibj indicated by hatching in FIG. 12 to the lamp current Ib with respect to the current (d) and FIG. 13 (b) flows superimposed on the lamp current flowing in the period T _2. Incidentally, when delaying the grant timing of the drive signal to the switching element QB outside the bounce period T _2, the lamp current Ib becomes mere damping vibrations, the lamp current Ibj indicated by hatching does not flow. by this,
The rare gas discharge lamp DL emits light (φ) as shown in FIG. 12 (e), and has a brightness φ corresponding to an increase in the lamp current Ibj.
Is also increased as shown by oblique lines (φj) in FIG.
Incidentally, as impart timing early in rebound period T ₂ period of the drive signal to the switching element QB, the lamp current I shown without increasing the input to the lighting device deliberately by hatching
bj can be effectively increased. According to the lighting apparatus, in the lighting state of the rare gas discharge lamp DL, the ON operation of the switching element QB within bouncing period T ₂ in which the direction of the lamp current Ib flowing in the period T ₁ of the post-OFF operation of the switching element QB is inverted to that is, without increasing the input current of the high frequency voltage generating circuit HB so deliberately, it is possible to increase the lamp current flowing through the rebound period T ₂ by Ibj content, along with this, the brightness (amount of light ) Φ can also be increased by φj. Therefore,
When applied to a document irradiating device of an OA device, the illuminance of the document surface can be increased, and it is possible to cope with an increase in the document feeding speed. However, when the input voltage (the voltage on the primary coil TRa side of the output transformer TR) Vb of the high-frequency voltage generation circuit HB increases in the operating state due to a power supply fluctuation or the like, the coil current Ic becomes as shown by a dotted line in FIG. current value at time t ₂ becomes high. Along with this, the lamp current Ib and the light amount φ are also shown in FIG.
In (e), it increases as shown by the dotted line.
Therefore, if the power supply fluctuates during the operation of the OA equipment, there arises a problem that the reproduction quality is impaired. Further, since this lighting device is excellent in the rise of light amount after the rare gas discharge lamp DL is turned on, when applied to a document irradiation device of an OA device, a document reading operation is performed almost simultaneously with the operation of the OA device. Can be
For example, since the illuminance after operating for about 5 minutes is reduced by about 5% as compared to the illuminance immediately after lighting, there is also a problem that the reading accuracy changes over time and the reproduction quality is impaired. Specifically, the rare gas discharge lamp DL is
As described above, by applying a high-frequency voltage to the external electrodes C and D, a discharge is generated between the external electrodes via the envelope (glass bulb) A and the lamp is turned on. Is 100 ° C
The temperature rises to the extent. For this reason, the light-emitting characteristics of the light-emitting layer B are impaired or the characteristics of the high-frequency voltage generating circuit HB are affected, and the illuminance is reduced by about 5%. Therefore, there is a demand for stabilization of the light amount of the rare gas discharge lamp DL after the operation of the lighting device. Therefore, an object of the present invention is to provide a rare gas discharge lamp lighting device capable of relatively stabilizing a change in the amount of light of the rare gas discharge lamp after operation.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、上述
の目的を達成するために、内面に発光層を有し、かつ内
部空間に希ガスを封入した外囲器の外周面に金属部材よ
りなる帯状の一対の外部電極を、外囲器のほぼ全長に亘
って互いに離隔して配置してなる希ガス放電灯と、出力
トランスの入力側に第１のスイッチング素子を含むＤＣ
／ＤＣコンバータ，第２のスイッチング素子を含む定電
力化回路を備え、駆動信号の付与・停止による第２のス
イッチング素子のスイッチング動作に基づいて出力トラ
ンスの出力側にパルス状の高周波電圧を発生する高周波
電圧発生回路とを具備し、前記希ガス放電灯を高周波電
圧発生回路の出力側に、一対の外部電極にパルス状の高
周波電圧が印加されるように接続し、かつ希ガス放電灯
の点灯状態における高周波電圧発生回路の入力側の電力
を、定電力化回路によってほぼ一定となるように制御す
ることを特徴とする。又、本発明の第２の発明は、内面
に発光層を有し、かつ内部空間に希ガスを封入した外囲
器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極
を、外囲器のほぼ全長に亘って互いに離隔して配置する
と共に、外囲器の外周面に透光性の絶縁部材を、外部電
極が被覆されるように装着してなる希ガス放電灯と、出
力トランスの入力側に第１のスイッチング素子を含むＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ，第２のスイッチング素子を含む定
電力化回路を備え、駆動信号の付与・停止による第２の
スイッチング素子のスイッチング動作に基づいて出力ト
ランスの出力側にパルス状の高周波電圧を発生する高周
波電圧発生回路とを具備し、前記希ガス放電灯を高周波
電圧発生回路の出力側に、一対の外部電極にパルス状の
高周波電圧が印加されるように接続し、かつ希ガス放電
灯の点灯状態における高周波電圧発生回路の入力側の電
力を、定電力化回路によってほぼ一定となるように制御
することを特徴とする。又、本発明の第３の発明は、内
面に発光層を有し、かつ内部空間に希ガスを封入した外
囲器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極
を、外囲器のほぼ全長に亘って互いに離隔して配置して
なる希ガス放電灯と、出力トランスの入力側に第１のス
イッチング素子を含むＤＣ／ＤＣコンバータ，第２のス
イッチング素子，出力トランスの入力側に流れる電流を
検出するコイル電流検出回路を含む定電力化回路を備
え、駆動信号の付与・停止による第２のスイッチング素
子のスイッチング動作に基づいて出力トランスの出力側
にパルス状の高周波電圧を発生する高周波電圧発生回路
とを具備し、前記希ガス放電灯を高周波電圧発生回路の
出力側に、一対の外部電極にパルス状の高周波電圧が印
加されるように接続し、かつ動作状態において、コイル
電流検出回路の出力電圧が基準電圧に達したことを検出
し、この検出信号に基づいて第２のスイッチング素子の
駆動信号のデューティ比が一定となるようにＤＣ／ＤＣ
コンバータの出力電圧を制御することにより、高周波電
圧発生回路の入力側の電力を定電力化することを特徴と
する。又、本発明の第４の発明は、前記高周波電圧発生
回路は、少なくとも、一次，二次コイルを有する出力ト
ランスと、出力トランスの一次コイルに直列的に接続し
たＤＣ／ＤＣコンバータ，第２のスイッチング素子及び
出力トランスの一次コイルに流れる電流を検出するコイ
ル電流検出回路を含む定電力化回路とから構成したこと
を特徴とし、第５の発明は、前記第２のスイッチング素
子のオンデューティ比を６０％以上に設定したことを特
徴とする。又、本発明の第６の発明は、前記定電力化回
路は、少なくとも、出力トランスの一次コイルに直列的
に接続した第１のスイッチング素子及び第１のスイッチ
ング素子に駆動信号を付与する第１の駆動回路を含むＤ
Ｃ／ＤＣコンバータと、出力トランスの一次コイルに直
列的に接続した第２のスイッチング素子と、第２のスイ
ッチング素子に直列的に接続したコイル電流検出回路
と、コイル電流検出回路にて検出したコイル電流に対応
する出力電圧と基準電圧とを比較する第１の比較回路
と、第１の比較回路においてコイル電流検出回路の出力
電圧が基準電圧に達した時に一定の時間幅の信号を出力
する第２の駆動回路と、第２の駆動回路の出力信号を反
転し、第２のスイッチング素子に駆動信号として付与す
る第１のドライバー回路と、第２の駆動回路の出力信号
を積分し、第１の駆動回路にフィードバックする積分回
路とから構成し、前記積分回路の出力電圧がほぼ一定と
なるようにＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御する
ことにより、高周波電圧発生回路の入力側の電力を定電
力化することを特徴とする。又、本発明の第７の発明
は、前記積分回路と第１の駆動回路との間に、積分回路
の出力電圧を所望の電圧に設定し得る電圧調整回路を介
在させたことを特徴とし、第８の発明は、前記コイル電
流検出回路は出力トランスの一次コイルに直列的に接続
し、一端を第１の比較回路の反転入力端子に接続した抵
抗からなり、コイル電流に対応する抵抗の端子電圧が、
第１の比較回路の非反転入力端子に接続した基準電源の
基準電圧に達した際に、第１の比較回路からの出力信号
に基づいて第２の駆動回路をトリガーすることを特徴と
する。さらに、本発明の第９の発明は、前記第２の駆動
回路を単安定マルチバイブレータにて構成し、それの出
力信号の時間幅を１〜５μＳの範囲に設定したことを特
徴とし、第１０の発明は、前記第２のスイッチング素子
のオフ期間を、出力トランスの二次コイル側の実効イン
ダクタンスと希ガス放電灯が点灯した状態の実効静電容
量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周
期以内に設定したことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, in order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a metal member on an outer peripheral surface of an envelope having a light emitting layer on an inner surface and a rare gas sealed in an inner space. A rare gas discharge lamp in which a pair of strip-shaped external electrodes are spaced apart from each other over substantially the entire length of an envelope, and a DC including a first switching element on the input side of an output transformer.
/ DC converter and a constant power circuit including a second switching element, and generates a pulsed high-frequency voltage at the output side of the output transformer based on the switching operation of the second switching element by applying and stopping the drive signal. A high-frequency voltage generating circuit, wherein the rare gas discharge lamp is connected to the output side of the high-frequency voltage generating circuit so that a pulsed high-frequency voltage is applied to a pair of external electrodes, and the rare gas discharge lamp is turned on. The power on the input side of the high-frequency voltage generation circuit in the state is controlled by the constant power circuit so as to be substantially constant. Further, the second invention of the present invention is directed to a second aspect of the present invention, in which a pair of band-shaped external electrodes made of a metal member is provided on an outer peripheral surface of an envelope having a light emitting layer on an inner surface and a rare gas sealed in an inner space. And a rare gas discharge lamp in which a translucent insulating member is mounted on the outer peripheral surface of the envelope so as to cover the external electrodes, and the output transformer. D including a first switching element on the input side
A constant-power circuit including a C / DC converter and a second switching element, and generating a pulsed high-frequency voltage on the output side of the output transformer based on the switching operation of the second switching element by applying / stopping the drive signal A high-frequency voltage generating circuit, the rare-gas discharge lamp is connected to the output side of the high-frequency voltage generating circuit such that a pulsed high-frequency voltage is applied to a pair of external electrodes, and It is characterized in that the power on the input side of the high-frequency voltage generating circuit in the lighting state is controlled by the constant power circuit so as to be substantially constant. Further, a third invention of the present invention is directed to a third aspect of the present invention, wherein a pair of band-shaped external electrodes made of a metal member is provided on the outer peripheral surface of an envelope having a light emitting layer on the inner surface and a rare gas sealed in the inner space. A rare gas discharge lamp disposed apart from each other over substantially the entire length of the DC / DC converter including a first switching element on the input side of the output transformer, a second switching element, and an input side of the output transformer. A constant-power circuit including a coil current detection circuit for detecting a flowing current; and generating a pulsed high-frequency voltage on the output side of the output transformer based on the switching operation of the second switching element by applying / stopping the drive signal. A high-frequency voltage generating circuit, wherein the rare gas discharge lamp is connected to an output side of the high-frequency voltage generating circuit so that a pulsed high-frequency voltage is applied to a pair of external electrodes, and is in an operating state. Detects that the output voltage of the coil current detection circuit reaches the reference voltage, DC / DC so that the duty ratio of the driving signal becomes constant of the second switching element based on the detection signal
By controlling the output voltage of the converter, the power on the input side of the high-frequency voltage generation circuit is made constant. According to a fourth aspect of the present invention, the high-frequency voltage generating circuit includes at least an output transformer having primary and secondary coils, a DC / DC converter connected in series to the primary coil of the output transformer, A fifth aspect of the present invention is a switching device and a constant power circuit including a coil current detection circuit for detecting a current flowing through a primary coil of an output transformer. It is characterized by being set to 60% or more. In a sixth aspect of the present invention, in the constant power circuit, at least a first switching element connected in series to a primary coil of the output transformer and a first switching element for applying a drive signal to the first switching element. D including the driving circuit of
A C / DC converter, a second switching element serially connected to the primary coil of the output transformer, a coil current detection circuit serially connected to the second switching element, and a coil detected by the coil current detection circuit A first comparison circuit that compares an output voltage corresponding to the current with a reference voltage, and a first comparison circuit that outputs a signal having a certain time width when the output voltage of the coil current detection circuit reaches the reference voltage in the first comparison circuit. A second driver circuit, a first driver circuit for inverting an output signal of the second driver circuit and applying the output signal to the second switching element as a drive signal, and integrating the output signal of the second driver circuit to obtain a first driver circuit. And a control circuit for controlling the output voltage of the DC / DC converter so that the output voltage of the integration circuit becomes substantially constant. Characterized by constant power the power input side of the generator. A seventh invention of the present invention is characterized in that a voltage adjusting circuit that can set an output voltage of the integration circuit to a desired voltage is interposed between the integration circuit and the first drive circuit, In an eighth aspect, the coil current detection circuit comprises a resistor connected in series to a primary coil of an output transformer and having one end connected to an inverting input terminal of a first comparison circuit, and a terminal of a resistor corresponding to the coil current. The voltage is
When the reference voltage of the reference power supply connected to the non-inverting input terminal of the first comparison circuit is reached, the second drive circuit is triggered based on an output signal from the first comparison circuit. Further, a ninth invention of the present invention is characterized in that the second drive circuit is constituted by a monostable multivibrator, and the time width of an output signal thereof is set in a range of 1 to 5 μS. In the invention, the off-period of the second switching element is set at the beginning of the free oscillation of the lamp current generated by the effective inductance on the secondary coil side of the output transformer and the effective capacitance when the rare gas discharge lamp is turned on. Is set within one cycle.

【０００５】[0005]

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる希ガス放電
灯の点灯装置の１実施例について図１〜図５を参照して
説明する。同図において、ＤＬは希ガス放電灯であっ
て、次のように構成されている。即ち、１は例えばガラ
スバルブにて密閉状に構成された直管状の外囲器であっ
て、その内面には希土類蛍光体，ハロリン酸塩蛍光体な
どの蛍光体よりなる発光層２が形成されている。特に、
この発光層２には所定の開口角を有するアパーチャ部２
ａがほぼ全長に亘って形成されている。そして、外囲器
１の封着構造はガラスバルブの端部にディスク状の封着
ガラス板を封着して構成されているが、例えば単にガラ
スバルブを加熱しながら縮径加工し溶断するいわゆるト
ップシールによって構成することもできる。尚、この外
囲器１の密閉空間には後述するように水銀などの金属蒸
気を含まないキセノンを主成分とする希ガスが所定量封
入されている。この外囲器１の外周面にはシート構体３
が密着するように巻回されている。このシート構体３
は、例えば外囲器１の全長とほぼ同程度の長さを有する
絶縁性の透光性シート４と、この透光性シート４の一方
の面に互いに所定の間隔だけ離隔配置して接着された金
属部材よりなる帯状の一対の外部電極５，６と、この外
部電極５，６の端部から導出された端子５１，６１と、
透光性シート４の一方の面及び外部電極５，６の面に付
与された接着層９とから構成されている。尚、シート構
体３の外囲器１への装着状態において、外部電極５，６
の一方の側縁部間には第１の開口部７が、他方の側縁部
間には第２の開口部８がそれぞれ形成されており、発光
層２からの光は主としてアパーチャ部２ａから第１の開
口部７を介して外部に放出される。上述のシート構体３
は外囲器１の外周面に、外部電極５，６が外囲器１と透
光性シート４との間に位置するように装着（巻回）され
ている。このシート構体３の外囲器１への装着は、例え
ば図６に示すように行われる。まず、シート構体３をス
テージ１０に展開状態で配置する。次に、このシート構
体３における透光性シート４の一端４ａに外囲器１を配
置すると共に、外囲器１が一対の従動ローラ１１，１１
にて透光性シート４に押しつけられるようにセットした
上で、ステージ１０を若干Ｍ方向に移動させた後、Ｎ方
向に移動させる。すると、シート構体３は透光性シート
４の上において相対的に転動し、その外周面にはシート
構体３が巻回されることにより装着が行われる。尚、シ
ート構体３において、外部電極５，６はその表面に形成
された接着層９を利用して外囲器１の外周面に接着され
ており、透光性シート４はそれの一方に形成された接着
層９を利用して巻回時に外囲器１の外周面に接着される
と共に、それぞれの端部４ａ，４ｂは第２の開口部８で
重ね合わされて接着されている。上述の希ガス放電灯Ｄ
Ｌの外囲器１の構成部材としては、例えば１５０°Ｃに
おける体積抵抗率が１×１０⁹Ωｃｍ以上であり、酸化
珪素，酸化硼素を主成分とする鉛を含まない硼珪酸ガラ
ス系（以下、便宜的にＢＦＫガラスと呼称する）が好適
する。このＢＦＫガラスは、例えば酸化珪素（６７．６
％），アルミナ（４％），酸化硼素（１８％），酸化ナ
トリウム（１％），酸化カリウム（８％），酸化リチウ
ム（１％），酸化チタン（０．４％）などから構成され
ている。この他にも、鉛ガラスやバリウムガラスなどが
適用できる。このバリウムガラスは、例えば珪酸，アル
ミナ，硼酸，カリウム，バリウム，カルシウムなどの酸
化物などから構成されている。これらガラスの肉厚は
０．２〜０．７ｍｍの範囲（好ましくは０．４〜０．７
ｍｍの範囲）に設定されている。しかしながら、肉厚が
０．４ｍｍ未満、特に０．２ｍｍ未満になると、外囲器
１の機械的な強度が極端に低下するために、量産設備に
よる生産工程でのガラス破損に伴う不良率が増加するよ
うになるし、逆に、肉厚が０．７ｍｍを超えると、縞状
の放電状態が目視され、アパーチャ部２ａから放出され
る光にチラツキが生ずることがある。従って、外囲器１
の肉厚は上記範囲内に設定することが望ましい。又、こ
の外囲器１の内部空間にはキセノンガスを主成分とする
希ガスが封入されており、その封入圧力は例えば８３〜
２００トルの範囲に設定されている。この範囲では始動
特性，光出力（原稿面照度），チラツキに関する改善効
果が得られる。しかしながら、封入圧力が８３トル未満
になると、光出力に対する改善効果が不十分になるし、
逆に、封入圧力が２００トルを超えると、始動特性が損
なわれるのみならず、縞状の放電状態が目視され、アパ
ーチャ部２ａから放出される光にチラツキが生ずること
がある。従って、希ガスの封入圧力は上記範囲内に設定
することが望ましい。さらには、発光層２は、希ガス放
電灯の用途によって、使用する蛍光体が１種のみにて構
成されたり、２種以上を混合して構成されたりする。例
えば三波長域発光形の場合には、例えば青色領域に発光
スペクトルを有するユーロピウム付活アルミン酸バリウ
ム・マグネシウム蛍光体，緑色領域に発光スペクトルを
有するセリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光
体，赤色領域に発光スペクトルを有するユーロピウム付
活硼酸イットリウム・ガドリウム蛍光体を混合してなる
混合蛍光体にて形成され、その付着量は１ｃｍ²当たり
５〜３０ｍｇの範囲に設定されている。この範囲では十
分の光量（光出力）が得られるものの、その付着量が５
ｍｇ未満になると、光量不足によって原稿面照度が不十
分になるし、逆に、付着量が３０ｍｇを超えると、均質
な発光層の形成が困難になる。従って、発光層２の付着
量は上記範囲内に設定することが望ましい。一方、パル
ス状の高周波電圧を発生する高周波電圧発生回路は、例
えば一次コイルＴＲａ，二次コイルＴＲｂを有する出力
トランスＴＲと、出力トランスＴＲの一次コイルＴＲａ
と直流電源Ｅ１との間に直列的に接続された第１のスイ
ッチング素子Ｓ１，第１のスイッチング素子Ｓ１に駆動
信号を付与する第１の駆動回路ＣＴ，ダイオードＤ１，
コイルＬ，コンデンサＣ１を含むＤＣ／ＤＣコンバータ
ＣＶと、出力トランスＴＲの一次コイルＴＲａに直列的
に接続された第２のスイッチング素子Ｓ２と、第２のス
イッチング素子Ｓ２に直列的に接続されたコイル電流検
出回路Ｒ１と、反転入力端子（−）にコイル電流検出回
路Ｒ１の出力が、非反転入力端子（＋）に基準電源（第
１の基準電圧）Ｅ２がそれぞれ接続された第１の比較回
路ＯＰ１と、第１の比較回路ＯＰ１の出力信号に基づい
て一定の時間幅の信号が出力される第２の駆動回路ＭＭ
と、第２の駆動回路ＭＭの出力信号を反転して第２のス
イッチング素子Ｓ２のゲートに付与される第１のドライ
バー回路ＤＲ１と、第２の駆動回路ＭＭの出力側に接続
された抵抗Ｒ２，コンデンサＣ２よりなる積分回路ＳＭ
と、積分回路ＳＭと第１の駆動回路ＣＴとの間に接続さ
れ、積分回路ＳＭの出力電圧が所望の電圧に設定される
抵抗Ｒ３，可変抵抗Ｒ４よりなる電圧調整回路ＶＤとか
ら構成されている。この高周波電圧発生回路において、
ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶには降圧型チョッパが適用さ
れているが、例えば昇圧型コンバータ，昇降圧型コンバ
ータ，極性反転型コンバータなど適宜の回路を適用でき
る。この高周波電圧発生回路における第１の駆動回路Ｃ
Ｔは、例えば図２に示すようにエラーアンプ（誤差増幅
器）ＯＰ２，抵抗Ｒ５，エラーアンプＯＰ２の非反転入
力端子（＋）に接続された基準電源（第２の基準電圧）
Ｅ３，エラーアンプＯＰ２の出力が非反転入力端子
（＋）に接続された第２の比較回路ＯＰ３，第２の比較
回路ＯＰ３の反転入力端子（−）に接続された三角波発
振器ＯＳＣ，第２のドライバー回路ＤＲ２から構成され
ており、電圧調整回路ＶＤの出力はエラーアンプＯＰ２
の反転入力端子（−）に接続されると共に、第２のドラ
イバー回路ＤＲ２の出力は第１のスイッチング素子Ｓ１
のゲートに接続されている。又、高周波電圧発生回路に
おいて、定電力化回路は、例えば第１のスイッチング素
子Ｓ１，第１の駆動回路ＣＴを含むＤＣ／ＤＣコンバー
タＣＶと、第２のスイッチング素子Ｓ２と、コイル電流
検出回路Ｒ１と、第１の比較回路ＯＰ１と、第２の駆動
回路ＭＭと、第１のドライバー回路ＤＲ１と、積分回路
ＳＭと、電圧調整回路ＶＤとから構成されている。そし
て、第１のスイッチング素子Ｓ１は、例えばＰチャンネ
ルの電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）などによって、
第２のスイッチング素子Ｓ２は、例えばＮチャンネルの
電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）などによって構成さ
れており、コイル電流検出回路Ｒ１は抵抗によって構成
されている。又、第２の駆動回路ＭＭは一定の時間幅
（例えば１〜５μＳの時間幅）に設定された信号を出力
する単安定マルチバイブレータにて構成されている。さ
らに、第１，第２の比較回路ＯＰ１，ＯＰ３は、例えば
オペアンプによって構成されている。さらに、高周波電
圧発生回路において、出力トランスＴＲの二次コイルＴ
Ｒｂには希ガス放電灯ＤＬが、その外部電極５，６にパ
ルス状の高周波電圧が印加されるように接続されてお
り、外部電極５，６のうち一方の外部電極６が接地され
ている。特に、第２の駆動回路ＭＭからの駆動信号に基
づく第２のスイッチング素子Ｓ２のオフ期間は、出力ト
ランスＴＲの二次コイルＴＲｂ側の実効インダクタンス
と希ガス放電灯ＤＬが点灯した状態の実効静電容量とに
より発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期以
内、好ましくはランプ電流の方向が反転する跳ね返り期
間Ｔ2 の間に設定されている。このように構成された点
灯装置は次のように動作する。まず、高周波電圧発生回
路の入力側に直流電源Ｅ１を接続すると、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータＣＶは第１の駆動回路ＣＴから第１のスイッチ
ング素子Ｓ１への駆動信号の付与・停止によって作動
し、その出力電圧ＶｂはコイルＬ，コンデンサＣ１など
との協働作用により、直流電源Ｅ１の電圧より低い電圧
に制御される。図７（ａ）に示すように時点ｔ₁におい
て第２の駆動回路ＭＭの出力信号がロウレベルになる
と、第１のドライバー回路ＤＲ１によってハイレベルに
反転され、同図（ｂ）に示す信号が第２のスイッチング
素子Ｓ２のゲートに付与される。これによって、第２の
スイッチング素子Ｓ２は同図（ｃ）に示すように時点ｔ
₁においてオン状態になり、直流電源Ｅ１からＤＣ／Ｄ
ＣコンバータＣＶを介して出力トランスＴＲの一次コイ
ルＴＲａ，第２のスイッチング素子Ｓ２，コイル電流検
出回路Ｒ１よりなる閉回路に電力が供給される。同回路
には同図（ｄ）に示すようにほぼ直線的に増加する電流
（コイル電流）Ｉｃが流れ、出力トランスＴＲの一次コ
イルＴＲａには電磁エネルギーが蓄積されると共に、コ
イル電流検出回路Ｒ１には抵抗とコイル電流Ｉｃによる
電圧降下（出力電圧＝Ｉｃ・Ｒ１）が生ずる。この出力
電圧は第１の比較回路ＯＰ１の反転入力端子（−）に印
加される。この比較回路ＯＰ１の非反転入力端子（＋）
にはコイル電流Ｉｃが予め設定された電流（Ｉ）に達し
た際に生ずる電圧（Ｉ・Ｒ１）に対応する電圧が基準電
源（第１の基準電圧）Ｅ２として印加されており、コイ
ル電流検出回路Ｒ１の出力電圧はこの基準電圧Ｅ２と比
較される。コイル電流検出回路Ｒ１の出力電圧は時間の
経過と共に高くなり、時点ｔ₂で第１の基準電圧Ｅ２に
達すると、第１の比較回路ＯＰ１の出力側にはロウレベ
ルの信号が出力され、第２の駆動回路ＭＭに入力・反転
される。これによって、第２の駆動回路ＭＭからは同図
（ａ）に示すように時点ｔ₂において一定の時間幅Ｔ_Hを
有するハイレベルの信号が出力されると同時に、第２の
スイッチング素子Ｓ２のゲートは第１のドライバー回路
ＤＲ１によってロウレベルに反転される。このために、
第２のスイッチング素子Ｓ２は同図（ｃ）に示すように
時点ｔ₂においてオフ状態になり、コイル電流Ｉｃも同
図（ｄ）に示すように時点ｔ₂において流れなくなる。
このように第２のスイッチング素子Ｓ２が時点ｔ₂にお
いてオフ状態になると、出力トランスＴＲの一次コイル
ＴＲａに蓄積された電磁エネルギーの作用に基づき、二
次コイルＴＲｂには一次コイルＴＲａと二次コイルＴＲ
ｂとの巻線比によるパルス状の高周波電圧が発生し、希
ガス放電灯ＤＬの外部電極５，６に印加される。そし
て、外部電極５，６間には放電が生起され、希ガス放電
灯ＤＬは点灯状態になり、図７（ｅ）に示すようにほぼ
時点ｔ₂からランプ電流Ｉｂが流れ始めると共に、希ガ
ス放電灯ＤＬがコンデンサを形成する関係で同放電灯に
電荷が蓄積される。ランプ電流Ｉｂが０になると、希ガ
ス放電灯ＤＬに蓄積された電荷が再びランプ電流として
最初の期間Ｔ₁（図１３参照）の方向とは逆方向に流れ
るようになる。尚、この逆方向の期間（Ｔ₂）を便宜的
に跳ね返り期間と呼称する。これに伴って、希ガス放電
灯ＤＬは同図（ｆ）に示すように発光（φ）を呈する。
又、第２の駆動回路ＭＭは図７（ａ）に示すように時点
ｔ₂で第１の比較回路ＯＰ１からの信号に基づいて一定
の時間幅Ｔ_Hを有するハイレベルの信号が出力される
が、時点ｔ₃においてロウレベルになる。この信号は第
１のドライバー回路ＤＲ１によって同図（ｂ）に示すよ
うに時点ｔ₃においてハイレベルの信号に反転され、第
２のスイッチング素子Ｓ２に付与される結果、第２のス
イッチング素子Ｓ２は同図（ｃ）に示すように時点ｔ₃
において再びオン状態になる。これによって、出力トラ
ンスＴＲの一次コイルＴＲａには同図（ｄ）に示すよう
に時点ｔ₃においてパルス的にコイル電流が流れた後
に、ほぼ直線的に増加する。このパルス的なコイル電流
Ｉｃに基づいて出力トランスＴＲの二次コイルＴＲｂに
は電力が供給される関係で、跳ね返り期間中（Ｔ₂）に
流れるランプ電流に同図（ｅ）において斜線で示すラン
プ電流Ｉｂｊが重畳されると共に、同図（ｆ）において
斜線で示す光量φｊがランプ光量φに重畳される。特
に、図７（ｃ）に示すように、第２のスイッチング素子
Ｓ２がオフ状態からオン状態に反転する時点ｔ₃が、出
力トランスＴＲの二次コイルＴＲｂ側の実効インダクタ
ンスと希ガス放電灯ＤＬが点灯した状態の実効静電容量
とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期
以内（好ましくはランプ電流の方向が反転する跳ね返り
期間Ｔ₂の間）に設定されているために、上述の斜線で
示す電流Ｉｂｊを、ランプ電流の自由振動成分に有効に
重畳させることができる。以下、時点ｔ₃以降も時点ｔ₁
〜ｔ₃期間と同様な動作が継続的に繰り返し行なわれ
る。一方、第２の駆動回路ＭＭの出力信号は抵抗Ｒ２，
コンデンサＣ２よりなる積分回路ＳＭに入力されて平均
化され、図８（ｂ）において点線で示す電圧Ｖ_SMが出力
される。この電圧Ｖ_SMは抵抗Ｒ３，可変抵抗Ｒ４よりな
る電圧調整回路ＶＤによって所望の電圧に降圧・調整さ
れ、第１の駆動回路ＣＴにおけるエラーアンプＯＰ２の
反転入力端子（−）に入力される。エラーアンプＯＰ２
では電圧調整回路ＶＤからの入力電圧（以下、便宜的に
Ｖ_SMとして利用する）と非反転入力端子に接続された第
２の基準電圧Ｅ３との差分（誤差分）が増幅され、第２
の比較回路ＯＰ３に入力される。第２の比較回路ＯＰ３
ではエラーアンプＯＰ２の出力信号と三角波発振器ＯＳ
Ｃからの三角波信号とが比較され、その出力信号の大き
さに関連するパルス幅の信号（ＰＷＭ制御された信号）
が第２のドライバー回路ＤＲ２を介して第１のスイッチ
ング素子Ｓ１に付与される。この結果、ＤＣ／ＤＣコン
バータＣＶからは第１のスイッチング素子Ｓ１のスイッ
チング動作に応じた電圧Ｖｂが出力される。具体的に
は、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶの出力電圧Ｖｂは電圧調
整回路ＶＤから第１の駆動回路ＣＴに入力される電圧Ｖ
_SMのレベルに対応して変化する。この電圧Ｖ_SMは第２の
駆動回路ＭＭからのハイレベルの出力信号の時間幅Ｔ_H
が一定であることから、図８（ａ）に示すようにロウレ
ベルの期間Ｔ_Lにほぼ逆比例的な関係を有し、同図
（ｃ）に示すようにロウレベルの期間Ｔ_L1が期間Ｔ_Lよ
り長くなると、電圧Ｖ_SMは低くなり、逆に同図（ｄ）に
示すように期間Ｔ_L2が期間Ｔ_Lより短くなると、電圧Ｖ
_SMは高くなる。従って、第１の駆動回路ＣＴへの入力電
圧Ｖ_SMが低くなると、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶはその
出力電圧Ｖｂが高くなるように作動し、逆に、入力電圧
Ｖ_SMが高くなると、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶはその出
力電圧Ｖｂが低くなるように制御される。最終的には、
ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶの出力電圧Ｖｂは第１の駆動
回路ＣＴに入力される電圧Ｖ_SMが一定となるように制御
される。例えばＤＣ／ＤＣコンバータＣＶの出力電圧Ｖ
ｂが高くなると、出力トランスＴＲの一次コイルＴＲａ
に流れるコイル電流Ｉｃは図７（ｄ）において点線で示
すように時点ｔ₂より早い時点ｔ_2Xにおいて一定値Ｉに
達することになり、第１の比較回路ＯＰ１からの信号に
基づいて第２の駆動回路ＭＭからハイレベルの信号が出
力され、第１のドライバー回路ＤＲ１による信号の反転
によって第２のスイッチング素子Ｓ２はオフ状態にな
る。これにより、同図（ｅ），（ｆ）において点線で示
すようにランプ電流が流れ、発光する。第２の駆動回路
ＭＭの出力信号が時点ｔ_2Xから一定の時間（Ｔ_H）後の
時点ｔ_3Xにおいてロウレベルになると、第２のスイッチ
ング素子Ｓ２は同図（ｃ）において点線で示す時点ｔ_3X
において再びオン状態になる。この際に、一次コイルＴ
Ｒａには同図（ｄ）において点線で示すようにパルス的
にコイル電流が流れ、同図（ｅ），（ｆ）において点線
で示すようにランプ電流が流れ、発光を呈する。一方、
第２の駆動回路ＭＭの出力信号は積分回路ＳＭで積分さ
れるが、その電圧Ｖ_SMのレベルは高くなっている。この
ために、第１の駆動回路ＣＴのエラーアンプＯＰ２にお
ける第２の基準電圧Ｅ３との差分がプラス方向に大きく
なる結果、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶは電圧Ｖ_SMのレベ
ルが第２の基準電圧Ｅ３と等しくなり、差分がなくなる
ような電圧Ｖｂを出力するように制御される。尚、差分
がマイナス方向に大きくなる場合も同様に差分がなくな
るような電圧Ｖｂを出力するように制御される。この点
灯装置において、高周波電圧発生回路の入力側の電力の
定電力化は、基本的にはＤＣ／ＤＣコンバータＣＶにお
ける第１の駆動回路ＣＴに入力される電圧Ｖ_SMが一定と
なるようにＤＣ／ＤＣコンバータＣＶの出力電圧Ｖｂを
制御することによって行われる。ここで、出力トランス
ＴＲの一次コイルＴＲａのインダクタンスをＬｐ、コイ
ル電流をＩｃ、第２のスイッチング素子Ｓ２のスイッチ
ング周波数をｆとすると、入力側の電力ＰはＰ＝０．
５Ｌｐ・Ｉｃ²・ｆなる式で表される。この電力Ｐ
は、出力トランスＴＲの一次コイルＴＲａのインダクタ
ンスＬｐがほぼ一定である上に、コイル電流Ｉｃもコイ
ル電流検出回路Ｒ１，第１の比較回路ＯＰ１によって設
定電流値Ｉに達したことが検出されて常に一定値となる
ことから、スイッチング周波数ｆに依存することにな
る。第２のスイッチング素子Ｓ２のオフ時間（Ｔ_H）は
第２の駆動回路ＭＭから出力されるハイレベルの信号の
時間幅Ｔ_Hによって一義的に決定されるものの、オン時
間（Ｔ_L）は出力トランスＴＲの一次コイルＴＲａのイ
ンダクタンスＬｐ，設定電流値Ｉ，ＤＣ／ＤＣコンバー
タＣＶの出力電圧Ｖｂとの間にＴ_L＝Ｌｐ・Ｉ／Ｖｂ
の関係を有することから、スイッチング周波数ｆは第
２のスイッチング素子Ｓ２のオン時間Ｔ_Lに依存するこ
とになる。従って、このオン時間Ｔ_Lを、換言すればオ
ンデューティ比（＝（Ｔ_L／Ｔ_H＋Ｔ_L）×１００％）を
一定となるように制御することによってほぼ定電力化が
達成される。このために、希ガス放電灯ＤＬの明るさは
ほぼ一定に維持される。この実施例によれば、高周波電
圧発生回路には出力トランスＴＲの一次コイルＴＲａに
直列的に接続されたＰＷＭ機能を有する第１の駆動回路
ＣＴを備えたＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ，第２のスイッ
チング素子Ｓ２，コイル電流検出回路Ｒ１，第２の駆動
回路ＭＭ，積分回路ＳＭを含む定電力化回路が組み込ま
れているために、高周波電圧発生回路の入力側の電力を
負荷の変動などに影響されることなくほぼ一定に制御す
ることができる。従って、希ガス放電灯ＤＬの光量を安
定化させることができる。又、第２の駆動回路ＭＭから
出力される一定の時間幅Ｔ_Hのハイレベルの信号は積分
回路ＳＭによって平均化され、この出力電圧Ｖ_SMがＤＣ
／ＤＣコンバータＣＶの第１の駆動回路ＣＴにフィード
バックされることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶは
その出力電圧Ｖｂが電圧Ｖ_SMを一定化するように制御さ
れる。このために、平均化された電圧Ｖ_SMの一定化によ
り第２のスイッチング素子Ｓ２のオンデューティ比が一
定となり、それのスイッチング周波数ｆも一定化され
る。従って、高周波電圧発生回路の入力側の定電力化を
比較的に精度よく達成することができる。さらには、希
ガス放電灯ＤＬの点灯状態におけるランプ電流Ｉｂは出
力トランスＴＲの二次コイルＴＲｂ側の実効インダクタ
ンスと希ガス放電灯ＤＬが点灯した状態の実効静電容量
とによる自由振動に基づいて流れるのであるが、ランプ
電流の方向が反転する跳ね返り期間Ｔ₂に、第２のスイ
ッチング素子Ｓ２が再びオン動作する際に生ずるパルス
的なコイル電流に基づき、図７（ｅ）において斜線で示
すランプ電流Ｉｂｊが重畳される。このために、高周波
電圧発生回路の入力電流をことさらに増加させなくて
も、実質的にランプ電流を増加させることができ、これ
に伴って、明るさも同図（ｆ）において斜線で示すよう
にさらに増加させることができる。従って、希ガス放電
灯ＤＬの光量増加のみならず、点灯装置の効率も高める
ことができ、例えばＯＡ機器における原稿の送り速度の
高速化にも対応が可能となる。特に、第２の駆動回路Ｍ
Ｍからの出力信号の時間幅Ｔ_Hが１〜５μＳの範囲に、
第２のスイッチング素子Ｓ２のオンデューティ比（＝
（Ｔ_L／Ｔ_H＋Ｔ_L）×１００）が６０％以上に設定され
ているために、跳ね返り期間Ｔ₂においてパルス的なコ
イル電流に基づいて流れる電流Ｉｂｊをランプ電流に有
効に重畳させることができ、希ガス放電灯ＤＬの光量を
増加させることができる。しかしながら、この範囲外で
は跳ね返り期間Ｔ₂にランプ電流を効果的に増加させる
ことができなくなる。尚、本発明は、何ら上記実施例に
のみ制約されることなく、例えば第１，第２のスイッチ
ング素子はＦＥＴの他、トランジスタなども利用可能で
ある。又、ＤＣ／ＤＣコンバータの第１の駆動回路は積
分回路の出力電圧が一定化されるように作動するもので
あれば、図示例に制約されない。又、第２の駆動回路は
第２のスイッチング素子のオフ期間をほぼ一定にできる
ような駆動信号を付与できれば、単安定マルチバイブレ
ータ以外の回路素子を適用することもできるし、比較回
路，ドライバーなどの反転・非反転も使用する回路論理
によって適宜に設定し得る。又、点灯装置に組み込まれ
る希ガス放電灯において、外囲器に装着される絶縁部材
は透光性シートの他に、熱収縮性樹脂チューブを適用し
たりすることもできるし、或いは省略することもできる
し、発光層はアパーチャ部を省略して外囲器の内面全体
に形成することもできるし、外部電極の側縁部に鋸歯状
などの異形部を形成したりすることもできる。さらに
は、外部電極の形態において、帯状とは全体としての形
態が帯状であることを意味し、側縁部や側縁部でない部
分に異形部，孔などが存在したりするものも含まれるも
のとする。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of a lighting device for a rare gas discharge lamp according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, DL is a rare gas discharge lamp, which is configured as follows. That is, reference numeral 1 denotes a straight tubular envelope which is hermetically constituted by a glass bulb, for example, and a light emitting layer 2 made of a phosphor such as a rare earth phosphor or a halophosphate phosphor is formed on the inner surface thereof. ing. In particular,
The light emitting layer 2 has an aperture 2 having a predetermined opening angle.
a is formed over substantially the entire length. The sealing structure of the envelope 1 is configured by sealing a disk-shaped sealing glass plate to an end of a glass bulb. It can also be constituted by a top seal. A predetermined amount of a rare gas containing xenon as a main component which does not contain a metal vapor such as mercury is sealed in the closed space of the envelope 1 as described later. A sheet structure 3 is provided on the outer peripheral surface of the envelope 1.
Are wound so as to adhere to each other. This seat structure 3
For example, an insulative translucent sheet 4 having a length substantially equal to the entire length of the envelope 1 is bonded to one surface of the translucent sheet 4 with a predetermined interval therebetween. A pair of band-shaped external electrodes 5 and 6 made of a metal member, and terminals 51 and 61 derived from ends of the external electrodes 5 and 6,
It is composed of one surface of the translucent sheet 4 and an adhesive layer 9 provided on the surfaces of the external electrodes 5 and 6. When the seat structure 3 is attached to the envelope 1, the external electrodes 5, 6
A first opening 7 is formed between the one side edges of the light emitting device, and a second opening 8 is formed between the other side edges of the light emitting device. Light from the light emitting layer 2 is mainly transmitted from the aperture 2a. It is emitted to the outside through the first opening 7. The above-mentioned seat structure 3
Are mounted (wound) on the outer peripheral surface of the envelope 1 so that the external electrodes 5 and 6 are located between the envelope 1 and the translucent sheet 4. The attachment of the seat structure 3 to the envelope 1 is performed, for example, as shown in FIG. First, the sheet structure 3 is arranged on the stage 10 in a developed state. Next, the envelope 1 is disposed at one end 4a of the translucent sheet 4 in the sheet structure 3, and the envelope 1 is provided with a pair of driven rollers 11, 11.
After the stage 10 is set so as to be pressed against the translucent sheet 4, the stage 10 is slightly moved in the M direction, and then moved in the N direction. Then, the sheet structure 3 relatively rolls on the translucent sheet 4, and is mounted on the outer peripheral surface by winding the sheet structure 3. In the sheet structure 3, the external electrodes 5 and 6 are adhered to the outer peripheral surface of the envelope 1 using the adhesive layer 9 formed on the surface, and the translucent sheet 4 is formed on one of them. The adhesive layer 9 is used to adhere to the outer peripheral surface of the envelope 1 at the time of winding, and the respective ends 4 a and 4 b are overlapped and adhered at the second opening 8. The above rare gas discharge lamp D
As a constituent member of the envelope 1 of L, for example, a borosilicate glass (hereinafter referred to as a lead-free) having a volume resistivity of 1 × 10 ⁹ Ωcm or more at 150 ° C. and containing silicon oxide and boron oxide as main components is used. BFK glass for convenience). This BFK glass is made of, for example, silicon oxide (67.6).
%), Alumina (4%), boron oxide (18%), sodium oxide (1%), potassium oxide (8%), lithium oxide (1%), titanium oxide (0.4%), etc. I have. In addition, lead glass, barium glass, or the like can be used. This barium glass is made of, for example, an oxide of silicic acid, alumina, boric acid, potassium, barium, calcium, or the like. The thickness of these glasses is in the range of 0.2 to 0.7 mm (preferably 0.4 to 0.7 mm).
mm range). However, when the wall thickness is less than 0.4 mm, especially less than 0.2 mm, the mechanical strength of the envelope 1 is extremely reduced, and the defect rate due to glass breakage in the production process by mass production equipment increases. Conversely, when the thickness exceeds 0.7 mm, a striped discharge state is visually observed, and flickering may occur in light emitted from the aperture portion 2a. Therefore, the envelope 1
Is desirably set within the above range. A rare gas containing xenon gas as a main component is sealed in the inner space of the envelope 1, and its sealing pressure is, for example, 83 to
It is set in the 200 Torr range. In this range, the effects of improving starting characteristics, light output (original surface illuminance), and flicker can be obtained. However, when the sealing pressure is less than 83 Torr, the effect of improving the light output becomes insufficient,
Conversely, when the sealing pressure exceeds 200 Torr, not only the starting characteristics are impaired, but also a striped discharge state is visually observed, and flickering may occur in the light emitted from the aperture portion 2a. Therefore, it is desirable to set the rare gas charging pressure within the above range. Further, the light emitting layer 2 may be composed of only one type of phosphor to be used, or may be composed of a mixture of two or more types, depending on the use of the rare gas discharge lamp. For example, in the case of a three-wavelength-band emission type, for example, a europium-activated barium magnesium aluminate phosphor having an emission spectrum in a blue region, a cerium / terbium-activated lanthanum phosphate phosphor having an emission spectrum in a green region, a red region And a mixture of europium-activated yttrium and gadolinium borate phosphors having an emission spectrum. The attached amount is set in the range of 5 to 30 mg per 1 cm ² . In this range, a sufficient amount of light (light output) can be obtained, but the amount of adhesion is 5
When the amount is less than mg, the illuminance of the original surface becomes insufficient due to insufficient light amount. Conversely, when the amount of adhesion exceeds 30 mg, it becomes difficult to form a uniform light emitting layer. Therefore, it is desirable that the amount of the light-emitting layer 2 attached be set within the above range. On the other hand, a high-frequency voltage generating circuit that generates a pulsed high-frequency voltage includes, for example, an output transformer TR having a primary coil TRa and a secondary coil TRb, and a primary coil TRa of the output transformer TR.
A first driving circuit CT for applying a driving signal to the first switching element S1 and the first switching element S1 connected in series between the first switching element S1 and the DC power supply E1, a diode D1,
DC / DC converter CV including coil L and capacitor C1, second switching element S2 connected in series to primary coil TRa of output transformer TR, and coil connected in series to second switching element S2 A first comparison circuit in which the output of the coil current detection circuit R1 is connected to the current detection circuit R1 and the inverting input terminal (-), and the reference power supply (first reference voltage) E2 is connected to the non-inversion input terminal (+). OP1 and a second drive circuit MM that outputs a signal of a fixed time width based on the output signal of the first comparison circuit OP1
A first driver circuit DR1 which inverts an output signal of the second drive circuit MM and is provided to the gate of the second switching element S2, and a resistor R2 connected to the output side of the second drive circuit MM. , An integrating circuit SM composed of a capacitor C2
And a voltage adjusting circuit VD, which is connected between the integrating circuit SM and the first driving circuit CT and includes a resistor R3 and a variable resistor R4 for setting the output voltage of the integrating circuit SM to a desired voltage. I have. In this high-frequency voltage generation circuit,
Although a step-down chopper is applied to the DC / DC converter CV, an appropriate circuit such as a step-up converter, a step-up / step-down converter, and a polarity inversion converter can be applied. First drive circuit C in this high-frequency voltage generation circuit
T is, for example, an error amplifier (error amplifier) OP2, a resistor R5, and a reference power supply (second reference voltage) connected to the non-inverting input terminal (+) of the error amplifier OP2 as shown in FIG.
E3, a second comparison circuit OP3 in which the output of the error amplifier OP2 is connected to the non-inversion input terminal (+), a triangular wave oscillator OSC connected to the inversion input terminal (-) of the second comparison circuit OP3, The output of the voltage adjustment circuit VD is constituted by an error amplifier OP2.
And the output of the second driver circuit DR2 is connected to the first switching element S1.
Connected to the gate. In the high-frequency voltage generation circuit, the constant power generation circuit includes, for example, a DC / DC converter CV including a first switching element S1 and a first drive circuit CT, a second switching element S2, and a coil current detection circuit R1. , A first comparison circuit OP1, a second drive circuit MM, a first driver circuit DR1, an integration circuit SM, and a voltage adjustment circuit VD. The first switching element S1 is, for example, a P-channel field-effect transistor (FET) or the like.
The second switching element S2 is configured by, for example, an N-channel field effect transistor (FET), and the coil current detection circuit R1 is configured by a resistor. Further, the second drive circuit MM is constituted by a monostable multivibrator that outputs a signal set with a fixed time width (for example, a time width of 1 to 5 μS). Further, the first and second comparison circuits OP1 and OP3 are constituted by, for example, operational amplifiers. Further, in the high-frequency voltage generating circuit, the secondary coil T of the output transformer TR
A rare gas discharge lamp DL is connected to Rb such that a pulsed high-frequency voltage is applied to its external electrodes 5 and 6, and one of the external electrodes 5 and 6 is grounded. . In particular, during the off-period of the second switching element S2 based on the drive signal from the second drive circuit MM, the effective inductance of the secondary coil TRb of the output transformer TR and the effective static state in which the rare gas discharge lamp DL is turned on. It is set within the first cycle of the free oscillation of the lamp current generated by the electric capacity, preferably during a rebound period T2 in which the direction of the lamp current is reversed. The lighting device thus configured operates as follows. First, when the DC power supply E1 is connected to the input side of the high-frequency voltage generating circuit, the DC / DC converter CV is activated by applying / stopping the driving signal from the first driving circuit CT to the first switching element S1, and the output thereof is output. The voltage Vb is controlled to a voltage lower than the voltage of the DC power supply E1 by cooperation with the coil L, the capacitor C1, and the like. When the output signal of the second drive circuit MM goes low at time t ₁ as shown in FIG. 7A, the output signal is inverted to high level by the first driver circuit DR1, and the signal shown in FIG. 2 is provided to the gate of the switching element S2. As a result, the second switching element S2 is turned on at time t as shown in FIG.
₁ is turned on, and DC / D
Power is supplied to a closed circuit including the primary coil TRa of the output transformer TR, the second switching element S2, and the coil current detection circuit R1 via the C converter CV. A current (coil current) Ic that increases almost linearly flows through the circuit as shown in FIG. 4D, electromagnetic energy is accumulated in the primary coil TRa of the output transformer TR, and the coil current detection circuit R1 Causes a voltage drop (output voltage = Ic.R1) due to the resistance and the coil current Ic. This output voltage is applied to the inverting input terminal (-) of the first comparison circuit OP1. Non-inverting input terminal (+) of this comparison circuit OP1
A voltage corresponding to the voltage (I.R1) generated when the coil current Ic reaches a preset current (I) is applied as a reference power supply (first reference voltage) E2 to the coil current detection circuit. The output voltage of the circuit R1 is compared with this reference voltage E2. The output voltage of the coil current detection circuit R1 is higher over time, if at time t ₂ reaches the first reference voltage E2, the output of the first comparator circuit OP1 low level signal is outputted, the second And is inverted by the driving circuit MM. Thus, from the second drive circuit MM simultaneously a high level signal having a predetermined time width T _H at time t ₂ as shown in the diagram (a) is output, the second switching element S2 The gate is inverted to low level by the first driver circuit DR1. For this,
The second switching element S2 is turned off at time t ₂ as shown in FIG. (C), the coil current Ic is also not flow at time t ₂ as shown in FIG. (D).
Thus when the second switching element S2 is turned off at time t _2, based on the action of the electromagnetic energy accumulated in the primary coil TRa of the output transformer TR, the primary coil TRa the secondary coil TRb and secondary coil TR
A pulse-like high-frequency voltage is generated by the winding ratio with respect to b and applied to the external electrodes 5 and 6 of the rare gas discharge lamp DL. Then, the occurrence discharge between the external electrodes 5 and 6, a rare gas discharge lamp DL becomes lit, the lamp current Ib begins to flow from approximately the time t ₂ as shown in FIG. 7 (e), a rare gas Since the discharge lamp DL forms a capacitor, electric charges are accumulated in the discharge lamp DL. When the lamp current Ib becomes 0, the electric charge accumulated in the rare gas discharge lamp DL again flows as a lamp current in a direction opposite to the direction of the first period T ₁ (see FIG. 13). The period (T ₂ ) in the reverse direction is referred to as a bounce period for convenience. Accordingly, the rare gas discharge lamp DL emits light (φ) as shown in FIG.
Moreover, the high level signal having a predetermined time width T _H is outputted on the basis of a signal from the second driving circuit MM Figure 7 at time t ₂ as shown in (a) a first comparator circuit OP1 but at the low level at time t _3. This signal is inverted to a high level signal at time t ₃ as shown in FIG. (B) by a first driver circuit DR1, a result which is applied to the second switching element S2, the second switching element S2 is time as shown in FIG. (c) t ₃
Is turned on again. Thus, the primary coil TRa of the output transformer TR after pulsed manner the coil current at time t ₃ as shown in (d) of FIG flow increases substantially linearly. In relation to the secondary coil TRb power is supplied the output transformer TR on the basis of the pulse-like coil current Ic, the lamp indicated by hatching in the the lamp current flowing in the bounce period (T ₂₎ (e) of FIG While the current Ibj is superimposed, the light amount φj indicated by oblique lines in FIG. In particular, as shown in FIG. 7C, the time t _{3 at} which the second switching element S2 is inverted from the off state to the on state is determined by the effective inductance of the secondary coil TRb of the output transformer TR and the rare gas discharge lamp DL. for There are set within the first period of the free oscillation of the lamp current generated by the effective capacitance of a state in which lighting (preferably between recoil period T ₂ in which the direction of the lamp current reverses), above Can be effectively superimposed on the free oscillation component of the lamp current. Below, the time t ₁ is also the time t ₃ or later
~t ₃ periods similar to operations are continuously repeated. On the other hand, the output signal of the second drive circuit MM is a resistor R2
The voltage is input to the integrating circuit SM composed of the capacitor C2, averaged, and the voltage V _SM indicated by the dotted line in FIG. 8B is output. This voltage V _SM is stepped down and adjusted to a desired voltage by a voltage adjusting circuit VD composed of a resistor R3 and a variable resistor R4, and is input to the inverting input terminal (-) of the error amplifier OP2 in the first drive circuit CT. Error amplifier OP2
Then, the difference (error) between the input voltage from the voltage adjustment circuit VD (hereinafter, referred to as _VSM for convenience) and the second reference voltage E3 connected to the non-inverting input terminal is amplified.
Is input to the comparison circuit OP3. Second comparison circuit OP3
Now, the output signal of the error amplifier OP2 and the triangular wave oscillator OS
A triangular wave signal from C is compared, and a signal having a pulse width related to the magnitude of the output signal (PWM-controlled signal)
Is applied to the first switching element S1 via the second driver circuit DR2. As a result, the voltage Vb corresponding to the switching operation of the first switching element S1 is output from the DC / DC converter CV. Specifically, the output voltage Vb of the DC / DC converter CV is equal to the voltage V input from the voltage adjustment circuit VD to the first drive circuit CT.
It changes according to the level of _SM . This voltage V _SM is equal to the time width T _H of the high-level output signal from the second drive circuit MM.
8 has a substantially inversely proportional relationship to the low-level period _TL as shown in FIG. 8A, and the low-level period _TL1 has a period _{TL as} shown in FIG. When the period is longer, the voltage V _SM becomes lower. Conversely, when the period T _L2 becomes shorter than the period _TL as shown in FIG.
_SM gets higher. Therefore, when the input voltage V _SM to the first drive circuit CT decreases, the DC / DC converter CV operates so that its output voltage Vb increases, and conversely, when the input voltage V _SM increases, the DC / DC converter CV operates. Converter CV is controlled such that its output voltage Vb decreases. Eventually,
The output voltage Vb of the DC / DC converter CV is controlled so that the voltage V _SM input to the first drive circuit CT becomes constant. For example, the output voltage V of the DC / DC converter CV
b increases, the primary coil TRa of the output transformer TR
Coil current Ic flowing through the will to reach a constant value I at an early time point t _2X than time t ₂ as indicated by a dotted line in FIG. 7 (d), the second based on a signal from the first comparator circuit OP1 A high-level signal is output from the drive circuit MM, and the second switching element S2 is turned off by the inversion of the signal by the first driver circuit DR1. As a result, a lamp current flows as shown by a dotted line in FIGS. When the output signal of the second drive circuit MM becomes low level at a time point t _3X after a certain time (T _H ) from the time point t _2X , the second switching element S2 is turned on at a time point t _3X indicated by a dotted line in FIG.
Is turned on again. At this time, the primary coil T
A coil current flows in a pulsed manner as indicated by a dotted line in FIG. 4D, and a lamp current flows as indicated by a dotted line in FIGS. 4E and 4F to emit light. on the other hand,
The output signal of the second drive circuit MM is integrated by the integration circuit SM, but the level of the voltage _VSM is high. As a result, the difference between the error amplifier OP2 of the first drive circuit CT and the second reference voltage E3 in the error amplifier OP2 increases in the positive direction. As a result, the DC / DC converter CV changes the level of the voltage V _SM to the second reference voltage E3. Is controlled to output a voltage Vb that eliminates the difference. When the difference increases in the negative direction, the voltage Vb is controlled so as to eliminate the difference. In this lighting device, the power on the input side of the high-frequency voltage generation circuit is made constant power basically by controlling the DC / DC converter CV so that the voltage V _SM input to the first drive circuit CT becomes constant. This is performed by controlling the output voltage Vb of the / DC converter CV. Here, assuming that the inductance of the primary coil TRa of the output transformer TR is Lp, the coil current is Ic, and the switching frequency of the second switching element S2 is f, the power P on the input side is P = 0.
5Lp · Ic ² · f. This power P
Is that the inductance Lp of the primary coil TRa of the output transformer TR is substantially constant, and that the coil current Ic has always reached the set current value I by the coil current detection circuit R1 and the first comparison circuit OP1. Since it has a constant value, it depends on the switching frequency f. The off time (T _H ) of the second switching element S2 is uniquely determined by the time width T _H of the high-level signal output from the second drive circuit MM, but the on time (T _L ) is the output. T _L = Lp · I / Vb between inductance Lp of primary coil TRa of transformer TR, set current value I, and output voltage Vb of DC / DC converter CV.
Therefore, the switching frequency f depends on the ON time T _L of the second switching element S2. Therefore, by controlling the on-time _TL , in other words, the on-duty ratio (= (T _L / T _H + T _L ) × 100%) to be constant, almost constant power can be achieved. For this reason, the brightness of the rare gas discharge lamp DL is maintained substantially constant. According to this embodiment, the DC / DC converter CV including the first drive circuit CT having the PWM function connected in series to the primary coil TRa of the output transformer TR, the second switching, Since the constant power circuit including the element S2, the coil current detection circuit R1, the second drive circuit MM, and the integration circuit SM is incorporated, the power on the input side of the high frequency voltage generation circuit is affected by load fluctuations and the like. It can be controlled to be almost constant without the need. Therefore, the amount of light of the rare gas discharge lamp DL can be stabilized. Moreover, the high level of the signal with a constant time width T _H which is outputted from the second driving circuit MM is averaged by the integrating circuit SM, the output voltage V _SM is DC
By being fed back to the first drive circuit CT of the DC / DC converter CV, the DC / DC converter CV is controlled so that its output voltage Vb keeps the voltage V _SM constant. For this reason, the on-duty ratio of the second switching element S2 becomes constant by making the averaged voltage V _SM constant, and the switching frequency f thereof is also made constant. Therefore, constant power at the input side of the high-frequency voltage generation circuit can be achieved relatively accurately. Further, the lamp current Ib in the lighting state of the rare gas discharge lamp DL is based on the free vibration due to the effective inductance of the secondary coil TRb of the output transformer TR and the effective capacitance in the state where the rare gas discharge lamp DL is turned on. although flow, the rebound period T ₂ in which the direction of the lamp current reverses, on the basis of the pulse-like coil current generated when the second switching element S2 is turned on again, the lamp indicated by hatching in FIG. 7 (e) The current Ibj is superimposed. For this reason, the lamp current can be substantially increased without further increasing the input current of the high-frequency voltage generation circuit, and accordingly, the brightness is also increased as shown by oblique lines in FIG. Can be further increased. Accordingly, not only the amount of light of the rare gas discharge lamp DL can be increased, but also the efficiency of the lighting device can be increased, and for example, it is possible to cope with an increase in the document feeding speed in the OA equipment. In particular, the second drive circuit M
The time width T _H of the output signal from M falls within the range of 1 to 5 μS,
The on-duty ratio of the second switching element S2 (=
Since (T _L / T _H + T _L ) × 100) is set to 60% or more, it is possible to effectively superimpose the current Ibj flowing based on the pulsed coil current in the rebound period T ₂ on the lamp current. As a result, the light amount of the rare gas discharge lamp DL can be increased. However, it is impossible to increase the recoil period T ₂ the lamp current effective in this range. It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment at all, and for example, transistors and the like can be used as the first and second switching elements in addition to FETs. The first drive circuit of the DC / DC converter is not limited to the illustrated example as long as it operates so that the output voltage of the integration circuit is constant. Further, as long as a drive signal capable of making the off period of the second switching element substantially constant can be applied to the second drive circuit, a circuit element other than the monostable multivibrator can be applied, and a comparison circuit, a driver, etc. And non-inversion can be appropriately set depending on the circuit logic used. Further, in the rare gas discharge lamp incorporated in the lighting device, a heat-shrinkable resin tube other than the translucent sheet may be used as the insulating member attached to the envelope, or may be omitted. Alternatively, the light emitting layer may be formed on the entire inner surface of the envelope without the aperture portion, or a deformed portion such as a sawtooth shape may be formed on the side edge of the external electrode. Further, in the form of the external electrode, the band shape means that the overall shape is a band shape, and includes a shape in which a deformed portion, a hole, or the like exists in a side edge portion or a portion other than the side edge portion. And

【０００６】[0006]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高周波電
圧発生回路には出力トランスの入力側にＤＣ／ＤＣコン
バータ，第２のスイッチング素子，コイル電流検出回
路，第２の駆動回路，積分回路を含む定電力化回路が組
み込まれているために、高周波電圧発生回路の入力側の
電力を負荷の変動などに影響されることなくほぼ一定に
制御することができる。従って、希ガス放電灯ＤＬの光
量を安定化させることができる。又、第２の駆動回路か
ら出力される一定の時間幅の信号は積分回路によって平
均化され、この出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータにフィ
ードバックされることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータは
その出力電圧が平均化された電圧を一定化するように制
御される。このために、平均化された電圧の一定化によ
り第２のスイッチング素子のオンデューティ比が一定と
なり、それのスイッチング周波数も一定化される。従っ
て、高周波電圧発生回路の入力側の定電力化を比較的に
精度よく達成することができる。さらには、希ガス放電
灯の点灯状態におけるランプ電流は出力トランスの二次
コイル側の実効インダクタンスと希ガス放電灯が点灯し
た状態の実効静電容量とによる自由振動に基づいて流れ
るのであるが、ランプ電流の方向が反転する跳ね返り期
間に、第２のスイッチング素子が再びオン動作する際に
生ずるパルス的なコイル電流に基づいて流れる電流がラ
ンプ電流に重畳される。このために、高周波電圧発生回
路の入力電流をことさらに増加させなくても、実質的に
ランプ電流を増加させることができ、これに伴って、明
るさも増加させることができる。従って、希ガス放電灯
の光量増加のみならず、点灯装置の効率も高めることが
でき、例えばＯＡ機器における原稿の送り速度の高速化
にも対応が可能となる。特に、第２の駆動回路からの出
力信号の時間幅は１〜５μＳの範囲に、第２のスイッチ
ング素子のオンデューティ比は６０％以上に設定されて
いるために、跳ね返り期間においてパルス的なコイル電
流に基づいて流れる電流をランプ電流に有効に重畳させ
ることができると共に、希ガス放電灯の光量も増加させ
ることができる。As described above, according to the present invention, the DC / DC converter, the second switching element, the coil current detecting circuit, the second driving circuit, the integrating circuit are provided on the input side of the output transformer in the high-frequency voltage generating circuit. Since the constant-power circuit including the circuit is incorporated, the power on the input side of the high-frequency voltage generation circuit can be controlled to be substantially constant without being affected by load fluctuation or the like. Therefore, the amount of light of the rare gas discharge lamp DL can be stabilized. Also, the signal of a fixed time width output from the second drive circuit is averaged by the integration circuit, and the output voltage is fed back to the DC / DC converter, so that the DC / DC converter has the output voltage averaged. The voltage is controlled to be constant. For this reason, the on-duty ratio of the second switching element is made constant by making the averaged voltage constant, and the switching frequency thereof is also made constant. Therefore, constant power at the input side of the high-frequency voltage generation circuit can be achieved relatively accurately. Furthermore, the lamp current in the lighting state of the rare gas discharge lamp flows based on the free vibration due to the effective inductance of the secondary coil side of the output transformer and the effective capacitance in the state where the rare gas discharge lamp is turned on. During the bounce period in which the direction of the lamp current is reversed, a current flowing based on a pulsed coil current generated when the second switching element is turned on again is superimposed on the lamp current. Therefore, the lamp current can be substantially increased without further increasing the input current of the high-frequency voltage generation circuit, and accordingly, the brightness can be increased. Therefore, not only the amount of light of the rare gas discharge lamp can be increased, but also the efficiency of the lighting device can be increased. For example, it is possible to cope with an increase in the document feeding speed in the OA equipment. In particular, since the time width of the output signal from the second drive circuit is set in the range of 1 to 5 μS and the on-duty ratio of the second switching element is set to 60% or more, a pulse-like coil is used in the rebound period. The current flowing based on the current can be effectively superimposed on the lamp current, and the light amount of the rare gas discharge lamp can be increased.

[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の１実施例を示す点灯装置の電気回路
図。FIG. 1 is an electric circuit diagram of a lighting device showing one embodiment of the present invention.

【図２】図１に示す第１の駆動回路の具体的な電気回路
図。FIG. 2 is a specific electric circuit diagram of a first drive circuit shown in FIG.

【図３】図１に示す希ガス放電灯の縦断面図。FIG. 3 is a vertical sectional view of the rare gas discharge lamp shown in FIG.

【図４】図３に示す希ガス放電灯に適用したシート構体
の展開図。FIG. 4 is a development view of a sheet structure applied to the rare gas discharge lamp shown in FIG.

【図５】図４のＸ−Ｘ断面図。FIG. 5 is a sectional view taken along line XX of FIG. 4;

【図６】図３に示す希ガス放電灯の製造方法を説明する
ための縦断面図。FIG. 6 is a longitudinal sectional view for explaining the method for manufacturing the rare gas discharge lamp shown in FIG.

【図７】図１の動作説明図であって、同図（ａ）は第２
の駆動回路の出力タイミング図、同図（ｂ）は第１のド
ライバー回路の出力タイミング図、同図（ｃ）は第２の
スイッチング素子の動作タイミング図、同図（ｄ）はコ
イル電流図、同図（ｅ）はランプ電流図、同図（ｆ）は
発光波形図。FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation of FIG. 1, wherein FIG.
(B) is an output timing diagram of the first driver circuit, (c) is an operation timing diagram of the second switching element, (d) is a coil current diagram, (E) is a lamp current diagram, and (f) is a light emission waveform diagram.

【図８】図１の動作説明図であって、同図（ａ）は第２
の駆動回路の出力信号のロウレベル期間と平均化された
電圧との関係を示す図、同図（ｂ）は正常状態における
第２の駆動回路の出力信号と平均化された電圧との関係
を示す図、同図（ｃ）はロウレベル期間が長くなった状
態を示す図、同図（ｄ）はロウレベル期間が短くなった
状態を示す図。FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of FIG. 1, wherein FIG.
And FIG. 3B shows the relationship between the output signal of the second drive circuit and the averaged voltage in a normal state. FIG. 3C is a diagram showing a state where the low level period is long, and FIG. 3D is a diagram showing a state where the low level period is short.

【図９】先行技術にかかる希ガス放電灯の縦断面図。FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a rare gas discharge lamp according to the prior art.

【図１０】先行技術にかかる希ガス放電灯の点灯装置の
電気回路図。FIG. 10 is an electric circuit diagram of a lighting device for a rare gas discharge lamp according to the prior art.

【図１１】先行技術にかかる他の希ガス放電灯の点灯装
置の電気回路図。FIG. 11 is an electric circuit diagram of another rare gas discharge lamp lighting device according to the prior art.

【図１２】図１１の動作説明図であって、同図（ａ）は
駆動回路の出力タイミング図、同図（ｂ）はスイッチン
グ素子の動作タイミング図、同図（ｃ）はコイル電流
図、同図（ｄ）はランプ電流図、同図（ｅ）は発光波形
図。12 (a) is an output timing chart of a driving circuit, FIG. 12 (b) is an operation timing chart of a switching element, FIG. 12 (c) is a coil current chart, (D) is a lamp current diagram, and (e) is a light emission waveform diagram.

【図１３】図１２の拡大図であって、同図（ａ）はスイ
ッチング素子の動作タイミング図、同図（ｂ）はランプ
電流図。13 is an enlarged view of FIG. 12, wherein FIG. 13 (a) is an operation timing diagram of the switching element, and FIG. 13 (b) is a lamp current diagram.

【符号の説明】１外囲器２発光層２ａアパーチャ部３シート構体４透光性シート（絶縁部材）５，６外部電極７第１の開口部８第２の開口部ＤＬ希ガス放電灯Ｅ１直流電源Ｅ２第１の基準電源（基準電圧）Ｅ３第２の基準電源（基準電圧）ＴＲ出力トランスＴＲａ一次コイルＴＲｂ二次コイルＣＶＤＣ／ＤＣコンバータＣＴ第１の駆動回路Ｓ１第１のスイッチング素子Ｓ２第２のスイッチング素子Ｒ１コイル電流検出回路（抵抗）ＭＭ第２の駆動回路（単安定マルチバイブレータ）ＯＰ１第１の比較回路ＯＰ２エラーアンプＯＰ３第２の比較回路ＤＲ１第１のドライバー回路ＤＲ２第２のドライバー回路ＯＳＣ三角波発振器ＳＭ積分回路ＶＤ電圧調整回路[Description of Signs] 1 envelope 2 light-emitting layer 2a aperture 3 sheet structure 4 translucent sheet (insulating member) 5, 6 external electrode 7 first opening 8 second opening DL rare gas discharge lamp E1 DC power supply E2 First reference power supply (reference voltage) E3 Second reference power supply (reference voltage) TR Output transformer TRa Primary coil TRb Secondary coil CV DC / DC converter CT First drive circuit S1 First switching element S2 Second switching element R1 Coil current detection circuit (resistance) MM Second drive circuit (monostable multivibrator) OP1 First comparison circuit OP2 Error amplifier OP3 Second comparison circuit DR1 First driver circuit DR2 Second Driver circuit OSC Triangular wave oscillator SM Integrator circuit VD Voltage adjustment circuit

Claims

[Claims]

1. A pair of band-shaped external electrodes made of a metal member is provided on an outer peripheral surface of an envelope having a light emitting layer on an inner surface and a rare gas sealed in an inner space over substantially the entire length of the envelope. A rare gas discharge lamp disposed apart from each other, a DC / DC converter including a first switching element on the input side of an output transformer, and a constant power circuit including a second switching element; A high-frequency voltage generating circuit for generating a pulsed high-frequency voltage on the output side of the output transformer based on the switching operation of the second switching element due to the stop; and connecting the rare gas discharge lamp to the output side of the high-frequency voltage generating circuit. And a pair of external electrodes are connected so that a pulsed high-frequency voltage is applied, and the power on the input side of the high-frequency voltage generating circuit in the lighting state of the rare gas discharge lamp is substantially changed by the constant power circuit. A lighting device for a rare gas discharge lamp, wherein the lighting device is controlled to be constant.

2. A pair of band-shaped external electrodes made of a metal member is provided on an outer peripheral surface of an envelope having a light emitting layer on an inner surface and a rare gas sealed in an inner space over substantially the entire length of the envelope. A rare gas discharge lamp, which is disposed apart from each other and has a translucent insulating member mounted on the outer peripheral surface of the envelope so as to cover the external electrodes, and a first rare gas discharge lamp on the input side of the output transformer. A DC / DC converter including a switching element and a constant power circuit including a second switching element are provided.
A high-frequency voltage generating circuit for generating a pulsed high-frequency voltage on the output side of the output transformer based on the switching operation of the second switching element due to the stoppage, wherein the rare gas discharge lamp is provided on the output side of the high-frequency voltage generating circuit. The pair of external electrodes are connected so that a pulsed high-frequency voltage is applied thereto, and the power on the input side of the high-frequency voltage generation circuit in the lighting state of the rare gas discharge lamp is made substantially constant by the constant power circuit. A lighting device for a rare gas discharge lamp, characterized in that:

3. A pair of band-shaped external electrodes made of a metal member is provided on the outer peripheral surface of an envelope having a light emitting layer on the inner surface and a rare gas sealed in the inner space over substantially the entire length of the envelope. A rare gas discharge lamp disposed apart from each other, a DC / DC converter including a first switching element on the input side of the output transformer, a second switching element, and a coil for detecting a current flowing on the input side of the output transformer A high-frequency voltage generation circuit that includes a constant power circuit including a current detection circuit, and that generates a pulsed high-frequency voltage at the output side of the output transformer based on the switching operation of the second switching element by applying and stopping the drive signal. The rare gas discharge lamp is connected to the output side of a high-frequency voltage generating circuit so that a pulsed high-frequency voltage is applied to a pair of external electrodes, and the coil current is in an operating state. Detecting that the output voltage of the detection circuit has reached the reference voltage, and controlling the output voltage of the DC / DC converter based on the detection signal so that the duty ratio of the drive signal of the second switching element becomes constant. A constant-power electric power on the input side of the high-frequency voltage generating circuit.

4. The high-frequency voltage generating circuit includes at least an output transformer having primary and secondary coils, a DC / DC converter connected in series to the primary coil of the output transformer, a second switching element, and an output transformer. The lighting device for a rare gas discharge lamp according to any one of claims 1 to 3, wherein the lighting device includes a constant power circuit including a coil current detection circuit that detects a current flowing through the primary coil.

5. The lighting device for a rare gas discharge lamp according to claim 1, wherein an on-duty ratio of the second switching element is set to 60% or more.

6. A DC power supply circuit comprising at least a first switching element connected in series to a primary coil of an output transformer and a first driving circuit for applying a driving signal to the first switching element. / DC converter,
A second switching element serially connected to the primary coil of the output transformer, a coil current detection circuit serially connected to the second switching element, and an output voltage corresponding to the coil current detected by the coil current detection circuit A first comparison circuit for comparing the output voltage of the coil current detection circuit with the reference voltage in the first comparison circuit; and a second drive circuit for outputting a signal of a fixed time width when the output voltage of the coil current detection circuit reaches the reference voltage. Second
A first driver circuit for inverting an output signal of the drive circuit of (a) and providing the drive signal to the second switching element;
An integration circuit that integrates an output signal of the second drive circuit and feeds it back to the first drive circuit, and controls an output voltage of the DC / DC converter so that an output voltage of the integration circuit becomes substantially constant. The lighting device for a rare gas discharge lamp according to any one of claims 1 to 3, wherein the power on the input side of the high-frequency voltage generation circuit is made constant power.

7. A voltage adjusting circuit according to claim 6, wherein a voltage adjusting circuit capable of setting an output voltage of the integrating circuit to a desired voltage is interposed between the integrating circuit and the first driving circuit. Lighting device for rare gas discharge lamps.

8. The coil current detection circuit comprises a resistor connected in series to a primary coil of an output transformer and having one end connected to an inverting input terminal of a first comparison circuit, and a terminal voltage of a resistor corresponding to the coil current. Triggers the second drive circuit based on the output signal from the first comparison circuit when the reference voltage of the reference power supply connected to the non-inverting input terminal of the first comparison circuit is reached. The lighting device for a rare gas discharge lamp according to claim 6.

9. The second driving circuit is constituted by a monostable multivibrator, and its output signal has a time width of 1 to 5.
9. The method according to claim 6, wherein the range is set to μS.
A lighting device for a rare gas discharge lamp according to claim 1.

10. The free oscillation of lamp current generated by the effective inductance on the secondary coil side of the output transformer and the effective capacitance of the rare gas discharge lamp when the second switching element is turned off is defined as the off period of the second switching element. The lighting device for a rare gas discharge lamp according to any one of claims 1 to 3, wherein the lighting device is set within the first one cycle.