JP2001035683A - Lighting device for rare gas discharge lamp - Google Patents
Lighting device for rare gas discharge lampInfo
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Abstract
Description
【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。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.
【０００３】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３０ＫＨｚ，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Ｅ
Ｂ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。[0003] The rare gas discharge lamp DL is lit by, for example, a lighting device shown in FIG. This lighting device generates, for example, a high frequency voltage (inverter circuit) HA having a frequency of about 30 KHz and a voltage of about 1880 V and an output waveform of substantially a sine wave, and a DC power supply E.
Switching element QA such as a transistor for controlling the supply of DC power from B to inverter circuit HA
And a drive circuit P for supplying a drive signal to the switching element QA. The rare gas discharge lamp DL is provided on the output side of the inverter circuit HA so that a high-frequency voltage is applied to the external electrodes C and D. It is connected to the.
【０００４】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。In this lighting device, when a drive signal is applied to 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. During the period in which the switching element QA is on, the high frequency voltage is output by the operation of the inverter circuit HA and 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,
Light is mainly emitted outside through the aperture Ba.
【０００５】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１００％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。[0005] In particular, since no mercury is used in the rare gas discharge lamp DL, the amount of light rises sharply after lighting, and the amount of light reaches almost 100% simultaneously with lighting. ing. 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.
【０００６】例えばこの希ガス放電灯ＤＬを上述の原稿
照射読取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。For example, when the rare gas discharge lamp DL is applied to the above-described document irradiation / reading apparatus, since the density of the radiated light of the light emitting layer B can be increased by adopting the aperture structure, the illuminance of the document surface is reduced. And the readability of the document can be improved.
【０００７】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。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, so that the rare gas discharge lamp DL is used as it is. If applied, the reading accuracy (resolution) of the original document will be impaired. For this reason, a further increase in illuminance is required.
【０００８】[0008]
【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。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.
【０００９】特に、上述の駆動回路ＰＤには駆動信号の
オンデューティ比を変更できるようにＰＷＭ（Ｐulse
Ｗidth Ｍodulation ）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。In particular, the driving circuit PD has a PWM (Pulse Pulse) so that the on-duty ratio of the driving signal can be changed.
A driving 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 ).
【００１０】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が時点ｔ1で
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が時点ｔ2でオフ状
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ＤＬ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Ｉ
ｂ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。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. On, off operations are performed at t 1 , t 2 , t 3 . When the switching element QB is turned on at time t 1, capacitor CA, the primary coil TRa of the output transformer TR from the DC power source EB current as shown in FIG. (C) (coil current Ic) flows, the output transformer TR The electromagnetic energy is accumulated in the primary coil TRa. Next, when the switching element QB is turned off at time t 2, pulsed high-frequency voltage is generated in the secondary coil TRb based on the action of the accumulated electromagnetic energy, the external electrode C of the rare gas discharge lamp DL , D, a discharge is generated between the external electrodes, and the rare gas discharge lamp DL is turned on, as shown in FIGS.
The lamp current Ib flows as shown in FIG. The lamp current Ib, with flow in the period T 1 of the first half of each one period of the repetition period (T), the recoil period T 2 as a stored charge lamp current Ib to rare gas discharge lamp DL, the period T It will flow in the direction opposite to the direction of 1 . When applying a driving signal to the switching element QB During this rebound period T 2, as shown in FIG. 12 (c), the time t 1, t 3 ··· pulsed current flows through the coil current Ic in. In relation to this current, the lamp current I
The b lamp current Ibj indicated by hatching in FIG. 12 (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. As a result, the rare gas discharge lamp DL emits light (φ) as shown in FIG. 12E, and the brightness φ corresponds to the 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.
【００１１】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機器の原稿照射読取装置
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。According to this lighting device, the rare gas discharge lamp DL
Of the lighting state, for the direction of the lamp current Ib flowing in the period T 1 of the post-OFF operation of the switching element QB is by ON operation of the switching element QB within bouncing period T 2 for inverting, high-frequency voltage generating circuit HB without increasing the input current deliberately, it is possible to increase the lamp current flowing through the rebound period T 2 by Ibj min,
Along with this, the brightness (light amount) φ can be increased by φj. Therefore, when applied to a document irradiation reading device of an OA device, the illuminance of the document surface can be increased,
It is possible to cope with an increase in the document feeding speed.
【００１２】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。However, when the input voltage Vb of the high-frequency voltage generation circuit HB (the voltage on the primary coil TRa side of the output transformer TR) Vb increases in the operating state due to power fluctuations, the coil current Ic is indicated by a dotted line in FIG. current value at time t 2 as shown is high. Accordingly, the lamp current Ib and the light amount φ also increase as shown by the dotted lines in FIGS. Therefore,
If the power supply fluctuates during the operation of the OA equipment, there arises a problem that the reproduction quality is impaired.
【００１３】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機器の原稿照射読取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。Further, since this lighting device is excellent in the rising property of the amount of light after the rare gas discharge lamp DL is turned on, when it is applied to a document irradiation reading device of OA equipment,
The reading operation of the original can be performed almost simultaneously with the operation of the device. However, since the illuminance after operating for about 5 minutes is reduced by about 5% as compared with the illuminance immediately after lighting, the time elapses. At the same time, there is a problem that the reading accuracy changes and the reproduction quality is impaired.
【００１４】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。Specifically, in the rare gas discharge lamp DL, a discharge is generated between the external electrodes via the envelope (glass bulb) A by applying a high-frequency voltage to the external electrodes C and D as described above. At this time, the temperature of the glass bulb rises to, for example, about 100 ° C. due to electric discharge or the like. 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.
【００１５】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 It is therefore an object of the present invention to provide a rare gas discharge lamp lighting device capable of relatively stabilizing a light quantity fluctuation of the rare gas discharge lamp after operation.
【００１６】[0016]
【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、一次
コイル，二次コイルを有する出力トランス、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，電流検出回路、及び第１のスイッチング素子にデ
ューティ比，周波数が一定の駆動信号を付与する第１の
駆動回路を含み、第１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二次コイル側にパルス
状の高周波電圧を発生する高周波電圧発生回路と、高周
波電圧発生回路における電流検出回路のピーク電流に対
応する電圧を検出し、直流に変換するＤＣ変換回路と、
ＤＣ変換回路の出力信号に基づいて出力をほぼ一定の電
力に制御し得る機能を有するＤＣ／ＤＣコンバータとを
具備し、前記高周波電圧発生回路の入力側にＤＣ／ＤＣ
コンバータを、出力側に希ガス放電灯をそれぞれ接続
し、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、電流検出回路で検出したピーク電
流に対応する電圧に関連するＤＣ変換回路からの出力信
号に基づくＤＣ／ＤＣコンバータの定電力化機能によっ
てほぼ一定となるように制御することを特徴とする。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 composed of a pair of external electrodes are spaced apart from each other over substantially the entire length of the envelope, an output transformer having a primary coil and a secondary coil, and a primary coil of the output transformer A first switching element connected in series, a current detection circuit, and a first driving circuit for applying a driving signal having a constant duty ratio and a constant frequency to the first switching element, and the switching operation of the first switching element The high-frequency voltage generation circuit that generates a pulsed high-frequency voltage on the secondary coil side of the output transformer based on the voltage and the voltage corresponding to the peak current of the current detection circuit in the high-frequency voltage generation circuit , A DC conversion circuit for converting the direct current,
A DC / DC converter having a function of controlling an output to a substantially constant power based on an output signal of the DC conversion circuit, wherein a DC / DC converter is provided on an input side of the high-frequency voltage generation circuit.
The converter is connected to a rare gas discharge lamp on the output side, 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 converted into a DC voltage related to the voltage corresponding to the peak current detected by the current detection circuit. The constant power function of the DC / DC converter based on the output signal from the conversion circuit is controlled to be substantially constant.
【００１７】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、一次コイル，
二次コイルを有する出力トランス、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，電
流検出回路、及び第１のスイッチング素子にデューティ
比，周波数が一定の駆動信号を付与する第１の駆動回路
を含み、第１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二次コイル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、高周波電圧発
生回路における電流検出回路のピーク電流に対応する電
圧を検出し、直流に変換するＤＣ変換回路と、ＤＣ変換
回路の出力信号に基づいて出力をほぼ一定の電力に制御
し得る機能を有するＤＣ／ＤＣコンバータとを具備し、
前記高周波電圧発生回路の入力側にＤＣ／ＤＣコンバー
タを、出力側に希ガス放電灯をそれぞれ接続し、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、電流検出回路で検出したピーク電流に対応す
る電圧に関連するＤＣ変換回路からの出力信号に基づく
ＤＣ／ＤＣコンバータの定電力化機能によってほぼ一定
となるように制御することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, a pair of band-shaped external electrodes made of a metal member are 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, which is arranged so as to be separated from each other over substantially the entire length of the envelope, and a translucent insulating member is mounted on the outer peripheral surface of the envelope so as to cover the external electrodes, Primary coil,
An output transformer having a secondary coil, a first switching element connected in series to the primary coil of the output transformer, a current detection circuit, and a first switching element for applying a drive signal having a constant duty ratio and frequency to the first switching element. A high-frequency voltage generating circuit that generates a pulsed high-frequency voltage on the secondary coil side of the output transformer based on the switching operation of the first switching element; and a peak current of a current detection circuit in the high-frequency voltage generating circuit. And a DC / DC converter having a function of controlling an output to a substantially constant power based on an output signal of the DC conversion circuit.
A DC / DC converter is connected to the input side of the high-frequency voltage generation circuit, and a rare gas discharge lamp is connected to the output side, and the power of the input side of the high-frequency voltage generation circuit in the lighting state of the rare gas discharge lamp is detected by a current detection circuit. The constant power function of the DC / DC converter based on the output signal from the DC conversion circuit related to the voltage corresponding to the detected peak current is controlled to be substantially constant.
【００１８】又、本発明の第３の発明は、前記ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータは、少なくとも、第２のスイッチング素子
と、コイルと、コンデンサと、ダイオードと、ＤＣ変換
回路の出力信号に基づいてＰＷＭ制御された駆動信号を
第２のスイッチング素子に付与する第２の駆動回路とか
ら構成し、高周波電圧発生回路における電流検出回路で
検出したピーク電流に対応する電圧をＤＣ変換回路を介
して第２の駆動回路にフィードバックすることにより、
電流検出回路に流れる電流のピーク値がほぼ一定となる
ように制御することを特徴とし、第４の発明は、前記Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータが降圧型コンバータであることを特
徴とし、第５の発明は、前記第１の駆動回路から出力さ
れる駆動信号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。Further, the third invention of the present invention relates to the DC / D
The C converter includes at least a second switching element, a coil, a capacitor, a diode, and a second drive for applying a PWM-controlled drive signal to the second switching element based on an output signal of the DC conversion circuit. And a voltage corresponding to the peak current detected by the current detection circuit in the high-frequency voltage generation circuit is fed back to the second drive circuit via the DC conversion circuit.
The present invention is characterized in that the peak value of the current flowing through the current detection circuit is controlled to be substantially constant.
The C / DC converter is a step-down converter, and the fifth invention is characterized in that an on-duty ratio of a drive signal output from the first drive circuit is set to 60% or more.
【００１９】又、本発明の第６の発明は、前記ＤＣ変換
回路が、電流検出回路で検出したピーク電流に対応する
電圧のピーク値を保持するピークホールド回路であるこ
とを特徴とし、第７の発明は、前記ＤＣ変換回路が、電
流検出回路で検出した電流に対応する電圧を平均値化し
た直流電圧に変換する回路であることを特徴とする。A sixth invention of the present invention is characterized in that said DC conversion circuit is a peak hold circuit for holding a peak value of a voltage corresponding to a peak current detected by a current detection circuit. The invention of the present invention is characterized in that the DC conversion circuit is a circuit for converting a voltage corresponding to the current detected by the current detection circuit into a DC voltage averaged.
【００２０】さらに、本発明の第８の発明は、前記第１
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。Further, the eighth invention of the present invention is directed to the first invention.
The off period of the switching element is set within the first cycle of the free oscillation of the lamp current generated by the effective inductance of the secondary coil side of the output transformer and the effective capacitance of the rare gas discharge lamp in a lit state. It is characterized by the following.
【００２１】[0021]
【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には所定の開口角で発光層の形成され
ないアパーチャ部２ａ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。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 sealed 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. Have been. In particular, the light emitting layer 2 is formed with an aperture 2a at a predetermined opening angle where the light emitting layer is not 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.
【００２２】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。A sheet structure 3 is wound on the outer peripheral surface of the envelope 1 so as to be in close contact therewith. This seat structure 3
For example, an insulative translucent sheet 4 having substantially the same length as the entire length of the envelope 1 and a metal bonded to one surface of the translucent sheet 4 at a predetermined interval from each other. A pair of strip-shaped external electrodes 5 and 6 made of members, terminals 51 and 61 extending from ends of the external electrodes 5 and 6, one surface of the light-transmitting sheet 4 and surfaces of the external electrodes 5 and 6 And an adhesive layer 9 provided on the substrate. In addition, the seat structure 3
Of the external electrodes 5 and 6, a first opening 7 is formed between the side edges of the external electrodes 5 and 6, and a second opening 8 is formed between the other side edges. Light emitting layer 2
Light is mainly emitted from the aperture 2a to the outside through the first opening 7.
【００２３】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はこ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。The above-mentioned sheet structure 3 is 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 light-transmitting 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 moved by the pair of driven rollers 11, 11.
Stage so that it can be pressed against
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 this 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.
【００２４】上述の希ガス放電灯ＤＬ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０．４〜０．７ｍｍ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。尚、場合によっては、外囲
器１の肉厚はそれの上限を逸脱して設定することも可能
である。As a component of the envelope 1 of the rare gas discharge lamp DL, for example, a lead having a volume resistivity at 150 ° C. of 1 × 10 9 Ωcm or more and containing silicon oxide and boron oxide as main components is used. A borosilicate glass-based material (hereinafter, referred to as BFK glass for convenience) is preferable. The BFK glass is made of, for example, silicon oxide (67.6%), alumina (4
%), Boron oxide (18%), sodium oxide (1%),
It is composed of potassium oxide (8%), lithium oxide (1%), titanium oxide (0.4%) and the like. 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 0.2-0.7mm
(Preferably in the range of 0.4 to 0.7 mm). 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. And conversely,
When the thickness exceeds 0.7 mm, a striped discharge state is visually observed, and the light emitted from the aperture portion 2a may flicker. Therefore, it is desirable to set the thickness of the envelope 1 within the above range. In some cases, the wall thickness of the envelope 1 can be set outside the upper limit thereof.
【００２５】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。尚、希ガス
放電灯の用途，要求などによっては、希ガスの封入圧力
は上記範囲から逸脱して設定することも可能である。The inner space of the envelope 1 is filled with a rare gas containing xenon gas as a main component, and the filling pressure is set, for example, in the range of 83 to 200 torr. 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 the striped discharge state is reduced. The light emitted from the aperture portion 2a may be flickered when visually observed. Therefore, it is desirable to set the rare gas charging pressure within the above range. The rare gas charging pressure can be set out of the above range depending on the use and requirements of the rare gas discharge lamp.
【００２６】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５〜３０ｍ
ｇ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５ｍｇ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。尚、希ガス放電灯の
用途，要求などによっては、発光層の付着量は上記範囲
から逸脱して設定することも可能である。Further, the light emitting layer 2 may be composed of only one type of phosphor or 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 amount of which is 5 to 30 m / cm 2 .
g. In this range, a sufficient amount of light (light output) can be obtained, but if the amount of adhesion is less than 5 mg, the illuminance of the original surface becomes insufficient due to insufficient amount of light. It becomes difficult to form a light emitting layer. Therefore, it is desirable that the amount of the light-emitting layer 2 attached be set within the above range. Note that the amount of the light-emitting layer to be deposited can be set out of the above range, depending on the use and requirements of the rare gas discharge lamp.
【００２７】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ＨＣ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第１
のスイッチング素子Ｓ１と、第１のスイッチング素子Ｓ
１に直列的に接続された電流検出回路Ｒ１と、第１のス
イッチング素子Ｓ１に付与する駆動信号Ｖ1を発生する
第１の駆動回路ＰＤ１と、第１の駆動回路ＰＤ１と第１
のスイッチング素子Ｓ１のゲートとの間に接続された第
１のドライバー回路ＤＲ１とから構成されている。尚、
第１のスイッチング素子Ｓ１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、電流検出回路Ｒ１は抵抗によって構成されて
いる。又、第１の駆動回路ＰＤ１は、所定のオンデュー
ティ比（例えば６０％以上の固定デューティ），所定の
周波数（例えば５０〜１００ＫＨｚ）の駆動信号が出力
されるように構成されている。On the other hand, a high-frequency voltage generating circuit HC for generating a pulsed high-frequency voltage is connected in series to, 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. First
Switching element S1 and the first switching element S
1, a current detection circuit R1 connected in series, a first drive circuit PD1 for generating a drive signal V1 applied to the first switching element S1, a first drive circuit PD1 and a first drive circuit PD1.
And a first driver circuit DR1 connected between the switching element S1 and the gate of the switching element S1. still,
The first switching element S1 is configured by, for example, an N-channel field effect transistor (FET), and the current detection circuit R1 is configured by a resistor. The first drive circuit PD1 is configured to output a drive signal having a predetermined on-duty ratio (for example, a fixed duty of 60% or more) and a predetermined frequency (for example, 50 to 100 KHz).
【００２８】この高周波電圧発生回路ＨＣと直流電源Ｅ
１との間にはＤＣ／ＤＣコンバータＣＶが接続されてい
る。このＤＣ／ＤＣコンバータＣＶは、例えば第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Ｌと、コイルＬの入力側（第
２のスイッチング素子Ｓ２との接続側）とアースとの間
に逆方向に接続されたダイオードＤ１と、コイルＬの出
力側（高周波電圧発生回路ＨＣ側）とアースとの間に接
続されたコンデンサＣ１と、第２のスイッチング素子Ｓ
２にＰＷＭ制御された駆動信号Ｖ2を付与する第２の駆
動回路ＰＤ２とから構成されている。尚、第２のスイッ
チング素子Ｓ２は、例えばＰチャンネルの電界効果形ト
ランジスタ（ＦＥＴ）などによって構成されている。特
に、このＤＣ／ＤＣコンバータＣＶは、図示例では入力
電圧（直流電源Ｅ１の電圧）Ｖａと出力電圧Ｖｂとが
Ｖａ＞Ｖｂ の関係を有する降圧型コンバータに構成さ
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する
こともできる。The high frequency voltage generating circuit HC and the DC power source E
1 is connected to a DC / DC converter CV. The DC / DC converter CV includes, for example, a second switching element S2, a coil L connected in series to the second switching element S2, and an input side of the coil L (a connection side with the second switching element S2). ) And ground, a capacitor C1 connected between the output side of coil L (high-frequency voltage generating circuit HC side) and ground, and a second switching element S
2 and a second drive circuit PD2 Metropolitan imparting PWM controlled drive signal V 2 in. The second switching element S2 is configured by, for example, a P-channel field-effect transistor (FET). In particular, the DC / DC converter CV has an input voltage (voltage of the DC power supply E1) Va and an output voltage Vb in the illustrated example.
Although the step-down converter has a relationship of Va> Vb, an appropriate circuit such as a step-up converter, a step-up / step-down converter, and a polarity inversion converter can be applied.
【００２９】上述のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶにおける
第２の駆動回路ＰＤ２は、例えば図２に示すように、エ
ラーアンプ（誤差増幅器）ＯＰ１と、エラーアンプＯＰ
１の反転入力端子（−）と出力端子との間に接続された
抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２の直列回路と、エラーアンプ
ＯＰ１の非反転入力端子（＋）に接続された基準電源
（基準電圧）Ｅ２と、エラーアンプＯＰ１の出力が非反
転入力端子（＋）に接続された比較回路ＯＰ２と、比較
回路ＯＰ２の反転入力端子（−）に接続された三角波発
振器ＯＳＣと、比較回路ＯＰ２の出力側に接続された第
２のドライバー回路ＤＲ２から構成されており、第２の
ドライバー回路ＤＲ２の出力は第２のスイッチング素子
Ｓ２のゲートに接続されている。尚、比較回路ＯＰ２
は、例えばオペアンプによって構成されている。For example, as shown in FIG. 2, the second drive circuit PD2 in the DC / DC converter CV includes an error amplifier (error amplifier) OP1 and an error amplifier OP1.
1 and a reference power supply (reference voltage) E2 connected to a non-inverting input terminal (+) of the error amplifier OP1. A comparison circuit OP2 in which the output of the error amplifier OP1 is connected to a non-inversion input terminal (+), a triangular wave oscillator OSC connected to an inversion input terminal (-) of the comparison circuit OP2, and an output side of the comparison circuit OP2. It comprises a second driver circuit DR2 connected to it, and the output of the second driver circuit DR2 is connected to the gate of the second switching element S2. The comparison circuit OP2
Is constituted by, for example, an operational amplifier.
【００３０】又、高周波電圧発生回路ＨＣにおける電流
検出回路Ｒ１とＤＣ／ＤＣコンバータＣＶにおける第２
の駆動回路ＰＤ２との間には、電流検出回路Ｒ１で検出
されたコイル電流Ｉｃのピーク値に対応する電圧ＶRを
直流に変換するＤＣ変換回路ＰＨが接続されている。こ
のＤＣ変換回路ＰＨは、例えばオペアンプＯＰ３と、オ
ペアンプＯＰ３の出力側に接続されたダイオードＤ２
と、ダイオードＤ２の出力側とアースとの間に接続され
たコンデンサＣ２とから構成されている。このオペアン
プＯＰ３の反転入力端子（−）はダイオードＤ２の出力
側に、非反転入力端子（＋）は電流検出回路Ｒ１と第１
のスイッチング素子Ｓ１との接続点にそれぞれ接続され
ており、ダイオードＤ２の出力側は第２の駆動回路ＰＤ
２におけるエラーアンプＯＰ１の反転入力端子（−）に
接続されている。尚、このＤＣ変換回路ＰＨはピークホ
ールド回路によって構成されているが、オペアンプＯＰ
３を省略することもできる。The current detection circuit R1 in the high-frequency voltage generation circuit HC and the second detection circuit in the DC / DC converter CV
Between the drive circuit PD2 of, DC conversion circuit PH for converting the voltage V R corresponding to the peak value of the coil current Ic detected by the current detecting circuit R1 to the DC is connected. This DC conversion circuit PH includes, for example, an operational amplifier OP3 and a diode D2 connected to the output side of the operational amplifier OP3.
And a capacitor C2 connected between the output side of the diode D2 and the ground. The inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP3 is on the output side of the diode D2, and the non-inverting input terminal (+) is connected to the current detection circuit R1 and the first terminal.
And the output side of the diode D2 is connected to the second drive circuit PD.
2 is connected to the inverting input terminal (-) of the error amplifier OP1. Although this DC conversion circuit PH is constituted by a peak hold circuit, the operational amplifier OP
3 can also be omitted.
【００３１】又、このＤＣ変換回路ＰＨはピークホール
ド回路で構成する他に、例えば図８に示すように、抵抗
Ｒ３とコンデンサＣ４とからなる平均値化回路によって
構成することもできる。この平均値化回路（ＰＨ）では
電流検出回路Ｒ１で検出されたコイル電流Ｉｃに対応す
る電圧ＶRを抵抗Ｒ３，コンデンサＣ４によって平均値
化された直流に変換され、第２の駆動回路ＰＤ２に付与
される。又、このＤＣ変換回路ＰＨは、例えば図１４に
示すように、コンパレータＯＰ４と抵抗Ｒ３とコンデン
サＣ３とからなる平均値化回路によって構成することも
できる。このＤＣ変換回路ＰＨにおいて、コンパレータ
ＯＰ４の反転入力端子（−）には基準電源（基準電圧）
Ｅ３が接続されており、非反転入力端子（＋）に入力さ
れる電流検出回路Ｒ１の端子電圧ＶRは基準電圧Ｅ３と
比較され、端子電圧ＶRが端子電圧ＶRに達すると、コン
パレータＯＰ４から信号が出力され、抵抗Ｒ３とコンデ
ンサＣ３とによって平均値化された電圧信号ＶPが第２
の駆動回路ＰＤ２に付与される。The DC conversion circuit PH can be constituted not only by a peak hold circuit but also by an averaging circuit composed of a resistor R3 and a capacitor C4 as shown in FIG. 8, for example. The averaging circuit (PH) the voltage V R the resistor R3 corresponding to the coil current Ic detected by the current detection circuit R1, is converted into DC averaged valued by the capacitor C4, the second drive circuit PD2 Granted. Further, the DC conversion circuit PH may be constituted by an averaging circuit including a comparator OP4, a resistor R3, and a capacitor C3, as shown in FIG. 14, for example. In this DC conversion circuit PH, the inverting input terminal (-) of the comparator OP4 has a reference power supply (reference voltage).
E3 is connected, the terminal voltage V R of the current detection circuit R1 is inputted to the non-inverting input terminal (+) is compared with the reference voltage E3, the terminal voltage V R reaches the terminal voltage V R, the comparator OP4 signal is output from the resistor R3 and the capacitor C3 and the average digitized voltage signal V P by the second
Of the driving circuit PD2.
【００３２】さらに、高周波電圧発生回路ＨＣにおい
て、出力トランスＴＲの二次コイルＴＲｂ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１
の駆動回路ＰＤ１からの駆動信号Ｖ1に基づく第１のス
イッチング素子Ｓ１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、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ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２の駆動回路ＰＤ２から第２のスイッチング素
子Ｓ２への駆動信号Ｖ2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Ｖａより低い電圧
に制御される。この状態において、図７（ａ）に示すよ
うに、第１の駆動回路ＰＤ１から第１のドライバー回路
ＤＲ１を介してオンデューティ比，周波数が一定であ
り、時点ｔ1，ｔ2，ｔ3・・・において交互にハイレベ
ル，ロウレベルとなる駆動信号Ｖ1が第１のスイッチン
グ素子Ｓ１のゲートに付与されると、第１のスイッチン
グ素子Ｓ１は、同図（ｂ）に示すように、時点ｔ1にお
いてオン状態になる。第１のスイッチング素子Ｓ１がオ
ン状態になると、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶから高周波
電圧発生回路ＨＣに電力が供給される。Further, in the high frequency voltage generating circuit HC, a rare gas discharge lamp DL is connected to the secondary coil TRb of the output transformer TR so that a pulsed high frequency voltage is applied to its external electrodes 5 and 6. And external electrodes 5, 6
One of the external electrodes 6 is grounded. In particular, the first
The first OFF period of the switching element S1 based on the driving signal V 1 of the from the drive circuit PD1, the effective electrostatic capacitance attained effective inductance and a rare gas discharge lamp DL in the secondary coil TRb side of the output transformer TR is lit and within the first period of the free oscillation of the lamp current generated by preferably set between recoil period T 2 in which the direction of the lamp current is inverted by the. The lighting device thus configured operates as follows. First, when connecting the direct-current power supply E1 to the input side of the DC / DC converter CV, DC / DC converter CV is operated by the application and stop of the driving signal V 2 from the second drive circuit PD2 to the second switching element S2 ,
The output voltage Vb is controlled to a voltage lower than the voltage Va of the DC power supply E1 by cooperation with the coil L, the capacitor C1, and the like. In this state, as shown in FIG. 7A, the on-duty ratio and the frequency are constant from the first drive circuit PD1 via the first driver circuit DR1, and the time points t 1 , t 2 , t 3. alternately to the high level at ..., a driving signal V 1 which is a low level is applied to the gate of the first switching element S1, the first switching element S1, as shown in FIG. (b), the time t At 1 it turns on. When the first switching element S1 is turned on, power is supplied from the DC / DC converter CV to the high-frequency voltage generation circuit HC.
【００３３】即ち、高周波電圧発生回路ＨＣにおける出
力トランスＴＲの一次コイルＴＲａ，第１のスイッチン
グ素子Ｓ１，電流検出回路Ｒ１よりなる閉回路には、図
７（ｃ）に示すように、ほぼ直線的に増加する電流（コ
イル電流）Ｉｃが流れる。これにより、出力トランスＴ
Ｒ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、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ＶR＝Ｉｃ・Ｒ１）が生ずる。
この出力電圧は、時間の経過に伴うコイル電流Ｉｃの増
加と共に高くなり、時点ｔ2でコイル電流Ｉｃがピーク
値ＩCPに達すると、出力電圧ＶR（＝ＩCP・Ｒ１）も最
大となる。That is, as shown in FIG. 7C, the closed circuit composed of the primary coil TRa of the output transformer TR, the first switching element S1, and the current detection circuit R1 in the high-frequency voltage generation circuit HC is substantially linear. The current (coil current) Ic that increases in this case flows. Thereby, the output transformer T
Electromagnetic energy is accumulated in the primary coil TRa of R, and a voltage drop (output voltage V R = Ic · R1) occurs in the current detection circuit R1 due to the resistance and the coil current Ic.
This output voltage is higher with increasing coil current Ic over time, the coil current Ic at time t 2 reaches the peak value I CP, the output voltage V R (= I CP · R1 ) also becomes maximum .
【００３４】この最大の出力電圧ＶRはＤＣ変換回路Ｐ
ＨにおけるオペアンプＯＰ３の非反転入力端子（＋）に
印加されると共に直流ＶPに変換され、ピークホールド
される。この信号ＶPはＤＣ／ＤＣコンバータＣＶにお
ける第２の駆動回路ＰＤ２のエラーアンプＯＰ１の反転
入力端子（−）に入力される。エラーアンプＯＰ１では
ＤＣ変換回路ＰＨからの信号ＶPと非反転入力端子に接
続された基準電圧Ｅ２との差分（誤差分）が増幅され、
比較回路ＯＰ２に入力される。比較回路ＯＰ２ではエラ
ーアンプＯＰ１の出力信号と三角波発振器ＯＳＣ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
するパルス幅の駆動信号（ＰＷＭ制御された信号）Ｖ2
が第２のドライバー回路ＤＲ２を介して第２のスイッチ
ング素子Ｓ２に付与される。この結果、ＤＣ／ＤＣコン
バータＣＶからは第２のスイッチング素子Ｓ２のスイッ
チング動作に応じた電圧Ｖｂが出力される。The maximum output voltage V R is equal to the DC conversion circuit P
While being applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP3 (+) in H is converted into DC V P, it is a peak hold. The signal V P the inverting input terminal of the error amplifier OP1 of the second drive circuit PD2 in the DC / DC converter CV - is input to the (). Error amplifier OP1 the signal V P from the DC conversion circuit PH and the non-inverting input the difference between the connected reference voltage E2 to the terminal (error component) is amplified,
The signal is input to the comparison circuit OP2. In the comparison circuit OP2, the output signal of the error amplifier OP1 is compared with the triangular wave signal from the triangular wave oscillator OSC, and a drive signal (PWM controlled signal) V 2 having a pulse width related to the magnitude of the output signal.
Is applied to the second switching element S2 via the second driver circuit DR2. As a result, a voltage Vb according to the switching operation of the second switching element S2 is output from the DC / DC converter CV.
【００３５】ところで、第１の駆動回路ＰＤ１から第１
のスイッチング素子Ｓ１に付与される駆動信号Ｖ1は、
デューティ比及び周波数が一定であることから、第１の
スイッチング素子Ｓ１は、これらの駆動条件に従って規
則的に、図７（ｂ）に示すように、時点ｔ2においてオ
ン状態からオフ状態になる。これにより、コイル電流Ｉ
ｃも同図（ｃ）に示すように時点ｔ2において流れなく
なる。この際に、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ＴＲｂとの
卷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、同図（ｄ）に示すように、ほぼ時点ｔ
2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（ｅ）に示すように、発光（φ）を呈する。By the way, the first drive circuit PD1 switches the first
Drive signal V 1 applied to the switching element S1 of the
Since the duty ratio and the frequency is constant, the first switching element S1 is regularly according to these driving conditions, as shown in FIG. 7 (b), from the on state to the off state at time t 2. Thereby, the coil current I
c is also not flow at time t 2 as shown in FIG. (c). At this time, the primary coil TRa of the output transformer TR
Due to the action of the electromagnetic energy accumulated in the secondary coil TRb, a pulse-like high-frequency voltage is generated in the secondary coil TRb by the winding ratio between the primary coil TRa and the secondary coil TRb, and the external electrodes 5 and 5 of the rare gas discharge lamp DL are 6 is applied. Then, a discharge is generated between the external electrodes 5 and 6, and the rare gas discharge lamp DL is turned on, and as shown in FIG.
The lamp current Ib starts to flow from 2 and electric charges are accumulated in the rare gas discharge lamp DL because the rare gas discharge lamp DL forms a capacitor. 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
Exhibits light emission (φ) as shown in FIG.
【００３６】次に、図７（ａ）に示すように、時点ｔ3
において駆動信号Ｖ1がハイレベルになると、第１のス
イッチング素子Ｓ１は、同図（ｂ）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には再びコイル電流Ｉ
ｃが流れるのであるが、同図（ｃ）に示すように、時点
ｔ3（ｔ1）においてパルス的に流れた後、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（ｄ）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（ｅ）において斜線で示す光量φ
ｊがランプ光量φに重畳される。Next, as shown in FIG. 7 (a), the time t 3
When the drive signal V 1 is a high level in the first switching element S1, as shown in FIG. (B), again turned on at time t 3. As a result, the primary coil TRa of the output transformer TR returns to the coil current I again.
Although c flows, as shown in FIG. 3C, after flowing at a time point t 3 (t 1 ) in a pulsed manner, it increases substantially linearly. Since electric power is supplied to the secondary coil TRb of the output transformer TR based on the pulse-like coil current Ic, the lamp current flowing during the rebound period (T 2 ) is indicated by a hatched lamp in FIG. The current Ibj is superimposed, and the amount of light φ indicated by oblique lines in FIG.
j is superimposed on the lamp light amount φ.
【００３７】特に、図７（ｂ）に示すように、第１のス
イッチング素子Ｓ１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。In particular, as shown in FIG. 7B, the time t 3 at which the first switching element S1 is inverted from the off state to the on state is determined by the effective inductance and the rare gas on the secondary coil TRb side of the output transformer TR. since the discharge lamp DL is 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) In addition, the current Ibj indicated by the diagonal lines can be effectively superimposed on the free oscillation component of the lamp current. Hereinafter, the same operation and the time point t 1 ~t 3 period is also the time t 3 or later is continuously repeated.
【００３８】ところで、この点灯装置において、高周波
電圧発生回路ＨＣの入力側の電力の定電力化は、基本的
には高周波電圧発生回路ＨＣにおける電流検出回路Ｒ１
にて検出される電流のピーク値に対応する電圧ＶRが一
定となるようにＤＣ／ＤＣコンバータＣＶの出力電圧Ｖ
ｂ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Ｉｃのピーク値をＩCP、第１のスイッチング
素子Ｓ１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・ＩCP 2・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Ｔ
ＲａのインダクタンスＬｐがほぼ一定である上に、第１
のスイッチング素子Ｓ１のスイッチング周波数ｆも予め
一定値に固定されていることから、コイル電流Ｉｃのピ
ーク値ＩCP、即ち、電流検出回路Ｒ１の出力電圧Ｖ
R（＝ＩCP・Ｒ１）に依存することになる。従って、電
流検出回路Ｒ１の出力電圧ＶR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
よって定電力化が達成できる。換言すれば、コイル電流
ＩｃとＤＣ／ＤＣコンバータＣＶの出力電圧Ｖｂ，出力
トランスＴＲの一次コイルＴＲａのインダクタンスＬ
ｐ，第１のスイッチング素子Ｓ１のオン時間ＴONとの間
には ＩCP＝（Ｖｂ／Ｌｐ）・ＴON の関係を有し、イ
ンダクタンスＬｐ，オン時間ＴONが一定であることか
ら、コイル電流Ｉｃのピーク値ＩCP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
とによって定電力化が達成できることになる。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。By the way, in this lighting device, the power on the input side of the high-frequency voltage generation circuit HC is made constant power basically by the current detection circuit R1 in the high-frequency voltage generation circuit HC.
Output voltage V of DC / DC converter CV so that voltage V R corresponding to the peak value of the current detected at
This is done by controlling b. Here, the inductance of the primary coil TRa of the output transformer TR is Lp,
Assuming that the peak value of the coil current Ic is I CP and the switching frequency of the first switching element S1 is f, the power P on the input side is expressed by the following equation: P = 0.5 Lp · I CP 2 · f This power P is applied to the primary coil T of the output transformer TR.
In addition to the fact that the inductance Lp of Ra is substantially constant,
Since the switching frequency f of the switching element S1 is also fixed to a constant value in advance, the peak value I CP of the coil current Ic, that is, the output voltage V
R (= ICP · R1). Thus, as the output voltage V R of the current detection circuit R1 becomes constant DC
By controlling the output voltage Vb of the / DC converter CV, constant power can be achieved. In other words, the coil current Ic, the output voltage Vb of the DC / DC converter CV, and the inductance L of the primary coil TRa of the output transformer TR
p and the ON time T ON of the first switching element S1 have a relationship of I CP = (Vb / Lp) · T ON , and since the inductance Lp and the ON time T ON are constant, the coil constant power is to be achieved by the peak value I CP current Ic controls the output voltage Vb of the DC / DC converter CV to be constant. For this reason, the brightness of the rare gas discharge lamp DL is maintained substantially constant.
【００３９】この点灯装置では、直流電源Ｅ１の電源変
動，環境温度の変化，希ガス放電灯ＤＬのインピーダン
ス変化，高圧配線の漏れ電流などによる希ガス放電灯Ｄ
Ｌの光量変化を軽減できるものである。例えば直流電源
Ｅ１の電源変動によって電圧Ｖａが高くなると、それに
伴いＤＣ／ＤＣコンバータＣＶの出力電圧Ｖｂも上昇す
ることになる。すると、図７（ｃ）に示す時点ｔ2にお
いて電流検出回路Ｒ１が検出するコイル電流Ｉｃのピー
ク値は図示のピーク値ＩCPよりも大きくなり、ＤＣ変換
回路ＰＨの出力信号ＶPも大きくなる。この増大した信
号ＶPはＤＣ／ＤＣコンバータＣＶにおける第２の駆動
回路ＰＤ２に入力され、第２の駆動回路ＰＤ２からはＰ
ＷＭ制御によってオン期間が短縮された駆動信号Ｖ2が
出力される。第２のスイッチング素子Ｓ２は、この駆動
信号Ｖ2によってスイッチング制御される結果、ＤＣ／
ＤＣコンバータＣＶの出力電圧Ｖｂは低下し、コイル電
流Ｉｃは一定のピーク値ＩCPとなり、定電力化される。
即ち、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶはＤＣ変換回路ＰＨの
出力信号ＶPと第２の駆動回路ＰＤ２のエラーアンプＯ
Ｐ１における基準電圧Ｅ２との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。従って、高周波電
圧発生回路ＨＣの入力電力は定電力化される。尚、電圧
Ｖａが低下した場合には上述とは逆の動作が行なわれ
る。In this lighting device, the power supply of the DC power supply E1, a change in the environmental temperature, a change in the impedance of the rare gas discharge lamp DL, a leakage current in the high-voltage wiring, etc.
The change in the amount of light of L can be reduced. For example, when the voltage Va increases due to power supply fluctuation of the DC power supply E1, the output voltage Vb of the DC / DC converter CV also increases accordingly. Then, the peak value of the coil current Ic detected by the current detecting circuit R1 at time t 2 shown in FIG. 7 (c) is larger than the peak value I CP shown, also increases the output signal V P of the DC conversion circuit PH . This increased signal V P is input to the second drive circuit PD2 in DC / DC converter CV, from the second drive circuit PD2 P
Drive signal V 2 which is on period is shortened by WM control is outputted. The second switching element S2, the result is switching-controlled by the drive signal V 2, DC /
The output voltage Vb of the DC converter CV decreases, the coil current Ic reaches a constant peak value ICP , and the power is made constant.
That, DC / DC converter CV error amplifier O of the output signal V P and a second drive circuit PD2 DC converter circuit PH
Control is performed so as to output a voltage Vb that eliminates the difference from the reference voltage E2 at P1. Therefore, the input power of the high-frequency voltage generation circuit HC is made constant. When the voltage Va decreases, an operation reverse to the above is performed.
【００４０】又、希ガス放電灯ＤＬの点灯による外囲器
温度の上昇によって負荷インピーダンスが高くなった場
合には、希ガス放電灯ＤＬのランプ電流Ｉｂが減少する
ことによって高周波電圧発生回路ＨＣに供給される電力
も減少し、希ガス放電灯ＤＬの光量も定常状態よりも少
なくなる。この場合、図７（ｃ）に示す時点ｔ2におい
て電流検出回路Ｒ１が検出するコイル電流Ｉｃのピーク
値は図示のピーク値ＩCPよりも小さくなり、ＤＣ変換回
路ＰＨの出力信号ＶPも小さくなる。この減少した信号
ＶPはＤＣ／ＤＣコンバータＣＶにおける第２の駆動回
路ＰＤ２に入力され、第２の駆動回路ＰＤ２からはＰＷ
Ｍ制御によってオン期間が増大された駆動信号Ｖ2が出
力される。第２のスイッチング素子Ｓ２は、この駆動信
号Ｖ2によってスイッチング制御される結果、ＤＣ／Ｄ
ＣコンバータＣＶの出力電圧Ｖｂは上昇し、コイル電流
Ｉｃは一定のピーク値ＩCPとなり、定電力化される。従
って、希ガス放電灯ＤＬには一定の電力が供給され、一
定の光量が維持されることになる。When the load impedance increases due to an increase in the temperature of the envelope caused by the lighting of the rare gas discharge lamp DL, the lamp current Ib of the rare gas discharge lamp DL decreases, thereby causing the high-frequency voltage generation circuit HC to operate. The supplied power also decreases, and the amount of light of the rare gas discharge lamp DL also becomes smaller than in the steady state. In this case, the peak value of the coil current Ic detected by the current detecting circuit R1 at time t 2 shown in FIG. 7 (c) is smaller than the peak value I CP shown, smaller output signal V P of the DC conversion circuit PH Become. This reduced signal V P is input to the second drive circuit PD2 in DC / DC converter CV, from the second drive circuit PD2 PW
Drive signal V 2 which is on period is increased by M control is outputted. The second switching element S2, the result is switching-controlled by the drive signal V 2, DC / D
The output voltage Vb of the C converter CV increases, and the coil current Ic has a constant peak value ICP , and the power is made constant. Therefore, constant power is supplied to the rare gas discharge lamp DL, and a constant light amount is maintained.
【００４１】この実施例によれば、高周波電圧発生回路
ＨＣの入力側の電力の定電力化は、高周波電圧発生回路
ＨＣにおける電流検出回路Ｒ１にて検出される電流のピ
ーク値に対応する電圧ＶRが一定となるようにＤＣ／Ｄ
Ｃ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。このために、高周波電圧発生回路ＨＣの入
力側の電力は電源変動，環境の温度変化，希ガス放電灯
の特性変化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。According to this embodiment, the power on the input side of the high-frequency voltage generation circuit HC is made constant at a constant voltage by the voltage V corresponding to the peak value of the current detected by the current detection circuit R1 in the high-frequency voltage generation circuit HC. DC / D so that R is constant
This is performed by controlling the output voltage Vb of the C converter CV. For this reason, the power on the input side of the high-frequency voltage generation circuit HC can be controlled to be substantially constant without being affected by fluctuations in the power supply, changes in the temperature of the environment, changes in the characteristics of the rare gas discharge lamp, and the like. Therefore, the amount of light of the rare gas discharge lamp DL can be stabilized.
【００４２】又、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶは高周波電
圧発生回路ＨＣに一定の電力を供給するように構成され
ているために、高周波電圧発生回路ＨＣの構成を何の制
御も不要で、第１のスイッチング素子Ｓ１のオン・オフ
動作を単に一定周期で繰り返すだけの単純な構成にでき
る。従って、回路構成が簡単になり、コストの低減が可
能になる。Further, since the DC / DC converter CV is configured to supply constant power to the high-frequency voltage generating circuit HC, the configuration of the high-frequency voltage generating circuit HC does not need any control, and A simple configuration in which the on / off operation of the switching element S1 is simply repeated at a constant cycle can be achieved. Therefore, the circuit configuration is simplified, and the cost can be reduced.
【００４３】特に、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶは、高周
波電圧発生回路ＨＣの電流検出回路Ｒ１で検出された電
流のピーク値に対応する電圧ＶRがＤＣ変換回路ＰＨで
直流に変換され、この信号ＶPが第２の駆動回路ＰＤ２
にフィードバックされることによってＰＷＭ制御される
ように構成されているために、それの出力電圧Ｖｂは、
常に、コイル電流のピーク値に対応する電圧ＶRが一定
となるように制御される。従って、高周波電圧発生回路
ＨＣの入力電力をほぼ一定にできる。[0043] In particular, DC / DC converter CV, the voltage V R corresponding to the peak value of the current detected by the current detection circuit R1 of the high frequency voltage generating circuit HC is converted into direct current by the DC converter circuit PH, the signal V P is the second drive circuit PD2
Is configured to be PWM controlled by being fed back to the
Always, the voltage V R corresponding to the peak value of the coil current is controlled to be constant. Therefore, the input power of the high-frequency voltage generation circuit HC can be made substantially constant.
【００４４】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（ｄ）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ＨＣ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
（ｅ）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。Furthermore, the lamp current Ib in the lighting state of the rare gas discharge lamp DL is free oscillation due to the effective inductance on the secondary coil TRb side of the output transformer TR and the effective capacitance in the state where the rare gas discharge lamp DL is turned on. Although than is flowing based on, the bounce 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, hatched in FIG. 7 (d) Is superimposed on the lamp current Ibj. For this reason, the lamp current can be substantially increased without further increasing the input current of the high-frequency voltage generation circuit HC, and accordingly, the brightness is also indicated by oblique lines in FIG. Can be further increased. Therefore, 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.
It is also possible to cope with an increase in the document feeding speed in the device.
【００４５】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、第１，第２のドライバー回路は省略することもでき
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。The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the first and second switching elements can be transistors, in addition to FETs.
Also, the first and second driver circuits can be omitted. 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
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高周波電
圧発生回路の入力側の電力の定電力化は、高周波電圧発
生回路における電流検出回路にて検出される電流のピー
ク値に対応する電圧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って行われる。こ
のために、高周波電圧発生回路の入力側の電力は電源変
動，環境の温度変化，希ガス放電灯の特性変化などに影
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、希ガス放電灯の光量を安定化させることができ
る。As described above, according to the present invention, the constant power of the input side of the high-frequency voltage generation circuit corresponds to the peak value of the current detected by the current detection circuit in the high-frequency voltage generation circuit. This is performed by controlling the output voltage of the DC / DC converter so that the voltage becomes constant. For this reason, the power on the input side of the high-frequency voltage generation circuit can be controlled to be substantially constant without being affected by fluctuations in the power supply, changes in the temperature of the environment, changes in the characteristics of the rare gas discharge lamp, and the like. Therefore, the amount of light of the rare gas discharge lamp can be stabilized.
【００４７】又、ＤＣ／ＤＣコンバータは高周波電圧発
生回路に一定の電力を供給するように構成されているた
めに、高周波電圧発生回路の構成を何の制御も不要で、
第１のスイッチング素子のオン・オフ動作を単に一定周
期で繰り返すだけの単純な構成にできる。従って、回路
構成が簡単になり、コストの低減が可能になる。Further, since the DC / DC converter is configured to supply a constant power to the high frequency voltage generation circuit, no control is required for the configuration of the high frequency voltage generation circuit.
A simple configuration in which the ON / OFF operation of the first switching element is simply repeated at a constant cycle can be achieved. Therefore, the circuit configuration is simplified, and the cost can be reduced.
【００４８】又、ＤＣ／ＤＣコンバータは、高周波電圧
発生回路の電流検出回路で検出された電流のピーク値に
対応する電圧がＤＣ変換回路で直流に変換され、この信
号が第２の駆動回路にフィードバックされることによっ
てＰＷＭ制御されるように構成されているために、それ
の出力電圧は、常に、コイル電流のピーク値に対応する
電圧が一定となるように制御される。従って、高周波電
圧発生回路の入力電力をほぼ一定にできる。In the DC / DC converter, the voltage corresponding to the peak value of the current detected by the current detection circuit of the high-frequency voltage generation circuit is converted to DC by the DC conversion circuit, and this signal is sent to the second drive circuit. Because it is configured to be PWM-controlled by being fed back, its output voltage is always controlled so that the voltage corresponding to the peak value of the coil current is constant. Therefore, the input power of the high-frequency voltage generation circuit can be made substantially constant.
【００４９】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。Furthermore, the lamp current in the lighting state of the rare gas discharge lamp flows based on the free vibration caused by the effective inductance of the secondary coil of the output transformer and the effective capacitance in the lighting state of the rare gas discharge lamp. However, during the rebound period in which the direction of the lamp current is reversed, a current flowing based on a pulse-like 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.
【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２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 second 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１
の駆動回路の出力タイミング図、同図（ｂ）は第１のス
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。FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation of FIG. 1, wherein FIG.
(B) is an operation timing diagram of the first switching element, FIG. (C) is a coil current diagram, FIG. (D) is a lamp current diagram, and FIG. Light emission waveform diagram.
【図８】ＤＣ変換回路の他の実施例を示す電気回路図。FIG. 8 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the DC conversion circuit.
【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】改良された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. 11 is an electric circuit diagram of an improved lighting device for a rare gas discharge lamp 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.
【図１４】本発明にかかるＤＣ変換回路のさらに異なっ
た実施例を示す電気回路図。FIG. 14 is an electric circuit diagram showing still another embodiment of the DC conversion circuit according to the present invention.
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 基準電源（基準電圧） ＨＣ 高周波電圧発生回路 ＴＲ 出力トランス ＴＲａ 一次コイル ＴＲｂ 二次コイル ＣＶ ＤＣ／ＤＣコンバータ Ｌ コイル Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ Ｄ１〜Ｄ２ ダイオード Ｓ１ 第１のスイッチング素子 Ｓ２ 第２のスイッチング素子 ＰＤ１ 第１の駆動回路 ＰＤ２ 第２の駆動回路 Ｒ１ 電流検出回路（抵抗） ＰＨ ＤＣ変換回路 ＯＰ１ エラーアンプ ＯＰ２ 比較回路 ＯＰ３ オペアンプ ＯＰ４ コンパレータ 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 Reference Signs List 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 reference power supply (Reference voltage) HC high-frequency voltage generating circuit TR output transformer TRa primary coil TRb secondary coil CV DC / DC converter L coil C1 to C3 capacitor D1 to D2 diode S1 first switching element S2 second switching element PD1 first Drive circuit PD2 Second drive circuit R1 Current detection circuit (resistance) PH DC conversion circuit OP1 Error amplifier OP2 Comparison circuit OP3 Operational amplifier OP4 Comparator DR1 First driver circuit DR2 Second driver circuit OSC Triangular wave oscillator
Claims (8)
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、一次コイル，二
次コイルを有する出力トランス、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，電流
検出回路、及び第１のスイッチング素子にデューティ
比，周波数が一定の駆動信号を付与する第１の駆動回路
を含み、第１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二次コイル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、高周波電圧発
生回路における電流検出回路のピーク電流に対応する電
圧を検出し、直流に変換するＤＣ変換回路と、ＤＣ変換
回路の出力信号に基づいて出力をほぼ一定の電力に制御
し得る機能を有するＤＣ／ＤＣコンバータとを具備し、
前記高周波電圧発生回路の入力側にＤＣ／ＤＣコンバー
タを、出力側に希ガス放電灯をそれぞれ接続し、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、電流検出回路で検出したピーク電流に対応す
る電圧に関連するＤＣ変換回路からの出力信号に基づく
ＤＣ／ＤＣコンバータの定電力化機能によってほぼ一定
となるように制御することを特徴とする希ガス放電灯の
点灯装置。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, an output transformer having a primary coil and a secondary coil, a first switching element connected in series to the primary coil of the output transformer, a current detection circuit, and a first A first drive circuit for applying a drive signal having a constant duty ratio and a constant frequency to the switching element, and generating a pulsed high-frequency voltage on the secondary coil side of the output transformer based on the switching operation of the first switching element; A high-frequency voltage generation circuit, a DC conversion circuit that detects a voltage corresponding to a peak current of a current detection circuit in the high-frequency voltage generation circuit, and converts the voltage into a direct current. A DC / DC converter having a function of controlling the output to a substantially constant power,
A DC / DC converter is connected to the input side of the high-frequency voltage generation circuit, and a rare gas discharge lamp is connected to the output side, and the power of the input side of the high-frequency voltage generation circuit in the lighting state of the rare gas discharge lamp is detected by a current detection circuit. A lighting device for a rare gas discharge lamp, wherein the lighting is controlled to be substantially constant by a constant power function of a DC / DC converter based on an output signal from a DC conversion circuit relating to a voltage corresponding to a detected peak current. .
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、一次コイル，二次コイルを有する出力ト
ランス、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，電流検出回路、及び第１のス
イッチング素子にデューティ比，周波数が一定の駆動信
号を付与する第１の駆動回路を含み、第１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二
次コイル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、高周波電圧発生回路における電流検出回
路のピーク電流に対応する電圧を検出し、直流に変換す
るＤＣ変換回路と、ＤＣ変換回路の出力信号に基づいて
出力をほぼ一定の電力に制御し得る機能を有するＤＣ／
ＤＣコンバータとを具備し、前記高周波電圧発生回路の
入力側にＤＣ／ＤＣコンバータを、出力側に希ガス放電
灯をそれぞれ接続し、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、電流検出回路で
検出したピーク電流に対応する電圧に関連するＤＣ変換
回路からの出力信号に基づくＤＣ／ＤＣコンバータの定
電力化機能によってほぼ一定となるように制御すること
を特徴とする希ガス放電灯の点灯装置。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 having a light-transmitting insulating member mounted on the outer peripheral surface of the envelope so as to cover the external electrode, and an output having a primary coil and a secondary coil. A transformer, a first switching element connected in series to a primary coil of the output transformer, a current detection circuit, and a first drive circuit for applying a drive signal having a constant duty ratio and frequency to the first switching element; A high-frequency voltage generating circuit for generating a pulsed high-frequency voltage on the secondary coil side of the output transformer based on a switching operation of the first switching element; A DC / DC conversion circuit that detects a corresponding voltage and converts the voltage into a direct current, and a DC / DC having a function of controlling the output to a substantially constant power based on the output signal of the DC conversion circuit.
A DC / DC converter is connected to the input side of the high-frequency voltage generation circuit, and a rare gas discharge lamp is connected to the output side, and the input side of the high-frequency voltage generation circuit in the lighting state of the rare gas discharge lamp is provided. The power is controlled to be substantially constant by a constant power function of a DC / DC converter based on an output signal from a DC conversion circuit related to a voltage corresponding to a peak current detected by a current detection circuit. Lighting device for rare gas discharge lamps.
も、第２のスイッチング素子と、コイルと、コンデンサ
と、ダイオードと、ＤＣ変換回路の出力信号に基づいて
ＰＷＭ制御された駆動信号を第２のスイッチング素子に
付与する第２の駆動回路とから構成し、高周波電圧発生
回路における電流検出回路で検出したピーク電流に対応
する電圧をＤＣ変換回路を介して第２の駆動回路にフィ
ードバックすることにより、電流検出回路に流れる電流
のピーク値がほぼ一定となるように制御することを特徴
とする請求項１又は２に記載の希ガス放電灯の点灯装
置。3. The DC / DC converter according to claim 2, wherein at least a second switching element, a coil, a capacitor, a diode, and a driving signal subjected to PWM control based on an output signal of the DC conversion circuit are switched to a second switching element. A second drive circuit to be applied to the element, and a voltage corresponding to the peak current detected by the current detection circuit in the high-frequency voltage generation circuit is fed back to the second drive circuit via the DC conversion circuit. 3. The lighting device for a rare gas discharge lamp according to claim 1, wherein the peak value of the current flowing through the detection circuit is controlled to be substantially constant.
バータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の
希ガス放電灯の点灯装置。4. The lighting device for a rare gas discharge lamp according to claim 1, wherein the DC / DC converter is a step-down converter.
信号のオンデューティ比を６０％以上に設定したことを
特徴とする請求項１又は２に記載の希ガス放電灯の点灯
装置。5. The lighting device for a rare gas discharge lamp according to claim 1, wherein an on-duty ratio of a drive signal output from the first drive circuit is set to 60% or more.
出したピーク電流に対応する電圧のピーク値を保持する
ピークホールド回路であることを特徴とする請求項１又
は２に記載の希ガス放電灯の点灯装置。6. The rare gas discharge according to claim 1, wherein the DC conversion circuit is a peak hold circuit that holds a peak value of a voltage corresponding to a peak current detected by a current detection circuit. Lighting device for electric lights.
出した電流に対応する電圧を平均値化した直流電圧に変
換する回路であることを特徴とする請求項１又は２に記
載の希ガス放電灯の点灯装置。7. The rare gas according to claim 1, wherein the DC conversion circuit is a circuit that converts a voltage corresponding to the current detected by the current detection circuit into a DC voltage averaged. Lighting device for discharge lamp.
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請求項１又は２に記載の希ガス
放電灯の点灯装置。8. The off-period of the first switching element corresponds to the free oscillation of lamp current generated by the effective inductance of the secondary coil of the output transformer and the effective capacitance when the rare gas discharge lamp is turned on. The lighting device for a rare gas discharge lamp according to claim 1 or 2, wherein the lighting device is set within the first one cycle.
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|---|---|---|---|---|
| KR101982111B1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-05-24 | 홍정흠 | LED Lighting Apparatus |
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