JP2001052887A

JP2001052887A - 希ガス放電灯の点灯装置

Info

Publication number: JP2001052887A
Application number: JP22772999A
Authority: JP
Inventors: Naotake Tatsumi; 尚毅辰巳
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 1999-08-11
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】希ガス放電灯の光量変動を安定化できる希ガ
ス放電灯の点灯装置を提供する。【解決手段】外囲器の外周面に外部電極５，６を配置
した希ガス放電灯ＤＬと、一次，二次コイルを有する出
力トランスＴＲ、一次コイルに直列接続した第１のスイ
ッチング素子Ｓ１，電流検出回路Ｒ１、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ＰＤ１を含む高周波電圧発生
回路ＨＣと、高周波電圧発生回路の入力系の電圧Ｖｅと
電流検出回路での検出電流に対応する電圧Ｖｉとに基づ
く乗算値を出力する乗算回路ＭＣと、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータＣＶ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接
続し、高周波電圧発生回路への入力電力を、乗算回路か
らの出力信号に基づくＰＷＭ制御による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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【０００４】この点灯装置において、外部から与えられ
るオン・オフ信号（図示せず）により、駆動回路Ｐから
スイッチング素子ＱＡをオン状態にする信号が付与され
ると、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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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には図１２（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、同図（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には同図（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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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
波電圧発生回路の入力系の電圧と電流検出回路にて検出
されたコイル電流に対応する電圧とに基づく乗算値を出
力する乗算回路と、乗算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
したコイル電流に対応する電圧及び高周波電圧発生回路
の入力系の電圧に関連する乗算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。

【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，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
路の入力系の電圧と電流検出回路にて検出されたコイル
電流に対応する電圧とに基づく乗算値を出力する乗算回
路と、乗算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／Ｄ
Ｃ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コイル電
流に対応する電圧及び高周波電圧発生回路の入力系の電
圧に関連する乗算回路からの出力信号に基づくＤＣ／Ｄ
Ｃ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。

【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、乗算回路
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
したコイル電流に対応する電圧及び高周波電圧発生回路
の入力系の電圧に関連する乗算回路からの出力信号を第
２の駆動回路にフィードバックすることにより、高周波
電圧発生回路への入力電力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ＤＣ／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ＤＣ／ＤＣコンバータにおける第２の
駆動回路は、少なくとも、乗算回路からの信号と基準電
圧との誤差分に応じた信号を出力するエラーアンプと、
三角波発振器と、エラーアンプ及び三角波発振器の出力
信号に基づいてＰＷＭ制御された信号を出力する比較回
路とから構成したことを特徴とする。

【００１９】又、本発明の第６の発明は、前記高周波電
圧発生回路における第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。

【００２０】又、本発明の第７の発明は、前記乗算回路
は、少なくとも、第１，第２の入力端子を有する乗算器
と、高周波電圧発生回路の入力系の電圧を分圧する複数
の分圧抵抗とから構成し、乗算器の第１の入力端子を高
周波電圧発生回路の電流検出回路に、第２の入力端子を
複数の分圧抵抗の接続点にそれぞれ接続したことを特徴
とし、第８の発明は、前記乗算回路における分圧抵抗の
一端をＤＣ／ＤＣコンバータの入力側又は出力側に接続
したことを特徴とする。

【００２１】さらに、本発明の第９の発明は、前記高周
波電圧発生回路における第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。

【００２２】

【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。

【００２３】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。

【００２４】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、外囲器１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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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、一定のオンデュー
ティ比（例えば６０％以上の固定デューティ），一定の
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。

【００２９】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
ことができる。

【００３０】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、非反転入力端子（＋）にエラーア
ンプＯＰ１の出力端子が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と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Ｏ
Ｐ２は、例えばオペアンプによって構成されている。

【００３１】又、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶにおける第
２の駆動回路ＰＤ２の入力側には、乗算回路ＭＣが接続
されている。この乗算回路ＭＣは、例えば第１，第２の
入力端子Ｔａ，Ｔｂを有する乗算器Ｍｕと、ＤＣ／ＤＣ
コンバータＣＶの入力側（高周波電圧発生回路ＨＣの入
力系）とアースとの間に接続された複数の分圧抵抗Ｒ
３，Ｒ４の直列回路とから構成されている。乗算器Ｍｕ
における第１の入力端子Ｔａは抵抗Ｒ５及びコンデンサ
Ｃ３よりなる積分回路ＳＤを介して第１のスイッチング
素子Ｓ１と電流検出回路Ｒ１との接続点に、第２の入力
端子Ｔｂは分圧抵抗Ｒ３と分圧抵抗Ｒ４との接続点に、
共通端子はアースにそれぞれ接続されており、出力端子
は第２の駆動回路ＰＤ２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。この乗算器Ｍｕ
の第１の入力端子Ｔａには電流検出回路Ｒ１で検出され
たコイル電流Ｉｃに対応する電圧Ｖｃが積分回路ＳＤに
て積分され、平均値化された電圧Ｖｉとして入力され、
第２の入力端子Ｔｂには分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４により分圧
された電圧Ｖｅが入力されることにより、それの出力端
子からは電圧Ｖｉと電圧Ｖｅとが乗算された信号Ｖｍが
出力される。即ち、信号ＶｍはＶｍ＝Ｋ（Ｖｉ・Ｖ
ｅ）で表される。尚、Ｋは比例定数である。

【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。

【００３３】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Ｃ
Ｖ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Ｄ
Ｒ１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。

【００３４】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（Ｒ１）とコイル電
流Ｉｃによる電圧降下Ｖｉ（電圧Ｖｉ＝Ｉｃ・Ｒ１）が
生ずる。この電圧Ｖｉ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Ｉ_CPに達すると、電圧Ｖｉ（Ｖｉ＝Ｉ_CP・Ｒ
１）も最大となる。

【００３５】この最大の電圧Ｖｉは乗算回路ＭＣにおけ
る乗算器Ｍｕの第１の入力端子Ｔａに入力される。一
方、高周波電圧発生回路ＨＣの入力系の電圧（例えば直
流電源Ｅ１の電圧）Ｖａの分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４により分
圧された電圧Ｖｅは乗算器Ｍｕの第２の入力端子Ｔｂに
入力される。これにより、乗算器Ｍｕの出力端子からは
電力（電圧×電流）における電圧に関連する電圧Ｖｅと
電流に関連する電圧Ｖｉとを乗算した信号Ｖｍが出力さ
れる。この信号Ｖｍ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では乗
算回路ＭＣからの信号Ｖｍ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のゲートに付与される。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。

【００３６】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
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、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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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
にて検出されるコイル電流に対応する電圧Ｖｉと高周波
電圧発生回路ＨＣの入力系の電圧Ｖａの分圧電圧Ｖｅと
の乗算値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Ｉｃのピーク値をＩ_CP 、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・Ｉ_CP 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ＴＲａ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Ｉ_CP、即ち、電流検出回路Ｒ１の出
力電圧Ｖｉ（Ｖｉ＝Ｉ_CP・Ｒ１）に影響されることにな
る。しかも、コイル電流Ｉｃのピーク値Ｉ_CPは高周波電
圧発生回路ＨＣの入力系の電圧にも影響されることか
ら、高周波電圧発生回路ＨＣの入力電力Ｐは入力系の電
圧にも影響されることになる。従って、電流検出回路Ｒ
１の出力電圧Ｖｉと分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４による分圧電圧
Ｖｅとの乗算値Ｖｍ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Ｔ
Ｒの一次コイルＴＲａのインダクタンスＬｐ，第１のス
イッチング素子Ｓ１のオン時間Ｔ_ONとの間にはＩ_CP＝
（Ｖｂ／Ｌｐ）・Ｔ_ON の関係を有し、インダクタンス
Ｌｐ，オン時間Ｔ_ONが一定であることから、電圧Ｖｉ，
Ｖｅに基づく乗算回路ＭＣの出力信号Ｖｍ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
することによって高周波電圧発生回路ＨＣに一定の電力
が供給されることになる。このために、希ガス放電灯Ｄ
Ｌの明るさはほぼ一定に維持される。

【００４０】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
ると共に、分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４による分圧電圧Ｖｅも高
くなる。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Ｉ_CPよりも大きくなり、その出力電圧Ｖ
ｃ及び平均値化された電圧Ｖｉも高くなり、高周波電圧
発生回路ＨＣでの消費電力が大きくなる。従って、乗算
回路ＭＣの出力信号Ｖｍも大きくなる。この増大した信
号ＶｍはＤＣ／ＤＣコンバータＣＶにおける第２の駆動
回路ＰＤ２にフィードバックされ、第２の駆動回路ＰＤ
２からはＰＷＭ制御によってハイレベル期間が短縮され
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によってオン期間が短くなる
ように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、高周波電圧発生回路
ＨＣでの消費電力が小さくなる。これによって、コイル
電流Ｉｃの減少に伴い電圧Ｖｃ及び平均値化された電圧
Ｖｉも低下し、乗算回路ＭＣの出力信号Ｖｍも適正値に
なって再び第２の駆動回路ＰＤ２にフィードバックされ
ることにより、高周波電圧発生回路ＨＣでの消費電力が
一定となるように制御される。即ち、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータＣＶは電圧Ｖｉ，Ｖｅに基づく乗算回路ＭＣの出力
信号Ｖｍが一定となるような電圧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。

【００４１】又、直流電源Ｅ１の電圧Ｖａが一定であ
り、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Ｉ_CPよりも小さくなり、乗算回路ＭＣへの平均値
化された入力電圧Ｖｉも小さくなる結果、乗算回路ＭＣ
の出力信号Ｖｍも小さくなる。この減少した信号Ｖｍは
ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶにおける第２の駆動回路ＰＤ
２に入力され、第２の駆動回路ＰＤ２からはＰＷＭ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／ＤＣコン
バータＣＶの出力電圧Ｖｂは上昇し、コイル電流Ｉｃも
増加することになる。従って、高周波電圧発生回路ＨＣ
へは一定の電力が供給されることになり、希ガス放電灯
ＤＬの光量もほぼ一定に維持されることになる。

【００４２】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に対
応する電圧Ｖｉ及び分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４による分圧電圧
Ｖｅに基づく乗算回路ＭＣの出力信号Ｖｍ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。

【００４３】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。

【００４４】特に、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶは、高周
波電圧発生回路ＨＣに流れる電流に関連する電圧Ｖｉ，
高周波電圧発生回路ＨＣの入力系の電圧に関連する電圧
Ｖｅに基づく乗算回路ＭＣの出力信号Ｖｍを第２の駆動
回路ＰＤ２に供給することによって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、乗算回路ＭＣの出力信号Ｖｍ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にはほぼ一
定の電力を供給することができる。

【００４５】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。

【００４６】図８は本発明の第２の実施例を示すもので
あって、基本的な回路構成は図１〜図２に示す実施例と
同じである。異なる点は、分圧抵抗Ｒ３の一端ＹをＤＣ
／ＤＣコンバータＣＶの出力側（高周波電圧発生回路Ｈ
Ｃの入力系）に接続したことである。

【００４７】この実施例によれば、分圧抵抗Ｒ３，Ｒ４
による電圧Ｖｅは、分圧抵抗Ｒ３の一端ＹがＤＣ／ＤＣ
コンバータＣＶの出力側に接続されているために、第１
の実施例に比較して、高周波電圧発生回路ＨＣの入力電
圧により密接な関連を有することになる。従って、分圧
抵抗Ｒ３，Ｒ４による電圧Ｖｅ及び電流検出回路Ｒ１に
よる電圧Ｖｉに基づく乗算回路ＭＣの出力信号Ｖｍが高
周波電圧発生回路ＨＣの入力電力の密接な関係を有する
ようになり、より適切に電力の一定化を図ることができ
る。

【００４８】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。

【００４９】

【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に対応
する電圧及び分圧抵抗による分圧電圧に基づく乗算回路
の出力信号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。

【００５０】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。

【００５１】又、ＤＣ／ＤＣコンバータは、高周波電圧
発生回路に流れる電流に関連する電圧，高周波電圧発生
回路の入力系の電圧に関連する電圧に基づく乗算回路の
出力信号を第２の駆動回路に供給することによってＰＷ
Ｍ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、乗算回路の出力信号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にはほぼ一定
の電力を供給することができる。

【００５２】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す点灯装置の電気回
路図。

【図２】図１に示す第２の駆動回路の具体的な電気回路
図。

【図３】図１に示す希ガス放電灯の縦断面図。

【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。

【図５】図４のＸ−Ｘ断面図。

【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。

【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。

【図８】本発明の第２の実施例を示す点灯装置の電気回
路図。

【図９】先行技術にかかる希ガス放電灯の縦断面図。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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ＣＶＤＣ／ＤＣコンバータＬコイルＣ１〜Ｃ３コンデンサＤ１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）ＭＣ乗算回路Ｍｕ乗算器ＳＤ積分回路Ｒ３〜Ｒ４分圧抵抗Ｒ５抵抗ＯＰ１エラーアンプＯＰ２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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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
生回路の入力系の電圧と電流検出回路にて検出されたコ
イル電流に対応する電圧とに基づく乗算値を出力する乗
算回路と、乗算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コイ
ル電流に対応する電圧及び高周波電圧発生回路の入力系
の電圧に関連する乗算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。
【請求項２】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の入力系の電圧と電
流検出回路にて検出されたコイル電流に対応する電圧と
に基づく乗算値を出力する乗算回路と、乗算回路の出力
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コイル電流に対応する電圧及び
高周波電圧発生回路の入力系の電圧に関連する乗算回路
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。
【請求項３】前記ＤＣ／ＤＣ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、乗算回路の出力信号に基づいてＰＷ
Ｍ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コイル電流に対応する
電圧及び高周波電圧発生回路の入力系の電圧に関連する
乗算回路からの出力信号を第２の駆動回路にフィードバ
ックすることにより、高周波電圧発生回路への入力電力
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。
【請求項４】前記ＤＣ／ＤＣコンバータが降圧型コン
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。
【請求項５】前記ＤＣ／ＤＣコンバータにおける第２
の駆動回路は、少なくとも、乗算回路からの信号と基準
電圧との誤差分に応じた信号を出力するエラーアンプ
と、三角波発振器と、エラーアンプ及び三角波発振器の
出力信号に基づいてＰＷＭ制御された信号を出力する比
較回路とから構成したことを特徴とする請求項３に記載
の希ガス放電灯の点灯装置。
【請求項６】前記高周波電圧発生回路における第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請求項１又は２
に記載の希ガス放電灯の点灯装置。
【請求項７】前記乗算回路は、少なくとも、第１，第
２の入力端子を有する乗算器と、高周波電圧発生回路の
入力系の電圧を分圧する複数の分圧抵抗とから構成し、
乗算器の第１の入力端子を高周波電圧発生回路の電流検
出回路に、第２の入力端子を複数の分圧抵抗の接続点に
それぞれ接続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。
【請求項８】前記乗算回路における分圧抵抗の一端を
ＤＣ／ＤＣコンバータの入力側又は出力側に接続したこ
とを特徴とする請求項７に記載の希ガス放電灯の点灯装
置。
【請求項９】前記高周波電圧発生回路における第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請
求項１又は２に記載の希ガス放電灯の点灯装置。