JP2001273996A

JP2001273996A - 放電灯点灯装置及び該放電灯点灯装置を備えた画像処理装置

Info

Publication number: JP2001273996A
Application number: JP2000279460A
Authority: JP
Inventors: Manabu Kodama; 学小玉
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-01-18
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2001-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】高周波高電圧発生手段（インバータ）の損失
を少なくすることができ、ランプの照度を調整し、ラン
プの照度を安定化させる手段を備えた放電灯点灯装置を
提供する。【解決手段】直流電源１に接続されたコイル２と、コ
イル−アース間のON/OFF動作を行うＦＥＴ３を制御する
制御ＩＣ(I)１７で構成される昇圧チョッパ方式のスイ
ッチングレギュレータが電源１と放電灯１６を駆動する
フライバック方式のインバータの間に接続される。制御
ＩＣ(I)１７には、インバータへの入力電圧がフィード
バックされ、出力が昇圧一定化される。これにより、Ｆ
ＥＴ１０のスイッチング動作を制御しトランス９の一次
側のコイルへの高周波パルス入力を行うインバータの損
失が低減され、ランプの照度を安定化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高輝度照明に利用
される放電灯の点灯装置に関し、例えば画像処理装置
（画像読み取り装置、電子写真方式の画像形成装置な
ど）における処理対象照明用の放電灯に適用し得る点灯
装置及び該放電灯点灯装置を備えた画像処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高輝度照明を必要とする各種の用途に利
用される放電灯にパルス点灯方式を用いることにより、
高輝度化が図られ、ちらつきを無くすことが知られてい
る。また、パルス点灯方式において、さらに高輝度、安
定化、信頼性の向上を図るために、直流電源から高周波
パルスを生成するインバータと昇圧トランスと直列に設
けた共振コンデンサを用いることにより、インバータの
発振周波数よりも高い周波数で共振させたパルス状波形
で高輝度点灯を行い、また、電源電圧の検出を行いイン
バータの出力を一定に保つ制御を行って、輝度を安定化
させ、さらに、ランプを流れる電流を検知することによ
って、ランプ非接続、不点灯からスイッチング素子を保
護して信頼性を高めることが提案されている（特開平１
０−４１０８１号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
放電灯点灯装置においては、例示した特開平１０−４１
０８１号公報におけるように、入力直流電圧が、直接、
高周波高電圧発生手段に印加されるため、大きな電流が
流れ、高周波高電圧発生手段に使用されるスイッチング
素子及びトランスの損失が多くなってしまい、又、入力
電圧が変動した場合にも、ランプの照度を安定に保つの
が難しい。また、ランプ電流を常時監視していないた
め、ランプ電流が変動した場合に照度を安定に保つこと
が難しい。本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みて
なされたものであって、その目的の１つは、高周波高電
圧発生手段の損失を少なくすることができ、ランプの照
度を調整し、ランプの照度を安定化させる手段を備えた
放電灯点灯装置、及び該放電灯点灯装置により点灯され
る放電灯を処理対象の照明手段として備えた画像処理装
置（画像読み取り装置、電子写真方式の画像形成装置な
ど）を提供することにある。

【０００４】ところで、複写機やイメージスキャナにお
ける原稿照明用の放電灯として、希ガス放電灯が使われ
ることがあるが、原稿読取の高速化、高密度化によっ
て、より高輝度で駆動することが求められている。それ
に伴い、放電灯点灯装置及び放電灯の消費電力が増大
し、上記で例示したような直流電源から高周波パルスを
生成するインバータを用いたパルス点灯方式による場合
には、直流電圧源として大きい容量のものが必要にな
り、小型、軽量化という観点では望ましくない。本発明
のもう１つの目的は、直流電圧源の大型化という問題点
を解決するもので、直流電圧源の容量を大きくしない
で、放電灯に十分な電力を供給する電源を備えた放電灯
点灯装置、及び該放電灯点灯装置により点灯される放電
灯を処理対象の照明手段として備えた画像処理装置（画
像読み取り装置、電子写真方式の画像形成装置など）を
提供することにあり、また、直流電圧源の大型化という
問題の解決手段である商用交流電源の採用により派生す
る課題を解決する手段を備えた上記放電灯点灯装置及び
上記画像処理装置を提供することにある。なお、商用交
流電源の採用により派生する課題には、商用交流電源の
電圧が各国により違ったり、電圧の変動を生じることが
あっても、放電灯への入力電圧を一定に保つこと、ある
いは、商用交流電源の電圧が高い場合や幅広く商用交流
電源の電圧に対応しようとした場合に、高周波高電圧発
生手段のスイッチング素子へかかる負荷を軽減すること
等が含まれる。

【０００５】また、複写機やイメージスキャナにおける
原稿照明用の放電灯として、希ガス放電灯が使われるこ
とがあるが、原稿読取の高速化、高密度化に対応するた
め高輝度の原稿照明用光源が求められ、複数の放電灯を
使用することがある。複数の放電灯を同時に高周波パル
スにより点灯する場合、共通の電源に接続した回路で点
灯装置を構成し、同じタイミングの高周波パルスで駆動
すると、瞬時的に回路に大きな電流が流れ、電源及び放
電灯点灯装置内の素子等に過大な負荷がかかる。また、
大きなノイズを発生する。本発明のさらにもう１つの目
的は、電源及び放電灯点灯装置内の素子等に過大な負荷
をかけず、また、大きなノイズが発生することがなく、
さらに、放電灯から照射される光の照度を安定化させる
ことが可能な放電灯点灯装置、及び該放電灯点灯装置に
より点灯される放電灯を処理対象の照明手段として備え
た画像処理装置（画像読み取り装置、電子写真方式の画
像形成装置など）を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、直流
電源の電圧を変換して放電灯を点灯する高周波高電圧を
発生させる高周波高電圧発生手段を有する放電灯点灯装
置において、前記直流電源の電圧の昇圧手段を備え、前
記高周波高電圧発生手段に入力する電圧を前記昇圧手段
により昇圧するようにしたことを特徴とする放電灯点灯
装置である。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載された
放電灯点灯装置において、前記電圧昇圧手段が前記高周
波高電圧発生手段に入力する電圧を所定値に保持する制
御手段を備えたことを特徴とするものである。

【０００８】請求項３の発明は、請求項２に記載された
放電灯点灯装置において、前記高周波高電圧発生手段に
入力する電圧を保持する前記所定値を調整可能とする手
段を備えたことを特徴とするものである。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１に記載された
放電灯点灯装置において、前記昇圧手段が放電灯のラン
プ電流を所定値に保持する制御手段を備えたことを特徴
とするものである。

【００１０】請求項５の発明は、直流電源の電圧を変換
して放電灯を点灯する高周波高電圧を発生させる高周波
高電圧発生手段を有する放電灯点灯装置において、前記
直流電源の電圧の降圧手段を備え、前記高周波高電圧発
生手段に入力する電圧を前記降圧手段により降圧するよ
うにしたことを特徴とする放電灯点灯装置である。

【００１１】請求項６の発明は、請求項５に記載された
放電灯点灯装置において、前記降圧手段が前記高周波高
電圧発生手段に入力する電圧を所定値に保持する制御手
段を備えたことを特徴とするものである。

【００１２】請求項７の発明は、請求項６に記載された
放電灯点灯装置において、前記高周波高電圧発生手段に
入力する電圧を保持する前記所定値を調整可能としたこ
とを特徴とするものである。

【００１３】請求項８の発明は、請求項５に記載された
放電灯点灯装置において、前記降圧手段が放電灯のラン
プ電流を所定値に保持する制御手段を備えたことを特徴
とするものである。

【００１４】請求項９の発明は、直流電源の電圧を変換
して放電灯を点灯する高周波高電圧を発生させる高周波
高電圧発生手段を有する放電灯点灯装置において、前記
直流電源が商用交流電源と該商用交流電源からの出力を
整流する整流手段よりなることを特徴とする放電灯点灯
装置である。

【００１５】請求項１０の発明は、請求項１乃至８のい
ずれかに記載された放電灯点灯装置において、前記直流
電源が商用交流電源と該商用交流電源からの出力を整流
する整流手段よりなることを特徴とするものである。

【００１６】請求項１１の発明は、請求項１乃至３のい
ずれかに記載された放電灯点灯装置において、前記直流
電源が商用交流電源と該商用交流電源からの出力を整流
する整流手段よりなり、該直流電源からの電圧を降圧す
る降圧手段が前記昇圧手段の入力段に設けられたことを
特徴とするものである。

【００１７】請求項１２の発明は、請求項１１に記載さ
れた放電灯点灯装置において、前記降圧手段が前記昇圧
手段に入力する電圧を所定値に保持する制御手段を備え
たことを特徴とするものである。

【００１８】請求項１３の発明は、直流電源の電圧を変
換して放電灯を点灯する高周波高電圧を発生させる高周
波高電圧発生手段を有する放電灯点灯装置において、前
記高周波高電圧発生手段が複数の放電灯に対し相互に位
相をずらした高周波高電圧を共通の直流電源の電圧を変
換することにより発生させることを特徴とする放電灯点
灯装置である。

【００１９】請求項１４の発明は、請求項１３に記載さ
れた放電灯点灯装置において、前記高周波高電圧発生手
段は位相のずれが等しい間隔となるように複数の放電灯
に対する電圧を発生させることを特徴とするものであ
る。

【００２０】請求項１５の発明は、請求項１３又は１４
に記載された放電灯点灯装置において、前記直流電源と
前記高周波高電圧発生手段の間にローパスフィルタを接
続したことを特徴とするものである。

【００２１】請求項１６の発明は、請求項１乃至１５の
いずれかに記載された放電灯点灯装置を備えたことを特
徴とする画像処理装置である。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明を添付する図面とともに示
す以下の実施例に基づき説明する。図１は本発明による
放電灯点灯装置の回路構成の一例を示したものである。
図１において、１は直流電源、２はコイル、３，１０は
ＦＥＴ、４はダイオード、５，６は抵抗、８はコンデン
サ、９はトランス、１６は放電灯、１７，１８はそれぞ
れ制御ＩＣ(I)，制御ＩＣ(II)である。図１の回路構成
は、入力電圧を昇圧する手段として、高周波高電圧発生
手段への入力電圧がフィードバックされる昇圧チョッパ
方式のスイッチングレギュレータを用い、昇圧された電
圧を入力とする高周波高電圧発生手段としてフライバッ
ク方式のインバータを用いている。昇圧チョッパ方式の
スイッチングレギュレータは、直流電源１に接続された
コイル２の出力端とアース間のON/OFF動作を行うＦＥＴ
３を制御ＩＣ(I)１７により制御するもので、制御ＩＣ
(I)１７には、高周波高電圧発生手段への入力（コイル
２、ダイオード４を通った直流電源１による電圧）を抵
抗５，６により分圧した電圧がフィードバックされ、そ
の出力が調整される。また、フライバック方式のインバ
ータは、制御ＩＣ(II)１８によりＦＥＴ１０のスイッチ
ング動作を制御しトランス９の一次側のコイルへの入力
を変化させる。上記のスイッチングレギュレータ及びイ
ンバータそれぞれの動作そのものは既に良く知られてい
るので、ここでは省略する。なお、図示はされていない
が、ＦＥＴ１０に並列にコンデンサが接続される場合も
ある。

【００２３】図１の構成を採ることにより、高周波高電
圧発生手段に印加される電圧が高くなる。この結果、ト
ランス９の１次巻線及びＦＥＴ１０に流す電流が減るた
めトランス９の銅損、ＦＥＴ１０のスイッチング損失を
減らすことが出来る。また、トランス９の１次巻線のイ
ンダクタンスを大きくでき、１次巻線の巻数を増やせる
ので、トランス９の励磁電流が減り、同様にトランス９
の銅損、ＦＥＴ１０のスイッチング損失の軽減に寄与す
る。さらに、入力電圧が変動しても、昇圧チョッパ方式
のスイッチングレギュレータの出力の変動はほとんどな
いので、ランプの照度を安定に保てる。

【００２４】図２は本発明による放電灯点灯装置の他の
回路構成の一例を示す。本例の回路は、図１の回路にお
いて、昇圧チョッパ方式のスイッチングレギュレータの
出力電圧を調整し得るようにしたものである図２に示す
回路の構成は、図１における抵抗５と６の間に可変抵抗
７を挿入した点以外に図１に示した回路と相違しない。
なお、図２において、図１の構成に示した構成要素と相
違しない要素については、同一の符号を付し、又その説
明は上記を参照することにして省略する。図２の構成を
採ることにより、昇圧チョッパ方式のスイッチングレギ
ュレータの出力電圧を分圧して制御ＩＣ(I)１７にフィ
ードバックさせる電圧を可変抵抗７を変化させその分圧
比を変えることにより調整できる。この調整により、Ｆ
ＥＴ３のスイッチング動作が制御され、スイッチングレ
ギュレータの出力電圧、即ちランプ１６に供給する電力
が変わり、ランプの照度を調整できる。

【００２５】図３は本発明による放電灯点灯装置の他の
回路構成の一例を示す。本例の回路は、直流電源からの
電圧を昇圧する手段として昇圧チョッパ方式のスイッチ
ングレギュレータを用い、高周波高電圧発生手段として
フライバック方式のインバータを用いた放電灯点灯装置
において、放電灯のランプ電流を昇圧チョッパにフィー
ドバックし、昇圧手段であるスイッチングレギュレータ
の出力電圧を制御しランプ電流を一定化し得るようにし
たものである。図３に示す回路の構成は、図１における
制御ＩＣ(I)１７にフィードバックさせる回路要素（図
１の抵抗５，６）に換えて、ランプ電流を検出し、検出
値をフィードバックさせる回路が設けられている。この
ランプ電流のフィードバック回路は、放電灯１６に接続
されたコンデンサ１１によりランプ電流を電圧値として
検出し、半波整流回路を構成するダイオード１２、コン
デンサ１３が検出電圧を整流し、整流された電圧を抵抗
１４、１５で分圧して制御ＩＣ(I)１７に適切な電圧値
をフィードバックするように構成される。図３に示す回
路の構成は、制御ＩＣ(I)１７のフィードバック回路以
外の点で、図１の回路と相違しない。なお、図３におい
て、図１の構成に示した構成要素と相違しない要素につ
いては、同一の符号を付し、又その説明は上記を参照す
ることにして省略する。図３の構成を採ることにより、
ランプ電流を昇圧チョッパにフィードバックして昇圧チ
ョッパの出力を制御することにより、ランプ電流を一定
に保つように制御でき、ランプの照度を安定化させるこ
とができる。

【００２６】図４は本発明による放電灯点灯装置の他の
回路構成の一例を示す。本例の回路は、直流電源による
入力電圧が変動して、電圧が高くなっても高周波高電圧
発生手段に印加される電圧を一定化してランプの照度を
安定化し得るようにしたものである。図４に示す回路構
成は、直流電源１から入力される電圧を降圧する手段と
して、高周波高電圧発生手段に印加される電圧がフィー
ドバックされる降圧チョッパ方式のスイッチングレギュ
レータを用い、高周波高電圧発生手段としてフライバッ
ク方式のインバータを用いている。降圧チョッパ方式の
スイッチングレギュレータは、直流電源１とコイル２の
入力端間のON/OFF動作を行うＦＥＴ３を制御ＩＣ(I)１
７により制御するもので、制御ＩＣ(I)１７には、高周
波高電圧発生手段への入力（コイル２を通った直流電源
１による電圧）を抵抗５，６により分圧した電圧がフィ
ードバックされ、その出力が調整される。また、フライ
バック方式のインバータは、制御ＩＣ(II)１８によりＦ
ＥＴ１０のスイッチング動作を制御しトランス９の一次
側のコイルへの入力を変化させる。スイッチングレギュ
レータ、インバータそれぞれの動作そのものは既に良く
知られているので、ここでは省略する。なお、図示はさ
れていないが、ＦＥＴ１０に並列にコンデンサが接続さ
れる場合もある。図４の構成を取ることにより、直流電
源１による入力電圧が変動し、入力電圧が高くなっても
降圧チョッパの出力、即ち高周波高電圧発生手段に印加
される電圧の変動はほとんどなくなるので、ランプの照
度を安定に保つことができる。

【００２７】図５は本発明による放電灯点灯装置の他の
回路構成の一例を示す。本例の回路は、図４の回路にお
いて、降圧チョッパ方式のスイッチングレギュレータに
より高周波高電圧発生手段に印加される電圧を調整し得
るようにしたものである。図５に示す回路の構成は、図
４における抵抗５と６の間に可変抵抗７を挿入した点以
外に図４に示した回路と相違しない。なお、図５におい
て、図４の構成に示した構成要素と相違しない要素につ
いては、同一の符号を付し、又その説明は上記を参照す
ることにして省略する。図５の構成を採ることにより、
降圧チョッパ方式のスイッチングレギュレータの出力電
圧を分圧して制御ＩＣ(I)１７にフィードバックさせる
電圧を可変抵抗７を変化させその分圧比を変えることに
より調整できる。この調整により、ＦＥＴ３のスイッチ
ング動作が制御され、スイッチングレギュレータの出力
電圧、即ちランプ１６に供給する電力が変わり、ランプ
の照度を調整できる。

【００２８】図６は本発明による放電灯点灯装置の他の
回路構成の一例を示す。本例の回路は、直流電源からの
電圧を降圧する手段として降圧チョッパ方式のスイッチ
ングレギュレータを用い、高周波高電圧発生手段として
フライバック方式のインバータを用いた放電灯点灯装置
において、放電灯のランプ電流を降圧チョッパにフィー
ドバックし、降圧手段であるスイッチングレギュレータ
の出力電圧を制御しランプ電流を一定化し得るようにし
たものである。図６に示す回路の構成は、図４における
制御ＩＣ(I)１７にフィードバックさせる回路要素（図
４の抵抗５，６）に換えて、ランプ電流を検出し、検出
値をフィードバックさせる回路が設けられている。この
ランプ電流のフィードバック回路は、放電灯１６に接続
されたコンデンサ１１によりランプ電流を電圧値として
検出し、半波整流回路を構成するダイオード１２、コン
デンサ１３が検出電圧を整流し、整流された電圧を抵抗
１４、１５で分圧して制御ＩＣ(I)１７に適切な電圧値
をフィードバックするように構成される。図６に示す回
路の構成は、制御ＩＣ(I)１７のフィードバック回路以
外の点で、図４の回路と相違しない。なお、図６におい
て、図４の構成に示した構成要素と相違しない要素につ
いては、同一の符号を付し、又その説明は上記を参照す
ることにして省略する。図６の構成を採ることにより、
ランプ電流を降圧チョッパにフィードバックして降圧チ
ョッパの出力を制御することにより、ランプ電流を一定
に保つように制御でき、ランプの照度を安定化させるこ
とができる。

【００２９】図７は本発明による放電灯点灯装置の回路
構成の一例を示したものである。図７において、２１は
商用交流電源、２２は整流手段、２３はコンデンサ、９
はトランス、１６は放電灯、１８は制御ＩＣ(II)であ
る。本例の回路は、高周波高電圧発生手段としてフライ
バック方式のインバータを用いた放電灯点灯装置におい
て、直流電圧源の容量を大きくしないで、放電灯１６に
十分な電力を供給し得ることにある。図７の回路構成
は、商用交流電源２１からの入力を整流する整流手段２
２の出力電圧を入力とする高周波高電圧発生手段として
フライバック方式のインバータを用いている。フライバ
ック方式のインバータは、制御ＩＣ(II)１８によりＦＥ
Ｔ１０のスイッチング（ON/OFF）動作を制御しトランス
９の一次側のコイルへの入力を変化させる。このインバ
ータの動作そのものは既に良く知られているので、ここ
では省略する。図７の構成を採ることにより、放電灯点
灯装置の電源を商用交流電源から取れるので、直流電源
装置の容量の増大を抑えることができる。

【００３０】図８は、本発明による放電灯点灯装置の他
の回路構成の一例を示す。本例の回路は、図７の回路に
おけるフライバック方式のインバータの入力電圧を一定
化し得るように、昇圧チョッパ方式のスイッチングレギ
ュレータを設けたものである。昇圧チョッパ方式のスイ
ッチングレギュレータは商用交流電源２１からの入力を
整流して出力する整流手段２２とフライバック方式のイ
ンバータの間に接続されている。昇圧チョッパ方式のス
イッチングレギュレータは、従来から知られている回路
が適用でき、本実施例では、図１に示したものと同一の
ものが採用されている。また、図示はされていないが、
ＦＥＴ１０に並列にコンデンサが接続される場合もあ
る。図８の構成を採ることにより、商用交流電源２１の
入力電圧が違ったり、変動しても昇圧チョッパ方式のス
イッチングレギュレータの作用によりフライバック方式
のインバータに印加する電圧が一定になり、放電灯１６
に入力される電力を一定にできる。さらに、本実施例の
回路における昇圧チョッパ方式のスイッチングレギュレ
ータに力率改善制御機能を付加し、又商用交流電圧２１
と整流手段２２の間にＥＭＩフィルタを設けることによ
り、力率改善及びＥＭＩの減少を図ることができる。

【００３１】図９は、本発明による放電灯点灯装置の他
の回路構成の一例を示す。本例の回路は、図７の回路に
おいて、電源電圧が変動して、電圧が高くなってもフラ
イバック方式のインバータの入力電圧を一定化してラン
プ１６の照度を安定化し得るように、降圧チョッパ方式
のスイッチングレギュレータを設けたものである。降圧
チョッパ方式のスイッチングレギュレータは商用交流電
源２１からの入力を整流して出力する整流手段２２とフ
ライバック方式のインバータの間に接続されている。降
圧チョッパ方式のスイッチングレギュレータは、従来か
ら知られている回路が適用でき、本実施例では、図４に
示したものと同一のものが採用されている。また、図示
はされていないが、ＦＥＴ１０に並列にコンデンサが接
続される場合もある。図９の構成を採ることにより、商
用交流電源２１の電圧が高い場合でも、フライバック方
式のインバータに印可される電圧を低く抑えることがで
きるので、スイッチング素子であるＦＥＴ１０を低耐圧
のものにできる。また、商用交流電源２１の入力電圧が
違ったり、変動してもフライバック方式のインバータに
印加する電圧が一定になり、放電灯１６に入力される電
力を一定にできる。

【００３２】図１０は、本発明による放電灯点灯装置の
他の回路構成の一例を示す。本例の回路は、図７の回路
において、電源電圧が変動して、電圧が高くなってもフ
ライバック方式のインバータの入力電圧を一定化してラ
ンプの照度を安定化し得るように、降圧チョッパ方式及
び昇圧チョッパ方式のスイッチングレギュレータを組み
合わせて設けたものである。本実施例の放電灯点灯装置
の構成は、商用交流電源２１からの入力を整流して出力
する整流手段２２の出力に昇圧チョッパ方式のスイッチ
ングレギュレータを接続し、その出力とフライバック方
式のインバータの間に降圧チョッパ方式のスイッチング
レギュレータが接続されている。昇圧チョッパ方式、降
圧チョッパ方式いずれのスイッチングレギュレータも、
従来から知られている回路が適用でき、本実施例では、
ぞれぞれ図８，図９に示したものと同一のものが採用さ
れている。また、図示はされていないが、ＦＥＴ１０に
並列にコンデンサが接続される場合もある。図１０の構
成を採ることにより、商用交流電源２１の電圧が高い場
合でも、フライバック方式のインバータに印加される電
圧を低く抑えることができるので、スイッチング素子で
あるＦＥＴ１０を低耐圧のものにでき、幅広い商用交流
電源２１に対応できる。また、商用交流電源２１の入力
電圧が違ったり、変動してもフライバック方式のインバ
ータに印加する電圧が一定になり、放電灯１６に入力さ
れる電力を一定にできる。また、昇圧チョッパ方式のス
イッチングレギュレータに力率改善制御機能を付加し、
商用交流電圧２１と整流手段２２の間にＥＭＩ（Electr
o Magnetic Interference）フィルタを設けることによ
り、力率改善及びＥＭＩの減少を図ることができる。

【００３３】また、上記各実施例により説明した本発明
の放電灯点灯装置を複写機やイメージスキャナを持つ画
像処理装置における原稿照明用や露光用の放電灯に用い
ることができる。複写機やイメージスキャナにおいて
は、原稿面を放電灯による照明光により走査する方式を
採るが、近年、高速化、高精度化が図られ、原稿読み取
りや露光に用いる原稿等の処理対象照明用の放電灯は、
ますます高輝度、高安定性、高効率が求められている。
このために、上記した実施例により示した本発明の放電
灯点灯装置に相応しい用途であり、十分に実施効果を上
げることができる。

【００３４】次に、複数の放電灯を点灯するための駆動
回路を備えた本発明による放電灯点灯装置について、実
施例を示す。図１１は、この実施例の回路構成を示す。
図１１において、３１は直流電源、９_１，９_２はトラン
ス、１６_１，１６_２は放電灯、１０_１，１０_２はＦＥ
Ｔ、１９は制御ＩＣ(３)である。図１１の回路では、直
流電源３１に並列に接続した一対のフライバック方式の
インバータ（トランス９_１，９_２、ＦＥＴ１０_１，１０
_２で構成）により高周波高電圧のパルスを発生させてい
る。インバータの動作そのものは既に良く知られている
ので、ここでは詳述しないが、制御ＩＣ(３)１９により
ＦＥＴ１０_１，１０_２のスイッチング（ON/OFF）動作を
制御することにより、放電灯１６_１，１６ _２を駆動する
高周波高電圧パルスの周波数および出力タイミング、即
ち位相を変化させることが可能である。本実施例では、
制御ＩＣ(３)１９により放電灯１６ _１，１６_２それぞれ
に駆動パルスの位相を制御できるように構成する。図１
２は、図１１に示した放電灯を２灯備えた放電灯点灯装
置の入力電流波形図で、２つの放電灯１６_１，１６_２を
駆動するパルスの位相を相互にずらした場合を示してい
る。この場合、放電灯１の点灯周期、放電灯２の点灯周
期に対応して駆動パルスが出力されるので図１２に示さ
れるような波形となる。他方、図１３は、上記と同じ放
電灯点灯装置で２つの放電灯１６_１，１６_２を駆動する
パルスの位相をずらさない場合の入力電流波形図であ
る。両者を比較すると、２つの放電灯１６_１，１６_２を
駆動するパルスの位相をずらした場合には、入力電流の
ピークが位相をずらさない場合に比べて下がっている。
従って、駆動するパルスの位相をずらし、入力電流を小
さくすることによって、電源及び放電灯点灯装置内の素
子への負荷が軽減されるようになる。

【００３５】また、入力電流のピーク値を抑制するため
の手段として、図１４に示すように、高周波高電圧の駆
動パルスを発生するための放電灯点灯手段４３の入力と
電源部４１の間にローパスフィルタ４２を接続する方法
を採用することができる。ローパスフィルタ４２を通す
ことにより入力電流を平滑化でき、これによっても、電
源及び放電灯点灯装置内の素子への負荷が軽減できる。
さらに、２つの放電灯１６_１，１６_２を駆動するパルス
の位相を相互にずらす場合、発生するパルスが相互に等
間隔になるようにずらし（即ち、複数の場合、同時点灯
する放電灯の駆動パルスの相互の間隔が等間隔になるよ
うにする。放電灯が２つの場合、図１２に示すように半
周期ずらすことになる。）、それに加え、上述のローパ
スフィルタ４２を接続することにより、入力電流をより
平滑化できる。こうすることにより、電源及び放電灯点
灯装置内の素子への負担を軽減でき、また、点灯周期と
同期する照度むらが平滑化されて照度を安定化できると
いう最適な条件が選べる。上述した２放電灯方式の放電
灯点灯装置は諸種の用途に用いることができる。例え
ば、放電灯の光を読み取り対象物に照射し、その反射光
を光検出手段によって検出する画像読み取り装置に好適
に実施し得、原稿読取の高速化、高密度化に対応するこ
とが可能となる。また、同時に先に述べたように入力電
流が瞬時に大きくなることを防いでいるので、電源への
負担が少なく、輻射ノイズも軽減され、画像読み取り装
置への信頼性を高める。さらに、放電灯点灯の駆動パル
スの相互の間隔が等間隔になるように位相を相互にずら
すことにより照度が安定し、良好な画像読取が可能にな
る。また、画像読み取り装置を備えた複写機等の画像形
成装置において本発明による２放電灯方式の放電灯点灯
装置を実施した場合にも、上記画像読み取り装置におけ
ると同様の効果とともに、かかる画像読取装置により読
み取られた画像情報を使用することにより、良好な画像
を形成することができる。なお、２放電灯方式の放電灯
点灯装置の実施例として示した図１１の回路構成では、
フライバック方式のインバータへの入力側に直流電源３
１を直接接続した例を示したが、高周波高電圧のパルス
発生回路に直流を入力する電源部として、直流電源回路
を含む上記した図１乃至１０に示した回路部を適用する
ことが可能である。

【００３６】

【発明の効果】（１）請求項１の発明に対応する効果本発明の放電灯点灯装置によると、高周波高電圧発生手
段に入力する直流電源からの電圧の電圧昇圧手段（昇圧
チョッパ方式のスイッチングレギュレータ）を設けたこ
とにより、高周波高電圧発生手段（フライバック方式の
インバータ）に印加される電圧が高くなり、動作電流が
減るので、高周波高電圧発生手段の損失を減らすことが
出来る（トランスの１次巻線及びＦＥＴに流す電流が減
るためトランスの銅損、ＦＥＴのスイッチング損失等が
低減する）。さらに、入力電圧が変動しても、電圧昇圧
手段（昇圧チョッパ方式のスイッチングレギュレータ）
の出力の変動はほとんどないので、ランプの照度を安定
に保てる。（２）請求項２の発明に対応する効果上記（１）の効果に加えて、電圧昇圧手段が高周波高電
圧発生手段に入力する電圧を所定値に保持する制御機能
を備えたことにより、入力電圧が変動してもランプの照
度を一定に保つことができる。（３）請求項３の発明に対応する効果上記（１）、（２）の効果に加えて、フィードバック値
を可変としたことにより、高周波高電圧発生手段への入
力電圧を調整することが可能なので、ランプの照度を調
整できる。（４）請求項４の発明に対応する効果上記（１）の効果に加えて、ランプ電流を検出して電圧
昇圧手段に帰還させて、所定のランプ電流になるように
高周波高電圧発生手段への入力電圧を制御することによ
り、ランプの照度を一定に保つことができる。

【００３７】（５）請求項５の発明に対応する効果本発明の放電灯点灯装置によると、高周波高電圧発生手
段に入力する直流電源からの電圧の電圧降圧手段（降圧
チョッパ方式のスイッチングレギュレータ）を設けたこ
とにより、入力電圧が変動しても、電圧降圧手段（降圧
チョッパ方式のスイッチングレギュレータ）の出力の変
動はほとんどないので、ランプの照度を安定に保つこと
ができる。（６）請求項６の発明に対応する効果上記（５）の効果に加えて、電圧降圧手段が高周波高電
圧発生手段に入力する電圧を所定値に保持する制御機能
を備えたことにより、入力電圧が変動してもランプの照
度を一定に保つことができる。（７）請求項７の発明に対応する効果上記（５）、（６）の効果に加えて、フィードバック値
を可変としたことにより、高周波高電圧発生手段への入
力電圧を調整することが可能なので、ランプの照度を調
整できる。（８）請求項８の発明に対応する効果上記（５）の効果に加えて、ランプ電流を検出して電圧
降圧手段に帰還させて、所定のランプ電流になるように
高周波高電圧発生手段への入力電圧を制御することによ
り、ランプの照度を一定に保つことができる。

【００３８】（９）請求項９の発明に対応する効果本発明の放電灯点灯装置によると、高周波高電圧発生手
段に入力する直流電源が商用交流電源と整流手段よりな
り、商用交流電源を用いているので、直流電源装置の容
量の増大を抑えることができる。（１０）請求項１０の発明に対応する効果上記（１）〜（８）の効果に加えて、直流電源が商用交
流電源と整流手段よりなり、商用交流電源を用いている
ので、直流電源装置の容量の増大を抑えることができ
る。また、電圧昇圧手段（昇圧チョッパ方式のスイッチ
ングレギュレータ）を用いる場合に、該電圧昇圧手段に
力率改善制御機能を付加し、又商用交流電圧と整流手段
の間にＥＭＩフィルタを設けることにより、力率改善及
びＥＭＩの減少を図ることが可能となる。（１１）請求項１１の発明に対応する効果本発明の放電灯点灯装置によると、高周波高電圧発生手
段（フライバック方式のインバータ）の入力段に入力電
圧の電圧降圧手段と電圧昇圧手段を組み合わせて設けた
ことにより、商用交流電源の電圧が高い場合でも、高周
波高電圧発生手段（フライバック方式のインバータ）に
印加される電圧を低く抑えることができるので、スイッ
チング素子（ＦＥＴ１０）を低耐圧のものにでき、幅広
い商用交流電源に対応できる。また、商用交流電源の入
力電圧が違ったり、変動しても高周波高電圧発生手段に
印加する電圧を安定に保ち、放電灯に入力される電力を
安定化させる。また、電圧昇圧手段（昇圧チョッパ方式
のスイッチングレギュレータ）に力率改善制御機能を付
加し、商用交流電圧と整流手段の間にＥＭＩフィルタを
設けることにより、力率改善及びＥＭＩの減少を図るこ
とが可能となる。（１２）請求項１２の発明に対応する効果上記（１１）の効果に加えて、電圧降圧手段が前記電圧
昇圧手段に入力する電圧を所定値に保持する制御機能を
備えたことにより、入力電圧が変動してもランプの照度
を一定に保つことができる。

【００３９】（１３）請求項１３の発明に対応する効
果本発明の放電灯点灯装置によると、複数の放電灯に対し
相互に位相をずらした高周波高電圧を印加することによ
り、瞬時的に大きな電流が流れず、電源及び放電灯点灯
装置内の素子等に過大な付加をかけず、また、大きなノ
イズが発生することがない。（１４）請求項１４の発明に対応する効果上記（１３）の効果に加えて、位相のずれが等しい間隔
となるように複数の放電灯に対する電圧を印加すること
により、点灯周期と同期する照度むらが平滑化されるの
で、照度が安定する。（１５）請求項１５の発明に対応する効果上記（１３）、（１４）の効果に加えて、直流電源と高
周波高電圧発生手段の間にローパスフィルタを接続した
ことにより、入力電流をより平滑化できるので、電源及
び放電灯点灯装置内の素子への負担をさらに軽減でき、
また、点灯周期と同期する照度むらが平滑化されて照度
をさらに安定化できる。（１６）請求項１６の発明に対応する効果請求項１〜１５のいずれかに記載された放電灯点灯装置
により点灯される放電灯を原稿等処理対象の照明手段と
して備えた画像処理装置において、上記（１）〜（１
５）の効果を実現することにより、画像処理装置の性能
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】直流電源、昇圧チョッパ方式のスイッチング
レギュレータ、フライバック方式のインバータからなる
本発明による放電灯点灯装置の実施例の回路を示す。

【図２】図１において、昇圧チョッパ方式のスイッチ
ングレギュレータにおける帰還量を調整し得る回路を示
す。

【図３】図１において、昇圧チョッパ方式のスイッチ
ングレギュレータにおける帰還をランプ電流とした回路
を示す。

【図４】直流電源、降圧チョッパ方式のスイッチング
レギュレータ、フライバック方式のインバータからなる
本発明による放電灯点灯装置の実施例の回路を示す。

【図５】図４において、降圧チョッパ方式のスイッチ
ングレギュレータにおける帰還量を調整し得る回路を示
す。

【図６】図４において、降圧チョッパ方式のスイッチ
ングレギュレータにおける帰還をランプ電流とした回路
を示す。

【図７】交流電源、整流手段、フライバック方式のイ
ンバータからなる本発明による放電灯点灯装置の実施例
の回路を示す。

【図８】図７において、昇圧チョッパ方式のスイッチ
ングレギュレータを付加した回路を示す。

【図９】図７において、降圧チョッパ方式のスイッチ
ングレギュレータを付加した回路を示す。

【図１０】図７において、昇圧、降圧、両チョッパ方
式のスイッチングレギュレータを付加した回路を示す。

【図１１】複数の放電灯を点灯するための駆動回路を
備えた本発明による放電灯点灯装置の実施例を示す。

【図１２】図１１の放電灯点灯装置における２つの放
電灯を駆動するパルスの位相を相互にずらした場合の入
力電流波形図示す。

【図１３】図１１の放電灯点灯装置における２つの放
電灯を駆動するパルスの位相にずれがない場合の入力電
流波形図示す。

【図１４】入力電流のピーク値を抑制する手段を備え
た放電灯点灯装置の実施例を示す。

【符号の説明】

１，３１…直流電源、２，２_１，２_２…コ
イル、３，３_１，３_２…ＦＥＴ、４，４_１，４
_２，１２…ダイオード、５，５_１，５_２，６，６_１，６
_２…抵抗、７…可変抵抗、８，
８_１，８_２，２３…コンデンサ、９，９_１，９_２…トラ
ンス、１０，１０_１，１０_２…ＦＥＴ、１１，１
３…コンデンサ、１２…ダイオード、１４，１
５…抵抗、１６，１６_１，１６_２…放電
灯、１７，１７_１，１７_２…制御ＩＣ(I)、１８…制御
ＩＣ(II)、１９…制御ＩＣ(３)、２１…
交流電源、２２…整流手段、４１…電
源部、４２…ＬＰＦ（ローパスフィ
ルタ）、４３…放電灯点灯手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源の電圧を変換して放電灯を点灯
する高周波高電圧を発生させる高周波高電圧発生手段を
有する放電灯点灯装置において、前記直流電源の電圧の
昇圧手段を備え、前記高周波高電圧発生手段に入力する
電圧を前記昇圧手段により昇圧するようにしたことを特
徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】請求項１に記載された放電灯点灯装置に
おいて、前記電圧昇圧手段が前記高周波高電圧発生手段
に入力する電圧を所定値に保持する制御手段を備えたこ
とを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】請求項２に記載された放電灯点灯装置に
おいて、前記高周波高電圧発生手段に入力する電圧を保
持する前記所定値を調整可能とする手段を備えたことを
特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項４】請求項１に記載された放電灯点灯装置に
おいて、前記昇圧手段が放電灯のランプ電流を所定値に
保持する制御手段を備えたことを特徴とする放電灯点灯
装置。
【請求項５】直流電源の電圧を変換して放電灯を点灯
する高周波高電圧を発生させる高周波高電圧発生手段を
有する放電灯点灯装置において、前記直流電源の電圧の
降圧手段を備え、前記高周波高電圧発生手段に入力する
電圧を前記降圧手段により降圧するようにしたことを特
徴とする放電灯点灯装置。
【請求項６】請求項５に記載された放電灯点灯装置に
おいて、前記降圧手段が前記高周波高電圧発生手段に入
力する電圧を所定値に保持する制御手段を備えたことを
特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項７】請求項６に記載された放電灯点灯装置に
おいて、前記高周波高電圧発生手段に入力する電圧を保
持する前記所定値を調整可能としたことを特徴とする放
電灯点灯装置。
【請求項８】請求項５に記載された放電灯点灯装置に
おいて、前記降圧手段が放電灯のランプ電流を所定値に
保持する制御手段を備えたことを特徴とする放電灯点灯
装置。
【請求項９】直流電源の電圧を変換して放電灯を点灯
する高周波高電圧を発生させる高周波高電圧発生手段を
有する放電灯点灯装置において、前記直流電源が商用交
流電源と該商用交流電源からの出力を整流する整流手段
よりなることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項１０】請求項１乃至８のいずれかに記載され
た放電灯点灯装置において、前記直流電源が商用交流電
源と該商用交流電源からの出力を整流する整流手段より
なることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項１１】請求項１乃至３のいずれかに記載され
た放電灯点灯装置において、前記直流電源が商用交流電
源と該商用交流電源からの出力を整流する整流手段より
なり、該直流電源からの電圧を降圧する降圧手段が前記
昇圧手段の入力段に設けられたことを特徴とする放電灯
点灯装置。
【請求項１２】請求項１１に記載された放電灯点灯装
置において、前記降圧手段が前記昇圧手段に入力する電
圧を所定値に保持する制御手段を備えたことを特徴とす
る放電灯点灯装置。
【請求項１３】直流電源の電圧を変換して放電灯を点
灯する高周波高電圧を発生させる高周波高電圧発生手段
を有する放電灯点灯装置において、前記高周波高電圧発
生手段が複数の放電灯に対し相互に位相をずらした高周
波高電圧を共通の直流電源の電圧を変換することにより
発生させることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項１４】請求項１３に記載された放電灯点灯装
置において、前記高周波高電圧発生手段は位相のずれが
等しい間隔となるように複数の放電灯に対する電圧を発
生させることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項１５】請求項１３又は１４に記載された放電
灯点灯装置において、前記直流電源と前記高周波高電圧
発生手段の間にローパスフィルタを接続したことを特徴
とする放電灯点灯装置。
【請求項１６】請求項１乃至１５のいずれかに記載さ
れた放電灯点灯装置を備えたことを特徴とする画像処理
装置。