JP2002231478A

JP2002231478A - 放電ランプ点灯装置および機器

Info

Publication number: JP2002231478A
Application number: JP2001046321A
Authority: JP
Inventors: Masami Kobayashi; 正実小林; Yoshiaki Hara; 美昭原
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2002-08-16

Abstract

(57)【要約】【課題】異常動作たとえば無負荷や異常放電に対して迅
速に応答して保護動作を行なう放電ランプ点灯装置およ
びこれを用いた機器を提供する。【解決手段】希ガスを主体とする放電媒体を封入した放
電容器１１の外面に少なくとも一方の電極が配設されて
いる一対の電極を備えた放電ランプＤＤＬ、出力トラン
スＴおよびスイッチング手段Ｑ１を備えた高周波発生手
段ＨＦＧ、高周波を検出して高周波動作検出信号を出力
する高周波動作検出手段ＨＦＤ、高周波動作検出信号が
制御入力してその高周波動作検出信号が第１のレベルに
なるようにスイッチング手段Ｑ１を負帰還制御するとと
もに高周波動作検出信号が第２のレベルに変化したとき
に保護動作を行なう制御手段ＣＣ、ならびに無負荷状態
を検出したときに制御手段ＣＣに制御入力される高周波
動作検出信号を第２のレベルに強制的に変化させる無負
荷検出手段ＮＬＤを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は希ガスを主体とする
放電媒体を封入した放電ランプを点灯する放電ランプ点
灯装置およびこれを用いた機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】希ガス放電ランプは、希ガス放電により
発生する紫外線で蛍光体を発光させるもので、発光量が
温度に依存しないので、低温時の光束立ち上がり特性が
良好であるという長所を有しているが、水銀蒸気放電に
よる放電ランプに比べて発光効率が低いという問題があ
る。

【０００３】これに対して、希ガス放電により発生した
紫外線で蛍光体層を励起して可視光を放射する放電ラン
プをパルス点灯することにより、発光効率が向上するこ
とが特開昭５８−１３５５６３号公報、特開平２−１７
４０９７号公報、特公平８−１２７９４号公報および特
開平９−１９９２８５号公報など記載されている。ま
た、少なくとも一方は放電容器の外面に配設された一対
の電極を備えた放電ランプの一対の電極間に休止期間の
あるランプ電流が通流するように直流電圧を重畳して波
形を調整した高周波交流電圧を印加することにより、同
様の効果を得るようにした放電ランプ点灯装置も提案さ
れている。

【０００４】ところが、少なくとも一方は放電容器の外
面に配設された一対の電極を備えた放電ランプは、誘電
体バリア放電を利用するために、一般に始動電圧および
ランプ電圧が非常に高くなる性質がある。

【０００５】このため、無負荷時に高周波電源が作動し
続けると、やがて高周波電源が自ら発生する高電圧のた
めに破壊してしまうという問題がある。また、上述の高
い電圧が印加されるために、放電ランプや給電用ハーネ
ス線、高周波電源の高圧部の絶縁が破壊されやすい。絶
縁が破壊されると、異常放電発生という大きな問題に発
展する。

【０００６】一方、誘電体バリヤ放電を利用する放電ラ
ンプにおいては、高電圧の高周波が印加されるので、無
負荷状態でなくても、放電容器内において一対の電極間
に生じる正常な放電とは異なる周波数および電圧が極め
て高い異常な放電（以下、「異常放電」という。）が比
較的発生しやすい。そして、異常放電は、電極、電極と
高周波発生手段との間を接続する給電用ハーネス線およ
び高周波発生手段のいずれにおいても発生し得る。電極
における異常放電は、異極間および同極間のいずれにお
いても発生し得る。異極間の異常放電は、たとえば放電
容器の外面に沿って発生する。同極間の異常放電は、た
とえば一方の電極がクラックを生じて亀裂した場合など
に発生する。給電用ハーネス線における異常放電は、た
とえば給電用ハーネス線の絶縁被覆が損傷した場合など
に発生する。高周波発生手段における異常放電は、たと
えば出力トランスの絶縁劣化、プリント配線基板の高圧
側パターンの絶縁劣化および出力コネクタの高圧側ピン
におけるはんだクラックや接触不良の場合などに発生す
る。

【０００７】そうして、いったん異常放電が発生する
と、異常放電個所が発熱して放電ランプ、給電用ハーネ
ス線または高周波電源から発煙や発火が起きる虞があ
る。さらには、異常放電個所の周辺にある部材を劣化さ
せたり、場合によっては発煙や発火させたりすることも
あり得る。このような発煙、発火の発生は、未然に防止
しなければならない。

【０００８】これに対して、本件出願より前に出願さ
れ、本件出願の基礎になる出願の後に公開された特開２
００１−１５２８７号公報には、誘電体バリヤ放電ラン
プ光源装置に異常放電検知回路を設けて、異常放電を給
電装置の電気的挙動から検知したときに、給電装置から
誘電体バリヤ放電ランプへの交流高電圧供給を停止する
ことが記載されている。しかし、放電ランプの異常放電
を給電装置の電気的挙動によって検出することは格別な
ことではないので、その具体的な構成に注目してみる
と、その図７および関連説明には、異常放電による出力
量検出信号高周波成分信号３１のみを抽出して、給電装
置を停止する回路構成が開示されている。

【０００９】すなわち、先行出願の上記回路構成は、誘
電体バリヤ放電ランプと直列に放電電流を検出する抵抗
器１２０を挿入し、ハイパスフィルタ２９により抵抗器
１２０の電圧降下の中から異常放電による出力量検出信
号高周波成分信号３１のみを抽出するに際して、ハイパ
スフィルタ２９の出力電圧をダイオード１２４で整流し
てコンデンサ１２５および抵抗器１２６により積分して
出力量検出信号揺らぎ信号３４を形成する。この出力量
検出信号揺らぎ信号３４を比較器８７により予め設定し
た出力量検出信号揺らぎ限界信号３６と比較して、出力
量検出信号揺らぎ信号３４が限界信号３６より大きいと
きにローレベルの異常を検知した旨の応答１８をラッチ
回路１２７に入力する。そして、ラッチ回路１２７は、
ラッチ信号をローレベルに変化させるとともに、それを
保持する。この状態になると、比較器５７の出力がゲー
ト１１９を通過できないため、給電装置が停止する。

【００１０】また、先行発明には、その図５および関連
説明において、プッシュプル形インバータに対して直流
電源を構成する昇圧チョッパＤＣ電源４９の出力電圧を
検出してチョッパ出力電圧信号５２を形成し、チョッパ
出力電圧信号５２が能力設定上限および下限を外れたと
きに給電装置を停止する回路構成が開示されている。

【００１１】すなわち、昇圧チョッパＤＣ電源４９の出
力電圧を調整信号ダイオード５０およびコンデンサ５１
により検出して、チョッパ出力電圧信号５２を形成し、
異常放電などにより余計な電力の消費が発生したときに
は、チョッパ出力電圧信号５２が抵抗器１０１、１０２
による分電圧で決まる目標値に達しないことにより、原
クロック信号６３の生成が停止されるために、給電装置
が停止する。さらに、目標とする電力が消費されない異
常放電のときにも、原クロック信号６３が生成されない
で給電装置が停止する。

【００１２】さらに、上述の先行発明においては、図５
に示した構成の中に図７に示した抵抗器１２０、ダイオ
ード１２１、異常放電検知回路１４からなる部分を追加
し、比較器３７の出力がローレベルであるときにも、ト
ランジスタ１０６を不活性にするように改造することが
できる旨記載されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】１先行発明の図７お
よび関連説明の構成の問題点についてこの構成によれば、無負荷の場合であっても、異常放電
にまで発展すれば、保護動作を行なうことができる。し
かし、これでは給電用ハーネス線または高周波発生手段
が絶縁破壊されてからの保護であるから、経済的でない
とともに、リスクが大きすぎる。

【００１４】また、放電ランプの点灯中に異常放電が発
生した場合、上述した先行発明においては、その構成の
ために十分な保護を行なうことが困難である。なぜな
ら、先行発明の構成は、出力量検出信号揺らぎ信号３４
と出力量検出信号揺らぎ限界信号３６とを比較器８７で
比較して、出力量検出信号揺らぎ信号３４が出力量検出
信号揺らぎ限界信号３６より大きい場合にのみ保護動作
を行なうことができるようになっているからである。し
たがって、先行発明においては、微小な異常放電電流が
流れる場合には、出力量検出信号揺らぎ信号３４も小さ
くなるため、出力量検出信号揺らぎ限界信号３６を超え
ることができないので、保護動作は行なわれない。もっ
とも、先行発明を結果論的に見ると、出力量検出信号揺
らぎ限界信号３６を限りなく０に近づければよいという
見方もできないわけではないが、設計の意図から外れる
ことは明らかなので、この見方には無理がある。さらに
加えれば、先行発明においては、ハイパスフィルタ２９
の出力をダイオード１２４で整流した後に、コンデンサ
１２５および抵抗器１２６によって積分しているので、
積分による時定数のために、保護動作の応答が遅れる要
因になる。

【００１５】ところが、異常放電であっても同極間の異
常放電のように微小な異常放電電流が流れる場合があ
り、この種の異常放電であっても、発煙、発火に至る危
険性があるので、大きな異常放電電流が流れる場合と同
様に保護動作を行なう必要性があるのである。

【００１６】２先行発明の図５および関連説明の構成
の問題点についてこの構成においては、昇圧チョッパＤＣ電源４９の直流
出力電圧を検出してチョッパ出力電圧信号５２を形成
し、これを目標値と比較するので、過負荷および過少負
荷の状態を検出することはできるが、異常放電のみを検
出することができない。したがって、先行発明にあって
は、放電ランプを調光した場合や高出力点灯した場合と
異常放電との区別ができないので、いずれの場合であっ
ても一律に給電装置を停止してしまうことになる。この
ため、放電ランプを多様なモードで点灯するという要求
に応えることができない。

【００１７】３先行発明の図５に図７の構成の一部を
追加した場合の問題点についてこの構成は、２つの検出手段を並列的に用いて異常放電
を検出し、保護しようとするものであるが、そのために
回路構成が複雑化するばかりでなく、上記のそれぞれの
問題点が解消されることなく並存するだけであるから、
やはり異常放電の適切な検出と保護を行なうことができ
ない。

【００１８】本発明は、無負荷に対して応答して保護動
作を行なうとともに、放電ランプを正常に装着して無負
荷が解消したときには自動的に復帰する放電ランプ点灯
装置およびこれを用いた機器を提供することを目的とす
る。

【００１９】本発明は、微小な異常放電に対しても迅速
に応答して保護動作を行なうとともに、放電ランプの交
換により異常放電が解消したときには自動的に復帰する
放電ランプ点灯装置およびこれを用いた機器を提供する
ことを他の目的とする。

【００２０】本発明は、特に過電流に対して迅速に応答
して保護動作を行なうとともに、過電流状態が解消した
ときには自動的に復帰する放電ランプ点灯装置およびこ
れを用いた機器を提供することをさらに他の目的とす
る。

【００２１】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の放電ラ
ンプ点灯装置は、内部に希ガスを主体とする放電媒体を
封入した放電容器、および少なくとも一方は放電容器の
外面に配設された一対の電極を備えた放電ランプと；高
周波でスイッチングすることにより高周波電圧を発生す
るスイッチング手段および高周波電圧を出力する出力ト
ランスを備え、出力トランスの２次巻線に誘起する高周
波電圧を一対の電極間に印加して放電ランプを点灯する
高周波発生手段と；高周波電圧および高周波電流の少な
くともいずれか一方を検出して高周波動作検出信号を発
生する高周波動作検出手段と；高周波動作検出信号が制
御入力するように構成されて正常時には高周波動作検出
信号に応動して高周波動作検出信号がほぼ第１のレベル
になるように高周波発生手段のスイッチング手段のスイ
ッチングを帰還制御するとともに、制御入力する高周波
動作検出信号が第２のレベルに変化したときには保護動
作を行なうように上記スイッチング手段を制御する制御
手段と；出力トランスの２次側の無負荷状態を検出した
ときに、制御手段に制御入力される高周波動作検出信号
を第２のレベルに強制的に変化させる無負荷検出手段
と；を具備していることを特徴としている。

【００２２】本発明は、無負荷状態を検出して保護動作
を行なう構成を規定している。

【００２３】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００２４】＜放電ランプについて＞放電ランプは、少
なくとも放電容器、放電媒体および一対の電極を備え、
一対の電極の少なくとも一方が放電容器の外面に配設さ
れているとともに、放電容器の内部に封入される放電媒
体が希ガスを主体としていて、いわゆる誘電体バリア放
電を行なう構成である。

【００２５】（放電容器について）放電容器は、その材
質が気密性と動作温度に対する耐熱性とを備えている誘
電体であればどのようなものであってもよいが、通常は
軟質ガラス、硬質ガラスまたは半硬質ガラスが用いられ
る。照明に可視光を利用する場合には、利用する可視光
のみを透過すればよい。また、照明に紫外線を利用する
場合は、石英ガラスなどの紫外線透過性の放電容器を用
いることができる。なお、ここで「照明」とは、放電ラ
ンプの発光を利用することの全てを意味する。

【００２６】また、放電容器の形状は、制限されない。
したがって、放電容器は、その照明の目的に応じて所望
の形状をなしていることが許容される。たとえば、管
状、平板状などをなすことができる。管状であっても、
直管、曲管のいずれであってもよい。さらに、曲管は円
環形、半円形、Ｕ字形、Ｗ字形、鞍形またはスパイラル
形などをなしていることができる。また、放電ランプが
管状をなる場合であっても、管の太さおよび長さは任意
であり、用途に適したサイズを選定すればよい。

【００２７】（放電媒体について）放電媒体は、希ガス
を主体としている。希ガスとしては、キセノンが好まし
いが、要すればクリプトン、アルゴン、ネオンおよびヘ
リウムのいずれか１種または任意の複数種を混合して用
いることができる。なお、「希ガスを主体とする」と
は、希ガスに加えてハロゲンなどを含むことを許容し、
放電の主体が希ガスによるものであればよいことを意味
する。

【００２８】（一対の電極について）一対の電極は、少
なくともその一方が放電容器の外面に配設されている。
以下、便宜上、放電容器の外面に配設されている電極を
「外部電極」、放電容器の内部に配設されている電極を
「内部電極」という。一対の電極の態様としては、一対
の電極がともに外部電極の態様、および一方が外部電極
で他方が内部電極の態様を採用することができる。一対
の電極のうち少なくとも一方が外部電極であれば、放電
容器の壁を誘電体とする静電容量が電極間に介在するの
で、誘電体バリヤ放電を生起させることができる。

【００２９】外部電極は、放電容器の外面にほぼ接触し
て配設される。そして、好適には導電性薄膜からなる。
導電性薄膜としては、アルミニウム、銀、銅などの導電
性金属の箔、後述する透光性樹脂シートに被着した導電
性金属の蒸着膜、めっき膜や導電性金属箔、導電性ペー
ストをスクリーン印刷して形成した塗布膜、ＩＴＯ膜、
ＮＥＳＡ膜などを利用することができる。外部電極が導
電性薄膜からなる場合、外部電極をリボン状に形成して
もよいし、波形状などの異形形状にすることもできる。

【００３０】しかし、外部電極は、導電性薄膜に限定さ
れるものではなく、要すればコイル、メッシュ構造体な
どの導電物質製であって、放電容器の外面にほぼ接触し
て配設される形態にすることができる。なお、外部電極
が放電容器の外面に「ほぼ接触して配設されている」と
は、外部電極の全体が放電容器の表面の外面に接触して
いることが望ましいが、これは必須要件ではなく、概ね
において外部電極が放電容器の外面に接触していればよ
いことを意味する。さらに、外部電極は、少なくともそ
の一部が放電容器の長手方向すなわち軸方向に延在して
いる大きさを備えていることができる。そして、放電容
器の外周方向においては、全周または外周の一部をなす
角度範囲内に配設することができる。さらにまた、外部
電極がコイル、メッシュ構造体および透明導電膜により
構成されている場合、これらの構成は外部電極を透過し
て、または外部電極の隙間を通過して、光が外部に導出
されるので、放電容器の全周に配設することができる。
これに対して、外部電極が金属箔により構成されている
場合、外部電極を金属箔で構成する場合、予め金属箔を
後述する透光性樹脂シートの一面に貼着し、透明樹脂シ
ートに塗布した粘着剤によって放電容器の外面に貼着す
ることによって配設することができる。しかし、金属箔
を直接放電容器の外面に貼着することもできる。さら
に、放電容器の軸方向に対して外部電極の幅が変化して
いてもよい。

【００３１】次に、外部電極を放電容器の外面に接触さ
せるには、予め外部電極の接触面に粘着剤を被着させて
おき、粘着剤によって放電容器に貼着することができ
る。しかし、放電容器の外部電極接触予定部に接着剤を
塗布し、その上から外部電極を貼着してもよい。さら
に、粘着剤や接着剤を用いないで、単に外部電極を接触
予定部に当接し、その上から放電容器の全周にわたって
粘着剤を施与した透光性樹脂シートを巻き付けてもよ
い。

【００３２】さらに、対をなす電極の配置について説明
する。すなわち、電極配置は、以下に示す種々の態様の
中から任意に選択することができる。

【００３３】１内外電極形配置内外電極形配置は、１または複数の内部電極と、１また
は複数の外部電極とを組にした電極配置である。また、
この配置は、内部電極が短寸のものと、放電容器の長手
方向に沿って延在する長寸のものとに分かれる。

【００３４】（１）短寸の内部電極を用いる電極配置この電極配置においては、通常の内部電極形の蛍光ラン
プに使用するのと同様な短寸の電極を用いる。

【００３５】（１−１）放電容器の一端に単一の内部電
極を配置し、放電容器の外面に単一の外部電極を配置す
る電極配置（１−２）放電容器の両端に一対の内部電極を配置し、
放電容器の外面に単一の外部電極を配置する電極配置この電極配置の場合、一対の内部電極をともに点灯回路
の一極に接続し、外部電極を点灯回路の他極に接続する
構成と、一対の点灯回路を用意してそれぞれの点灯回路
の一極を内部電極に別に接続し、外部電極を一対の点灯
回路の他極に同電位にして接続する構成とがある。

【００３６】（１−３）放電容器の両端に内部電極を配
置し、放電容器の外面に一対の外部電極を配置する電極
配置この電極配置の場合、内部電極と外部電極とを１対１で
対向させる。

【００３７】（１−４）放電容器の両端および中間にそ
れぞれ内部電極を配置し、単一の外部電極を共通に対向
させる配置（１−５）放電容器の両端および中間にそれぞれ内部電
極を配置し、放電容器の外面に内部電極に対向する外部
電極を配置する電極配置（２）長寸の内部電極を用いる電極配置この電極配置においては、放電容器の長手方向の実質的
全長にわたって延在する長さの内部電極を用いる。内部
電極の両端が放電容器の両端を気密に貫通して外部に導
出されている構造と、内部電極の一端のみが放電容器の
一端を気密に貫通して外部に導出されているが、他端は
放電容器の他端近傍の内部に位置している構造とがあ
る。

【００３８】２外部電極形配置この配置は、放電容器の外面に一対の外部電極を離間対
向して配置する。外部電極は、一対または複数対を放電
容器の長手方向に沿って配置することができる。なお、
アパーチャ形の場合は、外部電極をアパーチャからの光
投射を実質的に阻止しないように配置しなければならな
い。

【００３９】一対の電極は、少なくともその一方が放電
容器の内部に放電媒体を通じて放電を生起するように配
設されているのであれば、放電容器の内部および外部の
いずれであってもよい。

【００４０】（蛍光体層について）蛍光体層は、本発明
における放電容器の必須要件ではないが、必要に応じて
放電容器の内面側にこれを形成することができる。蛍光
体の種類は放電ランプの用途に応じて既知の蛍光体の中
から自由に選択することができる。たとえば、読取用の
場合、カラー用においては３波長発光形蛍光体を用いる
ことができる。また、モノクローム用においては緑色発
光形の蛍光体を用いることができる。なお、「放電容器
の内面側」とは、放電容器の内面に直接蛍光体層を形成
するばかりでなく、放電容器の内面にまず保護膜を形成
し、その上に蛍光体層を形成するなど、間接的に蛍光体
層を形成することを許容する意味である。

【００４１】＜高周波発生手段について＞高周波発生手
段は、放電ランプに所要の電圧で、かつ所要の電力の高
周波エネルギーを供給して誘電体バリア放電を行なわせ
る手段である。そして、高周波でスイッチングすること
により高周波電圧を発生するスイッチング手段、および
高周波電圧を出力する出力トランスを備え、出力トラン
スの２次巻線に誘起する高周波電圧を一対の電極間に印
加して放電ランプを点灯するのであれば、その余の構成
は限定されない。なお、本発明において「高周波」と
は、１ＫＨｚ以上の周波数をいい、好ましくは４〜２０
０ＫＨｚをいう。また、高周波発生手段には、必要に応
じて、正弦波交流を発生するために、共振回路を付加す
ることができる。この場合、遅相領域で安定に動作させ
るために、共振周波数は、動作周波数より高く設定され
る。たとえば、動作周波数が２００ｋＨｚのとき、共振
周波数を５００ｋＨｚ程度に設定することができる。放
電ランプに供給される高周波エネルギーは、パルスおよ
び交流のいずれの形式であってもよい。なお、「交流電
圧」とは、正負の波形が休止期間なく交互に連続して印
加される態様をいい、正負対称の交流の他、正負非対称
の交流であってもよい。たとえば、正弦波の基本波に高
調波を重畳して、電圧波形の立ち上がりおよび立ち下が
りの部分を相対的に急峻にしたり、直流電圧を重畳して
正負非対称の波形にしたりすることができる。高周波交
流電圧が十分な休止期間のあるランプ電流が通流するよ
うに波形が調整されていることにより、パルス電圧を印
加する場合と同様にランプ電流の休止期間中に放電ラン
プにアフターグローを生じさせることができる。

【００４２】高周波を発生するための回路方式として
は、インバータやスイッチングレギュレータを用いるの
が一般的であるが、これに限定されるものではなく、た
とえば発振器および電力増幅器から構成されている高周
波発生手段であってもよい。

【００４３】出力トランスは、１次巻線と２次巻線とを
導電的に絶縁するように作用し、少なくとも１次巻線お
よび２次巻線を備えていれば、３次巻線や複数の１次巻
線または２次巻線を備えていることが許容される。ま
た、出力トランスの２次巻線に誘起する出力電圧を印加
することによって、放電ランプが誘電体バリヤ放電を行
なうので、２次巻線に誘起される電圧を高く設定する必
要があり、したがって出力トランスは、昇圧形である方
が好ましいが、要すれば降圧形または等圧形であっても
よい。

【００４４】スイッチング手段は、スイッチングにより
高周波を発生するように作用するが、そのための回路構
成として、インバータ、スイッチングレギュレータなど
適宜の回路方式を選択することができる。したがって、
スイッチング手段の数は、回路方式にしたがって単一ま
たは複数を用いることができる。また、スイッチング手
段は、ＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタなどの半
導体スイッチを用いることができる。

【００４５】＜高周波動作検出手段について＞高周波動
作検出手段は、高周波発生手段のスイッチング手段のス
イッチングを負帰還制御することにより、安定な高周波
電圧を出力するための負帰還信号を高周波動作検出信号
として出力するための手段である。高周波動作検出信号
は、負帰還の制御形式に応じて、その信号形式が選択さ
れる。すなわち、定電圧制御を行なう場合には、高周波
電圧を検出する。定電流制御では高周波電流、また定電
力制御では電力したがって高周波電圧および高周波電流
をそれぞれ検出する。高周波電圧および高周波電流のい
ずれも出力トランスの１次側または２次側において検出
することができる。しかし、高周波電圧の検出は、一般
的に昇圧トランスが用いられることから、絶縁を考慮す
れば１次側において検出するのがよい。

【００４６】また、定電力制御のために高周波電圧およ
び高周波電流をそれぞれ検出する場合、それらを各別に
検出してもよいし、単一の検出回路で電圧および電流を
擬似的に検出してもよい。なお、検出回路の具体的な構
成としては、既知の種々の手段を適宜採用することがで
きるので、特段限定されない。

【００４７】＜制御手段について＞制御手段は、正常時
に高周波発生手段が高周波を発生するためのスイッチン
グ手段のスイッチングに対する帰還制御と、異常時に保
護動作を行なうための上記スイッチング手段に対する異
常時制御とを行なう手段である。帰還制御を行なう部分
と、異常時制御とを行なう部分とは別に構成されていて
もよいし、スイッチングレギュレータＩＣのようなＩＣ
を主体とするように構成するなどにより、統括的に構成
されていてもよい。

【００４８】また、制御手段は、高周波動作検出信号の
第１のレベルにあるときに、正常時の帰還制御を行な
う。帰還制御は、放電ランプに供給されて放電ランプを
付勢する高周波出力を電圧、電流または電力を帰還して
スイッチング手段のスイッチングをＰＷＭ制御、周波数
制御または電圧制御により、電圧、電流または電力を一
定になるようにする制御である。また、高周波動作検出
信号が第２のレベルに変化したときには異常時であると
して保護動作制御行なう。なお、「第１のレベル」と
は、後述する第２のレベル以外のレベルを意味する。ま
た、「保護動作制御」とは、高周波発生を停止したり、
間欠的に高周波を発生したり、電圧が低下した高周波を
発生したりして、異常状態による危険が生じないように
保護するように制御することを意味する。さらに、「異
常時」とは、主として高周波発生手段が作動中の無負荷
状態を意味する。

【００４９】さらに、制御手段は、放電ランプの始動時
の所定時間だけ保護動作を停止するように構成すること
ができる。これにより、この種の放電ランプは、始動時
にすこぶる高い電圧が印加されるとともに、放電媒体を
通じての主放電でない異常放電が短時間発生しやすいの
で、このような始動時の過渡状態を避けて確実な保護動
作を行なうことができる。

【００５０】＜無負荷検出手段について＞無負荷検出手
段は、出力トランスの２次側の無負荷状態を検出し、か
つ制御手段に制御入力される高周波動作検出信号を第２
のレベルに強制的に変化させる手段である。高周波発生
手段が作動しているときに、出力トランスの２次側が負
荷状態にあるか、無負荷状態にあるかは、出力トランス
の２次側の電圧、電流または負荷であるところの放電ラ
ンプの作動状態たとえば温度、光などによって検出する
ことができる。本発明においては、そのずれにより検出
してもよい。

【００５１】また、無負荷状態を検出したときに制御手
段に制御入力される高周波動作検出信号を第２のレベル
に強制的に変化させるには、たとえばスイッチを備えて
高周波動作検出手段の高周波動作検出信号の出力部分を
一部または全部短絡したり、開放したりして、そのレベ
ルを小さくすればよい。あるいは、反対に高周波動作検
出信号を増幅して、そのレベルを大きくしてもよい。し
たがって、「第２のレベル」とは、正常時に通常呈する
高周波動作検出信号のレベルとは、電気的に判別可能な
明らかに異なるレベルであればよい。

【００５２】＜本発明の作用について＞本発明において
は、出力トランスの２次側の無負荷状態を検出したとき
に、制御手段に制御入力する高周波動作検出信号を第１
のレベルから第２のレベルに強制的に変化させること
で、高周波発生手段の高周波発生用のスイッチング手段
を制御して保護動作を行なわせる。したがって、適切な
保護動作を迅速に行なうことが可能になる。

【００５３】また、正常時の帰還制御に用いるために制
御手段に制御入力する高周波動作検出信号のレベルを強
制的に変化させて保護動作を行なわせるので、回路構成
が簡単で比較的安価になる。

【００５４】請求項２の発明の放電ランプ点灯装置は、
内部に希ガスを主体とする放電媒体を封入した放電容
器、および少なくとも一方は放電容器の外面に配設され
た一対の電極を備えている放電ランプと；直流電源、直
流電源間に接続した出力トランス、ならびに出力トラン
スの１次巻線と直列的に接続して１次側回路を形成する
スイッチング手段を含む高周波発生手段と；出力トラン
スの１次巻線の高周波電圧および高周波電流の少なくと
もいずれか一方を検出して高周波動作検出信号を発生す
る高周波動作検出手段と；シャットダウン機能を有する
レギュレータ用ＩＣからなり、高周波動作検出信号が制
御入力するように構成されて正常時には高周波動作検出
信号に応動して高周波動作検出信号がほぼ第１のレベル
になるように高周波発生手段のスイッチング手段のスイ
ッチングを帰還制御するとともに、高周波動作検出信号
が第２のレベルに変化したときはシャットダウン機能を
作用させて保護動作を行なうように高周波発生手段のス
イッチング手段を制御する制御手段と；放電ランプのラ
ンプ電流を検出するとともに、ランプ電流が検出されな
いときには制御手段に制御入力する高周波動作検出信号
を第２のレベルに強制的に変化させる無負荷検出手段
と；を具備していることを特徴としている。

【００５５】本発明は、請求項１と同様に無負荷状態を
検出して保護動作を行なう構成を規定している。

【００５６】＜高周波発生手段について＞高周波発生手
段は、直流電源、出力トランスおよびスイッチング手段
を含んで構成されている。直流電源は、交流電源を整流
して得た整流化直流電源および電池電源のいずれであっ
てもよい。スイッチング手段は、直流電圧を高周波でス
イッチングすることにより、高周波を発生する。出力ト
ランスは、高周波をスイッチング手段のある１次側と導
電的に絶縁して、２次側へ出力する。

【００５７】＜制御手段について＞制御手段は、シャッ
トダウン機能を有するレギュレータ用ＩＣからなる。そ
して、高周波動作検出信号が第２のレベルに変化したと
きに、シャットダウン機能が作用する。したがって、上
記ＩＣは、スイッチング手段の正常時の帰還制御と、異
常時の保護動作制御とを行なうことができる。

【００５８】＜無負荷検出手段について＞無負荷検出手
段は、放電ランプに流れるランプ電流を出力トランスの
２次側において検出して無負荷状態を検出する構成であ
る。ランプ電流を検出するには、放電ランプと直列にイ
ンピーダンスを挿入してその電圧降下を検出したり、電
流変成器を放電ランプと直列に挿入したりするなど既知
の種々の検出手段を採用することができる。

【００５９】＜本発明の作用について＞本発明は、制御
手段の主要部にシャットダウン機能を有するレギュレー
タ用ＩＣを用いているとともに、そのシャットダウン機
能を利用して高周波発生を停止する保護動作を行なうの
で、制御に伴ってハンチィングを生じることがなく、し
かも、制御が正確で応答が早くなる。加えて回路実装が
簡単になる。

【００６０】また、ランプ電流により無負荷を検出する
ので、検出精度が高く、回路構成が簡単になる。その他
の作用、効果は請求項１の発明とそれと同様である。

【００６１】請求項３の発明の放電ランプ点灯装置は、
内部に希ガスを主体とする放電媒体を封入した放電容
器、および少なくとも一方は放電容器の外面に配設され
た一対の電極を備えた放電ランプと；高周波でスイッチ
ングすることにより高周波電圧を発生するスイッチング
手段および高周波電圧を出力する出力トランスを備え、
出力トランスの２次巻線に誘起する高周波電圧を一対の
電極間に印加して放電ランプを点灯する高周波発生手段
と；高周波電圧および高周波電流の少なくともいずれか
一方を検出して高周波動作検出信号を発生する高周波動
作検出手段と；シャットダウン機能を有するレギュレー
タ用ＩＣからなり、高周波動作検出信号が制御入力する
ように構成されていて、正常時には高周波動作検出信号
に応動して高周波動作検出信号がほぼ所定のレベルにな
るように高周波発生手段のスイッチング手段のスイッチ
ングを帰還制御するとともに、後記異常放電制御信号が
制御入力したときにはシャットダウン機能を作用させて
保護動作を行なうように上記スイッチング手段を制御す
る制御手段と；異常放電電流バイパス手段および制御ス
イッチ手段を備えていて、異常放電電流バイパス手段は
出力トランスの２次側に異常放電電流が流れたときに異
常放電電流のみをバイパスして異常放電検出信号を発生
し、制御スイッチ手段は異常放電検出信号により作動し
て異常放電制御信号を形成し、異常放電制御信号をスイ
ッチング手段の制御手段に制御入力してシャットダウン
機能を作用させる異常放電検出手段と；を具備している
ことを特徴としている。

【００６２】本発明は、異常放電を検出して保護動作を
行なう構成を規定している。

【００６３】＜制御手段について＞制御手段は、シャッ
トダウン機能を有するレギュレータ用ＩＣからなる。そ
のために、シャットダウン端子を備えている。そして、
そのシャットダウン端子に後述する異常放電制御信号が
制御入力したときに、シャットダウン機能が作用して、
高周波発生動作を停止するように高周波発生手段のスイ
ッチング手段を制御する。したがって、上記ＩＣは、ス
イッチング手段の正常時の帰還制御と、異常放電発生時
に保護動作制御とを行なう。

【００６４】＜異常放電検出手段について＞誘電体バリ
ヤ放電を行なう放電ランプを点灯する際に異常放電が発
生すると、正常時のランプ電流より立上り（立下り）が
急峻で、しかもピーク値の大きな異常放電電流が流れ
る。このときの高周波発生手段の高周波出力電流には、
その立上り（立下り）部分に急峻な高次の高調波電流が
重畳する。この高調波は、５０ＭＨｚ以上に達する極め
て高い周波数である。なお、「異常放電」とは、主に以
下に示すいくつかの態様の放電現象である。

【００６５】１放電容器の外面における両極間の放電２給電用ハーネス線の絶縁被覆が破壊して生じる両極
間の放電３高周波発生手段の出力コネクタ部の高圧側ピンにお
けるはんだクラックによる同極間の放電４高周波発生手段の配線基板における出力側高圧パタ
ーン部の劣化による同極間の放電５高周波発生手段の出力トランスの絶縁劣化による両
極間の放電６外部電極の中間部が断線して断線部に生じる放電７外部電極とその端子導出部との間に生じる放電本発明において、異常放電検出手段は、異常放電電流バ
イパス手段および制御スイッチ手段を備えている。

【００６６】異常放電電流バイパス手段は、出力トラン
スの２次側に流れる高周波出力電流の異常放電電流をバ
イパスすることにより、高周波出力電流の立ち上がりの
急峻な部分すなわち高次の高調波電流のみを選別する。
異常放電電流をバイパスするためには、たとえば５０Ｍ
Ｈｚ以上の周波数成分を通過するハイパスフィルタを用
いることができる。また、異常放電電流バイパス手段
は、異常放電電流を検出したときに異常放電検出信号を
発生する。

【００６７】制御スイッチ手段は、異常放電検出信号に
よりスイッチング動作をして異常放電制御信号を形成す
る。そして、異常放電制御信号を制御手段のシャットダ
ウン端子に制御入力する。この制御入力は、制御手段に
対するシャットダウンの保護動作要求となる。

【００６８】＜本発明の作用について＞本発明において
は、異常放電が発生すると、異常放電電流特有の高調波
のみが異常放電電流バイパス手段をバイパスするので、
異常放電の発生を検出できる。異常放電が検出される
と、異常放電電流バイパス手段において異常放電検出信
号が形成される。異常放電検出信号が形成されると、こ
れに制御スイッチ手段が従動してスイッチ動作を行なっ
て異常放電制御信号を発生するとともに、異常放電制御
信号を制御手段のシャットダウン端子に制御入力して、
スイッチング手段の制御手段に対して保護動作を要求す
る。このため、制御手段は、スイッチング手段のスイッ
チングをシャットダウンさせるので、高周波発生手段が
その高周波発生を停止して保護動作が行なわれる。

【００６９】以上の説明から理解できるように、異常放
電電流バイパス手段は、先に引用した先行出願のように
限界信号を設定して、これより大きな揺らぎ信号の場合
に初めて異常放電を検出するのと違って、いったん異常
放電が発生すれば、その電流値の大小にかかわらず異常
放電のみをバイパスして異常放電検出信号が形成され
る。すなわち、たとえ同極間に生じるような微小な異常
放電であっても速やかに検出する。そして、制御スイッ
チ手段は、異常放電検出信号に応動して異常放電制御信
号を発生するので、速やかに保護動作を行なうことがで
きる。

【００７０】また、上記のことは、放電ランプのランプ
電流の大小にかかわらず異常放電のみを検出するので、
放電ランプを調光点灯や高出力点灯しても、異常放電検
出手段が誤動作するようなことがないことを示してい
る。したがって、放電ランプを多様なモードで点灯する
ことができるので、幅広い用途に適応する。

【００７１】さらに、制御手段は、シャットダウン機能
を有するレギュレータ用ＩＣからなるとともに、そのシ
ャットダウン機能を利用して高周波発生を停止する保護
動作を行なうので、制御に伴ってハンチィングを生じる
ようなことがなく、しかも、制御が正確で応答が早くな
る。加えて回路実装が簡単になる。

【００７２】請求項４の発明の放電ランプ点灯装置は、
内部に希ガスを主体とする放電媒体を封入した放電容
器、および少なくとも一方は放電容器の外面に配設され
た一対の電極を備えた放電ランプと；高周波でスイッチ
ングすることにより高周波電圧を発生するスイッチング
手段および高周波電圧を出力する出力トランスを備え、
出力トランスの２次巻線に誘起する高周波電圧を一対の
電極間に印加して放電ランプを点灯する高周波発生手段
と；高周波電圧および高周波電流の少なくともいずれか
一方を検出して高周波動作検出信号を発生する高周波動
作検出手段と；高周波動作検出信号が制御入力するよう
に構成されて正常時には高周波動作検出信号に応動して
高周波動作検出信号がほぼ第１のレベルになるように高
周波発生手段のスイッチング手段のスイッチングを帰還
制御するとともに、制御入力する高周波動作検出信号が
第２のレベルに変化したときには第１の保護動作を行な
い、かつ、異常放電検出手段からの異常放電制御信号が
制御入力したときには第２の保護動作を行なうように上
記スイッチング手段を制御する制御手段と；出力トラン
スの２次側の無負荷状態を検出したときに、制御手段に
制御入力される高周波動作検出信号を第２のレベルに強
制的に変化させる無負荷検出手段と；異常放電電流バイ
パス手段および制御スイッチ手段を備えていて、異常放
電電流バイパス手段は出力トランスの２次側に異常放電
電流が流れたときに異常放電電流のみをバイパスして異
常放電検出信号を発生し、制御スイッチ手段は異常放電
検出信号により作動して異常放電制御信号を形成し、異
常放電制御信号をスイッチング手段の制御手段に制御入
力する異常放電検出手段と；を具備していることを特徴
としている。

【００７３】本発明は、無負荷状態および異常放電を検
出して、それぞれに対して適切な保護動作を行なう構成
を規定している。たとえば、無負荷状態を検出したとき
には、第１の保護動作として高周波を低出力に絞るか、
復帰可能に停止し、これに対して異常放電を検出したと
きには、第２の保護動作として高周波出力を復帰不能に
停止することができる。しかし、要すれば、第１および
第２の保護動作をともに高周波出力を復帰可能に停止す
る内容とすることができる。

【００７４】無負荷状態の検出および保護動作について
は、請求項１および２の構成を採用することができる。
また、異常放電の検出および保護動作については、請求
項３の構成を採用することができる。しかし、無負荷検
出手段が高周波電流を検出する構成とすることにより、
その際に用いる電流検出手段を異常放電検出手段と兼用
して回路構成の複雑化を低減することができる。この場
合、無負荷検出手段と異常放電検出手段との間の信号の
不所望な回りこみを防止するために、それぞれの回路に
回りこみ防止のためのダイオードを挿入することができ
る。

【００７５】また、制御手段は、シャットダウン機能を
有するレギュレータ用ＩＣを用いてもよいが、用いなく
てもよい。

【００７６】そうして、本発明においては、無負荷状態
および異常放電の両方に対し、これらを検出して高周波
発生手段の保護動作を行なうことができるので、誘電体
バリヤ放電を行なう放電ランプの実用的な放電ランプ点
灯装置を得ることができる。

【００７７】請求項５の発明の放電ランプ点灯装置は、
内部に希ガスを主体とする放電媒体を封入した放電容
器、および少なくとも一方は放電容器の外面に配設され
た一対の電極を備えた放電ランプと；高周波でスイッチ
ングすることにより高周波電圧を発生するスイッチング
手段および高周波電圧を出力する出力トランスを備え、
出力トランスの２次巻線に誘起する高周波電圧を一対の
電極間に印加して放電ランプを点灯する高周波発生手段
と；高周波電圧および高周波電流の少なくともいずれか
一方を検出して高周波動作検出信号を発生する高周波動
作検出手段と；高周波動作検出信号が制御入力するよう
に構成されて正常時には高周波動作検出信号に応動して
高周波動作検出信号がほぼ所定のレベルになるように高
周波発生手段のスイッチング手段のスイッチングを負帰
還制御するとともに、後記電流検出信号が所定レベルを
超えたときには保護動作を行なうように上記スイッチン
グ手段を制御する制御手段と；出力トランスの１次側に
流れる電流を検出する電流検出素子および電流検出素子
に並列的に接続した髭除去用コンデンサを含み、電流検
出信号を制御手段に制御入力する電流検出手段と；を具
備していることを特徴としている。

【００７８】本発明は、過電流を検出して保護動作を行
なう構成を規定している。

【００７９】髭は、たとえば出力トランスの１次巻線の
浮遊静電容量が大きいと、スイッチング手段がオンした
瞬間に過渡振動が発生することによって発生する。髭が
発生すると、過電流検出手段が誤動作して不所望に保護
動作が行なわれてしまうという問題がある。

【００８０】そこで、本発明においては、電流検出信号
が制御手段に制御入力する前に電流検出信号中に含まれ
ている髭を除去するように構成している。すなわち、電
流検出手段は、電流検出素子および髭除去用コンデンサ
を含んでいる。そして、電流検出素子は、たとえば小さ
な値の抵抗器からなり、出力トランスの１次側に流れる
電流を検出する。したがって、絶縁が容易で、回路構成
が簡単になる。また、髭除去用コンデンサは、電流検出
素子に並列的に接続している。なお、「並列的」とは、
並列接続の態様および電圧分割器などを介して間接的に
並列接続している態様を含む意味である。そして、電流
検出信号中に含まれる髭は、髭除去用コンデンサに吸収
されて除去され、髭のない電流検出信号のみが制御手段
に制御入力する。

【００８１】本発明の実施に際しては、請求項１ないし
４の発明の構成を付加することができる。

【００８２】そうして、本発明においては、たとえ電流
検出信号中に出力トランスの１次巻線の浮遊静電容量に
よる髭が含まれていたとしても、過電流保護動作が誤動
作しなくなる。

【００８３】請求項６の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１ないし５のいずれか一記載の放電ランプ点灯装
置において、出力トランスは、その１次巻線が多層巻き
であることを特徴としている。

【００８４】本発明は、出力トランスの１次巻線の浮遊
静電容量を小さくした構成を規定している。すなわち、
浮遊静電容量を低減するためには、１次巻線のターン数
を少なくすればよいのであるが、単にターン数を少なく
しただけでは、インダクタンスが減少してしまい、所要
の変圧作用が阻害される。これに対して、巻線に生じる
浮遊静電容量は、隣接するターン数に比例的に変化す
る。そこで、出力トランスの１次巻線を多層巻きにする
ことにより、ターン数を所要に維持して、かつ隣接する
ターン数が低減するため、浮遊静電容量が著しく低減す
る。

【００８５】また、本発明の実施に際して出力トランス
の１次巻線から見たインダクタンスは、３０ｍＨ程度ま
でとするのが好ましい。１次巻線の層数は、２層以上に
することが許容される。

【００８６】そうして、本発明においては、１次巻線の
浮遊静電容量による髭の発生が低減することにより、た
とえば過電流などの異常を検出する異常検出手段の誤動
作を防止するのに効果的である。

【００８７】請求項７の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１ないし６のいずれか一記載の放電ランプ点灯装
置において、電源投入時にタイマ動作を行なって放電ラ
ンプの始動時に所定時間の間制御手段が保護動作を行な
わないように作用するタイマ手段を具備していることを
特徴としている。

【００８８】タイマ手段のタイマ動作は、始動時の適当
なタイミングで開始すればよいが、たとえば高周波発生
手段に対して電源を投入するのに同期して開始するよう
に構成することができる。

【００８９】誘電体バリヤ放電を行なう放電ランプを始
動する際には、高周波の高電圧を印加するので、異常放
電検出手段が誤動作しやすい。また、始動時には高電圧
により放電容器の内部の放電媒体を通じた正規の誘電体
バリヤ放電が生起するより先に、放電容器の外面に沿っ
た異常放電が生じやすい。したがって、始動時の所定時
間の間は過渡的に不安定な現象が発生する可能性があ
る。放電媒体の封入圧を相対的に高くすることにより、
高インピーダンスにした放電ランプにおいては、ランプ
電圧が高くなって高出力化を図ることができるが、特に
過渡的に不安定な現象が発生しやすい。

【００９０】そうして、本発明においては、タイマ手段
を備えていて、放電ランプの始動時に所定時間の間制御
手段が保護動作を行なわないように作用するので、誤動
作により不所望な保護動作が行なわれるのを回避するこ
とができる。

【００９１】請求項８の発明の機器は、機器本体と；機
器本体に装備された請求項１ないし７のいずれか一記載
の放電ランプ点灯装置と；を具備していることを特徴と
している。

【００９２】本発明は、内部に希ガスを主体とする放電
媒体を封入した気密な放電容器、および少なくとも一方
は放電容器の外面に配設された一対の電極を備え、放電
ランプ点灯装置の出力端に接続された放電ランプの発光
を利用する目的のあらゆる機器に適応するものである。

【００９３】「機器本体」とは、機器を構成する全ての
要素から放電ランプ点灯装置を除いた部分をいう。

【００９４】機器としては、たとえば照明器具、画像読
取装置およびこれを組み込んだファクシミリ、スキャナ
および複写機など、液晶などのバックライト装置、なら
びに車載用計器の指針などである。

【００９５】特に本発明において用いる放電ランプは、
少なくとも一方の電極が放電容器の外面に配設されてい
る外面電極であるから、電極の間に形成されるスリット
から外部に導出する構成を採用しやすいので、画像読取
装置やバックライト装置に好適である。しかし要すれ
ば、外面電極を透光性または外部電極内の隙間を光が出
射するような構成にすれば、発光の導出に指向性がなく
なるので、指向性のない方が設計しやすい照明器具など
として利用することもできる。

【００９６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００９７】図１は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
１の実施形態を示す回路図である。

【００９８】図２は、同じく放電ランプの正面図であ
る。

【００９９】図３は、同じく放電ランプの拡大横断面図
である。

【０１００】図４は、同じく放電ランプの外部電極およ
び透光性樹脂シートの展開図である。

【０１０１】図１において、ＤＣは直流電源、ＨＦＧは
高周波発生手段、ＤＤＬは放電ランプ、ＨＦＤは高周波
動作検出手段、ＣＣは制御手段、ＮＬＤは無負荷検出手
段、ＯＣＤは過電流検出手段である。

【０１０２】＜直流電源ＤＣについて＞直流電源ＤＣ
は、商用交流を整流し、平滑化してなり、負極が接地さ
れている。なお、Ｃ１は平滑コンデンサである。

【０１０３】＜高周波発生手段ＨＦＧについて＞高周波
発生手段ＨＦＧは、スイッチングレギュレータからな
り、昇圧形の出力トランスＴおよびスイッチング手段Ｑ
１を備えている。出力トランスＴは、図示極性の１次巻
線ｗｐおよび２次巻線ｗｓを備えた絶縁形として構成さ
れている。スイッチング手段Ｑ１は、ＭＯＳＦＥＴから
なる。そうして、出力トランスＴの１次巻線ｗｐおよび
スイッチング手段Ｑ１は、直列接続して直流電源ＤＣの
両極間に接続している。

【０１０４】そうして、高周波発生手段ＨＦＧは、後述
する制御手段ＣＣによってスイッチング手段Q１のスイ
ッチングが制御されることにより、出力トランスＴの２
次巻線ｗｓ間に高電圧の高周波パルス電圧を誘起して出
力する。

【０１０５】＜放電ランプＤＤＬについて＞放電ランプ
ＤＤＬは、その一対の外部電極１３、１３が出力トラン
スＴの２次巻線ｗｓの両端間に接続することにより、高
周波発生手段ＨＦＧから付勢されるように構成されてい
る。

【０１０６】また、放電ランプＤＤＬは、放電容器１
１、蛍光体層１２、一対の外部電極１３、１３、アパー
チャ１４、透光性樹脂シート１５、透光性絶縁チューブ
１６を具備している。

【０１０７】放電容器１１は、細長くて両端が気密に封
止された直径８ｍｍ、実効長さ２７２ｍｍのガラスバル
ブ１１ａからなり、一端に排気チップオフ部１１ｂを備
え、内部に放電媒体としてキセノンが封入されている。

【０１０８】蛍光体層１２は、放電容器１の内面に長手
方向に沿ったスリット状の部分を除いて形成されてい
る。

【０１０９】一対の外部電極１３、１３は、それぞれア
ルミニウム箔からなり、図４に示すように、蛇行して波
形状をなしているが、全体としては図２および図３に簡
略化して示すように、平行に離間対向して放電容器１１
の外面に貼着することにより配設されている。そして、
外部電極１２は、予め後述する透光性樹脂シート１５の
一面に貼着され、透光性樹脂シート１５を放電容器１の
外周に巻き付けることによって放電容器１１の外面の所
定位置に配設される。

【０１１０】また、外部電極１３は、波形状の電極主部
１３ａ、端子接続部１３ｂおよび端子１３ｃからなる。
電極主部１３ａは、波形状をなして放電容器１１の長手
方向の大部分にわたり延在するように構成されている。
端子接続部１３ｂは、電極主部１３ａの一端に接続して
配設され、端子１３ｃとの接触面積が大きくなるように
方形状に形成されている。端子１３ｃは、端子接続部１
３ｂに導電性接着剤により接着されているとともに、透
光性樹脂シート１５および透光性熱収縮チューブ１６か
ら外部へ突出している。

【０１１１】アパーチャ１４は、放電容器１１の長手方
向に沿って蛍光体層１２がスリット状に形成されていな
い部分により形成されている。したがって、放電容器１
１のアパーチャ１３の部分は、ガラスバルブ１１ａを介
して放電容器１１の内部が素通しになって見える。

【０１１２】透光性樹脂シート１５は、透明なＰＥＴか
らなり、放電容器１１の実質的全長にわたる長さで、か
つ放電容器１１の周囲方向に対してアパーチャ１４の上
から被覆するような幅を有している。上述したように、
一面に一対の外部電極１３、１３を所定間隔で貼着し、
さらにその上にアクリル系粘着剤を施与して放電容器１
１の外面に貼着されている。これにより一対の外部電極
１３、１３は、アパーチャ１４を挟んでその両側位置に
配設されるが、アパーチャ１４の上にも透光性樹脂シー
ト１５が貼着されている。

【０１１３】透光性絶縁チューブ１６は、透明フッ素樹
脂からなり、外部電極１３、１３およびアパーチャ１４
の上から放電容器１１の全周を被覆している。

【０１１４】＜高周波動作検出手段ＨＦＤについて＞高
周波動作検出手段ＨＦＤは、高周波電圧検出部ＨＶＤお
よび非反転増幅器ＮＲＡからなる。高周波電圧検出部Ｈ
ＶＤは、電圧分割器ＶＤ、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、ダイオー
ドＤ１およびコンデンサＣ２にて構成されている。電圧
分割器ＶＤは、出力トランスＴの１次巻線ｗｐおよびス
イッチング手段Ｑ１の接続点と接地点との間に接続して
いる。そして、その抵抗器Ｒ３の両端電圧を抵抗器Ｒ１
およびダイオードＤ１を直列に介して抵抗器Ｒ２および
コンデンサＣ２の並列回路に印加するように構成されて
いる。

【０１１５】そうして、１次巻線ｗｐに現れる高周波電
圧は、電圧分割器ＤＶの抵抗器Ｒ３の両端電圧として分
割され、ダイオードＤ１により整流され、抵抗器Ｒ２お
よびコンデンサＣ２により積分されて出力する。

【０１１６】非反転増幅器ＮＲＡは、オペアンプＯＰ、
基準電圧源Ｅおよび帰還回路ＦＢからなる。オペアンプ
ＯＰは、反転入力端子１、非反転入力端子２および出力
端子３を備えている。反転入力端子１には、基準電圧源
Ｅが入力する。非反転入力端子２には、高周波電圧検出
部ＨＶＤの出力電圧が入力する。出力端子３は、後述す
る制御手段ＣＣのスイッチング制御入力端子７に接続し
ている。基準電圧源Ｅは、制御手段ＣＣから供給される
直流電源および接地点の間に直列接続された抵抗器Ｒ
４、Ｒ５からなり、抵抗器Ｒ５の両端間に基準電圧が得
られる。帰還回路ＦＢは、抵抗器Ｒ６およびコンデンサ
Ｃ３の並列回路を反転入力端子１および出力端子３の間
に接続して形成されている。

【０１１７】＜制御手段ＣＣについて＞制御手段ＣＣ
は、シャットダウン機能を有するスイッチングレギュレ
ータ用ＩＣからなり、電源端子４、５、ゲートドライブ
信号出力端子６、スイッチング制御入力端子７、過電流
制御入力端子８および直流電源端子９を備えている。電
源端子４、５は、直流電源ＤＣの両極間に接続してい
る。ゲートドライブ信号出力端子６は、抵抗器Ｒ７と、
ダイオードＤ２および抵抗器Ｒ８の直列回路との並列回
路を直列に介してスイッチング手段Ｑ１のゲートに接続
している。スイッチング制御入力端子７は、既述のよう
に非反転増幅器ＮＲＡの出力端子３に接続している。過
電流制御入力端子８は、後述する過電流検出手段ＯＣＤ
の出力端に接続している。直流電源端子９は、上記基準
電圧源Ｅおよび後述する無負荷検出手段ＮＬＤに接続し
て、これらに直流電源を供給する。

【０１１８】＜無負荷検出手段ＮＬＤについて＞無負荷
検出手段ＮＬＤは、二次側高周波電流検出手段Ｒ９およ
び反転スイッチ回路ＲＳＣからなる。二次側高周波電流
検出手段Ｒ９は、抵抗値の小さな抵抗器からなり、出力
トランスＴの２次巻線ｗｓおよび放電ランプＤＤＬの間
に直列に挿入されている。そして、二次側高周波電流検
出手段Ｒ９および２次巻線ｗｓの接続点が接地されてい
る。

【０１１９】反転スイッチ回路ＲＳＣは、バイポーラト
ランジスタからなるスイッチＱ２、Ｑ３を主体として構
成さている。スイッチＱ２には、二次側高周波電流検出
手段Ｒ９の非接地側の端子がダイオードＤ３、抵抗器Ｒ
１０、Ｒ１１を介してそのベースに接続し、制御手段Ｃ
Ｃの直流電源端子９が抵抗器Ｒ１２を介してそのコレク
タに接続し、エミッタが接地している。スイッチＱ３に
は、スイッチＱ２のコレクタが抵抗器Ｒ１３を介してそ
のベースに接続し、制御手段ＣＣの直流電源端子９が抵
抗器Ｒ１４を介してそのコレクタに接続し、エミッタが
接地している。そして、スイッチＱ３のコレクタは、ダ
イオードＤ４を介して高周波電圧検出手段ＨＶＤの抵抗
器Ｒ３の両端に、抵抗器Ｒ３がスイッチＱ３により短絡
され得るように接続している。

【０１２０】＜過電流検出手段ＯＣＤについて＞過電流
検出手段ＯＣＤは、電流検出素子Ｒ１５、抵抗器Ｒ１
６、Ｒ１７および髭除去用コンデンサＣ４からなる。電
流検出素子Ｒ１５は、小さな値の抵抗器からなり、高周
波発生手段ＨＦＧのスイッチング手段Ｑ１のソースおよ
び接地点との間に直列に挿入している。抵抗器Ｒ１６、
Ｒ１７は、電流検出素子Ｒ１５の電圧降下を抵抗器Ｒ１
７の両端間に分圧して電流検出信号を取り出す。髭除去
用コンデンサＣ４は、抵抗器Ｒ１７の両端に得られる電
流検出信号電圧が髭を含む場合に、その髭を吸収して除
去する。そして、髭を除去された電流検出信号は、制御
手段ＣＣの過電流制御入力端子８に入力する。

【０１２１】＜回路動作について＞１．正常時の動作高周波発生手段ＨＦＧは、スイッチング手段Ｑ１および
出力トランスＴがスイッチングレギュレータとして動作
するので、出力トランスＴの２次巻線ｗｓに高周波高電
圧を誘起して出力する。そして、出力された高周波電圧
は、放電ランプＤＤＬの一対の外部電極１３、１３間に
印加されるので、放電ランプＤＤＬを始動し、点灯させ
る。放電ランプＤＤＬは、点灯すると、その放電容器１
１内においてキセノンの誘電体バリヤ放電により紫外線
が放射されて、蛍光体層１２を照射するので、蛍光体が
励起されて可視光が発生する。

【０１２２】高周波発生手段ＨＦＧの高周波発生動作を
通じて、高周波動作検出手段ＨＦＤは、その高周波電圧
検出部ＨＶＤにおける電圧分割器ＶＤの抵抗器Ｒ３の両
端に１次側の高周波電圧に相当する分圧された電圧が現
れる。この電圧は、ダイオードＤ１で整流され、さらに
抵抗器Ｒ２およびコンデンサＣ２で積分されて非反転増
幅器ＮＲＡのオペアンプＯＰの非反転入力端子２に入力
する。したがって、オペアンプＯＰは、積分された電圧
と基準電圧源Ｅとの差を増幅し、出力端子３に高周波動
作検出信号を出力する。そして、高周波動作検出信号
は、制御手段ＣＣのスイッチング制御入力端子７に入力
する。制御手段ＣＣは、入力した高周波動作検出信号に
基づいて演算を行い、高周波動作検出信号がほぼ一定の
第１のレベルになるようにスイッチング手段Ｑ１のオン
デューティを負帰還制御する。そのその結果、高周波は
定電圧制御される。

【０１２３】ところで、無負荷検出手段ＮＬＤにおいて
は、放電ランプＤＤＬが出力トランスＴの２次巻線ｗｓ
に正常に接続して点灯しているときには、二次側高周波
電流検出手段Ｒ９に電圧降下が生じるので、反転スイッ
チ回路ＲＳＣのスイッチＱ２のベースにベース電流が流
入する。このため、スイッチＱ２はオンするので、コレ
クタ電圧がほぼ０になる。したがって、無負荷検出手段
ＮＬＤは、スイッチＱ３のベース電位が低くなるため、
スイッチＱ３はオフ状態となるので、無負荷検出手段Ｎ
ＬＤからの出力は生じない。

【０１２４】２．異常時（１）無負荷時無負荷時においては、二次側高周波電流検出手段Ｒ９の
電位が０になるので、スイッチＱ２はオフする。反転ス
イッチ回路ＲＳＣのスイッチＱ２がオフになると、スイ
ッチＱ３のベース電位が高くなるので、スイッチＱ３は
オンする。これにより高周波動作検出手段ＨＦＤの電圧
分割器ＶＤの抵抗器Ｒ３が短絡され、これに伴い抵抗器
Ｒ２およびコンデンサＣ２の電圧も低下するので、オペ
アンプＯＰの非反転入力端子２の電位が殆ど０たとえば
０．５Ｖ程度まで低下する。このため、非反転増幅器Ｎ
ＲＡの出力端子３からの高周波動作検出信号が０すなわ
ち第２のレベルになる。これを受けて、制御手段ＣＣ
は、そこに制御入力する高周波動作検出信号が基準とす
る目標電圧より小さくなるため、シャットダウン機能を
作用させて、高周波発生動作を停止するので、保護動作
が行なわれる。（２）過電流時過電流時においては、電流検出素子Ｒ１５の電圧降下が
大きくなり、これに伴なって抵抗器Ｒ１７の電圧が高く
なり、制御手段ＣＣの過電流制御入力端子８に入力する
電圧も高くなる。制御手段ＣＣは、過電流制御入力端子
８に入力する電圧が所定値を超えると、過電流制御を行
い高周波発生手段ＨＦＧのスイッチング手段Ｑ１をオフ
させる。

【０１２５】髭除去用コンデンサＣ４は、出力トランス
Ｔの１次巻線の浮遊静電容量が大きい場合などにスイッ
チング手段Ｑ１がオンした瞬間に電流の過渡パルス、い
わゆる髭が発生したとしても、その髭を吸収して除去す
るので、髭による誤動作で過電流保護制御が行なわれる
のを防止する。

【０１２６】図５は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
１の実施形態における正常時の高周波電圧を示す波形図
である。

【０１２７】高周波電圧は、高周波動作検出手段ＨＦＤ
の抵抗器Ｒ３の両端に現れる帰還電圧である。図におい
て、時間軸に沿って「ＯＮ」で示した区間はスイッチン
グ手段Ｑ１のオン期間を、同じく「ＯＦＦ」で示した区
間はオフ期間を、それぞれ示している。したがって、両
者を合わせると、スイッチングの１周期となる。また、
この１周期に注目したとき、高周波電圧波形の斜線を施
した部分すなわちプラスの電圧が高周波動作検出手段Ｈ
ＦＤにおいて、ダイオードＤ１を通過し、抵抗器Ｒ２お
よびコンデンサＣ２により積分されてオペアンプＯＰの
非反転入力端子２に入力する。

【０１２８】また、図中、パルス電圧Ｐ１と、Ｐ２〜Ｐ
４とでは、その周期が相違しているが、その理由を図６
を参照して説明する。

【０１２９】図６は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
１の実施形態における放電ランプの等価回路図である。

【０１３０】すなわち、放電ランプの等価回路は、コン
デンサＣ_ＩＮ１、負荷抵抗Ｒ_ＬおよびコンデンサＣ_ＩＮ
２の直列回路と、コンデンサＣ_ＯＵＴ１と、コンデンサ
Ｃ_Ｏ _ＵＴ２との並列回路からなっている。コンデンサＣ
_ＩＮ１およびコンデンサＣ_Ｉ _Ｎ２は、外部電極１３と放
電容器１１の内面との間に形成される静電容量である。
したがって、コンデンサＣ_ＩＮ１およびコンデンサＣ
_ＩＮ２の静電容量は、外部電極１３の面積、放電容器１
１の構成材料であるガラスの比誘電率および厚さ、なら
びに外部電極１３を放電容器１１の外面に貼着している
粘着剤の比誘電率および厚さにより決定する。

【０１３１】これに対して、コンデンサＣ_ＯＵＴ１、Ｃ
_ＯＵＴ２は、外部電極１３、１３間の主として放電容器
１１の外面に沿って形成される静電容量である。このた
め、コンデンサＣ_ＩＮ１およびコンデンサＣ_ＩＮ２の静
電容量に比較すると、相対的に小さい。

【０１３２】そうして、前記パルス電圧Ｐ１の周期は、
コンデンサＣ_ＩＮ１、負荷抵抗Ｒ_ＬおよびコンデンサＣ
_ＩＮ２の直列回路と出力トランスＴの２次側から見たイ
ンダクタンスとの共振により決定される。これに対し
て、パルス電圧Ｐ２〜Ｐ４は、いわゆるリンギングによ
るパルスであり、その周期は、コンデンサＣ_ＯＵＴ１、
Ｃ_ＯＵＴ２と出力トランスＴの２次側から見たインダク
タンスとの共振により決定される。

【０１３３】上述のように、外部電極を備えていて、誘
電体バリヤ放電を行なう放電ランプは、内部電極間で放
電を行なう放電ランプとはかなり相違した動作を行な
い、これに伴なって放電ランプ点灯装置も異なった制御
と構成が要求される。

【０１３４】図７は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
２の実施形態を示す回路図である。

【０１３５】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１３６】本実施形態は、図１に示す実施形態と同様
に無負荷および過電流に対する保護動作を行なう点にお
いては同様であるが、高周波動作検出手段ＨＦＤの構成
および動作が異なる。すなわち、高周波動作検出手段Ｈ
ＦＤは、電圧分割器ＶＤの抵抗器Ｒ１８と並列にコンデ
ンサＣ５が接続している。

【０１３７】そうして、本実施形態においては、高周波
電圧のうち高次の高調波成分がコンデンサC５をバイパ
スするため、この高次の高調波成分による抵抗器Ｒ３の
電圧降下が相対的に増加して、結果的に高周波電力に比
例的な電圧が抵抗器Ｒ３の両端間に現れる。この電圧に
基づいて高周波動作検出信号が形成されて制御手段ＣＣ
のスイッチング制御入力端子７に入力するので、放電ラ
ンプＤＤＬの点灯をほぼ定電力制御することができる。

【０１３８】以下、図８ないし図１９を参照して異常放
電および過電流に対する保護動作を行なういくつかの実
施形態について説明する。なお、各図において、図１と
同一部分については同一符号を付して説明は省略する。

【０１３９】図８は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
３の実施形態を示す回路図である。

【０１４０】本実施形態においては、高周波動作検出手
段ＨＦＤがランプ電流すなわち高調波電流を検出する構
成であるとともに、無負荷検出手段ＮＬＤに代えて異常
放電検出手段ＡＤＤが配設されている点で図１と異な
る。

【０１４１】＜高周波動作検出手段ＨＦＤについて＞高
周波動作検出手段ＨＦＤは、ランプ電流検出手段Ｒ９お
よび帰還信号形成回路ＦＳＰからなる。ランプ電流検出
手段Ｒ９は、放電ランプＤＤＬ側の一端が接地されてい
る。帰還信号形成回路ＦＳＰは、抵抗器Ｒ１９、Ｒ２０
およびダイオードＤ５の直列回路と、抵抗器Ｒ２０に並
列接続したコンデンサＣ６からなる。上記直列回路の一
端は、ランプ電流検出手段Ｒ９および出力トランスＴの
２次巻線ｗｓの接続点に接続し、他端は接地点に接続し
ている。そして、抵抗器Ｒ２０およびコンデンサＣ６の
両端間電圧が制御手段ＣＣのスイッチング制御入力端子
７に入力される。

【０１４２】＜異常放電検出手段ＡＤＤについて＞異常
放電検出手段ＡＤＤは、異常放電電流バイパス手段ＡＤ
Ｂおよび制御スイッチ手段ＣＳからなる。異常放電電流
バイパス手段ＡＤＢは、ダイオードＤ６および抵抗器Ｒ
２１、Ｒ２２の直列回路、ならびに抵抗器Ｒ２１に並列
接続したコンデンサＣ７からなり、ハイパスフィルタを
構成している。制御スイッチ手段ＣＳは、バイポーラト
ランジスタからなるスイッチＱ４、Ｑ５を主体として構
成されていて、スイッチＱ４を異常放電電流バイパス手
段ＡＤＢにより制御し、さらにスイッチＱ４によりスイ
ッチＱ５を増幅的に制御するようになっている。すなわ
ち、スイッチＱ４のベースは、抵抗器Ｒ２３および異常
放電電流バイパス手段ＡＤＢのコンデンサＣ７を介して
ダイオードＤ６および抵抗器Ｒ２１の接続点に接続して
いる。また、スイッチＱ４のコレクタは、抵抗器Ｒ２４
を介してスイッチＱ５のベースに接続し、エミッタは接
地点に接続している。スイッチＱ５のエミッタは直流電
源Ｅｅに接続し、コレクタは抵抗器Ｒ２５を介して制御
手段ＣＣの異常放電制御入力端子１０に接続している。

【０１４３】＜回路動作について＞正常時においては、
放電ランプＤＤＬが点灯してランプ電流が流れると、高
周波動作検出手段ＨＦＤの二次側高周波電流検出手段Ｒ
９に電圧降下を生じ、接地電位との間に電位差を生じる
ので、抵抗器Ｒ２０およびコンデンサＣ６の両端間に積
分された電圧が現れる。この電圧が高周波動作検出信号
として制御手段ＣＣのスイッチング制御入力端子１０に
入力する。このため、制御手段ＣＣは、スイッチング手
段Ｑ１に対するゲートドライブ信号の位相を制御して、
高周波動作検出信号が第１のレベルになるように負帰還
制御を行なう。その結果、放電ランプの点灯は、定電流
制御される。

【０１４４】次に、異常放電が発生すると、異常放電電
流が二次側高周波電流検出手段Ｒ９に流れる。異常放電
電流は、正常時のランプ電流に比較してその立下り（立
上り）部分に５０ＭＨｚ以上の高次の高調波を多く含ん
でいるので、異常放電電流バイパス手段ＡＤＤのダイオ
ードＤ６およびコンデンサＣ７を介して異常放電電流が
バイパスする。その結果、スイッチＱ４のベースにベー
ス電流が流れるので、スイッチＱ４がオンする。スイッ
チＱ４がオンすると、スイッチＱ５のベースにベース電
流が流れてスイッチＱ５がオンするので、制御手段ＣＣ
の異常放電制御入力端子１０に異常放電検出信号が入力
する。制御手段ＣＣは、異常放電検出信号が入力する
と、スイッチング手段Ｑ１のゲートドライブ信号の供給
を停止するので、高周波発生手段ＨＦＧは、高周波発生
を停止して、保護動作を行なう。

【０１４５】図９は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
３の実施形態における正常時の高周波電流波形および異
常放電電流の概念的波形を示す波形図である。

【０１４６】図において、実線は正常時の高周波電流波
形、点線は異常放電電流の概念的波形であり、いずれも
二次側高周波電流検出手段Ｒ９の端子電圧として求めら
れる。すなわち、異常放電電流は、その立下り（立上
り）が正常時より急峻で、またピーク値も大きい。

【０１４７】図１０は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第３の実施形態における正常時の高周波電流波形の要部
を拡大して示す波形図である。

【０１４８】図１１は、同じく異常放電時の高周波電流
波形の要部を拡大して示す波形図である。

【０１４９】図１０および図１１の対比により明瞭に区
別できるように、異常放電時にはランプ電流の立下り
（立上り）時に、図１１のｐに示す５０ＭＨｚ以上の高
調波が重畳する。このため、図９において説明したよう
になる。

【０１５０】図１２は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第４の実施形態を示す回路図である。

【０１５１】本実施形態においては、高周波動作検出手
段ＨＦＤが高周波電圧を検出する構成であって、その高
電圧検出部ＨＶＤについては図１と同様であるととも
に、異常放電検出手段ＡＤＤが二次側高周波電流検出手
段Ｒ９の接地態様が異なる。

【０１５２】＜高周波動作検出手段ＨＦＤについて＞高
周波動作検出手段ＨＦＤは、高電圧検出部ＨＶＤのみか
らなる。すなわち、抵抗器Ｒ２およびコンデンサＣ２の
両端間電圧が高周波動作検出信号として直接制御手段Ｃ
Ｃのスイッチング制御入力端子７に入力する構成であ
る。

【０１５３】＜異常放電検出手段ＡＤＤについて＞異常
放電検出手段ＡＤＤは、二次側高周波電流検出手段Ｒ９
の２次巻線ｗｓ側の一端が接地されている。また、異常
放電電流バイパス手段ＡＤＢにおける直列回路のダイオ
ードD６のアノードが二次側高周波電流検出手段Ｒ９お
よび放電ランプＤＤＬの接続点に接続している。

【０１５４】図１３は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第４の実施形態における正常時および異常放電時の高周
波電流を示す波形図である。

【０１５５】図において、実線は正常時の高周波電圧波
形、点線は異常放電時の概念的電圧波形であり、いずれ
も二次側高周波電流検出手段Ｒ９の両端に現れる電圧で
ある。

【０１５６】図１４は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第５の実施形態を示す回路図である。

【０１５７】本実施形態は、高周波動作検出手段ＨＦＤ
が図７に示す第２の実施形態と同様に定電力制御的な制
御を行なう構成であるが、高周波電圧検出部ＨＶＤのみ
からなる点および異常放電検出手段については図１２の
第４の実施形態と同様である。したがって、説明は省略
する。

【０１５８】図１５は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第６の実施形態を示す回路図である。

【０１５９】本実施形態は、図１に示す実施形態に図８
に実施形態における異常放電検出手段ＡＤＤおよびこれ
に関連する制御手段ＣＣの構成を付加して、より実際的
な放電ランプ点灯装置としたものである。したがって、
図１および図８と同一部分については同一符号を付して
説明は省略する。

【０１６０】図１６は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第７の実施形態を示す回路図である。

【０１６１】本実施形態は、図１５に示す実施形態にタ
イマ手段ＴＭを付加して、放電ランプＤＤＬの始動時に
おける所定時間の間には、保護動作を行なわないように
構成している点で異なる。

【０１６２】すなわち、タイマ手段ＴＭは、時定数回路
ｔｃ、第１のスイッチ回路Ｓ１および第２のスイッチ回
路Ｓ２からなる。

【０１６３】時定数回路ｔｃは、抵抗器Ｒ２６およびコ
ンデンサＣ８に直列回路からなり、制御手段ＣＣの直流
電源端子９と接地との間に接続している。時定数回路ｔ
ｃの時定数は、放電ランプＤＤＬの始動時間よりいくら
か長く設定されている。

【０１６４】第１のスイッチ回路Ｓ１は、バイポーラト
ランジスタからなるスイッチＱ６、抵抗器Ｒ２７、Ｒ２
８、Ｒ２９により構成され、スイッチＱ６のベースが抵
抗器Ｒ２７を介して時定数回路ｔｃの出力端に接続して
いる。

【０１６５】第２のスイッチ回路Ｓ２は、バイポーラト
ランジスタからなるスイッチＱ７、抵抗器Ｒ３０、Ｒ３
１、Ｒ３２により構成され、第１のスイッチ回路Ｓ１に
従動するように接続している。そして、第２のスイッチ
回路Ｓ２の出力端は、ダイオードＤ７、Ｄ８を介して無
負荷検出手段ＮＬＤおよび異常放電検出手段ＡＤＤに接
続している。すなわち、ダイオードＤ７およびＤ８は、
それらのカソードが第２のスイッチ回路Ｓ２のコレクタ
に接続している。ダイオードＤ７のアノードが無負荷検
出手段ＮＬＤのスイッチＱ２のコレクタに接続してい
る。そして、ダイオードＤ８のアノードが異常放電検出
手段ＡＤＤの異常放電バイパス手段ＡＤＢの出力端に接
続している。

【０１６６】そうして、直流電源ＤＣが投入されると、
高周波発生手段ＨＦＧが作動して高周波が発生して、放
電ランプＤＤＬに印加されるので、放電ランプＤＤＬが
始動を開始し得るとともに、制御手段ＣＣの直流電源端
子９に低電圧の直流電圧が供給されて、タイマ手段ＴＭ
の時定数回路ｔｃに印加される。これにより、時定数回
路ｔｃが動作を開始し、その時点でスイッチＱ６はオ
フ、スイッチＱ７はオンしている。スイッチＱ７がオン
していると、スイッチＱ２のコレクタ電位は、ダイオー
ドＤ７およびスイッチＱ７を介して接地されているの
で、無負荷検出手段ＮＬＤは無負荷状態を検出動作を行
なうことができない。一方、異常放電検出手段ＡＤＤの
異常放電バイパス手段ＡＤＢの出力端は、ダイオードＤ
８およびスイッチＱ７を介して接地されているので、異
常放電検出手段ＡＤＤは放電ランプＤＤＬの異常放電を
検出することができない。

【０１６７】これに対して、直流電源ＤＣの投入後、所
定時間すなわちタイマ時間が経過すると、時定数回路ｔ
ｃのコンデンサＣ８の電位が上昇して第１のスイッチ回
路Ｓ１のスイッチＱ６がオンする。スイッチＱ６がオン
すると、第２のスイッチ回路Ｓ２のスイッチＱ７は、そ
のベース電位が接地電位になるため、オフする。このた
め、無負荷検出手段ＮＬＤおよび異常放電検出手段ＡＤ
Ｄは、タイマ手段ＴＭによる拘束が解除されるので、そ
れぞれ検出動作を行なうことができるようになる。

【０１６８】図１７は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第８の実施形態を示す回路図である。

【０１６９】図１８は、同じく出力トランスの磁気構体
を示す正面図である。

【０１７０】図１９は、同じく各部の電圧、電流波形を
示す波形図である。

【０１７１】各図において、図１および図８と同一部分
については同一符号を付して説明は省略する。本実施形
態は、出力トランスの構成が異なる。

【０１７２】すなわち、図１７において、Ｃｓは出力ト
ランスの１次巻線ｗｐのターン間に生じる浮遊静電容量
であるが、この浮遊静電容量Ｃｓが大きいと、スイッチ
ング手段Ｑ１がオン時に流れる電流の立ち上がり部分に
髭が発生し、そのため制御手段ＣＣが誤動作をして、不
所望な過電流保護動作が行なわれやすい。そこで、本発
明においては、出力トランスＴの１次巻線ｗｐを多層巻
きにして、浮遊静電容量Ｃｓを小さくしている。

【０１７３】出力トランスＴは、図１８に示すように、
コアＣＯ、コイルボビンＣＢ、１次巻線ｗｐ、２次巻線
ｗｓ、絶縁テープＩＴを主体として構成されている。コ
アＣＯは、ＥＥＲ形のフェライトコアからなる。１次巻
線ｗｐは、リッツ線を用いるとともに、中間に絶縁テー
プＩＴを間に挟んで２層構成とし、４ターンに形成され
ている。２次巻線ｗｓは、同様に２層構成であるが、５
２ターンである。

【０１７４】そうして、本実施形態においては、図１９
に示すように、スイッチング手段Ｑ１のオン時に髭が発
生しないので、高周波発生手段ＨＦＧが正常に作動す
る。なお、図１５において、（ａ）はスイッチング手段
Ｑ１のゲート・ソース間電圧、（ｂ）は抵抗器Ｒ１５の
端子電圧、をそれぞれ示す。

【０１７５】これに対して、図中（ｂ）において点線で
示すように、髭Ｂが発生すると、制御手段ＣＣが誤動作
して保護動作を行なってしまい、ゲートドライブ信号を
停止するので、ゲート・ソース間電圧も図中（ａ）にお
いて点線で示すようになる。

【０１７６】図２０は、本発明の照明装置の一実施形態
としての画像読取装置を示す概念的断面図である。

【０１７７】図において、２１は画像読取光学系、２２
は信号処理装置、２３は原稿載置面、２４は点灯回路、
２５はケースである。

【０１７８】画像読取光学系２１は、本実施形態におい
ては蛍光ランプ２１ａ、ミラー２１ｂ、集積レンズ２１
ｃおよび電荷結合素子２１ｄを主たる構成要素としてい
る。なお、図示しないが、蛍光ランプ、セルフォニック
レンズおよび電荷結合素子を主たる構成要素とすること
もできる。蛍光ランプ２１ａは、図２ないし図４に示す
構造である。そして、そのアパーチャから出射した光
は、原稿載置面２３を介して図示しない原稿に向けて照
射される。原稿からの反射光は、ミラー２１ｂで所定方
向へ反射され、集積レンズ２１ｃで集光され、電荷結合
素子２１ｄすなわちＣＣＤで受光されるように配置され
ている。

【０１７９】信号処理装置２２は、受光手段２１ｂの出
力信号を処理して画像信号を形成する。

【０１８０】点灯回路２４は、蛍光ランプ２１ａを高周
波で点灯する。

【０１８１】ケース２５は、以上の各構成要素を内部に
収納している。

【０１８２】そうして、画像読取光学系２１と、原稿載
置面２３とを相対的に走査する。すなわち、いずれか一
方または双方が反対方向へ図示しない駆動機構により駆
動されて移動していく過程で、電荷結合素子２１ｄが移
動方向に対して直角方向に順次原稿面からの反射光を受
光して行く。なお、本実施形態の画像読取装置は、複写
機、イメージスキャナおよびファクシミリなどのＯＡ機
器に適応する。

【０１８３】

【発明の効果】請求項１および２の各発明によれば、希
ガスを主体とする放電媒体を封入した放電容器の外面に
少なくとも一方の電極が配設されている一対の電極を備
えた放電ランプ、出力トランスおよびスイッチング手段
を備えた高周波発生手段、高周波を検出して高周波動作
検出信号を出力する高周波動作検出手段、高周波動作検
出信号が制御入力してその高周波動作検出信号が第１の
レベルになるようにスイッチング手段を帰還制御すると
ともに高周波動作検出信号が第２のレベルに変化したと
きに保護動作を行なう制御手段、ならびに無負荷状態を
検出したときに制御手段に制御入力される高周波動作検
出信号を第２のレベルに強制的に変化させる無負荷検出
手段を具備していることにより、無負荷を自動的に検出
して迅速にして適切な保護動作を行なう放電ランプ点灯
装置を提供することができる。

【０１８４】請求項２の発明によれば、加えて制御手段
がシャットダウン機能を有するレギュレータ用ＩＣから
なることにより、シャットダウン機能を利用して高周波
発生を停止する保護動作を行なうので、制御に伴ってハ
ンチィングを生じることがなく、しかも、制御が正確で
応答が早くなるうえに、回路実装が簡単になるととも
に、ランプ電流により無負荷を検出するので、検出精度
が高く、回路構成が簡単になる放電ランプ点灯装置を提
供することができる。

【０１８５】請求項３の発明によれば、希ガスを主体と
する放電媒体を封入した放電容器の外面に少なくとも一
方の電極が配設されている一対の電極を備えた放電ラン
プ、出力トランスおよびスイッチング手段を備えた高周
波発生手段、高周波を検出して高周波動作検出信号を出
力する高周波動作検出手段、シャットダウン機能を有す
るレギュレータ用ＩＣからなり、シャットダウン機能を
利用して高周波発生を停止する保護動作を行なう高周波
動作検出信号が制御入力してその高周波動作検出信号が
所定のレベルになるようにスイッチング手段を帰還制御
するとともに後記異常放電検出信号が制御入力したとき
に、シャットダウン機能を利用して高周波発生手段のス
イッチング手段を制御して保護動作を行なう制御手段、
ならびに異常放電電流のみをバイパスする異常放電電流
バイパス手段および制御スイッチ手段を備え異常放電時
に異常放電検出信号を出力して制御手段に制御入力する
異常放電検出手段を具備していることにより、以下の効
果を有する放電ランプ点灯装置を提供することができ
る。

【０１８６】１微小な異常放電電流であっても、速や
かに検出して確実な保護を行なう。２ランプ電流の如何にかかわらず異常放電のみを検出
することにより、放電ランプを調光や高出力点灯してい
る場合であっても、誤動作することなく、異常放電を検
出することができるので、放電ランプの多様な点灯モー
ドに適応することができる。

【０１８７】３レギュレータ用ＩＣのシャットダウン
機能を用いて保護動作を行なうので、制御に伴ってハン
チィングを生じることがなく、しかも、制御が正確で応
答が早くなるうえに、回路実装が簡単になる。

【０１８８】４以上の各効果を有していることによ
り、総合して安全性が極めて高くなる。

【０１８９】請求項４の発明によれば、希ガスを主体と
する放電媒体を封入した放電容器の外面に少なくとも一
方の電極が配設されている一対の電極を備えた放電ラン
プ、出力トランスおよびスイッチング手段を備えた高周
波発生手段、高周波を検出して高周波動作検出信号を出
力する高周波動作検出手段、高周波動作検出信号が制御
入力してその高周波動作検出信号が所定のレベルになる
ようにスイッチング手段を帰還制御するとともに制御入
力した後記電流検出信号が所定値を超えたときにスイッ
チング手段を制御して保護動作を行なう制御手段、無負
荷状態を検出したときに制御手段に制御入力される高周
波動作検出信号を第２のレベルに強制的に変化させる無
負荷検出手段、ならびに異常放電電流のみをバイパスす
る異常放電電流バイパス手段および制御スイッチ手段を
備え異常放電時に異常放電検出信号を出力して制御手段
に制御入力する異常放電検出手段を具備していることに
より、無負荷状態および異常放電の両方に対し、これら
を検出して高周波発生手段の保護動作を行なうことがで
きるので、誘電体バリヤ放電を行なう放電ランプの実用
的な放電ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１９０】請求項５の発明によれば、希ガスを主体と
する放電媒体を封入した放電容器の外面に少なくとも一
方の電極が配設されている一対の電極を備えた放電ラン
プ、出力トランスおよびスイッチング手段を備えた高周
波発生手段、高周波を検出して高周波動作検出信号を出
力する高周波動作検出手段、高周波動作検出信号が制御
入力してその高周波動作検出信号が所定のレベルになる
ようにスイッチング手段を帰還制御するとともに制御入
力した後記電流検出信号が所定値を超えたときにスイッ
チング手段を制御して保護動作を行なう制御手段、なら
びに出力トランスの１次側に流れる電流を検出する電流
検出素子および出力端に髭除去用コンデンサを備え電流
検出信号を出力する電流検出手段を具備していることに
より、過電流を自動的に検出して迅速にして適切な保護
動作を行なう放電ランプ点灯装置を提供することができ
る。

【０１９１】請求項６の発明によれば、加えて出力トラ
ンスの１次巻線が多層巻きであることにより、１次巻線
の浮遊静電容量が低減してスイッチング手段のオン時に
髭が発生しにくい放電ランプ装置を提供することができ
る。

【０１９２】請求項７の発明によれば、加えてタイマ手
段を備えていて、放電ランプの始動時に所定時間の間制
御手段が保護動作を行なわないように作用するので、誤
動作により不所望な保護動作が行なわれるのを回避する
ことができる。放電ランプ装置を提供することができ
る。

【０１９３】請求項８の発明によれば、機器本体および
機器本体に装備された請求項１ないし７の放電ランプ点
灯装置を具備していることにより、請求項１ないし７の
発明の効果を有する機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態
を示す回路図

【図２】同じく放電ランプの正面図

【図３】同じく放電ランプの拡大横断面図

【図４】同じく放電ランプの外部電極および透光性樹脂
シートの展開図

【図５】本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態
における正常時の高周波電圧を示す波形図

【図６】本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態
における放電ランプの等価回路図

【図７】本発明の放電ランプ点灯装置の第２の実施形態
を示す回路図

【図８】本発明の放電ランプ点灯装置の第３の実施形態
を示す回路図

【図９】本発明の放電ランプ点灯装置の第３の実施形態
におけるランプ電流波形および異常放電電流の概念的波
形を示す波形図

【図１０】本発明の放電ランプ点灯装置の第３の実施形
態における正常時の高周波電流波形の要部を拡大して示
す波形図

【図１１】同じく異常放電時の高周波電流波形の要部を
拡大して示す波形図

【図１２】本発明の放電ランプ点灯装置の第４の実施形
態を示す回路図

【図１３】本発明の放電ランプ点灯装置の第４の実施形
態における正常時および異常放電時の高周波電流を示す
波形図

【図１４】本発明の放電ランプ点灯装置の第５の実施形
態を示す回路図

【図１５】本発明の放電ランプ点灯装置の第６の実施形
態を示す回路図

【図１６】本発明の放電ランプ点灯装置の第７の実施形
態を示す回路図

【図１７】本発明の放電ランプ点灯装置の第８の実施形
態を示す回路図

【図１８】同じく出力トランスの磁気構体を示す正面図

【図１９】同じく各部の電圧、電流波形を示す波形図

【図２０】本発明の照明装置の一実施形態としての画像
読取装置を示す概念的断面図

【符号の説明】

１…反転入力端子２…非反転入力端子３…出力端子４…電源端子５…電源端６…ゲートドライブ信号出力端子７…スイッチング制御入力端子８…過電流制御入力端子９…直流電源端子１１…放電容器１３…外部電極Ｃ１…平滑コンデンサＣ４…髭除去用コンデンサＣＣ…制御手段ＤＣ…直流電源ＤＤＬ…放電ランプＦＢ…帰還回路ＨＦＧ…高周波発生手段ＨＶＤ…高周波検出部ＮＬＤ…無負荷検出手段ＮＲＡ…非反転増幅器ＯＣＤ…過電流検出手段ＯＰ…オペアンプＱ１…スイッチング手段Ｑ２…スイッチＱ３…スイッチＲＳＣ…反転スイッチ回路Ｔ…出力トランスＶＤ…電圧分割器ｗｐ…１次巻線ｗｓ…２次巻線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に希ガスを主体とする放電媒体を封入
した放電容器、および少なくとも一方は放電容器の外面
に配設された一対の電極を備えた放電ランプと；高周波
でスイッチングすることにより高周波電圧を発生するス
イッチング手段および高周波電圧を出力する出力トラン
スを備え、出力トランスの２次巻線に誘起する高周波電
圧を一対の電極間に印加して放電ランプを点灯する高周
波発生手段と；高周波電圧および高周波電流の少なくと
もいずれか一方を検出して高周波動作検出信号を発生す
る高周波動作検出手段と；高周波動作検出信号が制御入
力するように構成されて正常時には高周波動作検出信号
に応動して高周波動作検出信号がほぼ第１のレベルにな
るように高周波発生手段のスイッチング手段のスイッチ
ングを帰還制御するとともに、制御入力する高周波動作
検出信号が第２のレベルに変化したときには保護動作を
行なうように上記スイッチング手段を制御する制御手段
と；出力トランスの２次側の無負荷状態を検出したとき
に、制御手段に制御入力される高周波動作検出信号を第
２のレベルに強制的に変化させる無負荷検出手段と；を
具備していることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項２】内部に希ガスを主体とする放電媒体を封入
した放電容器、および少なくとも一方は放電容器の外面
に配設された一対の電極を備えている放電ランプと；直
流電源、直流電源間に接続した出力トランス、ならびに
出力トランスの１次巻線と直列的に接続して１次側回路
を形成するスイッチング手段を含む高周波発生手段と；
出力トランスの１次巻線の高周波電圧および高周波電流
の少なくともいずれか一方を検出して高周波動作検出信
号を発生する高周波動作検出手段と；シャットダウン機
能を有するレギュレータ用ＩＣからなり、高周波動作検
出信号が制御入力するように構成されて正常時には高周
波動作検出信号に応動して高周波動作検出信号がほぼ第
１のレベルになるように高周波発生手段のスイッチング
手段のスイッチングを帰還制御するとともに、高周波動
作検出信号が第２のレベルに変化したときはシャットダ
ウン機能を作用させて保護動作を行なうように高周波発
生手段のスイッチング手段を制御する制御手段と；放電
ランプのランプ電流を検出するとともに、ランプ電流が
検出されないときには制御手段に制御入力する高周波動
作検出信号を第２のレベルに強制的に変化させる無負荷
検出手段と；を具備していることを特徴とする放電ラン
プ点灯装置。
【請求項３】内部に希ガスを主体とする放電媒体を封入
した放電容器、および少なくとも一方は放電容器の外面
に配設された一対の電極を備えた放電ランプと；高周波
でスイッチングすることにより高周波電圧を発生するス
イッチング手段および高周波電圧を出力する出力トラン
スを備え、出力トランスの２次巻線に誘起する高周波電
圧を一対の電極間に印加して放電ランプを点灯する高周
波発生手段と；高周波電圧および高周波電流の少なくと
もいずれか一方を検出して高周波動作検出信号を発生す
る高周波動作検出手段と；シャットダウン機能を有する
レギュレータ用ＩＣからなり、高周波動作検出信号が制
御入力するように構成されていて、正常時には高周波動
作検出信号に応動して高周波動作検出信号がほぼ所定の
レベルになるように高周波発生手段のスイッチング手段
のスイッチングを帰還制御するとともに、後記異常放電
制御信号が制御入力したときにはシャットダウン機能を
作用させて保護動作を行なうように上記スイッチング手
段を制御する制御手段と；異常放電電流バイパス手段お
よび制御スイッチ手段を備えていて、異常放電電流バイ
パス手段は出力トランスの２次側に異常放電電流が流れ
たときに異常放電電流のみをバイパスして異常放電検出
信号を発生し、制御スイッチ手段は異常放電検出信号に
より作動して異常放電制御信号を形成し、異常放電制御
信号をスイッチング手段の制御手段に制御入力してシャ
ットダウン機能を作用させる異常放電検出手段と；を具
備していることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項４】内部に希ガスを主体とする放電媒体を封入
した放電容器、および少なくとも一方は放電容器の外面
に配設された一対の電極を備えた放電ランプと；高周波
でスイッチングすることにより高周波電圧を発生するス
イッチング手段および高周波電圧を出力する出力トラン
スを備え、出力トランスの２次巻線に誘起する高周波電
圧を一対の電極間に印加して放電ランプを点灯する高周
波発生手段と；高周波電圧および高周波電流の少なくと
もいずれか一方を検出して高周波動作検出信号を発生す
る高周波動作検出手段と；高周波動作検出信号が制御入
力するように構成されて正常時には高周波動作検出信号
に応動して高周波動作検出信号がほぼ第１のレベルにな
るように高周波発生手段のスイッチング手段のスイッチ
ングを帰還制御するとともに、制御入力する高周波動作
検出信号が第２のレベルに変化したときには第１の保護
動作を行ない、かつ、異常放電検出手段からの異常放電
制御信号が制御入力したときには第２の保護動作を行な
うように上記スイッチング手段を制御する制御手段と；
出力トランスの２次側の無負荷状態を検出したときに、
制御手段に制御入力される高周波動作検出信号を第２の
レベルに強制的に変化させる無負荷検出手段と；異常放
電電流バイパス手段および制御スイッチ手段を備えてい
て、異常放電電流バイパス手段は出力トランスの２次側
に異常放電電流が流れたときに異常放電電流のみをバイ
パスして異常放電検出信号を発生し、制御スイッチ手段
は異常放電検出信号により作動して異常放電制御信号を
形成し、異常放電制御信号をスイッチング手段の制御手
段に制御入力する異常放電検出手段と；を具備している
ことを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項５】内部に希ガスを主体とする放電媒体を封入
した放電容器、および少なくとも一方は放電容器の外面
に配設された一対の電極を備えた放電ランプと；高周波
でスイッチングすることにより高周波電圧を発生するス
イッチング手段および高周波電圧を出力する出力トラン
スを備え、出力トランスの２次巻線に誘起する高周波電
圧を一対の電極間に印加して放電ランプを点灯する高周
波発生手段と；高周波電圧および高周波電流の少なくと
もいずれか一方を検出して高周波動作検出信号を発生す
る高周波動作検出手段と；高周波動作検出信号が制御入
力するように構成されて正常時には高周波動作検出信号
に応動して高周波動作検出信号がほぼ所定のレベルにな
るように高周波発生手段のスイッチング手段のスイッチ
ングを負帰還制御するとともに、後記電流検出信号が所
定レベルを超えたときには保護動作を行なうように上記
スイッチング手段を制御する制御手段と；出力トランス
の１次側に流れる電流を検出する電流検出素子および電
流検出素子に並列的に接続した髭除去用コンデンサを含
み、電流検出信号を制御手段に制御入力する電流検出手
段と；を具備していることを特徴とする放電ランプ点灯
装置。
【請求項６】出力トランスは、その１次巻線が多層巻き
であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一
記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項７】電源投入時にタイマ動作を行なって放電ラ
ンプの始動時に所定時間の間制御手段が保護動作を行な
わないように作用するタイマ手段を具備していることを
特徴とする請求項１ないし６のいずれか一記載の放電ラ
ンプ点灯装置。
【請求項８】機器本体と；機器本体に装備された請求項
１ないし７のいずれか一記載の放電ランプ点灯装置と；
を具備していることを特徴とする機器。