JP2003059677A - 放電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】放電の最中に停電等で装置の電源が停止された
場合、再び通電したときに放電が再開できるようにす
る。 【解決手段】放電制御装置において、装置全体の電源通
電開始時に記憶回路により放電動作中か否かを示すフラ
グ４１の状態を検出するフラグ検出段階、放電命令によ
りフラグ４１をアクティブにするか又はアクティブを維
持するフラグセット段階と高圧放電停止命令、または低
圧放電停止命令によりフラグ４１をパッシブにするフラ
グリセット段階とを有し、フラグ検出段階にてフラグ４
１がアクティブと検出された場合は放電命令をすること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放電型ランプとして
応用される放電制御装置および放電装置に、または放電
型ランプを光源とするレーザー発生装置として応用され
る放電制御装置および放電装置に、またはアーク溶接機
やアーク放電を利用した鋳造機として応用される放電制
御装置および放電装置に属する。

【０００２】また、本発明は歯科または歯科技工分野に
おいて歯冠修復物および歯科補綴物として用いられる光
重合樹脂を重合硬化させるための歯科用光重合器に用い
る放電型ランプとして応用される放電制御装置および放
電装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来の放電制御装置および放電装置は，
放電直前に高周波を多く含んだ高電圧を電極間に印加し
て電極間のガス中に火花放電を発生させ，その放電経路
に発生した導電性プラズマ中を低圧の放電電流を流して
ブラズマを増大させ，アーク放電またはグロー放電に移
行することで発光または発熱し，放電維持する。

【０００４】この放電開始作業の起点である高周波高電
圧は，数ｋＶ〜十数ｋＶにも及ぶため，マイクロコンピ
ュータシステムで放電を制御しようとする場合，この高
周波高電圧によるノイズでマイクロコンピュータが非常
に誤動作しやすい環境となる。

【０００５】この誤動作を防止するために従来の放電制
御装置および放電装置では，マイクロコンピュータと放
電開始回路や安定放電回路との間をフォトカプラで絶縁
したり，マイクロコンピュータシステム用の電源と放電
開始回路や安定放電回路の電源をトランス等で絶縁して
設けたり，マイクロコンピュータシステムの出力信号を
光ファイバで送ったり，マイクロコンピュータシステム
を厳重にシールドしたりノイズフィルタでノイズを除去
したり，ノイズに強い３層以上のプリント基板を採用し
たりしてなるべく高周波高電圧によるノイズがマイクロ
コンピュータに進入しない様にしている。

【０００６】この様な従来の技術では，誤動作対策のた
めにノイズフィルタやシールドケース等のノイズ対策の
ための部品が増えたり実装のために大きさが大きくなる
等の問題があった。

【０００７】また，マイクロコンピュータはいろいろな
入出力の配線が多く接続されておりこれらノイズ対策を
マイクロコンピュータ回路基板近くで行うと多くの配線
にノイズが重畳することになり，そのためすべての配線
にノイズ対策を施さなければならない。

【０００８】もうひとつの方法としてノイズ対策をノイ
ズ源となっている放電制御装置基板をシールドケースで
覆い，この近くでノイズ対策をおこなうと少しでも大き
さ・部品点数・組み立て工数のうえで有利になる。

【０００９】この種の放電制御装置は，放電の大きな電
力を供給制御するために発熱が非常に大きいのでノイズ
対策のためにシールドケースに入れた場合放熱のための
ファン等の特別な設計が必要になる。その為、放熱が出
来ないと放電制御装置の温度上昇が大きくなって許容範
囲を超えてしまう。

【００１０】その対策のために大きな放熱能力のあるフ
ァンを使用しなければならず放電制御装置の大きさはま
すます大きくなってしまう。さらにノイズ対策は理論予
測があてはまりにくい、再現性がない等、設計が非常に
難しく，試行錯誤の繰り返しでひとつの条件で誤動作が
なくても別の条件では誤動作しやすかったりすることは
日常茶飯事で，放電制御装置の様にひとつの筐体の内部
にノイズ源と誤動作しやすい部分が同居するとなると設
計は非常に困難を極め、機器の信頼性を低下させる。

【００１１】また、従来の技術によると、放電の最中に
停電等で装置の電源供給が停止された場合、当然のこと
ながら放電は中断するが、再び通電したときに放電が再
開されることはない。放電には歯科用重合材料の硬化
や、自動溶接、レーザー照射による加工等の放電目的が
ある訳で、これらの装置が操作者による最初の放電開始
入力以降、無人の自動運転で動作した場合、放電目的が
達成されないばかりか、停電が操作者が認識し得ないい
わゆる瞬間停電の様なものだった場合、放電目的が中途
半端に達成されたことに操作者が気がつかない場合もあ
りうる。例えば歯科用重合材料の硬化の場合であれば重
合硬化が不完全な歯科用補綴物を患者に適用してしまう
ことにもなりかねない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】誤動作対策のために、
ノイズフィルタやシールドケース等の部品が増え、装着
した場合は装置全体が大きくなっていた。

【００１３】ノイズ対策のためには配線にノイズが重畳
することになり，そのためすべての配線にノイズ対策を
施さなければならないため、同様に装置全体が大きくな
っていた。

【００１４】放電制御装置では、放電の大きな電力を供
給制御するために発熱が非常に大きいのでノイズ対策の
ためにシールドケースに入れた場合放熱のためのファン
等の特別な設計が必要になるばかりか、装置全体が大き
くなっていた。

【００１５】放熱が出来ないと放電制御装置の温度上昇
が大きくなって許容範囲を超えてしまい、十分に作動し
なくなり、装置が止まることとなり、使い勝手がよくな
かった。その対策のために大きな放熱能力のあるファン
を使用しなければならず放電制御装置の大きさはますま
す大きくなってしまっていた。

【００１６】この様に従来の方法でノイズ対策を行った
としても、その有効性を確実に保証する設計方法も信頼
性試験方法も存在せず、ノイズによる誤動作を含めた装
置全体の信頼性を確保できなかった。

【００１７】放電の最中に停電等で装置の電源供給が停
止された場合、当然のことながら放電は中断するが、再
び通電したときに放電が再開されることはなかった。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は放電制御装置に
おいて、装置全体の電源通電開始時に記憶回路により放
電動作中か否かを示すフラグの状態を検出するフラグ検
出段階、放電命令によりフラグをアクティブにするか又
はアクティブを維持するフラグセット段階と高圧放電停
止命令、または低圧放電停止命令によりフラグをパッシ
ブにするフラグリセット段階とを有し、フラグ検出段階
にてフラグがアクティブと検出された場合は放電命令を
することを特徴とする放電制御装置である。

【００１９】本発明は放電部と、放電部に印加させる高
電圧により高圧放電電流を出力する高圧放電回路１、放
電部に印加させる低電圧により低圧放電電流を出力する
低圧放電回路２、低圧放電電流を検出する放電電流検出
回路３と、高圧放電回路１と低圧放電回路３を制御し放
電電流検出回路３の出力を検定する回路制御装置４を含
む放電制御装置において、回路制御装置４が、高圧放電
回路１と低圧放電回路２に出力動作を指示する放電命
令、及び放電電流検出回路４出力の検定後に高圧放電回
路に出力停止を指示する高圧放電停止命令、及び低圧放
電回路２に出力停止を指示する低圧放電停止命令を行う
ことができ、記憶回路により放電動作中か否かを示すフ
ラグを内蔵し、装置全体の電源通電開始時にフラグの状
態を検出するフラグ検出段階、放電命令によりフラグを
アクティブにするか又はアクティブを維持するフラグセ
ット段階、高圧放電停止命令、または低圧放電停止命令
によりフラグをパッシブにするフラグリセット段階とを
有し、フラグ検出段階にてフラグがアクティブと検出さ
れた場合は放電命令をすることを特徴とする放電制御装
置放電制御装置である。

【００２０】さらに好ましい本発明はフラグが回路制御
装置４の電源供給が停止してもその論理状態を維持する
ことを特徴とする請求項１または２記載の放電制御装置
である。

【００２１】本発明はアーク放電又はグロー放電による
ランプ、アーク放電による溶解装置又はレーザー発生装
置から選ばれた装置と請求項１〜３の放電制御装置を含
む放電制御装置付き放電装置である。

【００２２】またさらに好ましい本発明は歯科用光重合
材料を重合硬化させるために請求項４記載の放電装置を
用いた光重合装置である。

【００２３】

【発明の実施の形態】放電部とは、アーク放電、グロー
放電、火花放電のことであり、好ましくはアーク放電、
グロー放電である。もっとも好ましいのはアーク放電で
ある。

【００２４】放電部に印加させる高電圧とは、１ｋＶ以
上の高電圧であり、好ましくは５ｋＶ〜１００ｋＶの高
周波成分を多く含む高電圧でありさらに好ましくは１０
ｋＶ〜３０ｋＶの高周波成分を多く含む高電圧である。

【００２５】放電部に印加させる低電圧とは、１ｋＶ未
満の低電圧であり、好ましくは１Ｖ〜５００Ｖの直流ま
たは交流低電圧でありさらに好ましくは５Ｖ〜２４０Ｖ
の直流または交流低電圧である。

【００２６】高電圧により放電電流を出力するとは、放
電部に構成される電極間を絶縁破壊させ、初期のいわゆ
る火花放電状態を作成する目的にて放電するものであれ
ばよい。低電圧による放電電流を出力するとは、放電部
に発生した火花放電により絶縁破壊され通電可能な状態
になった電極間に低電圧によっても通電持続するいわゆ
るアーク放電またはグロー放電のことである。

【００２７】高圧放電回路と低圧放電回路を制御し放電
電流検出回路３の出力を検定する回路制御装置とは、入
力あるいは内部演算による数値または論理値を記憶可能
であり、あらかじめ定められたプログラムと呼ばれる手
順および方法で、入力または記憶した数値または論理値
を順次演算処理してその結果を出力または再度記憶しう
る装置で、好ましくはＣＰＵ、ＤＳＰ、メモリ、マイク
ロコンピュータ、コンピュータを含む装置である。

【００２８】放電制御装置とは、アーク放電又はグロー
放電によるランプ、アーク放電による溶解装置又はレー
ザー発生装置、歯科用光重合材料を重合硬化させるため
に放電装置を用いた光重合装置である。

【００２９】フラグとは、回路制御装置の内部に構成さ
れ、放電制御装置または放電装置または回路制御装置の
状態や演算結果を２値論理状態の形式で記憶した書き換
え可能なＲＡＭやフリップフロップ回路に代表される内
部記憶装置またはハードディスクやフロッピー（登録商
標）ディスクに代表される外部記憶装置の特定の記憶部
位のことであり、好ましくはＥＥＰＲＯＭの記憶部位の
ことである。

【００３０】フラグが回路制御装置の電源供給が停止し
てもフラグの状態を維持するとは、フラグを構成してい
る内部記憶装置または外部記憶装置の特定の記憶部位が
電源供給が停止しても記憶を保持しているということで
ある。

【００３１】本発明の具体的な制御について説明する。
回路制御装置４の動作は電源供給開始またはプログラム
のリセットと共にスタートから開始する。

【００３２】スタート直後にフラグのデータをチェッ
クし、パッシブならば高圧放電回路１および低圧放電
回路２を動作停止または動作停止維持し操作者による放
電開始入力待ちを行なう。

【００３３】操作者による放電開始入力があれば高
圧放電回路１および低圧放電回路２を動作させ、フラグ
をアクティブにする。

【００３４】通常の動作では、この後放電が開始すると
共に放電電流が流れ放電電流検出回路３により放電電
流が検出されると回路制御装置４の動作により高圧放電
回路１を出力停止するが、放電電流検出によって回路制
御装置４の動作を介さずに高圧放電回路１を出力停止す
る場合はこの限りではない。その後高圧放電回路１の出
力停止が完了した後にフラグをパッシブにする。

【００３５】高圧放電回路１が動作中は回路制御装置４
が誤動作を起こす可能性が生じる。本発明は高圧放電回
路１の動作により回路制御装置４が誤動作しても装置が
正常に機能する様に動作する。

【００３６】誤動作のパターンは直接リセットに至った
り、暴走後回路制御装置４の機能によりリセットに至っ
たりいくつかのパターンがあるが、いずれも回路制御装
置４の機能によりリセットに至らしめることができる。

【００３７】この様にして図中破線で示す様なプログラ
ム外の誤動作ジャンプで回路制御装置４がリセットした
場合、再び回路制御装置４はプログラムの最初から動作
を開始する。

【００３８】そしてフラグをチェックするが、このと
きフラグはアクティブになっているので→を経ずに
高圧放電回路１および低圧放電回路３の動作維持を行
う。この誤動作は高圧放電回路１が動作している間中何
回発生してもこの様にして、回路制御装置４が高周波高
電圧によって何回誤動作してもいずれもリセット後ス
タートに至り、いずれ放電電流が流れて→に至る。
このことを完全に説明するために高圧放電回路１の出力
する高周波高電圧について説明しなければならない。

【００３９】一般にこの種の放電制御装置や放電装置の
高圧放電回路１の出力する高周波高電圧は常時出力して
いるのではなく一定の間隔をおいて繰り返しパルス状に
出力している。ある高周波高電圧パルスで誤動作が発生
したとする。その高周波高電圧パルスで火花放電が所望
の放電電流のアーク放電またはグロー放電に至りその後
高周波高電圧パルスの休止期間となるが、この休止期間
の間に回路制御装置４のプログラムはスタートから
を経て放電電流検出に至り高圧放電回路１の出力停
止に至らしめる様に設計することができる。

【００４０】つまり、この高周波高電圧パルスの休止期
間の間は誤動作が発生することはない。この様にして本
発明の放電制御装置または放電装置は、何回誤動作して
も必ず所望の放電電流を保つ安定放電に至ることができ
るのである。

【００４１】本発明を実施した場合の動作を以下に説明
する。高圧放電回路１の動作中に停電等の電源供給が停
止した場合にもフラグの状態はアクティブのまま保たれ
る。再び電源の供給が開始した場合、回路制御装置４の
プログラムの実行はスタートから開始し、フラグがア
クティブなので高圧放電回路１・低圧放電回路２を動
作開始させ、操作者の放電開始入力を介することなく
の安定放電に至るまで自動的に動作する。これは、ラ
ンプ、溶解装置、レーザー発生装置、歯科用の放電装置
において、操作者の入力後、装置が無人自動運転状態で
動作中に停電等で動作が中断しても、再び通電した後に
操作者の再操作なしに無人自動運転を再会し装置運転の
目的を達成しうることを意味する。そのために、フラ
グをパッシブにする動作を装置運転の目的を達成し低圧
放電回路２の動作停止に連動して行う様にプログラムを
構成することは好適である。

【００４２】さらに詳しい実施の形態について、図１に
構成を示す。回路制御装置４内にフラグが構成される。
実線矢印は信号の経路を示し、破線矢印Ａは回路制御装
置４が直接、高圧放電回路１を制御する場合の信号の経
路、破線矢印Ｂは低圧放電回路２および放電電流検出回
路３が連動する場合の信号の経路を示し、実線太線は電
力配線を示す。

【００４３】図２に本発明の実施の動作の構成を示すた
めの回路制御装置４のプログラムのフローチャートを示
す。このフローチャートにて動作記述されている内容は
直接回路制御装置４のプログラムで記述されあるいは直
接回路制御装置４の出力で制御されるとは限らず、装置
内部で回路制御装置４の出力に連動して動作する内容も
含まれる。

【００４４】

【図面の簡単な説明】

【図１】 回路全体の概略図

【図２】 回路制御装置のプログラムのフローチ
ャート図

【符号の説明】

１ 高圧放電回路 ２ 低圧放電回路 ３ 放電電流検出回路 ４ 回路制御装置 ４１ フラグ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 信夫 京都府京都市東山区福稲上高松町11番地 株式会社松風内 Ｆターム(参考） 3K082 AA01 AA05 AA33 AA46 AA55 BA02 BA05 BA06 BA55 BC22 BC23 BD04 BD26 BD32 BE02 BE03 BE14 CA32 3K083 AA01 AA04 AA07 AA26 AA43 AA46 AA66 BA02 BA05 BA06 BC32 BC33 BD04 BD16 BD22 BD25 BE02 BE03 BE04 BE20 CA32 4G075 AA22 AA32 AA61 BA05 CA15 DA04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放電制御装置において、装置全体の電源通
   電開始時に記憶回路により放電動作中か否かを示すフラ
   グの状態を検出するフラグ検出段階、放電命令によりフ
   ラグをアクティブにするか又はアクティブを維持するフ
   ラグセット段階と高圧放電停止命令、または低圧放電停
   止命令によりフラグをパッシブにするフラグリセット段
   階とを有し、フラグ検出段階にてフラグがアクティブと
   検出された場合は放電命令をすることを特徴とする放電
   制御装置。
2. 【請求項２】放電部と、放電部に印加させる高電圧によ
   り高圧放電電流を出力する高圧放電回路１、放電部に印
   加させる低電圧により低圧放電電流を出力する低圧放電
   回路２、低圧放電電流を検出する放電電流検出回路３
   と、高圧放電回路１と低圧放電回路３を制御し放電電流
   検出回路３の出力を検定する回路制御装置４を含む放電
   制御装置において、回路制御装置４が、高圧放電回路１
   と低圧放電回路２に出力動作を指示する放電命令、及び
   放電電流検出回路４出力の検定後に高圧放電回路に出力
   停止を指示する高圧放電停止命令、及び低圧放電回路２
   に出力停止を指示する低圧放電停止命令を行うことがで
   き、記憶回路により放電動作中か否かを示すフラグを内
   蔵し、装置全体の電源通電開始時に記憶回路により放電
   動作中か否かを示すフラグの状態を検出するフラグ検出
   段階、放電命令によりフラグをアクティブにするか又は
   アクティブを維持するフラグセット段階、高圧放電停止
   命令、または低圧放電停止命令によりフラグをパッシブ
   にするフラグリセット段階とを有し、フラグ検出段階に
   てフラグがアクティブと検出された場合は放電命令をす
   ることを特徴とする放電制御装置。
3. 【請求項３】フラグが回路制御装置４の電源供給が停止
   してもその論理状態を維持することを特徴とする請求項
   １または２記載の放電制御装置。
4. 【請求項４】アーク放電又はグロー放電によるランプ、
   アーク放電による溶解装置又はレーザー発生装置から選
   ばれた装置と請求項１〜３の放電制御装置を含む放電制
   御装置付き放電装置。
5. 【請求項５】歯科用光重合材料を重合硬化させるために
   請求項４記載の放電装置を用いた光重合装置。