JP2005302379A - 点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基準電圧を変えるような調整を行わず、帰還回路に工夫を施すことで、製品毎に調光率のばらつきが生じないようにする。
【解決手段】昇圧トランスと、スイッチトランジスタと、帰還信号を得る帰還回路と、帰還信号と、基準電圧とを比較する比較回路と、前記比較回路から得られる比較結果の値に基づいて、前記スイッチトランジスタのオンオフ制御パルスのパルスデューティーを制御する制御回路とを有する。そして調光を得るために前記帰還信号の値を調整する調整回路４０を、帰還回路に接続している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば希ガスを封入した管の外側に１個以上の電極を有する低圧放電灯の点灯装置に係わり、特に、調光回路に対して独自の工夫を施した点灯装置に関する。

点灯装置には、昇圧トランスが用いられる。昇圧トランスの１次側には直流電圧が供給されるが、この直流電圧はスイッチトランジスタによりオンオフ制御される。昇圧トランスの２次側には昇圧された電圧が得られ、これが例えばランプに供給される。

したがって、この昇圧トランスの１次側に設けられたスイッチトランジスタのオンオフするパルスのデューティーを、可変すれば調光が可能であるし、また出力の設定値を安定化させることができる。
特開平１１−１６２６８９

調光を行う場合は、上記のスイッチトランジスタをオンオフする制御パルスのデューティーを可変しなければならない。そのために、スイッチトランジスタの出力の帰還回路と、この帰還回路の帰還電圧と基準電圧を比較する比較回路と、この比較回路の出力で、前記スイッチトランジスタの制御パルスを調整する回路とで構成されている。そして、基準電圧と前記帰還電圧とが等しくなるような制御を行なっている。これにより、出力電圧が安定する。

ここで、出力電圧値を可変、つまり調光を行う場合には、従来は、上記の基準電圧を可変抵抗を用いて調整する方法が採用されている。つまり基準電圧を可変抵抗を調整することで可変し、結果的に帰還電圧（フィードバック量）を可変し、所望の光量が得られたときに調整を終わり、安定化させている。しかしながら、基準電圧を変える方法であると、製品毎では調光作業後、所望の光量が得られたとしても、通常の光量安定化制御状態では、製品毎に基準電圧が異なることになる。このことは、製品毎に調光率が異なることを意味する。

また点灯装置で点灯されるランプの分光特性を見た場合、青の光がパルス性を持つ。このパルスの数がランプの白色光の色合いに影響を与える。

そこでこの発明の目的は、基準電圧を変えるような調整を行わず、帰還回路に工夫を施すことで、製品毎に調光率のばらつきが生じないようにした点灯装置を得ることにある。またこの発明は、点灯する白色光の中でパルス性を有する青成分のパルス数が、スキャン周期内での色合いに影響を与えないように設定できる点灯装置を得ることにある。

1次側に直流電圧が供給され、２次側に昇圧され且つ安定化された電圧を得るための昇圧トランスと、前記昇圧トランスの１次側コイルをオンオフ制御するためのスイッチトランジスタと、前記スイッチトランジスタの出力を平滑して帰還信号を得る帰還回路と、前記帰還信号と、基準電圧とを比較する比較回路と、前記比較回路から得られる比較結果の値に基づいて、前記スイッチトランジスタのオンオフ制御パルスのパルスデューティーを制御する制御回路と、前記帰還回路に接続されて、調光を得るために前記帰還信号の基準値を外部から調整することができる調整回路とを備えるものである。

上記のように、基準電圧を変えるような調整を行わず、帰還回路において、帰還信号の値を調整できるようにしたことにより、製品毎に調光率のばらつきを抑えることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態である。

図１において、１１は入力端子ユニット、１２は、昇圧トランス、１３は出力端子ユニットである。入力端子ユニット１１の端子１１ａは、フューズ１４を介して昇圧トランス１２の一次側コイル１２１の一方の端子ａ１に接続されている。昇圧トランス１２の２次側コイル１２２の一方の端子ｂ１は、出力端子ユニット１３の端子１３ａに接続されている。また２次側コイル１２２の他方の端子ｂ２は接地ラインに接続されるとともに、端子ユニット１３の接地端子１３ｂに接続されている。端子ユニット１３の端子は、例えば希ガスを封入した管の外側に１個以上の電極を有する低圧放電灯（ランプ）に接続される。

ここで、１次側に与えられる直流電圧を昇圧するために、１次側コイル１２１の他方の端子ａ２には、スイッチ回路１５の出力であるスイッチングパルスが供給される。スイッチ回路１５は、例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタＳＷ）含み構成され、このＦＥＴの出力電極が１次側コイル１２１の端子ａ２に接続されている。ＦＥＴの他方の電極は、抵抗１６を介して接地ラインに接続されている。ＦＥＴの制御電極（ゲート）には、制御回路５０の制御パルス出力回路３２からの制御パルスが供給されている。この制御パルスにより、スイッチ回路１５がオンオフ制御され、１次側コイル１２１に流れる電流が制御され、昇圧が実現される。

ここで昇圧出力を調整（調光に相当する）するためには、制御パルスのパルスデューティーを可変することで可能である。また、調整の結果、得られた昇圧出力を安定に維持するためには、前記制御パルスのパルスデューティーを自動的に微調整する帰還回路が必要である。

そこで、このシステムでは、前記制御パルス出力回路３２に制御信号を与えることで、制御パルスのパルスデューティーを制御するために比較回路３０が設けられている。比較回路３０は、一方の入力端子に、基準電圧（Ｒｅｆ）調整抵抗３１を接続されている。そして、他方の入力端子に、帰還回路の帰還電圧が与えられる。

帰還回路は、次のように構成されている。即ち、１次側コイル１２１の端子ａ２の電流がダイオード１７にて検波される。ダイオード１７のカソードと接地ライン間には、抵抗１８、１９が直列接続されている。抵抗１８、１９の接続点と接地ライン間には、コンデンサ２０が接続されている。したがって、接続点に現われた分圧電圧が平滑され、この平滑電圧が帰還電圧として比較回路３０の入力端に供給される。基準電圧と帰還電圧との差が、制御信号として、制御パルス出力回路３２に与えられる。

ここで、可変抵抗３１を調整し、基準電圧Ｒｅｆを可変すると、平均的な出力電圧を調整することができる。所謂、調光を行うことに相当する。しかし、可変抵抗値３１の設定値が製品毎に大きく異なると、各製品毎で調光率が異なることになる。

そこでこの装置では、基準電圧Ｒｅｆは、製品間のばらつきに基づき可変抵抗３１を調整して基準値を設定できる。そして、平均的な調光を行う場合には、抵抗１８、１９の接続点と、接地ライン間に接続された、調光回路４０により、帰還信号の基準電圧を調整するようにしている。

即ち、トランジスタ４０１のコレクタが抵抗４０２を介して抵抗１８、１９の接続点に接続される。またトランジスタ４０１のエミッタは接地ラインに接続され、トランジスタ４０１のベース・エミッタ間に抵抗４０３が接続されている。そしてトランジスタ４０１のベースが抵抗４０４を介して入力端子ユニット１１の端子４１に接続されている。

この調光回路４０のトランジスタ４０１に流れる電流を制御することにより、帰還信号の基準となる基準電位を調整することができる。この調整は、調光を行うことに相当する。その後の動作は、帰還信号に基づき自動的な出力安定化が行われる。このような装置によると、比較器３０において、基準電圧Ｒｅｆを調整していない、つまり製品毎に同じ基準電圧であるために、製品毎に調光率のばらつきが生じることがない。

図２はこの発明の更なる他の実施の形態である。図１の回路構成に対応する部分には、図１と同一符号を付している。したがって、構成が異なる部分を説明する。この回路では、１次コイル１２１の端子ａ２が、抵抗１７，１８を介して接地ラインに接続されている。抵抗１７，１８の接続点は、ツェナーダイオード６１、抵抗６２、６３を介して接地ラインに接続されている。そして、抵抗６２、６３の接続点が比較回路３０に比較信号として入力されている。

さらにこの実施形態では、制御パルスの位相をリセットする制御パルス位相リセット回路７００が設けられている。ＦＥＴを制御するための制御パルスは、制御パルス出力回路３２内の三角波発生回路に基づいて生成されている。制御パルス位相リセット回路７００内のトランジスタ７０１のコレクタは、リセット端子に接続されている。またコンデンサ７１０もリセット端子と接地ライン間に接続されている。トランジスタ７０１のエミッタは接地され、またエミッタ・ベース間には抵抗７０２が接続されている。このトランジスタ７０１のベースは抵抗７０３を介して入力端子ユニット１１の端子７０４に接続される。

この端子７０４には、キセノンランプ（低圧放電灯）を用いるスキャナーの読み取り周期パルスが与えられている。キセノンランプは、スキャナーにおいて、照明として用いられている。スキャナーでは、この照明の元で、原稿などをスキャンしてその反射光を電荷結合素子アレイ（ＣＤＤ）で検知する。この時のスキャン周期（１スキャンに要する時間）は、機種によって異なる。

上記の構成において、動作の要点を説明する。まず上記のキセノンランプの分光特性を見た場合、図３に示すように分光できる。即ち、白色をＲ（赤），Ｇ（緑）、Ｂ（青）に分光すると、Ｂのみが先の制御パルスの周期に同期したパルス光である。Ｒ，Ｂはキセノンランプの残光特性により殆ど一定レベルの光量で得られている。

上述したように、画像読み取り装置のスキャナーにおいては、機器特有の読み取り周期がある。ここで、読み取り周期とＢのパルス数との関係に着目する。Ｂのパルス数が、各周期ごとに異なると、1スキャン毎に色度が異なることになる。このことは、スキャナーの読み取り品質を劣化させることになる。

そこでこの発明の装置では、読み取り周期パルスを端子７０４に与える。これにより、トランジスタ７０１が読み取り周期に同期して短絡され、制御パルスを得るための三角波が読み取り周期に同期してリセットされることになる。このことは、図４に示した読み取り周期内に存在するＢのパルス数が常に一定に維持されることである。よって、１スキャンごと、或は時間が経つに従いスキャナーの照明での色合いが変化することがなく、スキャナーの読み取り品質を向上することになる。また、この装置では、使用するスキャナーに応じて、そのスキャナーから読み取り周期パルスを導入できるので、多くの機種に対応可能である。また使用している画像読み取り装置において、読み取り周期が変動してもこの変動に追従して制御パルスの位相を制御することができる。

さらにこの発明の装置では次のような工夫も成されている。上述したように制御パルスをリセットした場合、昇圧トランス１２の1次側コイル１２１において、着目すべき課題が生じた。つまり、スイッチトランジスタＳＷの出力側（1次側コイル１２１の端子ａ２）には、図４に示すようなスイッチングパルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３…が生じている。このパルス間の小パルスはリンギングである。このように1次側コイル１２１の端子ａ２には、リンギングを含むパルスが生じている。

このような状態の下で、先に説明したように、制御パルスの位相を１読み取り周期毎にリセットするようにした場合、１スキャン毎に、１読み取り期間内のリンギングパルス数が異なる事態が生じる。すると、1次側コイル１２１の端子ａ２のパルスをそのまま平滑すると、帰還信号に変動が生じることになる。このことは、制御パルスのデューティーの不要な制御が行われることになり、不要な光量調整を生じることになる。

そこでこのような不要な光量調整動作を抑制すべく、この装置では、ツェナーダイオード６１及び抵抗６２，６３の回路により、図４に示すようにリンギングパルスをカットするのである。レベルＣｕｔが制限レベルである。リンギングパルスがカットされると、上記のような問題はなく、スイッチングパルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３…の平滑電圧のみが帰還信号として利用される。これにより、不要な光量調整動作が抑制される。

この発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、図２の回路に対して、図１の調光回路４０、及び端子４１を追加してもよいことは勿論である。これにより、調光率の安定したものとなる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の一実施の形態を示す回路図。 本発明の他の実施の形態を示す回路。 図２の回路を考慮するときに、その背景となるキセノンランプの分光特性の課題を説明するために示した説明図。 図２の回路の動作を説明するために示した信号波形図。

符号の説明

１１…入力端子ユニット、１２…昇圧トランス、１３…出力端子ユニット、１５…スイッチ回路、１６，１８，１９、４０２、４０４…抵抗、３０…比較回路、３１…制御パルス出力回路、４０…調光回路、５０…制御回路、７００…制御パルス位相リセット回路。

Claims (4)

1次側に直流電圧が供給され、２次側に昇圧され且つ安定化された電圧を得るための昇圧トランスと、
前記昇圧トランスの１次側コイルをオンオフ制御するためのスイッチトランジスタと、
前記スイッチトランジスタの出力を平滑して帰還信号を得る帰還回路と、
前記帰還信号と、基準電圧とを比較する比較回路と、
前記比較回路から得られる比較結果の値に基づいて、前記スイッチトランジスタのオンオフ制御パルスのパルスデューティーを制御する制御回路と、
前記帰還回路に接続されて、調光を得るために前記帰還信号の基準値を外部から調整することができる調整回路とを具備したことを特徴とする点灯装置。

1次側に直流電圧が供給され、２次側に昇圧され且つ安定化された電圧を得るための昇圧トランスと、
前記昇圧トランスの１次側コイルをオンオフ制御するためのスイッチトランジスタと、
前記スイッチトランジスタの出力を平滑して帰還信号を得る帰還回路と、
前記帰還信号と、基準電圧とを比較する比較回路と、
前記比較回路から得られる比較結果の値に基づいて、前記スイッチトランジスタのオンオフ制御パルスのパルスデューティーを制御する制御回路と、
前記制御回路に設けられており、前記オンオフ制御パルスの位相を、外部から与えられる特定の周期パルスに同期してリセットする制御パルス位相リセット回路と
を具備したことを特徴とする点灯装置。

前記昇圧トランスの２次側コイルの出力は、画像読み取り装置の照明であるキセノンランプに供給されることを特徴とする請求項１又は２記載の点灯装置。

前記帰還回路の帰還信号の経路には、前記昇圧トランスの1次側コイルに生じるリンギングをカットするツェナーダイオードを有することを特徴とする請求項２記載の点灯装置。

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