JP2013120741A - 閃光放電ランプ点灯装置及び光照射器 - Google Patents

Abstract

【課題】閃光放電ランプ点灯装置において、複数並列接続された電源回路の一部が故障した場合でも適切な制御を行う構成を提供する。
【解決手段】並列接続された複数の電源回路、複数の電源回路のからの出力電圧を充電する充電回路、充電回路に充電された電圧を閃光放電ランプに印加するためのイグナイタ回路、複数の電源回路及びイグナイタ回路を制御する制御回路、並びに充電される電圧を検出して検出充電電圧を制御回路に出力する充電電圧検出部を備えた閃光放電ランプ点灯装置において、制御回路は、充電回路の充電が開始されてからの検出充電電圧の上昇速度が所定範囲を外れた場合に複数の電源回路の保護動作を行うように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は閃光放電ランプ点灯装置及びそれを用いた光照射器に関する。

従来から、紫外線照射用の光源として、閃光放電光を照射させることのできるキセノンランプに代表される閃光放電ランプが用いられている。そのような閃光放電ランプは、例えば、紫外線硬化性の材料を硬化させるのに用いられ、専用の点灯装置によって点灯される。図９に従来の閃光放電ランプ点灯装置（以下、「点灯装置」という）のブロック図を示す。点灯装置は、入力フィルタ１０、ＡＣ電源入力を直流化するＰＦＣ回路２０（力率改善回路）及び平滑コンデンサ３０、直流電圧を交流変換するフルブリッジインバータ４０、交流電圧を昇圧する昇圧トランス５０、昇圧電圧を整流する整流回路６０、整流出力を充電する蓄電コンデンサ９０、充電電圧を検出する充電電圧検出部９５、充電電圧を閃光放電ランプ１５０（以下、「ランプ１５０」という）に投入するためのイグナイタ回路１１０、並びにＰＦＣ回路２０、フルブリッジインバータ回路４０及びイグナイタ回路１１０を制御する制御回路１０５を備える（例えば、特許文献１参照）。なお、入力フィルタ１０、ＰＦＣ回路２０、平滑コンデンサ３０、フルブリッジインバータ回路４０、昇圧トランス５０及び整流回路６０をまとめて電源回路というものとする。

制御回路１０５は点灯装置の外部から動作開始指令を受けると電源回路を動作させ、これにより、ランプ放電に必要なエネルギーが蓄電コンデンサ９０に充電される。充電電圧が設定値に達したことが充電電圧検出部９５によって検出されると、制御回路１０５はイグナイタ回路１１０を動作させる。イグナイタ回路１１０は外部トリガ１１５にパルス状のトリガ電圧を発生させる。このトリガ電圧によりランプ１５０が絶縁破壊すると、蓄電コンデンサ９０に蓄えられていたエネルギーがランプ１５０に投入され、フラッシュ点灯が行われる。この充電及び点灯の動作が、例えば、１秒あたり数回程度の周期で複数回（例えば、数十回）繰り返される。

特開２００３−１９７５５６号公報

近年の閃光放電ランプの高出力化に伴い、点灯装置も大型化する傾向にある。閃光放電ランプの１回の点灯当たりの電力（即ち、照度）を増加させるためには、蓄電コンデンサ９０に充電するエネルギーを大きくする必要がある。その場合、入力フィルタ１０、ＰＦＣ回路２０、平滑コンデンサ３０、フルブリッジインバータ回路４０、昇圧トランス５０及び整流回路６０からなる電源回路部の電流容量も大きくする必要がある。この場合、図９の構成において１つの電源回路部を大型化するのではなく、電流容量の小さい複数の電源回路を並列接続することが点灯装置のサイズ、コスト、冷却の容易性等の観点から有利となる。

ところで、複数の電源回路を並列接続した場合、一部の電源回路が故障しても他の電源回路が正常であれば蓄電コンデンサへの充電は可能である。しかし、故障した電源回路のために充電速度が遅くなった状態で使用し続けると、充電完了を待ってから点灯を行う場合には、所定サイクルで充電及び点灯を反復することができなくなってしまう。また、固定周期で点灯を行う場合には、充分なエネルギーが蓄えられない状態で点灯を行うことになり、１回の点灯あたりの所望の照度が得られなくなる。さらに、故障した電源回路を他の正常な電源回路と同様に通電し続けるのは安全上好ましくない。

そこで、本発明は、閃光放電ランプの点灯装置において、複数並列接続された電源回路の一部が故障した場合でも適切な制御を行うことができる点灯装置及び光照射器を提供することを目的とする。

本発明の第１の側面は、並列接続された複数の電源回路、複数の電源回路のからの出力電圧を充電する充電回路、充電回路に充電された電圧を閃光放電ランプに印加するためのイグナイタ回路、複数の電源回路及びイグナイタ回路を制御する制御回路、並びに充電される電圧を検出して検出充電電圧を制御回路に出力する充電電圧検出部を備えた閃光放電ランプ点灯装置であって、制御回路は、充電回路の充電が開始されてからの検出充電電圧の上昇速度が所定範囲を外れた場合に複数の電源回路の保護動作を行うように構成された閃光放電ランプ点灯装置である。

さらに、複数の電源回路の各々の出力電圧を検出して各検出出力電圧を制御回路に出力する出力電圧検出部を備え、保護動作として、制御回路は、複数の電源回路のうち検出出力電圧の上昇速度が下限値以下となった異常電源回路の動作を停止させるとともに、検出充電電圧の上昇速度が所定範囲内である限りは異常電源回路以外の電源回路の動作を継続し、検出充電電圧の上昇速度が所定範囲以下となった場合に複数の電源回路の全てを停止させるように構成してもよい。

また、複数の電源回路の各々の出力電圧を検出して各検出出力電圧を制御回路に出力する出力電圧検出部を備え、保護動作として、制御回路は、複数の電源回路のうち検出出力電圧の上昇速度が下限値以下となった異常電源回路の動作を停止させるとともに、異常電源回路以外の電源回路の出力を上昇させ、異常電源回路数が所定数を超えた場合に複数の電源回路の全てを停止させるように構成してもよい。

さらに、検出充電電圧の上昇速度が所定範囲以上であるのか所定範囲以下であるのかを示す判別信号を制御回路から受けて、判別信号に基づいて異常を報知する報知手段を備えるようにしてもよい。
あるいは、現在適用されている保護動作を示す保護動作信号を制御回路から受けて、保護動作信号に基づいて異常を報知する報知手段を備えるようにしてもよい。

また、複数の電源回路の各々の出力電圧を検出して各検出出力電圧を制御回路に出力する出力電圧検出部、及び制御回路からの信号に応じて異常を報知する報知手段を備え、制御回路は、検出出力電圧の上昇速度が検出充電電圧の上昇速度に等しくかつ下限値以下の場合には充電回路側のリーク故障と判断して充電側故障信号を出力し、検出出力電圧の上昇速度が検出充電電圧の上昇速度よりも所定量以上低い場合には複数の電源回路のうちのいずれかが故障したと判断して電源側故障信号を出力し、報知手段が充電側故障信号及び電源側故障信号に応じて異なる態様で異常を報知するように構成してもよい。
ここで、電源側故障信号が複数の電源回路のうちのいずれの電源回路が異常なのかを示す異常電源特定信号であり、報知手段が異常電源特定信号に応じて、いずれの電源回路が異常であるかを報知するように構成してもよい。

なお、検出充電電圧の上昇速度を、充電回路の充電が開始されてから充電電圧が設定電圧に到達するまでの時間によって決定するようにしてもよい。

本発明の第２の側面は、上記第１の側面の閃光放電ランプ点灯装置、閃光放電ランプ点灯装置に接続される閃光放電ランプ、及び閃光放電ランプが設置される照射器本体を備えた光照射器である。

本発明の第１の実施例による閃光放電ランプ点灯装置のブロック図である。 本発明の閃光放電ランプ点灯装置の動作を説明する図である。 本発明の第１の実施例による処理のフローチャートである。 本発明の第２〜第４の実施例による閃光放電ランプ点灯装置のブロック図である。 本発明の第２の実施例による処理のフローチャートである。 本発明の第３の実施例による処理のフローチャートである。 本発明の第４の実施例による処理のフローチャートである。 本発明の第５の実施例による光照射器を説明する図である。 本発明の第５の実施例による光照射器を説明する図である。 従来の閃光放電ランプ点灯装置のブロック図である。

実施例１．
図１は本発明の閃光放電ランプ点灯装置（以下、「点灯装置」という）のブロック図である。点灯装置は、並列接続された第１の系統の電源回路１、第２の系統の電源回路２、電源回路１及び２のからの出力電圧をそれぞれ整流して合流するための整流素子８１及び８２、蓄電コンデンサ９０（充電回路）、蓄電コンデンサ９０に充電されたエネルギーをランプ１５０に印加するためのイグナイタ回路１１０、電源回路１、２及びイグナイタ回路１１０を制御する制御回路１００、並びに蓄電コンデンサ９０の充電電圧を検出して検出充電電圧を制御回路１００に出力する充電電圧検出部９５を備える。なお、蓄電コンデンサ９０、充電電圧検出部９５、イグナイタ回路１１０及び外部トリガ１１５は図９に示した従来の構成のものと同様である。

電源回路１は、入力フィルタ１１、ＰＦＣ回路２１、平滑コンデンサ３１、フルブリッジインバータ回路４１、昇圧トランス５１及び整流回路６１を備え、その出力電圧が整流素子８１を介して蓄電コンデンサ９０に充電される。電源回路２も同様に、入力フィルタ１２、ＰＦＣ回路２２、平滑コンデンサ３２、フルブリッジインバータ回路４２、昇圧トランス５２及び整流回路６２（全て不図示）を備えるものとする。なお、整流素子８１及び８２は電源回路１及び２にそれぞれ含まれるようにしてもよいし、入力フィルタ１１及び１２は電源回路１及び２の外部に存在するようにしてもよい。また、図１では２個の電源回路を図示しているが、３個以上の電源回路を並列接続することもできる。なお、図を明瞭にするため、電源回路２のグランドラインは図示していない。

ＰＦＣ回路２１は一般に昇圧チョッパ回路からなる力率改善回路からなり、交流入力の脈流と連動したＰＷＭ制御を行う。本明細書では、ＰＦＣ回路２１と平滑コンデンサ３１をまとめて直流出力回路というものとする。なお、本実施例では、直流出力回路としてＰＦＣ回路を用いているが、チョークインプット型の回路を用いてもよい。

フルブリッジインバータ回路４１（交流変換回路）は、対角配置された４個のトランジスタのうちの対角接続されたトランジスタの対を交互にオン・オフすることによって、直流出力回路の直流出力を交流変換する。この交流出力を昇圧トランス５１によって昇圧し、ダイオードブリッジ等の整流回路６１によって整流する。

制御回路１００は点灯装置の外部から動作開始指令を受けると充電開始指令を出力して、電源回路１及び２（各ＰＦＣ回路及び各フルブリッジインバータ回路）を動作させ、蓄電コンデンサ９０の充電を開始する。制御回路１００は、充電電圧検出部９５によって検出される充電電圧に基づいて充電速度（即ち、充電電圧の上昇速度）を監視する。本実施例では、充電速度は、充電開始指令が出力されてから充電電圧が設定電圧に到達するまでの所要時間によって決定される。なお、充電速度を、予定充電終了時ｔ１における充電電圧によって決定してもよいし、充電終了時ｔ１以前の充電電圧の上昇の傾斜によって決定してもよい。

図２は充電電圧の上昇速度を説明する図である。同図に図示するように、正常動作においては、制御回路１００によってｔ０に充電開始指令が発せられると、ｔ１で充電が終了し、ランプ点灯準備期間を経てｔ２でイグナイタ回路１１０が起動されて放電が開始され、ｔ３に点灯が終了する。図示するように、電源回路が全て正常な場合（実線）に比べて、電源回路のいずれかが故障して出力低下している場合又は出力していない場合（破線）では、上昇速度が低くなり、充電開始指令が出力されてから充電電圧が設定電圧に到達するまでの所要時間は長くなる。制御回路１００はこの充電時間の遅延を異常発生と判断し、点灯装置の保護動作を行う。なお、本実施例の保護動作は全ての電源回路１及び２の停止を意味するが、実施例２以降では種々の態様の保護動作が行われる。

また、図２は、異常の発生を充電速度の低下によって判断する例を示しているが、充電速度の増加によって異常発生を判断する処理を加えてもよい。具体的には、充電速度の低下の要因としては、少なくとも１つの電源回路の故障（例えば、フルブリッジインバータ回路４１を構成するトランジスタが開放故障した場合等）、充電回路における絶縁性の低下に起因するリーク故障、ランプ１５０の短絡故障等が想定される。一方、充電速度の増加の要因としては、蓄電コンデンサ９０の劣化による容量の低下等が想定される。

従って、充電開始指令を出力してからの充電速度が所定範囲以下となった場合だけでなく所定範囲以上となった場合にも、制御回路１００が電源回路１及び２の出力を停止するようしてもよい。充電速度の低下及び増加の双方を検出する場合は、点灯装置にインジケータ等の報知手段（不図示）を設け、制御回路１００から、検出充電電圧が所定範囲以上であるのか、あるいは所定範囲以下であるのかを示す判別信号を報知手段に出力し、判別信号に基づいて報知手段が異常を報知するようにしてもよい。これにより、ユーザは、どのような種類の故障が発生したのかをある程度知ることができる。

図３に本実施例のフローチャートを示す。
点灯装置の動作が開始されると、ステップＳ１００において、制御回路１００は繰返し点灯回数のカウンタｎを０にセットする。
ステップＳ１０１（図２のｔ０）において、制御回路１００が各電源回路に充電開始指令を出力し、電源回路は充電動作を開始する。
ステップＳ１０２（図２のｔ１〜ｔ２）において、制御回路１００は、充電電圧検出部９５からの検出充電電圧の上昇速度が所定範囲以上であるか、即ち、上限値以上であるか否かを判断する。充電速度が上限値以上（Ｙｅｓ）の場合（例えば、蓄電コンデンサ９０の劣化による容量低下等の場合）、ステップＳ１０４において制御回路１００が点灯装置を停止させる。それ以外（Ｎｏ）の場合には、処理はステップＳ１０３に進む。
ステップＳ１０３（図２のｔ１〜ｔ２）において、制御回路１００は、充電電圧検出部９５からの検出充電電圧の上昇速度が所定範囲以下であるか、即ち、下限値以下であるか否かを判断する。充電速度が下限値以下（Ｙｅｓ）の場合（例えば、ランプ１５０の短絡故障、少なくとも１つの電源回路の故障等の場合）、ステップＳ１０４において制御回路１００は点灯装置を停止させる。それ以外（Ｎｏ）の場合には、処理はステップＳ１２０に進む。

なお、蓄電コンデンサ９０の容量を適切に管理できるのであれば、ステップＳ１０２は省略してもよい。また、ステップＳ１０２とＳ１０３をほぼ同時に行ってもよいし、順序を入れ替えてもよい。さらに、ステップＳ１０２又はＳ１０３のどちらで異常を検知したのかを、報知手段によってユーザに報知するステップをステップＳ１０２及びＳ１０３の後に設けてもよい。

ステップＳ１２０（図２のｔ２）において、制御回路１００はイグナイタ回路１１０を動作させてランプ１５０をフラッシュ点灯させる。
点灯が終了すると（図２のｔ３）、制御回路１００は、ステップＳ１２１で繰返し点灯回数のカウンタｎを＋１増分し、ステップ１２２で繰返し点灯回数ｎが設定値Ｘに達したか否かを判断する。点灯回数ｎが設定値Ｘに達していれば点灯装置の動作は終了し、達していなければステップＳ１０１に戻る。

このように、蓄電コンデンサ９０における充電速度に基づいて電源回路、充電回路又はランプの故障発生時に点灯装置を停止させ、安全を確保することができるとともに、故障箇所をある程度特定することができる。

実施例２．
実施例１においては、複数の電源回路のうちの一部の電源回路が故障した場合に点灯装置全体を停止させる構成を示したが、本実施例では、故障した電源回路を停止させるとともに正常な電源回路によって動作を継続する構成を示す。

図４に本実施例による点灯装置のブロック図を示す。本実施例の電源回路１〜５は、それぞれ図１の電源回路１の構成に加えて、各電源回路の出力電圧を検出して検出出力電圧を制御回路１００に出力する出力電圧検出部７１〜７５を備える。充電電圧検出部９５と出力電圧検出部７１〜７５の検出結果を組み合わせることにより、故障箇所を特定することができる。なお、図４では５個の電源回路を図示しているが、複数個の電源回路であれば４個以下又は６個以上の電源回路を並列接続する場合にも本発明を適用できる。なお、図を明瞭にするため、電源回路２〜５のグランドライン及び各制御配線は図示していない。

制御回路１００は、電源回路１〜５のうち検出出力電圧の上昇速度が下限値以下となった異常電源回路の動作を停止させるとともに、検出充電電圧の上昇速度が所定範囲以下である限りは残りの電源回路の動作を継続する。その後、他の電源回路も故障して検出充電電圧の上昇速度が所定範囲以下となった場合に、複数の電源回路の全てを停止させる。なお、各電源回路と充電回路の間に整流素子８１〜８５が接続されているので、常に、各電源回路の出力電圧≦充電回路の充電電圧となる（整流素子であるダイオードの電圧降下及び故障の可能性は無視している）。従って、検出出力電圧の上昇速度が検出充電電圧の上昇速度よりも所定量以上低くなった場合に、検出出力電圧の上昇速度が下限値以下となったと判断してもよいし、検出出力電圧の上昇速度が、予め設定された固定の下限値以下となった場合に、検出出力電圧の上昇速度が下限値以下となったと判断してもよい。

例えば、電源回路１が故障して出力低下又は不動作状態となった場合、即ち、出力電圧検出部７１からの検出出力電圧の上昇速度が下限値以下となった場合、制御回路１００は電源回路１の動作を停止させる。ここで、充電電圧の上昇速度は低下するが、充電電圧設定値への到達時ｔ１´がランプ点灯準備期間内（即ち、ｔ１´≦ｔ２）であれば、所望のサイクルの点灯動作を行うことができるので、他の電源回路２〜５の動作を継続する。そして、例えば、次に電源回路５も故障して出力がなくなった場合、制御回路は電源５の動作も停止させ、電源回路２〜４の動作を継続する。このとき、充電電圧の充電電圧設定値への到達時ｔ１″がｔ２を超える場合に、制御回路１００は全ての電源回路を停止させる。

本実施例では、点灯装置は故障の発生及び故障箇所をユーザに報知する報知手段１２０を備えていてもよい。即ち、制御回路１００が報知手段１２０に、現在適用されている保護動作を示す保護動作信号を出力し、報知手段１２０が保護動作信号に基づいてユーザに異常の詳細を報知するようにすればよい。報知手段１２０は、視覚的（ランプ表示、液晶表示等）、聴覚的（音声等）又はその組合せによって上記の情報を報知することができるものとする。なお、図４においては、制御回路１００と報知手段１２０を有線で接続しているが、無線で通信するようにしてもよい。

図５に本実施例のフローチャートを示す。
ステップＳ２００〜Ｓ２０４は実施例１（図３）のステップＳ１００〜Ｓ１０４と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ２１０において、制御回路１００は出力電圧検出部７１〜７５によって電源回路１〜５のいずれかの出力の上昇速度が下限値以下であるか否か、即ち、異常であるか否かを検出する。
制御回路１００は、ステップＳ２１０で電源回路１〜５のいずれかが異常であると判断した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ２１１において、その異常電源回路を停止させるとともにどの電源回路が異常であるかを記憶して再動作しないようにした上でステップＳ２２０に進む。それ以外（Ｎｏ）の場合、処理はステップＳ２２０に進む。

ステップＳ２２０〜Ｓ２２２は実施例１（図３）のステップＳ１２０〜Ｓ１２２と同様であるので説明を省略する。
なお、ステップＳ２１１で１個でも電源回路が故障した（即ち、異常である）と判断された場合には、その後はステップＳ２０２をバイパスするようにしてもよい。これにより、電源回路の一部の故障と蓄電コンデンサ９０の劣化が同時に起こった結果として充電電圧の上昇速度が所定範囲内に入ってしまう事象を回避することができる。

また、蓄電コンデンサ９０の容量を適切に管理できるのであれば、ステップＳ２０２は省略してもよい。さらに、ステップＳ２０２、Ｓ２０３又はＳ２１０のうちのどのステップで異常を検知したのかを、報知手段１２０によってユーザに報知するステップを設けてもよい。

以上の構成により、実施例１における効果に加えて、点灯装置全体の保守間隔を長くすることができる。また、ランプ点灯の繰返しの途中で電源回路の一部が故障した場合でも即座に上記の対処を行う構成とすることにより、故障前後で同じ点灯動作を行うことができ、点灯繰返しの連続性が確保される。

実施例３．
本実施例では、故障した電源回路を停止させるとともに正常な電源回路によって動作を継続する構成として、実施例２の別法を示す。なお、本実施例の回路構成は実施例２の図４と同様であるが、故障発生時の動作が異なる。

制御回路１００は、複数の電源回路１〜５のうち検出出力電圧の上昇速度が下限値以下となった異常電源回路の動作を停止させるとともに残りの電源回路の出力を上昇させ、制御回路１００の不揮発性メモリ１０１に現在までの電源回路の故障数を記憶しておき、異常電源回路数が所定数を超えた場合に前記複数の電源回路の全てを停止させる。

例えば、電源回路１が故障して出力低下又は不動作状態となった場合、即ち、検出出力電圧の上昇速度が所定値以下となった場合、制御回路１００は電源回路１の動作を停止させるとともに、残りの電源回路２〜５の出力を約１．２５倍上昇させる。具体的には、故障していない４個の電源回路の各ＰＦＣ回路の昇圧比を上昇させればよい。また、故障していない４個の電源回路の各フルブリッジインバータ回路のオンデューティを増加させるようにしてもよい。但し、この場合には、全ての電源回路が正常に動作している間のオンデューティを減少させておく必要がある。これにより、複数の電源回路の一部が故障しても充電速度は低下せず、通常通りの充電及び点灯の繰返しを行うことができる。

その後、次に電源回路５か故障した場合、制御回路１００は電源回路５の動作を停止させる。そして、制御回路１００の不揮発性メモリ１０１に記憶された現在までの故障数（本例では、２）が所定数（本例では、１）を超えた時点で、制御回路１００は全ての電源回路を停止する。

本実施例でも、実施例２と同様に、点灯装置は故障の発生及び故障箇所をユーザに報知する報知手段１２０を備えていてもよい。即ち、制御回路１００が報知手段１２０に、現在適用されている保護動作を示す保護動作信号を出力し、報知手段１２０が保護動作信号に基づいてユーザに異常の詳細を報知するようにすればよい。

図６に本実施例のフローチャートを示す。
ステップＳ３００〜Ｓ３０４は実施例１（図３）のステップＳ１００〜Ｓ１０４と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ３１０において、制御回路１００は出力電圧検出部７１〜７５によって電源回路１〜５のいずれかの出力の上昇速度が所定値以下であるか否かを検出する。
ステップＳ３１０で制御回路１００が電源回路１〜５のいずれかが異常であると判断した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ３１１において、その異常電源回路を停止させるとともにどの電源回路が異常であるかを記憶して再動作しないようにする。
ステップＳ３１２において、制御回路は電源回路の故障数が所定値を超えているか否かを判断し、超えていると判断した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ３１３において制御回路１００は全ての電源回路を停止させる。それ以外（Ｎｏ）の場合、処理はステップＳ３１４に進む。
ステップＳ３１４において、制御回路１００は異常電源回路以外の電源回路の出力設定値を上昇させる。これにより、次回の充電動作における充電速度が確保される。

ステップＳ３２０〜Ｓ３２２は実施例１（図３）のステップＳ１２０〜Ｓ１２２と同様であるので説明を省略する。
以上により、複数の電源回路の一部が故障しても充電速度は低下せず、通常通りの充電及び点灯の繰返しを行うことができる。

また、複数の電源回路のうちの一部を予備用としておき、現用の電源回路が故障した場合に予備用の電源回路が動作を開始するような冗長構成を採用してもよい。

以上の構成により、点灯装置全体の保守間隔を長くすることができる。また、ランプ点灯の繰返しの途中で電源回路の一部が故障した場合でも即座に他の電源回路の出力を上昇させることにより、故障前後で同じ点灯動作を行うことができ、点灯繰返しの連続性が確保される。

実施例４．
実施例１〜３においては、故障の態様に応じて種々の保護動作を行う構成を示したが、本実施例ではさらに、故障箇所をより細かく特定してそれをユーザに報知する構成を示す。なお、本実施例の回路構成は実施例２又は３（図４）と同様である。

本実施例では、制御回路１００は、検出出力電圧の上昇速度が検出充電電圧の上昇速度に等しくかつ下限値以下の場合には、整流素子８１〜８５よりも充電回路側のリーク故障（例えば、ランプ１５０の短絡故障）が発生したと判断して充電側故障信号を出力し、一方、検出出力電圧の上昇速度が検出充電電圧の上昇速度よりも所定量以上低い場合（例えば、検出出力電圧の上昇速度が検出充電電圧の上昇速度の半分以下である場合等）には、電源回路１〜５のうちのいずれかが故障したと判断して電源側故障信号を出力し、報知手段１２０は充電側故障信号又は電源側故障信号に応じて異なる態様で異常を報知する。また、検出出力電圧の上昇速度が検出充電電圧の上昇速度に等しくかつ上限値以上の場合には蓄電コンデンサ９０の劣化と判断して蓄電コンデンサ劣化信号を出力するようにしてもよい。

図７に本実施例のフローチャートを示す。なお、本フローチャートは、報知手段１２０によってどのような報知を行うかに焦点を当てているため、点灯装置の停止等の保護動作については記載していないが、実際には実施例１〜３で示したような保護動作が行われるものとする。また、ステップＳ４０１（充電開始）より前及びステップＳ４２０（点灯）より後は上記実施例１〜３と同様の処理が行われるものとする。

ステップＳ４０１において、制御回路１００が各電源回路に充電開始指令を出力し、電源回路は充電動作を開始する。
ステップＳ４０２において、制御回路１００は、充電電圧検出部９５からの検出充電電圧の上昇速度が所定範囲以上であるか、即ち、上限値以上であるか否かを判断する。充電速度が上限値以上（Ｙｅｓ）の場合、ステップＳ４０４において制御回路１００は、蓄電コンデンサ９０の劣化と判断して蓄電コンデンサ劣化信号を報知手段１２０に出力する。それ以外（Ｎｏ）の場合には、処理はステップＳ４０３に進む。なお、蓄電コンデンサ９０の容量を適切に管理できるのであれば、ステップＳ４０２及びＳ４０４は省略してもよい。

ステップＳ４０３において、制御回路１００は、充電電圧検出部９５からの検出充電電圧の上昇速度が所定範囲以下であるか否か、即ち、下限値以下であるか否かを判断する。充電速度が下限値以下（Ｙｅｓ）の場合、処理はステップＳ４０５に進む。それ以外（Ｎｏ）の場合には、処理はステップＳ４２０に進み、点灯動作を行う。なお、ステップＳ４０２とＳ４０３は順序を入れ替えてもよい。

ステップＳ４０５において、制御回路１００は、全ての出力電圧検出部７１〜７５からの検出出力電圧が検出充電電圧に等しいか（即ち、全ての検出出力電圧が下限値よりも低いか）を判断し、Ｙｅｓの場合にはステップＳ４０６に進み、充電側故障信号を報知手段１２０に出力し、Ｎｏの場合には電源回路１〜５の一部が故障したものと判断してステップＳ４０７に進み、電源側故障信号を報知手段１２０に出力する。
ステップＳ４０７において、より好ましくは、制御回路１００は、電源回路１〜５のうちのどれが故障したのかを示す異常電源特定信号を報知手段１２０に出力する。
ステップＳ４０８において、報知手段１２０は、入力された信号（充電側故障信号、電源側故障信号、異常電源特定信号）に応じて異なる態様で異常を報知する。

上記実施例により、点灯装置及びランプ１５０のうちのいずれの箇所が故障したかを報知することができるので、点灯装置のユーザは故障箇所のみを修理・交換することができる。特に、ステップＳ４０６において異常電源特定信号を用いることにより、修理又は交換すべき電源回路を指示することができき、保守が容易となる。

ここで、上記実施例１〜４において、点灯装置を構成する各電源回路を全て同じ構成の電源ユニットで構成してもよい。即ち、各電源ユニットが、入力フィルタに接続される入力端子、整流回路に接続される出力端子、並びに制御回路１００とフルブリッジインバータ回路、ＰＦＣ回路及び出力電圧検出部との間の制御配線が接続される各制御端子を備え、各電源ユニットが相互に同一の入力端子、出力端子及び制御端子を有して着脱可能となる構成としてもよい。これにより、故障発生時のメンテナンスが容易となる。なお、直流出力回路としてチョークインプット型の回路を用いる場合には、制御回路１００から電源ユニットへの配線及びその接続端子は不要である。また、実施例１のように出力電圧検出部を用いない場合には、関連する配線及びその接続端子は不要である。

実施例５．
図８Ａ及び８Ｂを用いて本発明の光照射器を説明する。まず、図８Ａにランプ１５０及び外部トリガ１１５の具体的構成を示す。ランプ１５０は、石英発光管１５１、石英発光管１５１の一端内部に配置された陽極１５２、石英発光管１５１の他端内部に配置された陰極１５３、石英発光管１５１の両端部を封止するシール部１５４、石英発光管に近接配置されたトリガワイヤ１５５（外部トリガ）、並びに陽極１５２及び陰極１５３にそれぞれ接続された電極芯棒１５６からなる。陽極１５２はタングステン製であり、陰極１５３はタングステン製電極の先端に焼結電極を溶接したものである。なお、焼結電極とはタングステンに酸化バリウムＢａＯや酸化アルミニウムＡＬ２０３をドープし、焼き固めたものである。

図８Ｂは本発明の光照射器を示すものであり、上段が上面図、下段が側面図である。光照射器は、上記実施例１〜４いずれかの点灯装置２００、点灯装置２００に不図示の配線によって接続されるランプ１５０、ランプ１５０を内包する照射器本体３０１、ランプ１５０、反射板３０２、及びダクト３０３を備える。照射対象となる半導体ウェハー等の基板３０４がランプ１５０及び反射鏡３０２に対して対向配置される。また、上述のイグナイタ回路１１０からの高圧パルスが減衰しないように、ランプ１５０に付されるトリガワイヤとイグナイタ回路１１５との間の配線は短い方が好ましい。従って、照射器３０１にイグナイタ回路１１０が設けられるものとする。反射板３０２はランプ１５０からの放電光を被照射物に対して効率よく反射させるためのものであり、ダクト３０３はランプ１５０を冷却（空冷）するための吸気用又は排気用のダクトである。なお、図は実施例を模擬的に図示したものであり、寸法、配置などは図面通りではなく、他の部材も含む場合もある。

上記実施例の点灯装置を用いたことにより、点灯装置における電源回路の一部が故障しても確実に保護動作を行い、故障箇所を報知することができ、繰返し点灯の連続性を確保し、かつ保守性のよい光照射器を提供することができる。

上記実施例では最も好適な例を示したが、実施例は以下のように変形可能である。
（１）上記実施例では、電源回路の出力部に出力電圧検出部を設けたが、さらにＰＦＣ回路の出力部に出力電圧検出部を設けて、電源回路内の故障箇所をより細分化して特定する構成としてもよい。
（２）上記実施例では、昇圧回路としてフルブリッジインバータと昇圧トランスの組合せを用いているが、ハーフブリッジインバータと昇圧トランスの組合せ、フライバックコンバータ、フォワードコンバータ等を用いてもよい。また、昇圧トランスとして１つの２次巻線を持つものを示しているが、複数の２次巻線を設け、２次巻線のそれぞれに整流回路を設けてその出力を直列接続して多段化してもよい。また、昇圧トランスの１次巻線を複数設け、それらの１次巻線を並列使用してもよい。またさらに、フルブリッジインバータの駆動方法はハードスイッチング回路でもソフトスイッチング回路であってもよい。

１〜５．電源回路
１１．入力フィルタ
２１．ＰＦＣ回路
３１．平滑コンデンサ
４１．フルブリッジインバータ回路
５１．昇圧トランス
６１．整流回路
７１〜７５．出力電圧検出部
８１〜８５．整流素子
９０．蓄電コンデンサ
９５．充電電圧検出部
１００．制御回路
１０１．不揮発性メモリ
１１０．イグナイタ回路
１１５．外部トリガ
１２０．報知手段
１５０．閃光放電ランプ（ランプ）
２００．閃光放電ランプ点灯装置（点灯装置）
３０１．照射器本体

Claims (9)

1. 並列接続された複数の電源回路、
   前記複数の電源回路のからの出力電圧を充電する充電回路、
   前記充電回路に充電された電圧を閃光放電ランプに印加するためのイグナイタ回路、
   前記複数の電源回路及び前記イグナイタ回路を制御する制御回路、及び
   前記充電される電圧を検出して検出充電電圧を前記制御回路に出力する充電電圧検出部
   を備えた閃光放電ランプ点灯装置であって、
   前記制御回路が、前記充電回路の充電が開始されてからの前記検出充電電圧の上昇速度が所定範囲を外れた場合に前記複数の電源回路の保護動作を行うように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
2. 請求項１に記載の閃光放電ランプ点灯装置であって、さらに、
   前記複数の電源回路の各々の出力電圧を検出して各検出出力電圧を前記制御回路に出力する出力電圧検出部
   を備え、
   前記保護動作として、前記制御回路が、前記複数の電源回路のうち前記検出出力電圧の上昇速度が下限値以下となった異常電源回路の動作を停止させるとともに、前記検出充電電圧の上昇速度が前記所定範囲内である限りは該異常電源回路以外の電源回路の動作を継続し、前記検出充電電圧の上昇速度が該所定範囲以下となった場合に前記複数の電源回路の全てを停止させるように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
3. 請求項１に記載の閃光放電ランプ点灯装置であって、さらに、
   前記複数の電源回路の各々の出力電圧を検出して各検出出力電圧を前記制御回路に出力する出力電圧検出部
   を備え、
   前記保護動作として、前記制御回路が、前記複数の電源回路のうち前記検出出力電圧の上昇速度が下限値以下となった異常電源回路の動作を停止させるとともに、該異常電源回路以外の電源回路の出力を上昇させ、該異常電源回路数が所定数を超えた場合に前記複数の電源回路の全てを停止させるように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
4. 請求項１に記載の閃光放電ランプ点灯装置であって、さらに、
   前記検出充電電圧の上昇速度が前記所定範囲以上であるのか該所定範囲以下であるのかを示す判別信号を前記制御回路から受けて、該判別信号に基づいて異常を報知する報知手段を備えた閃光放電ランプ点灯装置。
5. 請求項２又は３に記載の閃光放電ランプ点灯装置であって、さらに、
   現在適用されている保護動作を示す保護動作信号を前記制御回路から受けて、該保護動作信号に基づいて異常を報知する報知手段を備えた閃光放電ランプ点灯装置。
6. 請求項１に記載の閃光放電ランプ点灯装置であって、さらに、
   前記複数の電源回路の各々の出力電圧を検出して各検出出力電圧を前記制御回路に出力する出力電圧検出部、及び
   前記制御回路からの信号に応じて異常を報知する報知手段
   を備え、
   前記制御回路が、前記検出出力電圧の上昇速度が前記検出充電電圧の上昇速度に等しくかつ下限値以下の場合には前記充電回路側のリーク故障と判断して充電側故障信号を出力し、該検出出力電圧の上昇速度が該検出充電電圧の上昇速度よりも所定量以上低い場合には前記複数の電源回路のうちのいずれかが故障したと判断して電源側故障信号を出力し、
   前記報知手段が前記充電側故障信号及び前記電源側故障信号に応じて異なる態様で異常を報知するように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
7. 請求項６に記載の閃光放電ランプ点灯装置において、
   前記電源側故障信号が前記複数の電源回路のうちのいずれの電源回路が異常なのかを示す異常電源特定信号であり、
   前記報知手段が前記異常電源特定信号に応じて、いずれの電源回路が異常であるかを報知するように構成された閃光放電ランプ点灯装置。
8. 請求項１から７いずれか一項に記載の閃光放電ランプ点灯装置において、前記検出充電電圧の上昇速度が、前記充電回路の充電が開始されてから前記充電電圧が設定電圧に到達するまでの時間によって決定されることを特徴とする閃光放電ランプ点灯装置。
9. 請求項１から８いずれか一項に記載の閃光放電ランプ点灯装置、該閃光放電ランプ点灯装置に接続される閃光放電ランプ、及び該閃光放電ランプが設置される照射器本体を備えた光照射器。

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