JP3880247B2

JP3880247B2 - Noble gas discharge lamp lighting device

Info

Publication number: JP3880247B2
Application number: JP18264199A
Authority: JP
Inventors: 功四方
Original assignee: Ushio Denki KK; NEC Lighting Ltd
Current assignee: Ushio Denki KK; Hotalux Ltd
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2019-06-29
Also published as: JP2001015285A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は希ガス放電灯の点灯装置に関し、特に、内面に発光層を有するガラスバルブの外周面に一対の帯状の外部電極を配置した希ガス放電灯を高周波電圧発生回路に接続してなる点灯装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に、図７に示す希ガス放電灯ＤＬを提案した。同図において、Ａは例えばガラスバルブにて密閉状に構成された直管状の外囲器であって、その内面には希土類蛍光体，ハロリン酸塩蛍光体などの蛍光体よりなる発光層Ｂが形成されている。特に、この発光層Ｂには所定の開口角を有するアパーチャ部（発光層の未形成部）Ｂａがほぼ全長に亘って形成されている。そして、外囲器Ａの封着構造はガラスバルブの端部にディスク状の封着ガラス板を封着して構成されているが、例えば単にガラスバルブを加熱しながら縮径加工し溶断するいわゆるトップシールによって構成することもできる。尚、この外囲器Ａの密閉空間には水銀などの金属蒸気を含まないキセノンを主成分とする希ガスが所定量封入されている。この外囲器Ａの外周面には金属部材よりなる帯状の一対の外部電極Ｃ，Ｄが、外囲器Ａのほぼ全長に亘って互いに離隔して配置されている。
【０００３】
この希ガス放電灯ＤＬは、例えば図８に示す点灯装置によって点灯される。この点灯装置は、例えば周波数が３０ＫＨｚ，電圧が１８８０Ｖ程度の高周波電圧を発生し、かつ出力波形がほぼ正弦波である高周波電圧発生回路（インバータ回路）ＨＡと、直流電源ＥＢからインバータ回路ＨＡへの直流電力の供給をコントロールするトランジスタなどのスイッチング素子ＱＡと、スイッチング素子ＱＡに駆動信号を供給する駆動回路Ｐとから構成されている。そして、このインバータ回路ＨＡの出力側には希ガス放電灯ＤＬが、外部電極Ｃ，Ｄに高周波電圧が印加されるように接続されている。
【０００４】
この点灯装置において、駆動回路Ｐからスイッチング素子ＱＡのベースに駆動信号を所定のタイミングで付与・停止すると、スイッチング素子ＱＡは所定の間隔でオン・オフ動作する。スイッチング素子ＱＡがオン動作の期間中、インバータ回路ＨＡが動作することによって高周波電圧が出力され、希ガス放電灯ＤＬの外部電極Ｃ，Ｄに印加される。これにより、希ガス放電灯ＤＬは、熱陰極や冷陰極を用いた放電灯のように外囲器の長手方向に沿った１つの放電路によって点灯するものとは異なり、外部電極Ｃ，Ｄの間（外囲器Ａの長手方向に対してほぼ直角方向）に無数の放電路が形成されることによって縞状の状態で点灯する。この状態において、希ガスの励起線によって発光層Ｂが励起されて発光し、光は主としてアパーチャ部Ｂａを介して外部に放出される。
【０００５】
特に、この希ガス放電灯ＤＬには水銀が用いられていないために、点灯後における光量の立ち上がりが急峻であり、点灯と同時に光量がほぼ１００％近くにまで達するという特徴を有している。このために、ファクシミリ，イメージスキャナ，複写機などのＯＡ機器の原稿読取用の光源として好適するものである。
【０００６】
例えばこの希ガス放電灯ＤＬを上述の原稿照射装置（原稿照射読取装置）に適用した場合には、アパーチャ部構造の採用により発光層Ｂの放射光の高密度化が可能となることから、原稿面照度を高めることができ、原稿の読み取り性を改善できるものである。
【０００７】
しかしながら、近時、ＯＡ機器は、その処理能力を高め、事務処理の効率化を図るために、原稿の送り速度をさらに高速化する傾向にあり、上述の希ガス放電灯ＤＬをそのまま適用すると、原稿の読み取り精度（解像度）が損なわれるようになる。このために、一層の照度アップが求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本出願人は、先に図９〜図１０に示す希ガス放電灯の点灯装置を提案した。この点灯装置はパルス状の高周波電圧を発生する高周波電圧発生回路ＨＢの出力側に希ガス放電灯ＤＬが、外部電極Ｃ，Ｄに高周波電圧が印加されるように接続して構成されている。この高周波電圧発生回路ＨＢは、例えば一次コイルＬｐ，二次コイルＬｓを有する出力トランスＴＲと、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐに直列的に接続された電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）などのスイッチング素子Ｓ１と、スイッチング素子Ｓ１に直列的に接続された抵抗よりなる電流検出回路Ｒ１と、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐ，スイッチング素子Ｓ１，電流検出回路Ｒ１の直列回路に並列的に接続されたコンデンサＣＡと、スイッチング素子Ｓ１にほぼ方形波の駆動信号を付与するための駆動回路ＰＤとから構成されている。
【０００９】
又、上述の駆動回路ＰＤは、例えば電流検出回路Ｒ１の検出信号と基準電源（基準電圧）Ｅｓとを比較し、検出信号が基準電圧Ｅｓに達した時のみハイレベルの信号を出力する比較回路ＣＰと、比較回路ＣＰからのハイレベルの信号に基づいてハイレベルの信号を出力する単安定マルチバイブレータＭＭと、単安定マルチバイブレータＭＭからの信号を反転してスイッチング素子Ｓ１の駆動電極（ゲート）に付与するドライブ回路ＤＲとから構成されている。尚、単安定マルチバイブレータＭＭからの信号がハイレベルの場合、スイッチング素子Ｓ１のゲートにはドライブ回路ＤＲにて反転されたロウレベルの駆動信号が付与される。逆に、単安定マルチバイブレータＭＭからの信号がロウレベルの場合、スイッチング素子Ｓ１のゲートにはドライブ回路ＤＲにて反転されたハイレベルの駆動信号が付与される。
【００１０】
このように構成された点灯装置は次のように動作する。まず、高周波電圧発生回路ＨＢの入力側に直流電源ＥＢを接続すると、コンデンサＣＡは充電される。この状態で、駆動回路ＰＤからスイッチング素子Ｓ１のゲートに図１１（ａ）に示す方形波の駆動信号が印加されると、スイッチング素子Ｓ１は同図（ｂ）及び図１２（ａ）に示すように時点ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃・・・で交互にオン，オフ動作する。スイッチング素子Ｓ１が時点ｔ₁にてオン状態になると、コンデンサＣＡ，直流電源ＥＢから出力トランスＴＲの一次コイルＬｐ，電流検出回路Ｒ１には図１１（ｃ）に示すようにほぼ直線的に増加する電流（コイル電流Ｉ_L）が流れ、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐには電磁エネルギーが蓄積される。
【００１１】
次に、電流検出回路Ｒ１の検出電圧Ｖ₁が、所定の電圧（一定値）に設定された基準電圧Ｅｓに達すると、比較回路ＣＰからハイレベルの信号が出力され、これによって単安定マルチバイブレータＭＭからはハイレベルの信号が出力される。この信号はドライブ回路ＤＲで反転され、スイッチング素子Ｓ１のゲートにはロウレベルの信号が付与されるために、スイッチング素子Ｓ１は時点ｔ₂にてオフ状態になる。次に、スイッチング素子Ｓ１が時点ｔ₂にてオフ状態になると、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐに蓄積された電磁エネルギーの作用に基づいて二次コイルＬｓには一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの巻線比によるパルス状の高周波電圧が発生し、希ガス放電灯ＤＬの外部電極Ｃ，Ｄに印加される。これによって、外部電極間には放電が生起され、希ガス放電灯ＤＬは点灯状態になり、図１１（ｄ）及び図１２（ｂ）に示すように時点ｔ₂からランプ電流Ｉｂが流れる。
【００１２】
このランプ電流Ｉｂは、繰り返し周期におけるそれぞれの１周期（Ｔ）の前半部分の期間Ｔ₁に流れると共に、希ガス放電灯ＤＬに蓄積された電荷がランプ電流Ｉｂとして期間Ｔ₂に、期間Ｔ₁の方向とは逆方向に流れるようになる。尚、この逆方向の期間（Ｔ₂）を便宜的に跳ね返り期間と呼称する。この跳ね返り期間Ｔ₂の間における時点ｔ₃にてスイッチング素子Ｓ１に再び駆動信号が付与されると、図１１（ｃ）に示すように、時点ｔ₁，ｔ₃・・・においてコイル電流Ｉ_Lにパルス的な電流が流れる。この電流に関連してランプ電流Ｉｂには図１１（ｄ）及び図１２（ｂ）において斜線で示すランプ電流Ｉｂｊが、跳ね返り期間Ｔ₂に流れるランプ電流に重畳されて流れる。これによって、希ガス放電灯ＤＬは図１１（ｅ）に示すように発光（φ）し、ランプ電流Ｉｂｊの増加に対応して明るさφも同図において斜線（φｊ）で示すように増加される。
【００１３】
この点灯装置によれば、希ガス放電灯ＤＬの点灯状態において、スイッチング素子Ｓ１のオフ動作後の期間Ｔ₁に流れるランプ電流Ｉｂの方向が反転する跳ね返り期間Ｔ₂内にスイッチング素子Ｓ１をオン動作させているために、高周波電圧発生回路ＨＢの入力電流をことさらに増加させなくても、跳ね返り期間Ｔ₂に流れるランプ電流をＩｂｊ分だけ増加させることができ、これに伴って、明るさ（光量）φもφｊ分だけ増加させることができる。従って、ＯＡ機器の原稿照射装置に適用した場合には、図８に示す点灯装置による場合に比較すれば、原稿面照度を高めることができ、原稿の送り速度の高速化への対応も可能となる。
【００１４】
しかしながら、この点灯装置において、スイッチング素子Ｓ１の駆動回路ＰＤは図１０に示すように比較回路ＣＰ，単安定マルチバイブレータＭＭ，ドライブ回路ＤＲなどによって構成されており、しかも、個々の回路構成が複雑であるために、これらの回路をＩＣ化した場合、コストが高くなり、点灯装置も高価になるという不都合があり、低コスト化が求められている。
【００１５】
それ故に、本発明の目的は、スイッチング素子の駆動回路を簡略化することによりコストの低減が可能な希ガス放電灯の点灯装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、上述の目的を達成するために、内面に発光層を有し、かつ内部空間に希ガスを封入した外囲器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、外囲器のほぼ全長に亘って互いに離隔して配置してなる希ガス放電灯と、パルス状の高周波電圧を発生する高周波電圧発生回路とを具備し、前記高周波電圧発生回路は、少なくとも、一次コイル，二次コイル，励磁コイルを有する出力トランスと、出力トランスの一次コイルに直列的に接続した第１のスイッチング素子及び電流検出回路の直列回路と、第２のスイッチング素子と抵抗を含み、第１のスイッチング素子のゲートと接地との間に第２のスイッチング素子を接続し、第２のスイッチング素子のベースと電流検出回路の間に抵抗を接続し、電流検出回路の検出信号に対応する電位が一定値となったときにオンする第２のスイッチング素子のオン動作により第１のスイッチング素子をオン状態からオフ状態に反転させる反転回路と、出力トランスの励磁コイルとダイオードと抵抗とを含み、励磁コイルの一端に順方向にダイオードを接続し、ダイオードに直列的に抵抗を接続し、そのダイオードと抵抗を介して励磁コイルの一端が第１のスイッチング素子のゲートに接続されており、この励磁コイルに発生する電圧を自励的な駆動信号として第１のスイッチング素子に選択的に付与する駆動回路と、第１のスイッチング素子に初期駆動用の駆動信号を付与する初期駆動回路とから構成し、出力トランスの一次コイル側に直流電源を接続し、出力トランスの二次コイル側に希ガス放電灯を、二次コイルに発生する高周波電圧が外部電極に印加されるように接続し、前記第１のスイッチング素子のオフ期間を、出力トランスの二次コイル側の実効インダクタンスと希ガス放電灯が点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期の跳ね返り期間においてランプ電流の絶対値が最大値となる近傍までの期間に設定したことを特徴とする。
【００１７】
又、本発明の第２の発明は、内面に発光層を有し、かつ内部空間に希ガスを封入した外囲器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、外囲器のほぼ全長に亘って互いに離隔して配置すると共に、外囲器の外周面に透光性の絶縁部材を、外部電極が被覆されるように装着してなる希ガス放電灯と、パルス状の高周波電圧を発生する高周波電圧発生回路とを具備し、前記高周波電圧発生回路は、少なくとも、一次コイル，二次コイル，励磁コイルを有する出力トランスと、出力トランスの一次コイルに直列的に接続した第１のスイッチング素子及び電流検出回路の直列回路と、第２のスイッチング素子と抵抗を含み、第１のスイッチング素子のゲートと接地との間に第２のスイッチング素子を接続し、第２のスイッチング素子のベースと電流検出回路の間に抵抗を接続し、電流検出回路の検出信号に対応する電位が一定値となったときにオンする第２のスイッチング素子のオン動作により第１のスイッチング素子をオン状態からオフ状態に反転させる反転回路と、出力トランスの励磁コイルとダイオードと抵抗とを含み、励磁コイルの一端に順方向にダイオードを接続し、ダイオードに直列的に抵抗を接続し、そのダイオードと抵抗を介して励磁コイルの一端が第１のスイッチング素子のゲートに接続されており、この励磁コイルに発生する電圧を自励的な駆動信号として第１のスイッチング素子に選択的に付与する駆動回路と、第１のスイッチング素子に初期駆動用の駆動信号を付与する初期駆動回路とから構成し、出力トランスの一次コイル側に直流電源を接続し、出力トランスの二次コイル側に希ガス放電灯を、二次コイルに発生する高周波電圧が外部電極に印加されるように接続し、前記第１のスイッチング素子のオフ期間を、出力トランスの二次コイル側の実効インダクタンスと希ガス放電灯が点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期の跳ね返り期間においてランプ電流の絶対値が最大値となる近傍までの期間に設定したことを特徴とする。
【００１８】
又、本発明の第３の発明は、前記反転回路は、電流検出回路の検出信号が一定の電流値に対応する電圧に達したときに、第２のスイッチング素子をオン状態にするように条件設定されており、その条件に従って第２のスイッチング素子をオン状態にすることにより、第１のスイッチング素子をオン状態からオフ状態に強制的に反転させることを特徴とする。
【００１９】
又、本発明の第４の発明は、前記駆動回路は、第１のスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて励磁コイルに発生する電圧をダイオード、抵抗を介して第１のスイッチング素子に駆動信号として付与することにより、第１のスイッチング素子を自励的に駆動することを特徴とする。
【００２０】
又、本発明の第５の発明は、前記初期駆動回路を抵抗にて構成すると共に、この抵抗を駆動回路におけるダイオードの出力側に接続することにより、初期駆動時にのみ、直流電源から第１のスイッチング素子に抵抗を介して初期駆動用の駆動信号を印加することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる希ガス放電灯の点灯装置の１実施例について図１〜図４を参照して説明する。同図において、ＤＬは希ガス放電灯であって、次のように構成されている。即ち、１は、例えばガラスバルブにて密閉状に構成された直管状の外囲器であって、その内面には希土類蛍光体，ハロリン酸塩蛍光体などの蛍光体よりなる発光層２が形成されている。特に、この発光層２には所定の開口角を有するアパーチャ部（発光層２の形成されない開口部）２ａがほぼ全長に亘って形成されている。そして、外囲器１の封着構造はガラスバルブの端部にディスク状の封着ガラス板を封着して構成されているが、例えば単にガラスバルブを加熱しながら縮径加工し溶断するいわゆるトップシールによって構成することもできる。尚、この外囲器１の密閉空間には後述するように水銀などの金属蒸気を含まないキセノンを主成分とする希ガスが所定量封入されている。
【００２３】
この外囲器１の外周面にはシート構体３が密着するように巻回されている。このシート構体３は、例えば外囲器１の全長とほぼ同程度の長さを有する絶縁性の透光性シート４と、この透光性シート４の一方の面に互いに所定の間隔だけ離隔配置して接着された金属部材よりなる帯状の一対の外部電極５，６と、この外部電極５，６の端部から導出された端子５１，６１と、透光性シート４の一方の面及び外部電極５，６の一方の面に付与された接着層９とから構成されている。尚、シート構体３の外囲器１への装着状態において、外部電極５，６の一方の側縁部間には第１の開口部７が、他方の側縁部間には第２の開口部８がそれぞれ形成されており、発光層２からの光は主としてアパーチャ部２ａから第１の開口部７を介して外部に放出される。
【００２４】
上述のシート構体３は外囲器１の外周面に、外部電極５，６が外囲器１と透光性シート４との間に位置するように装着（巻回）されている。このシート構体３の外囲器１への装着は、例えば図５に示すように行われる。まず、シート構体３をステージ１０に展開状態で配置する。次に、このシート構体３における透光性シート４の一端４ａに外囲器１を配置すると共に、外囲器１が一対の従動ローラ１１，１１にて透光性シート４に押しつけられるようにセットした上で、ステージ１０を若干Ｍ方向に移動させた後、Ｎ方向に移動させる。すると、外囲器１は透光性シート４の上において相対的に転動し、その外周面にはシート構体３が巻回されることにより装着が行われる。尚、シート構体３において、外部電極５，６はその表面に形成された接着層９を利用して外囲器１の外周面に接着されており、透光性シート４はそれの一方の面に形成された接着層９を利用して巻回時に外囲器１の外周面に接着されると共に、それぞれの端部４ａ，４ｂは図２に示すように第２の開口部８で重ね合わされて接着されている。
【００２５】
上述の希ガス放電灯ＤＬの外囲器１の構成部材としては、例えば１５０°Ｃにおける体積抵抗率が１×１０⁹Ωｃｍ以上であり、酸化珪素，酸化硼素を主成分とする鉛を含まない硼珪酸ガラス系（以下、便宜的にＢＦＫガラスと呼称する）が好適する。このＢＦＫガラスは、例えば酸化珪素（６７．６％），アルミナ（４％），酸化硼素（１８％），酸化ナトリウム（１％），酸化カリウム（８％），酸化リチウム（１％），酸化チタン（０．４％）などから構成されている。この他にも、鉛ガラスやバリウムガラスなどが適用できる。このバリウムガラスは、例えば珪酸，アルミナ，硼酸，カリウム，バリウム，カルシウムなどの酸化物などから構成されている。これらガラスの肉厚は０．２〜０．７ｍｍの範囲（好ましくは０．４〜０．７ｍｍの範囲）に設定されている。しかしながら、肉厚が０．４ｍｍ未満、特に０．２ｍｍ未満になると、外囲器１の機械的な強度が極端に低下するために、量産設備による生産工程でのガラス破損に伴う不良率が増加するようになるし、逆に、肉厚が０．７ｍｍを超えると、縞状の放電状態が目視され、アパーチャ部２ａから放出される光にチラツキが生ずることがある。従って、外囲器１の肉厚は上記範囲内に設定することが望ましい。尚、用途などによっては上記範囲を逸脱して使用することも可能である。
【００２６】
又、この外囲器１の内部空間にはキセノンガスを主成分とする希ガスが封入されており、その封入圧力は、例えば８３〜２００トルの範囲に設定されている。この範囲では始動特性，光出力（原稿面照度），チラツキに関する改善効果が得られる。しかしながら、封入圧力が８３トル未満になると、光出力に対する改善効果が不十分になるし、逆に、封入圧力が２００トルを超えると、始動特性が損なわれるのみならず、縞状の放電状態が目視され、アパーチャ部２ａから放出される光にチラツキが生ずることがある。従って、希ガスの封入圧力は上記範囲内に設定することが望ましい。尚、用途などによっては上記範囲を逸脱して使用することも可能である。
【００２７】
さらには、発光層２は、希ガス放電灯の用途によって、使用する蛍光体が１種のみにて構成されたり、２種以上を適宜に混合して構成されたりする。例えば三波長域発光形の場合には、例えば青色領域に発光スペクトルを有するユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体，緑色領域に発光スペクトルを有するセリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体，赤色領域に発光スペクトルを有するユーロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリウム蛍光体を混合してなる混合蛍光体にて形成され、その付着量は１ｃｍ²当たり５〜３０ｍｇの範囲に設定されている。この範囲では十分の光量（光出力）が得られるものの、その付着量が５ｍｇ未満になると、光量不足によって原稿面照度が不十分になるし、逆に、付着量が３０ｍｇを超えると、均質な発光層の形成が困難になる。従って、発光層２の付着量は上記範囲内に設定することが望ましい。
【００２８】
一方、パルス状の高周波電圧を発生する高周波電圧発生回路ＨＣは、図１に示すように、例えば一次コイルＬｐ，二次コイルＬｓ，励磁コイルＬｅを有する出力トランスＴＲと、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐに直列的に接続された第１のスイッチング素子Ｓ１及び抵抗よりなる電流検出回路Ｒ１の直列回路と、電流検出回路Ｒ１の検出信号に基づいて第１のスイッチング素子Ｓ１をオン状態からオフ状態に反転させる反転回路ＯＳと、出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅを含み、この励磁コイルＬｅに発生する電圧Ｖｅを自励的な駆動信号として第１のスイッチング素子Ｓ１に選択的に付与する駆動回路ＰＤＡと、第１のスイッチング素子Ｓ１に初期駆動用の駆動信号を付与する抵抗よりなる初期駆動回路Ｒ２と、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐの入力側とアースとの間に接続されたコンデンサＣＡとから構成されている。尚、第１のスイッチング素子Ｓ１はＦＥＴが好適するが、バイポーラトランジスタ，トライアック，ＳＣＲなどの半導体スイッチング素子も使用可能である。
【００２９】
この高周波電圧発生回路ＨＣにおいて、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐ，二次コイルＬｓ，励磁コイルＬｅのそれぞれの巻回方向（極性）は、例えば図１において黒丸で示すように設定されている。尚、黒丸側が巻き始め端であることを示している。この出力トランスＴＲの入力側（一次コイルＬｐ側）には直流電源ＥＢが、二次コイルＬｓ側には希ガス放電灯ＤＬの外部電極５，６がそれぞれ接続されている。特に、一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの巻線比は、二次コイルＬｓに希ガス放電灯ＤＬの点灯に適切なパルス状の高周波電圧が発生するように設定されている。
【００３０】
上述の出力トランスＴＲの一次コイルＬｐに直列的に接続された第１のスイッチング素子Ｓ１のオフ期間は、出力トランスＴＲの二次コイルＬｓ側の実効インダクタンスと希ガス放電灯ＤＬが点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期以内、好ましくはランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間Ｔ₂の間に設定されている。
【００３１】
又、高周波電圧発生回路ＨＣの初期駆動回路Ｒ２は、初期駆動時に、直流電源ＥＢから第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに付与される駆動信号に時間的な遅れが生ずるように、高い抵抗値を有する抵抗（Ｒ２）によって構成されている。この初期駆動回路（抵抗）Ｒ２の一端は直流電源ＥＢに、他端は後述する駆動回路ＰＤＡにおける単方向性素子Ｄ１の出力側（カソード側）と共に第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに接続されている。
【００３２】
又、高周波電圧発生回路ＨＣの反転回路ＯＳは、例えば電流検出回路Ｒ１の検出信号Ｖ₁に基づいて第１のスイッチング素子Ｓ１をオン状態からオフ状態に反転させるように構成されており、具体的には第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートとアースとの間に接続された第２のスイッチング素子Ｓ２と、第２のスイッチング素子Ｓ２のベースと電流検出回路Ｒ１との間に接続された抵抗Ｒ３とから構成されている。尚、第２のスイッチング素子Ｓ２はそれのベース電圧が、電流検出回路Ｒ１での検出信号が一定の電流に対応する一定の電圧Ｖ₁に達した際にオン動作するように構成（条件設定）されている。図示例の第２のスイッチング素子Ｓ２はバイポーラトランジスタが使用されているが、ＦＥＴ，サイリスタなどの適宜の半導体スイッチング素子も使用できる。
【００３３】
又、高周波電圧発生回路ＨＣの駆動回路ＰＤＡは、例えば出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅを含み、この励磁コイルＬｅに発生する電圧Ｖｅを自励的な駆動信号として第１のスイッチング素子Ｓ１に選択的に付与するように構成されており、具体的には出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅと、励磁コイルＬｅの巻き始め端に順方向に接続された単方向性素子Ｄ１と、単方向性素子Ｄ１に直列的に接続された抵抗Ｒ４とから構成されている。励磁コイルＬｅの巻き終り端は接地されており、巻き始め端と第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートとの間には単方向性素子Ｄ１，抵抗Ｒ４の直列回路が接続されている。尚、単方向性素子Ｄ１としてはダイオードが好適するが、バイポーラトランジスタなどの３端子素子をダイオード的に使用したりすることも可能である。
【００３４】
さらに、高周波電圧発生回路ＨＣにおいて、第１のスイッチング素子Ｓ１は、初期駆動後は駆動回路ＰＤＡからの駆動信号Ｖｅに基づいて自励的にスイッチング動作されるのであるが、それのオンデューティ比は５０％以上に、好ましくは６０％以上に設定されている。この理由は、第１のスイッチング素子Ｓ１がオフ状態からオン状態に移行する際に、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐにパルス的に流れるコイル電流に基づくランプ電流成分を、出力トランスＴＲの二次コイルＬｓ側の実効インダクタンスと希ガス放電灯ＤＬが点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流Ｉｂの自由振動において、ランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間Ｔ₂に流れるランプ電流に有効に重畳させることができるからである。
【００３５】
このように構成された点灯装置は次のように動作する。まず、高周波電圧発生回路ＨＣの入力側に直流電源ＥＢから直流電力を供給すると、コンデンサＣＡは充電される。この状態において、直流電源ＥＢから直流電圧が初期駆動回路Ｒ２を介して第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに印加されると、第１のスイッチング素子Ｓ１はオン状態になり、以下、図６（ａ）に示すように時点ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃・・・で交互にオン，オフ動作が継続的に行なわれる。第１のスイッチング素子Ｓ１が図６（ａ）に示すように時点ｔ₁にてオン状態になると、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐ，電流検出回路Ｒ１には同図（ｂ）に示すように時点ｔ₁にてパルス的に電流（コイル電流Ｉ_L）が流れた後に、ほぼ直線的に増加し、一次コイルＬｐには電磁エネルギーが蓄積される。
【００３６】
一方、図６（ｂ）に示すように時点ｔ₁からコイル電流Ｉ_Lが流れることにより、出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅには同図（ｃ）に示すように時点ｔ₁にて正の電圧Ｖｅが発生する。この電圧Ｖｅは単方向性素子Ｄ１，抵抗Ｒ４を介して第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに駆動信号として印加され、第１のスイッチング素子Ｓ１のオン状態が維持される。
【００３７】
次に、コイル電流Ｉ_Lが図６（ｂ）に示すように時点ｔ₂にて一定の電流値に達すると、電流検出回路Ｒ１には一定値に達したコイル電流Ｉ_Lに対応する電圧Ｖ₁が発生する。この検出電圧Ｖ₁は反転回路ＯＳにおける抵抗Ｒ３を介して第２のスイッチング素子Ｓ２のベースに付与され、第２のスイッチング素子Ｓ２は同図（ｄ）に示すように時点ｔ₂にてオン状態になる。これによって、第１のスイッチング素子Ｓ１は、そのゲートが接地レベル（ロウレベル）になることにより、同図（ａ）に示すように時点ｔ₂にてオフ状態になる。これに伴い、出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅには同図（ｃ）に示すように時点ｔ₂にて負の電圧（正の電圧に対して反対方向の電圧）Ｖｅが発生する。この電圧Ｖｅは単方向性素子Ｄ１によって阻止されるために、第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに印加されず、第１のスイッチング素子Ｓ１のオフ状態が維持される。この際に、第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートには初期駆動回路Ｒ２を介して電圧が印加されるものの、初期駆動回路Ｒ２，第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートを含む回路時定数が十分に大きく設定されているために、時点ｔ₂〜時点ｔ₃の期間内に第１のスイッチング素子Ｓ１が初期駆動回路Ｒ２によってオン状態になることはない。
【００３８】
このように第１のスイッチング素子Ｓ１が図６（ａ）に示すように時点ｔ₂にてオフ状態になると、コイル電流Ｉ_Lも同図（ｂ）に示すように時点ｔ₂において流れなくなる。この際に、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐに蓄積された電磁エネルギーの作用に基づき、二次コイルＬｓには一次コイルＬｐと二次コイルＬｓとの巻線比によるパルス状の高周波高電圧が発生し、希ガス放電灯ＤＬの外部電極５，６に印加される。そして、外部電極５，６間には放電が生起され、希ガス放電灯ＤＬは点灯状態になり、同図（ｅ）に示すようにほぼ時点ｔ₂からランプ電流Ｉｂが流れると共に、希ガス放電灯ＤＬがコンデンサを形成する関係で同放電灯に電荷が蓄積される。ランプ電流Ｉｂが０になると、希ガス放電灯ＤＬに蓄積された電荷が再びランプ電流として跳ね返り期間Ｔ₂に、最初の期間Ｔ₁とは逆方向に流れるようになる。これに伴って、希ガス放電灯ＤＬは同図（ｆ）に示すように時点ｔ₂から強い発光（φ）を呈する。
【００３９】
次に、跳ね返り期間Ｔ₂に流れるランプ電流、具体的には時点ｔ₃から流れるランプ電流成分に基づいて、出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅには図６（ｃ）に示すようにほぼ時点ｔ₃にて再び正の電圧Ｖｅが発生する。この電圧Ｖｅは単方向性素子Ｄ１，抵抗Ｒ４を介して第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに駆動信号として印加される結果、第１のスイッチング素子Ｓ１は同図（ａ）に示すように時点ｔ₃にて自励的に再びオン状態になる。この際に、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐには同図（ｂ）に示すように時点ｔ₃にてパルス的な電流（コイル電流Ｉ_L）が流れ、このコイル電流Ｉ_Lに基づいて出力トランスＴＲの二次コイルＬｓには電力が供給される関係で、跳ね返り期間Ｔ₂に流れるランプ電流Ｉｂに同図（ｅ）において斜線で示すランプ電流Ｉｂｊが重畳されると共に、同図（ｆ）において斜線で示す光量φｊがランプ光量φに重畳される。
【００４０】
特に、図６（ａ）に示すように、第１のスイッチング素子Ｓ１がオフ状態からオン状態に反転する時点ｔ₃が、出力トランスＴＲの二次コイルＬｓ側の実効インダクタンスと希ガス放電灯ＤＬが点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期内（好ましくはランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間Ｔ₂）に設定されているために、上述の斜線で示す電流Ｉｂｊをランプ電流の自由振動成分に有効に重畳させることができる。以下、時点ｔ₃以降も時点ｔ₁〜ｔ₃期間と同様な動作が継続的に繰り返し行なわれる。
【００４１】
この実施例によれば、出力トランスＴＲの励磁コイルＬｅにはこの励磁コイルＬｅを含む単方向性素子Ｄ１，抵抗Ｒ４よりなる駆動回路ＰＤＡが設けられているために、第１のスイッチング素子Ｓ１のスイッチング動作に関連して、励磁コイルＬｅにはほぼ時点ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃・・・で極性が反転する電圧Ｖｅが誘起される。この電圧Ｖｅのうち、正の電圧Ｖｅだけが単方向性素子Ｄ１，抵抗Ｒ４を介して第１のスイッチング素子Ｓ１のゲートに駆動信号として付与されることになる。従って、第１のスイッチング素子Ｓ１はこのように選択された電圧Ｖｅが付与される度に自励的にオン状態になるために、点灯装置の回路構成を図９〜図１０に示す先行技術に比較して簡略化できる上、コストをも低減できる。
【００４２】
しかも、第１のスイッチング素子Ｓ１がオフ状態からオン状態に反転するタイミングにおいて、パルス的に流れるコイル電流Ｉ_Lに基づくランプ電流Ｉｂｊが跳ね返り期間Ｔ₂における自由振動成分に重畳されるために、特別に出力トランスＴＲへの入力を増加しなくても、ランプ電流を有効に増加させることができ、これに伴って光量もφｊだけ増加させることができる。従って、光量を効果的に増加させることができる。
【００４３】
又、第１のスイッチング素子Ｓ１のオンデューティ比は５０％以上に、好ましくは６０％以上に、さらに好ましくは７０〜８０％程度に設定されているために、出力トランスＴＲの二次コイルＬｓ側の実効インダクタンスと希ガス放電灯ＤＬが点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期において、ランプ電流の流れる方向が反転する跳ね返り期間Ｔ₂にランプ電流Ｉｂｊを自由振動成分に有効に重畳させることができる。しかしながら、オンデューティ比が５０％未満になると、ランプ電流の自由振動成分に有効に重畳できなくなり、光量の増加は期待できなくなる。従って、光量の増加を期待する場合には上記デューティ比に設定することが望ましい。
【００４４】
さらには、この点灯装置において、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐのインダクタンスをＬ、コイル電流をＩ_L、スイッチング周波数をｆとすると、入力側の電力ＰはＰ＝０．５Ｌ・Ｉ_L ²・ｆなる式で表される。この電力Ｐは出力トランスＴＲの一次コイルＬｐのインダクタンスＬが一定である上に、スイッチング周波数ｆの変動も比較的に少ないことから、コイル電流Ｉ_Lに依存することになる。従って、出力トランスＴＲの一次コイルＬｐに流れるコイル電流Ｉ_Lは、電流検出回路Ｒ１，反転回路ＯＳとの協働作用に基づき、一定の電流値に達するように制御されるために、点灯装置の入力側における電力の、大雑把な定電力化が可能になる。
【００４５】
尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約されることなく、例えば第１のスイッチング素子のデューティ比は、用途などによっては５０％未満に設定することも可能である。又、点灯装置に組み込まれる希ガス放電灯において、外囲器に装着される絶縁部材は透光性シートの他に、熱収縮性樹脂チューブを適用したりすることもできるし、或いは省略することもできるし、発光層はアパーチャ部を省略して外囲器の内面全体に形成することもできるし、外部電極の側縁部に鋸歯状などの異形部を形成したりすることもできる。さらには、外部電極の形態において、帯状とは全体としての形態が帯状であることを意味し、側縁部や側縁部でない部分に異形部，孔などが存在したりするものも含まれるものとする。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、出力トランスの励磁コイルにはこの励磁コイルを含む単方向性素子，抵抗よりなる駆動回路が設けられているために、第１のスイッチング素子のスイッチング動作に関連して、励磁コイルには適宜のタイミングで極性の異なる電圧が誘起される。この電圧のうち、特定の極性の電圧だけが駆動回路を介して第１のスイッチング素子に駆動信号として付与されることになる。従って、第１のスイッチング素子はこのように選択された電圧が付与される度に自励的にオン状態になるために、点灯装置の回路構成を先行技術に比較して簡略化できる上、コストをも低減できる。
【００４７】
又、第１のスイッチング素子のオンデューティ比を５０％以上に設定すれば、出力トランスの二次コイル側の実効インダクタンスと希ガス放電灯が点灯した状態の実効静電容量とにより発生するランプ電流の自由振動の最初の１周期において、ランプ電流の流れる方向が反転する跳ね返り期間にランプ電流を自由振動成分に有効に重畳させることができ、特別に出力トランスへの入力を増加しなくても、ランプ電流を有効に増加させることができ、これに伴って光量も有効に増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例を示す点灯装置の電気回路図。
【図２】図１に示す希ガス放電灯の縦断面図。
【図３】図２に示す希ガス放電灯に適用したシート構体の展開図。
【図４】図３のＸ−Ｘ断面図。
【図５】図２に示す希ガス放電灯の製造方法を説明するための縦断面図。
【図６】図１の動作説明図であって、同図（ａ）は第１のスイッチング素子の動作タイミング図、同図（ｂ）は出力トランスの一次コイルに流れるコイル電流図、同図（ｃ）は駆動回路から第１のスイッチング素子に出力される駆動信号の出力タイミング図、同図（ｄ）は第２のスイッチング素子の動作タイミング図、同図（ｅ）はランプ電流図、同図（ｆ）は発光波形図。
【図７】先行技術にかかる希ガス放電灯の縦断面図。
【図８】先行技術にかかる希ガス放電灯の点灯装置の電気回路図。
【図９】先行技術にかかる他の希ガス放電灯の点灯装置の電気回路図。
【図１０】図９に示す駆動回路のブロック図。
【図１１】図９〜図１０の動作説明図であって、同図（ａ）は駆動回路の出力タイミング図、同図（ｂ）はスイッチング素子の動作タイミング図、同図（ｃ）はコイル電流図、同図（ｄ）はランプ電流図、同図（ｅ）は発光波形図。
【図１２】図１１の拡大図であって、同図（ａ）はスイッチング素子の動作タイミング図、同図（ｂ）はランプ電流図。
【符号の説明】
１外囲器
２発光層
２ａアパーチャ部
３シート構体
４透光性シート（絶縁部材）
５，６外部電極
７第１の開口部
８第２の開口部
９接着層
ＤＬ希ガス放電灯
ＥＢ直流電源
ＨＣ高周波電圧発生回路
ＣＡコンデンサ
ＴＲ出力トランス
Ｌｐ一次コイル
Ｌｓ二次コイル
Ｌｅ励磁コイル
Ｓ１第１のスイッチング素子
Ｒ１電流検出回路
Ｒ２初期駆動回路
ＯＳ反転回路
Ｒ３抵抗（反転回路）
Ｓ２第２のスイッチング素子（反転回路）
ＰＤＡ駆動回路
Ｄ１単方向性素子（駆動回路）
Ｒ４抵抗（駆動回路）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lighting device for a rare gas discharge lamp, and more particularly, a lighting device in which a rare gas discharge lamp in which a pair of strip-like external electrodes are arranged on the outer peripheral surface of a glass bulb having a light emitting layer on the inner surface is connected to a high frequency voltage generation circuit. It relates to the improvement of the apparatus.
[0002]
[Prior art]
The present applicant has previously proposed a rare gas discharge lamp DL shown in FIG. In the figure, A is a straight tubular envelope sealed with a glass bulb, for example, and a light emitting layer B made of a phosphor such as a rare earth phosphor or a halophosphate phosphor is formed on the inner surface thereof. Is formed. In particular, the light emitting layer B is formed with an aperture part (light emitting layer non-formed part) Ba having a predetermined opening angle almost over the entire length. The sealing structure of the envelope A is configured by sealing a disc-shaped sealing glass plate at the end of the glass bulb. For example, the glass bulb is simply heated while the glass bulb is heated and melted. It can also be constituted by a top seal. The sealed space of the envelope A is filled with a predetermined amount of a rare gas mainly composed of xenon that does not contain metal vapor such as mercury. On the outer peripheral surface of the envelope A, a pair of strip-like external electrodes C and D made of a metal member are disposed apart from each other over almost the entire length of the envelope A.
[0003]
The rare gas discharge lamp DL is turned on by, for example, a lighting device shown in FIG. This lighting device, for example, generates a high-frequency voltage having a frequency of about 30 KHz and a voltage of about 1880 V, and an output waveform is substantially a sine wave, and a high-frequency voltage generation circuit (inverter circuit) HA from the DC power source EB to the inverter circuit HA. It comprises a switching element QA such as a transistor that controls the supply of DC power, and a drive circuit P that supplies a drive signal to the switching element QA. A rare gas discharge lamp DL is connected to the output side of the inverter circuit HA so that a high-frequency voltage is applied to the external electrodes C and D.
[0004]
In this lighting device, when a drive signal is applied / stopped from the drive circuit P to the base of the switching element QA at a predetermined timing, the switching element QA is turned on / off at a predetermined interval. During the ON period of the switching element QA, the inverter circuit HA operates to output a high-frequency voltage and apply it to the external electrodes C and D of the rare gas discharge lamp DL. As a result, the rare gas discharge lamp DL is different from the one that is turned on by one discharge path along the longitudinal direction of the envelope like a discharge lamp using a hot cathode or a cold cathode. Lights in a striped state by forming innumerable discharge paths between them (substantially perpendicular to the longitudinal direction of the envelope A). In this state, the light emitting layer B is excited by the rare gas excitation line to emit light, and the light is emitted to the outside mainly through the aperture portion Ba.
[0005]
In particular, since no mercury is used in the rare gas discharge lamp DL, the amount of light rises sharply after lighting, and the amount of light reaches almost 100% simultaneously with lighting. For this reason, it is suitable as a light source for reading originals in office automation equipment such as facsimiles, image scanners, and copying machines.
[0006]
For example, when this rare gas discharge lamp DL is applied to the above-described original irradiating apparatus (original irradiating / reading apparatus), it is possible to increase the density of the radiated light of the light emitting layer B by adopting the aperture portion structure. The surface illuminance can be increased, and the document readability can be improved.
[0007]
However, recently, OA equipment has a tendency to further increase the document feed speed in order to increase its processing capacity and increase the efficiency of office work. When the above rare gas discharge lamp DL is applied as it is, The reading accuracy (resolution) of the document is impaired. For this reason, a further increase in illuminance is required.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present applicant has previously proposed a lighting device for a rare gas discharge lamp shown in FIGS. This lighting device is configured such that a rare gas discharge lamp DL is connected to the output side of a high-frequency voltage generation circuit HB that generates a pulsed high-frequency voltage so that a high-frequency voltage is applied to the external electrodes C and D. The high-frequency voltage generation circuit HB includes, for example, an output transformer TR having a primary coil Lp and a secondary coil Ls, and a switching element S1 such as a field effect transistor (FET) connected in series to the primary coil Lp of the output transformer TR. And a current detection circuit R1 composed of a resistor connected in series to the switching element S1, a capacitor CA connected in parallel to the series circuit of the primary coil Lp of the output transformer TR, the switching element S1, and the current detection circuit R1. The driving circuit PD for applying a substantially square-wave driving signal to the switching element S1.
[0009]
The above-described drive circuit PD compares, for example, the detection signal of the current detection circuit R1 with a reference power supply (reference voltage) Es, and outputs a high level signal only when the detection signal reaches the reference voltage Es. CP, a monostable multivibrator MM that outputs a high level signal based on the high level signal from the comparison circuit CP, and a drive electrode (gate) of the switching element S1 by inverting the signal from the monostable multivibrator MM And a drive circuit DR applied to the. When the signal from the monostable multivibrator MM is at a high level, a low level drive signal inverted by the drive circuit DR is applied to the gate of the switching element S1. Conversely, when the signal from the monostable multivibrator MM is at a low level, a high-level drive signal inverted by the drive circuit DR is applied to the gate of the switching element S1.
[0010]
The lighting device configured in this way operates as follows. First, when the DC power supply EB is connected to the input side of the high-frequency voltage generation circuit HB, the capacitor CA is charged. In this state, when the square-wave drive signal shown in FIG. 11A is applied from the drive circuit PD to the gate of the switching element S1, the switching element S1 is as shown in FIG. 12B and FIG. 12A. At time t₁, T₂, T_Three... alternately turn on and off. Switching element S1 is at time t₁Is turned on in the capacitor CA, the DC power supply EB, the primary coil Lp of the output transformer TR, and the current detection circuit R1 as shown in FIG._L) Flows, and electromagnetic energy is accumulated in the primary coil Lp of the output transformer TR.
[0011]
Next, the detection voltage V of the current detection circuit R1₁However, when the reference voltage Es set to a predetermined voltage (constant value) is reached, a high level signal is output from the comparison circuit CP, and thereby a high level signal is output from the monostable multivibrator MM. This signal is inverted by the drive circuit DR, and a low level signal is applied to the gate of the switching element S1, so that the switching element S1₂Turns off at. Next, the switching element S1 is switched to time t₂Is turned off, the secondary coil Ls has a pulse-like high-frequency voltage depending on the winding ratio of the primary coil Lp and the secondary coil Ls based on the action of electromagnetic energy accumulated in the primary coil Lp of the output transformer TR. Is generated and applied to the external electrodes C and D of the rare gas discharge lamp DL. As a result, a discharge is generated between the external electrodes, and the rare gas discharge lamp DL is turned on, as shown in FIGS. 11 (d) and 12 (b).₂From the lamp current Ib flows.
[0012]
This lamp current Ib is the period T of the first half of each cycle (T) in the repetition cycle.₁And the charge accumulated in the rare gas discharge lamp DL becomes the lamp current Ib during the period T₂And period T₁It flows in the direction opposite to the direction of. This reverse period (T₂) Is called the bounce period for convenience. This rebound period T₂At time t_ThreeWhen the drive signal is applied to the switching element S1 again at time t, as shown in FIG.₁, T_Three・・・ In coil current I_LA pulsed current flows in In relation to this current, the lamp current Ib includes a lamp current Ibj indicated by hatching in FIGS. 11 (d) and 12 (b).₂It is superimposed on the lamp current flowing in As a result, the rare gas discharge lamp DL emits light (φ) as shown in FIG. 11 (e), and the brightness φ increases as shown by the hatched lines (φj) in the same figure as the lamp current Ibj increases. The
[0013]
According to this lighting device, in the lighting state of the rare gas discharge lamp DL, the period T after the switching element S1 is turned off.₁Rebound period T in which the direction of the lamp current Ib flowing through₂Since the switching element S1 is turned on, the rebound period T can be obtained without further increasing the input current of the high-frequency voltage generation circuit HB.₂Can be increased by Ibj, and accordingly, the brightness (light quantity) φ can also be increased by φj. Therefore, when applied to a document irradiation device of an OA device, compared to the case of using the lighting device shown in FIG. 8, it is possible to increase the document surface illuminance and to cope with an increase in the document feed speed. Become.
[0014]
However, in this lighting device, the drive circuit PD of the switching element S1 is configured by a comparison circuit CP, a monostable multivibrator MM, a drive circuit DR, etc. as shown in FIG. 10, and the individual circuit configuration is complicated. For this reason, when these circuits are integrated into an IC, there is an inconvenience that the cost is increased and the lighting device is also expensive, and a reduction in cost is required.
[0015]
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a lighting device for a rare gas discharge lamp that can reduce the cost by simplifying the drive circuit of the switching element.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  Therefore, in order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a pair of strip-shaped external electrodes made of metal members on the outer peripheral surface of an envelope having a light emitting layer on the inner surface and enclosing a rare gas in the inner space. A noble gas discharge lamp that is spaced apart from each other over substantially the entire length of the envelope, and a high-frequency voltage generation circuit that generates a pulsed high-frequency voltage, the high-frequency voltage generation circuit comprising at least: An output transformer having a primary coil, a secondary coil, and an exciting coil; a series circuit of a first switching element and a current detection circuit connected in series to the primary coil of the output transformer; a second switching element and a resistor; Gate of first switching elementAnd between groundA second switching element is connected to the base, a resistor is connected between the base of the second switching element and the current detection circuit, and the detection signal of the current detection circuit isBy the on operation of the second switching element that turns on when the corresponding potential becomes a constant valueAn inverting circuit that inverts the first switching element from an on state to an off state, an excitation coil, a diode, and a resistor of an output transformer, a diode connected in a forward direction to one end of the excitation coil, and a resistor in series with the diode And one end of the exciting coil is connected to the gate of the first switching element through the diode and the resistor, and the voltage generated in the exciting coil is supplied to the first switching element as a self-excited drive signal. A drive circuit that selectively applies and an initial drive circuit that applies a drive signal for initial drive to the first switching element, a DC power source is connected to the primary coil side of the output transformer, and the secondary of the output transformer A rare gas discharge lamp is connected to the coil side so that a high-frequency voltage generated in the secondary coil is applied to the external electrode, and the first switching element is turned off. During a free oscillation of the lamp current effective inductance and a rare gas discharge lamp of the secondary coil side of the output transformer is generated by the effective capacitance of the state litUntil the absolute value of the lamp current reaches its maximum value in the first rebound periodThe period is set.
[0017]
  According to a second aspect of the present invention, there is provided a pair of belt-like external electrodes made of a metal member on the outer peripheral surface of an envelope having a light emitting layer on the inner surface and enclosing a rare gas in the inner space. A rare gas discharge lamp that is spaced apart from each other over almost the entire length of the envelope, and a translucent insulating member is mounted on the outer peripheral surface of the envelope so that the external electrode is covered, and a pulse-shaped discharge lamp. A high-frequency voltage generating circuit for generating a high-frequency voltage, the high-frequency voltage generating circuit comprising: an output transformer having at least a primary coil, a secondary coil, and an exciting coil; and a first coil connected in series to the primary coil of the output transformer. 1 includes a series circuit of a switching element and a current detection circuit, a second switching element and a resistor, and a gate of the first switching elementAnd between groundA second switching element is connected to the base, a resistor is connected between the base of the second switching element and the current detection circuit, and the detection signal of the current detection circuit isBy the on operation of the second switching element that turns on when the corresponding potential becomes a constant valueAn inverting circuit that inverts the first switching element from an on state to an off state, an excitation coil, a diode, and a resistor of an output transformer, a diode connected in a forward direction to one end of the excitation coil, and a resistor in series with the diode And one end of the exciting coil is connected to the gate of the first switching element through the diode and the resistor, and the voltage generated in the exciting coil is supplied to the first switching element as a self-excited drive signal. A drive circuit that selectively applies and an initial drive circuit that applies a drive signal for initial drive to the first switching element, a DC power source is connected to the primary coil side of the output transformer, and the secondary of the output transformer A rare gas discharge lamp is connected to the coil side so that a high-frequency voltage generated in the secondary coil is applied to the external electrode, and the first switching element is turned off. During a free oscillation of the lamp current effective inductance and a rare gas discharge lamp of the secondary coil side of the output transformer is generated by the effective capacitance of the state litUntil the absolute value of the lamp current reaches its maximum value in the first rebound periodThe period is set.
[0018]
  According to a third aspect of the present invention, the inversion circuit has a constant detection signal of the current detection circuit.CurrentIn valueTo the corresponding voltageReachedsometimesThe condition is set so that the second switching element is turned on. According to the condition, the second switching element is turned on to force the first switching element from the on state to the off state. It is characterized by being inverted.
[0019]
  According to a fourth aspect of the present invention, the drive circuit isThe secondThe voltage generated in the exciting coil based on the switching operation of one switching elementdiode,The first switching element is driven in a self-excited manner by applying it as a drive signal to the first switching element through a resistor.To do.
[0020]
  In addition, the first of the present invention5In the present invention, the initial drive circuit is constituted by a resistor, and the resistor is used in the drive circuit.diodeBy connecting to the output side, a drive signal for initial drive is applied from a DC power source to the first switching element via a resistor only during initial drive.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, one embodiment of a lighting device for a rare gas discharge lamp according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, DL is a rare gas discharge lamp and is configured as follows. That is, reference numeral 1 denotes a straight tubular envelope sealed with a glass bulb, for example, and a light emitting layer 2 made of a phosphor such as a rare earth phosphor or a halophosphate phosphor is formed on the inner surface thereof. Has been. In particular, the light emitting layer 2 is formed with an aperture portion (opening portion in which the light emitting layer 2 is not formed) 2a having a predetermined opening angle over almost the entire length. The sealing structure of the envelope 1 is configured by sealing a disc-shaped sealing glass plate at the end of the glass bulb. For example, the glass bulb is simply heated while the glass bulb is heated and melted. It can also be constituted by a top seal. As will be described later, a predetermined amount of a rare gas mainly containing xenon that does not contain a metal vapor such as mercury is sealed in the sealed space of the envelope 1.
[0023]
The sheet structure 3 is wound around the outer peripheral surface of the envelope 1 so as to be in close contact therewith. The sheet structure 3 is, for example, an insulating translucent sheet 4 having a length substantially the same as the entire length of the envelope 1 and a predetermined distance from each other on one surface of the translucent sheet 4. A pair of strip-like external electrodes 5 and 6 made of a metal member bonded together, terminals 51 and 61 led out from the ends of the external electrodes 5 and 6, one surface of the translucent sheet 4 and the outside The adhesive layer 9 is provided on one surface of the electrodes 5 and 6. When the seat structure 3 is attached to the envelope 1, the first opening 7 is provided between one side edge of the external electrodes 5 and 6, and the second opening is provided between the other side edges. Each of the portions 8 is formed, and light from the light emitting layer 2 is emitted to the outside mainly from the aperture portion 2 a through the first opening 7.
[0024]
The above-described sheet structure 3 is mounted (wound) on the outer peripheral surface of the envelope 1 so that the external electrodes 5 and 6 are positioned between the envelope 1 and the translucent sheet 4. The seat structure 3 is attached to the envelope 1 as shown in FIG. 5, for example. First, the sheet structure 3 is arranged on the stage 10 in an unfolded state. Next, the envelope 1 is disposed at one end 4 a of the translucent sheet 4 in the sheet structure 3, and the envelope 1 is pressed against the translucent sheet 4 by the pair of driven rollers 11 and 11. After setting, the stage 10 is slightly moved in the M direction and then moved in the N direction. Then, the envelope 1 rolls relatively on the translucent sheet 4, and the seat assembly 3 is wound around the outer peripheral surface of the envelope 1 to be mounted. In the sheet structure 3, the external electrodes 5 and 6 are bonded to the outer peripheral surface of the envelope 1 using an adhesive layer 9 formed on the surface thereof, and the translucent sheet 4 is provided on one surface thereof. 2 is bonded to the outer peripheral surface of the envelope 1 at the time of winding using the adhesive layer 9 formed in FIG. 2, and the respective end portions 4a and 4b are overlapped at the second opening 8 as shown in FIG. Are glued together.
[0025]
As a constituent member of the envelope 1 of the rare gas discharge lamp DL described above, for example, a volume resistivity at 150 ° C. is 1 × 10 6.⁹A borosilicate glass system (hereinafter referred to as BFK glass for the sake of convenience) that is Ωcm or more and does not contain lead containing silicon oxide and boron oxide as main components is suitable. This BFK glass is composed of, for example, silicon oxide (67.6%), alumina (4%), boron oxide (18%), sodium oxide (1%), potassium oxide (8%), lithium oxide (1%), oxidation It is made of titanium (0.4%) or the like. In addition, lead glass, barium glass, or the like can be applied. This barium glass is made of, for example, oxides such as silicic acid, alumina, boric acid, potassium, barium, and calcium. The thickness of these glasses is set in the range of 0.2 to 0.7 mm (preferably in the range of 0.4 to 0.7 mm). However, when the wall thickness is less than 0.4 mm, particularly less than 0.2 mm, the mechanical strength of the envelope 1 is extremely reduced, and the defect rate associated with glass breakage in the production process by the mass production equipment increases. On the contrary, when the thickness exceeds 0.7 mm, the striped discharge state is visually observed, and flickering may occur in the light emitted from the aperture portion 2a. Therefore, it is desirable to set the thickness of the envelope 1 within the above range. In addition, it can be used outside the above range depending on the application.
[0026]
In addition, a rare gas mainly composed of xenon gas is sealed in the inner space of the envelope 1, and the sealed pressure is set in a range of 83 to 200 torr, for example. In this range, improvement effects regarding start characteristics, light output (document surface illumination), and flicker can be obtained. However, when the sealing pressure is less than 83 Torr, the improvement effect on the light output becomes insufficient. Conversely, when the sealing pressure exceeds 200 Torr, not only the starting characteristics are impaired, but also the striped discharge state is There is a case where flickering occurs in the light that is visually observed and emitted from the aperture portion 2a. Therefore, it is desirable to set the rare gas filling pressure within the above range. In addition, it can be used outside the above range depending on the application.
[0027]
Furthermore, the light emitting layer 2 is comprised only by 1 type of fluorescent substance used according to the use of a noble gas discharge lamp, or is comprised by mixing 2 or more types suitably. For example, in the case of a three-wavelength emission type, for example, europium-activated barium magnesium aluminate phosphor having an emission spectrum in the blue region, cerium / terbium-activated lanthanum phosphate phosphor having an emission spectrum in the green region, red region It is made of a mixed phosphor formed by mixing europium-activated yttrium borate / gadolinium phosphor having an emission spectrum, and its adhesion amount is 1 cm.²The range is set to 5 to 30 mg per unit. In this range, a sufficient amount of light (light output) can be obtained, but if the amount of adhesion is less than 5 mg, the illuminance on the original surface becomes insufficient due to insufficient amount of light, and conversely, if the amount of adhesion exceeds 30 mg, it is homogeneous. Formation of the light emitting layer becomes difficult. Therefore, it is desirable to set the amount of the light emitting layer 2 to be within the above range.
[0028]
On the other hand, as shown in FIG. 1, the high-frequency voltage generation circuit HC that generates a pulsed high-frequency voltage includes, for example, an output transformer TR having a primary coil Lp, a secondary coil Ls, and an exciting coil Le, and a primary coil of the output transformer TR. The first switching element S1 connected in series with Lp and a series circuit of a current detection circuit R1 including a resistor, and the first switching element S1 is changed from an on state to an off state based on a detection signal of the current detection circuit R1. An inversion circuit OS for inverting, and a drive circuit PDA that selectively applies the voltage Ve generated in the excitation coil Le to the first switching element S1 as a self-excited drive signal, including the excitation coil Le of the output transformer TR; , An initial drive circuit R2 comprising a resistor for applying a drive signal for initial drive to the first switching element S1, and an output transformer TR It is composed of a capacitor connected CA between the input side and the ground of the next coil Lp. The first switching element S1 is preferably an FET, but a semiconductor switching element such as a bipolar transistor, triac, or SCR can also be used.
[0029]
In the high-frequency voltage generation circuit HC, the winding directions (polarities) of the primary coil Lp, the secondary coil Ls, and the exciting coil Le of the output transformer TR are set, for example, as indicated by black circles in FIG. Note that the black circle side indicates the winding start end. A DC power source EB is connected to the input side (primary coil Lp side) of the output transformer TR, and external electrodes 5 and 6 of the rare gas discharge lamp DL are connected to the secondary coil Ls side. In particular, the winding ratio between the primary coil Lp and the secondary coil Ls is set so that a pulsed high-frequency voltage suitable for lighting the rare gas discharge lamp DL is generated in the secondary coil Ls.
[0030]
During the off period of the first switching element S1 connected in series to the primary coil Lp of the output transformer TR described above, the effective inductance on the secondary coil Ls side of the output transformer TR and the rare gas discharge lamp DL are lit. Rebound period T during which the lamp current direction is reversed, preferably within the first cycle of the free oscillation of the lamp current generated by the effective capacitance.₂Is set between.
[0031]
Further, the initial drive circuit R2 of the high-frequency voltage generation circuit HC has a high resistance value so that a time delay occurs in the drive signal applied from the DC power supply EB to the gate of the first switching element S1 during the initial drive. It is comprised by the resistor (R2) which has. One end of this initial drive circuit (resistor) R2 is connected to the DC power source EB, and the other end is connected to the gate of the first switching element S1 together with the output side (cathode side) of the unidirectional element D1 in the drive circuit PDA described later. Yes.
[0032]
The inverting circuit OS of the high frequency voltage generation circuit HC is, for example, a detection signal V of the current detection circuit R1.₁Is configured to invert the first switching element S1 from the on state to the off state, and more specifically, the second switching connected between the gate of the first switching element S1 and the ground. It comprises an element S2 and a resistor R3 connected between the base of the second switching element S2 and the current detection circuit R1. Note that the base voltage of the second switching element S2 is a constant voltage V corresponding to a constant current detected by the current detection circuit R1.₁It is configured (condition setting) so as to be turned on when the value reaches. The second switching element S2 in the illustrated example uses a bipolar transistor, but an appropriate semiconductor switching element such as an FET or a thyristor can also be used.
[0033]
The drive circuit PDA of the high-frequency voltage generation circuit HC includes, for example, an excitation coil Le of the output transformer TR, and the voltage Ve generated in the excitation coil Le is selectively used as a self-excited drive signal for the first switching element S1. Specifically, the excitation coil Le of the output transformer TR, the unidirectional element D1 connected in the forward direction to the winding start end of the excitation coil Le, and the unidirectional element D1 The resistor R4 is connected in series. The winding end of the exciting coil Le is grounded, and a series circuit of a unidirectional element D1 and a resistor R4 is connected between the winding start end and the gate of the first switching element S1. Although a diode is suitable as the unidirectional element D1, a three-terminal element such as a bipolar transistor can be used as a diode.
[0034]
Further, in the high-frequency voltage generation circuit HC, the first switching element S1 is self-excitedly switched based on the drive signal Ve from the drive circuit PDA after the initial drive, and the on-duty ratio thereof is It is set to 50% or more, preferably 60% or more. This is because, when the first switching element S1 shifts from the off state to the on state, the lamp current component based on the coil current that flows in a pulse manner in the primary coil Lp of the output transformer TR is converted into the secondary coil of the output transformer TR. A rebound period T in which the direction of the lamp current is reversed in the free vibration of the lamp current Ib generated by the effective inductance on the Ls side and the effective capacitance in the state where the rare gas discharge lamp DL is lit.₂This is because it can be effectively superimposed on the lamp current flowing through the lamp.
[0035]
The lighting device configured in this way operates as follows. First, when DC power is supplied from the DC power supply EB to the input side of the high-frequency voltage generation circuit HC, the capacitor CA is charged. In this state, when a DC voltage is applied from the DC power supply EB to the gate of the first switching element S1 via the initial drive circuit R2, the first switching element S1 is turned on. ) As shown in FIG.₁, T₂, T_Three.. Are alternately turned on and off continuously. As shown in FIG. 6 (a), the first switching element S1₁Is turned on at time t in the primary coil Lp of the output transformer TR and the current detection circuit R1 as shown in FIG.₁Pulsed current (coil current I_L) Flows substantially linearly, and electromagnetic energy is accumulated in the primary coil Lp.
[0036]
On the other hand, as shown in FIG.₁To coil current I_LFlows in the exciting coil Le of the output transformer TR as shown in FIG.₁A positive voltage Ve is generated at. The voltage Ve is applied as a drive signal to the gate of the first switching element S1 via the unidirectional element D1 and the resistor R4, and the ON state of the first switching element S1 is maintained.
[0037]
Next, the coil current I_LAs shown in FIG. 6B.₂When a constant current value is reached, the current detection circuit R1 has a coil current I that has reached a constant value._LThe voltage V corresponding to₁Occurs. This detection voltage V₁Is applied to the base of the second switching element S2 via the resistor R3 in the inverting circuit OS, and the second switching element S2 is time t as shown in FIG.₂Turns on at. As a result, the first switching element S1 has its gate at the ground level (low level), and as shown in FIG.₂Turns off at. Accordingly, the exciting coil Le of the output transformer TR has a time t as shown in FIG.₂A negative voltage (voltage in the opposite direction to the positive voltage) Ve is generated. Since the voltage Ve is blocked by the unidirectional element D1, it is not applied to the gate of the first switching element S1, and the off state of the first switching element S1 is maintained. At this time, although a voltage is applied to the gate of the first switching element S1 via the initial driving circuit R2, the circuit time constant including the initial driving circuit R2 and the gate of the first switching element S1 is sufficiently large. Because it is set, time t₂~ Time t_ThreeThe first switching element S1 is not turned on by the initial drive circuit R2 within the period of.
[0038]
In this way, the first switching element S1 is time t as shown in FIG.₂The coil current I_LAs shown in FIG.₂No longer flows. At this time, based on the action of the electromagnetic energy accumulated in the primary coil Lp of the output transformer TR, a pulsed high frequency high voltage is generated in the secondary coil Ls due to the winding ratio of the primary coil Lp and the secondary coil Ls. And applied to the external electrodes 5 and 6 of the rare gas discharge lamp DL. Then, a discharge is generated between the external electrodes 5 and 6, and the rare gas discharge lamp DL is turned on, as shown in FIG.₂Then, the lamp current Ib flows, and charges are accumulated in the discharge lamp because the rare gas discharge lamp DL forms a capacitor. When the lamp current Ib becomes 0, the electric charge accumulated in the rare gas discharge lamp DL rebounds again as the lamp current, and the period T₂In the first period T₁It will flow in the opposite direction. Accordingly, the noble gas discharge lamp DL has a time t as shown in FIG.₂Exhibits strong light emission (φ).
[0039]
Next, the rebound period T₂Lamp current flowing through the valve, specifically at time t_ThreeAs shown in FIG. 6 (c), the exciting coil Le of the output transformer TR is substantially at the time t._ThreeThe positive voltage Ve is generated again at. The voltage Ve is applied as a drive signal to the gate of the first switching element S1 via the unidirectional element D1 and the resistor R4. As a result, the first switching element S1 is timed t as shown in FIG._ThreeThe self-excited to turn on again. At this time, the primary coil Lp of the output transformer TR has a time t as shown in FIG._ThreePulse current (coil current I_L) Flows, and this coil current I_LTherefore, the secondary coil Ls of the output transformer TR is supplied with power, so that the rebound period T₂A lamp current Ibj indicated by hatching in FIG. 9E is superimposed on the lamp current Ib flowing through the lamp, and a light quantity φj indicated by hatching in FIG.
[0040]
In particular, as shown in FIG. 6A, the time t when the first switching element S1 is inverted from the off state to the on state._ThreeHowever, within the first one cycle of the free oscillation of the lamp current generated by the effective inductance of the output transformer TR on the secondary coil Ls side and the effective capacitance of the rare gas discharge lamp DL being lit (preferably the lamp current Rebound period T in which the direction is reversed₂), The current Ibj indicated by the diagonal lines can be effectively superimposed on the free vibration component of the lamp current. Hereinafter, time t_ThreeAfter that time t₁~ T_ThreeAn operation similar to the period is continuously repeated.
[0041]
According to this embodiment, the excitation coil Le of the output transformer TR is provided with the drive circuit PDA including the unidirectional element D1 and the resistor R4 including the excitation coil Le. In relation to the switching operation, the exciting coil Le has almost₁, T₂, T_ThreeA voltage Ve whose polarity is reversed is induced. Of the voltage Ve, only the positive voltage Ve is applied as a drive signal to the gate of the first switching element S1 via the unidirectional element D1 and the resistor R4. Accordingly, since the first switching element S1 is self-excited each time the voltage Ve thus selected is applied, the circuit configuration of the lighting device is the same as the prior art shown in FIGS. In addition to simplification, the cost can be reduced.
[0042]
In addition, the coil current I that flows in a pulse manner at the timing when the first switching element S1 is inverted from the off state to the on state._LThe lamp current Ibj based on the rebound period T₂Therefore, the lamp current can be effectively increased without specially increasing the input to the output transformer TR, and the amount of light can be increased by φj. . Therefore, the amount of light can be effectively increased.
[0043]
Further, since the on-duty ratio of the first switching element S1 is set to 50% or more, preferably 60% or more, and more preferably about 70 to 80%, the secondary coil Ls side of the output transformer TR. The rebound period T during which the lamp current flows in the first cycle of the free oscillation of the lamp current generated by the effective inductance of the lamp and the effective capacitance when the rare gas discharge lamp DL is lit.₂The lamp current Ibj can be effectively superimposed on the free vibration component. However, if the on-duty ratio is less than 50%, it cannot be effectively superimposed on the free vibration component of the lamp current, and an increase in the amount of light cannot be expected. Therefore, it is desirable to set the duty ratio when the increase in the amount of light is expected.
[0044]
Further, in this lighting device, the inductance of the primary coil Lp of the output transformer TR is L, and the coil current is I._LWhen the switching frequency is f, the power P on the input side is P = 0.5L · I_L ²・ It is expressed by the following formula. Since this power P has a constant inductance L of the primary coil Lp of the output transformer TR and the fluctuation of the switching frequency f is relatively small, the coil current I_LWill depend on. Therefore, the coil current I flowing through the primary coil Lp of the output transformer TR_LIs controlled so as to reach a constant current value based on the cooperative action with the current detection circuit R1 and the inverting circuit OS, so that the power on the input side of the lighting device can be made roughly constant. .
[0045]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the duty ratio of the first switching element can be set to less than 50% depending on applications. In addition, in the rare gas discharge lamp incorporated in the lighting device, a heat-shrinkable resin tube can be applied or omitted as the insulating member attached to the envelope in addition to the translucent sheet. In addition, the light emitting layer may be formed on the entire inner surface of the envelope without the aperture portion, or may have a sawtooth shape or the like on the side edge of the external electrode. Furthermore, in the form of the external electrode, the band shape means that the entire form is a band shape, and includes those in which a deformed portion, a hole or the like exists in a side edge portion or a portion other than the side edge portion. And
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the excitation coil of the output transformer is provided with the drive circuit including the unidirectional element including the excitation coil and the resistor, it relates to the switching operation of the first switching element. Thus, voltages having different polarities are induced in the exciting coil at an appropriate timing. Of these voltages, only a voltage having a specific polarity is applied as a drive signal to the first switching element via the drive circuit. Therefore, since the first switching element is automatically turned on each time the voltage thus selected is applied, the circuit configuration of the lighting device can be simplified as compared with the prior art, and the cost can be reduced. Can also be reduced.
[0047]
If the on-duty ratio of the first switching element is set to 50% or more, the lamp current generated by the effective inductance on the secondary coil side of the output transformer and the effective capacitance when the rare gas discharge lamp is lit. In the first cycle of the free vibration, the lamp current can be effectively superimposed on the free vibration component during the rebound period in which the direction of the lamp current flow is reversed, and even if the input to the output transformer is not increased, The lamp current can be effectively increased, and the amount of light can be effectively increased accordingly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electric circuit diagram of a lighting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the rare gas discharge lamp shown in FIG.
FIG. 3 is a development view of a seat structure applied to the rare gas discharge lamp shown in FIG. 2;
4 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
5 is a longitudinal sectional view for explaining a method of manufacturing the rare gas discharge lamp shown in FIG.
6 is an operation explanatory diagram of FIG. 1. FIG. 6A is an operation timing diagram of the first switching element, FIG. 6B is a diagram of a coil current flowing through the primary coil of the output transformer, and FIG. c) is an output timing chart of a drive signal output from the drive circuit to the first switching element, FIG. 8D is an operation timing chart of the second switching element, FIG. 5E is a lamp current diagram, and FIG. (F) is a light emission waveform diagram.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a rare gas discharge lamp according to the prior art.
FIG. 8 is an electric circuit diagram of a lighting device for a rare gas discharge lamp according to the prior art.
FIG. 9 is an electric circuit diagram of another rare gas discharge lamp lighting device according to the prior art.
10 is a block diagram of the drive circuit shown in FIG. 9;
FIGS. 11A and 11B are operation explanatory diagrams of FIGS. 9 to 10, in which FIG. 11A is an output timing diagram of a drive circuit, FIG. 11B is an operation timing diagram of a switching element, and FIG. FIG. 4D is a current diagram, FIG. 4D is a lamp current diagram, and FIG.
FIG. 12 is an enlarged view of FIG. 11, in which FIG. 11 (a) is an operation timing chart of the switching element, and FIG. 12 (b) is a lamp current diagram;
[Explanation of symbols]
1 Envelope
2 Light emitting layer
2a Aperture
3 seat structure
4 Translucent sheet (insulating member)
5,6 External electrode
7 First opening
8 Second opening
9 Adhesive layer
DL Noble gas discharge lamp
EB DC power supply
HC high frequency voltage generator
CA capacitor
TR output transformer
Lp primary coil
Ls Secondary coil
Le exciting coil
S1 first switching element
R1 current detection circuit
R2 initial drive circuit
OS inversion circuit
R3 resistance (inverting circuit)
S2 Second switching element (inverting circuit)
PDA drive circuit
D1 Unidirectional element (drive circuit)
R4 resistance (drive circuit)

Claims

A pair of strip-shaped external electrodes made of a metal member are arranged on the outer peripheral surface of the envelope having a light emitting layer on the inner surface and enclosing a rare gas in the inner space, being separated from each other over almost the entire length of the envelope. A noble gas discharge lamp, and a high-frequency voltage generation circuit that generates a pulsed high-frequency voltage, the high-frequency voltage generation circuit includes at least an output transformer having a primary coil, a secondary coil, and an excitation coil; A series circuit of a first switching element and a current detection circuit connected in series with the primary coil of the output transformer, a second switching element and a resistor, and a second circuit between the gate of the first switching element and the ground . the turned on when the connected switching element, a resistor connected between the base and the current detection circuit of the second switching element, a potential corresponding to the detected signal of the current detection circuit reaches a constant value An inverting circuit for inverting the first switching element by the ON operation of the switching element from the on state to the off state of the includes the output transformer of the exciting coil and the diode resistor and a diode connected in the forward direction to one end of the excitation coil A resistor is connected in series to the diode, and one end of the exciting coil is connected to the gate of the first switching element via the diode and the resistor, and the voltage generated in the exciting coil is a self-excited drive signal. As a drive circuit that selectively applies to the first switching element and an initial drive circuit that applies a drive signal for initial drive to the first switching element, and a DC power source is connected to the primary coil side of the output transformer Connect the rare gas discharge lamp to the secondary coil side of the output transformer so that the high-frequency voltage generated in the secondary coil is applied to the external electrode. The first one period of the free vibration of the OFF period of the lamp current generated by the effective capacitance of the state where the effective inductance and a rare gas discharge lamp of the secondary coil side of the output transformer is lit in the first switching element A lighting device for a rare gas discharge lamp, characterized in that it is set to a period until the absolute value of the lamp current reaches a maximum value during the rebound period .

A pair of strip-shaped external electrodes made of a metal member are arranged on the outer peripheral surface of the envelope having a light emitting layer on the inner surface and enclosing a rare gas in the inner space, being separated from each other over almost the entire length of the envelope. In addition, a rare gas discharge lamp in which a translucent insulating member is mounted on the outer peripheral surface of the envelope so as to cover the external electrode, and a high-frequency voltage generation circuit that generates a pulsed high-frequency voltage The high-frequency voltage generation circuit includes an output transformer having at least a primary coil, a secondary coil, and an exciting coil, a first switching element connected in series to the primary coil of the output transformer, and a series circuit of a current detection circuit. If, it includes a resistor and a second switching element, a second switching element connected between the ground and the gate of the first switching element, a resistor between the base and the current detection circuit of the second switching element Connect, an inverting circuit for inverting the first switching element by the ON operation of the second switching element is turned on when a potential corresponding to the detected signal of the current detection circuit reaches a constant value from the ON state to the OFF state, An output transformer includes an exciting coil, a diode, and a resistor. A diode is connected to one end of the exciting coil in a forward direction, and a resistor is connected in series to the diode. One end of the exciting coil is connected to the first via the diode and the resistor. And a driving circuit for selectively applying a voltage generated in the exciting coil to the first switching element as a self-excited driving signal, and an initial driving for the first switching element. And an initial drive circuit that provides a drive signal, and a DC power supply is connected to the primary coil side of the output transformer, A gas discharge lamp is connected so that a high-frequency voltage generated in the secondary coil is applied to the external electrode, and the off period of the first switching element is set to the effective inductance on the secondary coil side of the output transformer and the rare gas discharge. It is set to a period until the absolute value of the lamp current reaches the maximum value in the rebound period of the first one cycle of the free oscillation of the lamp current generated by the effective capacitance in a state where the lamp is turned on. Noble gas discharge lamp lighting device.

The inverting circuit is set so that the second switching element is turned on when the detection signal of the current detection circuit reaches a voltage corresponding to a constant current value. 3. The lighting device for a rare gas discharge lamp according to claim 1, wherein the first switching element is forcibly inverted from the on state to the off state by turning on the switching element. 4.

The drive circuit automatically applies the voltage generated in the exciting coil based on the switching operation of the first switching element as a drive signal to the first switching element via a diode and a resistor. 3. The lighting device for a rare gas discharge lamp according to claim 1, wherein the lighting device is driven by excitation.

The initial drive circuit is constituted by a resistor, and this resistor is connected to the output side of the diode in the drive circuit, so that only for the initial drive, the initial drive circuit is connected to the first switching element via the resistor for the initial drive. 5. The lighting device for a rare gas discharge lamp according to claim 4, wherein a driving signal is applied.