JP2003036987A

JP2003036987A - 放電ランプ点灯装置、機器および画像形成装置

Info

Publication number: JP2003036987A
Application number: JP2001222721A
Authority: JP
Inventors: Masami Kobayashi; 正実小林
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2003-02-07
Also published as: HK1054293B; CN1402601A; DE60237567D1; EP1280386A2; EP1280386B1; CN100477879C; US20030020416A1; EP1280386A3; HK1054293A1; US6646389B2

Abstract

(57)【要約】【課題】給電用ハーネス線が長くても無負荷に対して的
確に応答して保護動作を行なう放電ランプ点灯装置、こ
れを用いた機器および画像形成装置を提供する。【解決手段】希ガスを主体とする放電媒体を封入した放
電容器１１の外面に少なくとも一方の電極が配設されて
いる一対の電極１３、１３を備えた放電ランプＤＤＬ
と、並行隣接線路の長さが２００ｍｍ以上の給電用ハー
ネス線ＬＦと、出力トランスＴおよびスイッチング手段
Ｑ１を備えた高周波発生手段ＨＦＧ、出力トランスＴの
二次側に流れる電流により無負荷を検出する無負荷検出
手段ＮＬＤ、高周波を検出して高周波動作検出信号を出
力する高周波動作検出手段ＨＦＤ、無負荷時に主として
給電用ハーネス線ＬＦの浮遊静電容量に起因して流れる
高周波振動電流の無負荷検出手段ＮＬＤへの影響を除去
する無負荷時高周波振動電流バイパス手段ＮＳＢ、なら
びに無負荷検出手段が無負荷状態を検出したときに高周
波発生手段ＨＦＧを制御して保護動作を行なわせる制御
手段ＣＣを備えた点灯回路部ＯＣとを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、希ガスを主体とす
る放電媒体を封入した放電ランプを点灯する放電ランプ
点灯装置、これを用いた機器および画像形成装置に関す
る。

【０００２】

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

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

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

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

【０００６】そこで、本発明者らは、誘電体バリヤ放電
を利用する放電ランプの無負荷状態を検出して保護動作
を行なう発明をなし、特願２０００−３６２２０７およ
び特願２００１−０４６３２１として特許出願されてい
る。この発明は、誘電体バリヤ放電ランプをスイッチン
グ手段および出力トランスを備えた高周波発生手段によ
り点灯するものであって、高周波動作検出手段、制御手
段および無負荷検出手段を配設具備し、高周波動作検出
手段からの高周波動作検出信号が第１のレベルになるよ
うに制御手段がスイッチング手段を帰還制御するによっ
て、高周波出力を一定化するとともに、無負荷検出手段
が出力トランスの２次側における無負荷状態を検出した
際に、無負荷検出手段が制御手段に制御入力する高周波
動作検出信号を第２のレベルに変化させることにより、
高周波発生手段のスイッチング手段に保護動作を行なわ
せるものである。

【０００７】ところで、誘電体バリヤ放電を利用する放
電ランプをたとえば画像形成装置などの機器において、
読取装置の光源として組み込む場合、放電ランプと点灯
回路部との間を給電用ハーネス線により接続するのが一
般的である。給電用ハーネス線は、両端の接続部分を除
く殆どの部分が並行隣接線路になっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、組み込む機
器側の要求により給電用ハーネス線の長さが２００ｍｍ
以上になることがある。このように給電用ハーネス線が
長くなると、その並行隣接線路の部分の分布静電容量が
高周波の動作周波数に対して無視できなくなることが分
かった。すなわち、放電ランプの接続が外れるなどの原
因による無負荷状態の場合、給電用ハーネス線のみが接
続されていると、高周波発生手段から見た負荷が給電用
ハーネス線の分布静電容量になる。この分布静電容量
は、放電ランプの放電容器内部を経由した電極間静電容
量よりかなり小さい。しかも、無負荷時には、給電用ハ
ーネス線の分布静電容量と、出力トランスのインダクタ
ンスとが共振して、正常時の動作周波数よりかなり高い
共振周波数の高周波振動電流が高周波発生手段から出力
される。そして、無負荷検出手段が高周波振動電流を負
荷時として誤認識しやすい。無負荷検出手段が誤認識す
ると、無負荷状態を検出して保護するという本来の機能
を発揮することができない。

【０００９】本発明は、給電用ハーネス線が長くても無
負荷に対して的確に応答して保護動作を行なう放電ラン
プ点灯装置、これを用いた機器および画像形成装置を提
供することを目的とする。

【００１０】本発明は、給電用ハーネス線が長くても無
負荷に対して的確に応答して保護動作を行なうととも
に、改めて放電ランプを正常に装着し直して無負荷が解
消したときには自動的に復帰する放電ランプ点灯装置、
これを用いた機器および画像形成装置を提供することを
他の目的とする。

【００１１】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の放電ラ
ンプ点灯装置は、放電ランプと、放電ランプを点灯する
点灯回路部と、放電ランプおよび点灯回路部の間を接続
する給電用ハーネス線とを具備し；放電ランプは、内部
に希ガスを主体とする放電媒体を封入した放電容器、お
よび少なくとも一方は放電容器の外面に配設された一対
の電極を備えており；給電用ハーネス線は、並行隣接線
路の長さが２００ｍｍ以上であり；点灯回路部は、高周
波でスイッチングすることにより高周波電圧を発生する
スイッチング手段および高周波電圧を出力する出力トラ
ンスを備え出力トランスの高周波出力電圧を放電ランプ
の一対の電極間に印加して放電ランプを点灯する高周波
発生手段、出力トランスの２次側に流れる電流により無
負荷状態を検出する無負荷検出手段、無負荷時に主とし
て給電ハーネスの浮遊静電容量に起因して流れる高周波
振動電流の無負荷検出手段への影響を除去する無負荷時
高周波振動電流バイパス手段、ならびに無負荷検出手段
が無負荷状態を検出したときに高周波発生手段を制御し
て保護動作を行なわせる制御手段を備えている；を具備
していることを特徴としている。

【００１２】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１３】＜放電ランプについて＞放電ランプは、少
なくとも放電容器、放電媒体および一対の電極を備え、
一対の電極の少なくとも一方が放電容器の外面に配設さ
れているとともに、放電容器の内部に封入される放電媒
体が希ガスを主体としていて、いわゆる誘電体バリア放
電を行なう構成である。

【００１４】（放電容器について）放電容器は、その材
質が気密性と動作温度に対する耐熱性とを備えている誘
電体であればどのようなものであってもよいが、通常は
軟質ガラス、硬質ガラスまたは半硬質ガラスが用いられ
る。照明に可視光を利用する場合には、放電容器は、利
用する可視光のみを透過すればよい。また、照明に紫外
線を利用する場合は、石英ガラスなどの紫外線透過性の
放電容器を用いることができる。なお、ここで「照明」
とは、放電ランプの発光を利用することの全てを意味す
る。

【００１５】また、放電容器の形状は、制限されない。
したがって、放電容器は、その照明の目的に応じて所望
の形状をなしていることが許容される。たとえば、管
状、平板状などをなすことができる。管状であっても、
直管、曲管のいずれであってもよい。さらに、曲管は円
環形、半円形、Ｕ字形、Ｗ字形、鞍形またはスパイラル
形などをなしていることができる。また、放電ランプが
管状をなる場合であっても、管の太さおよび長さは任意
であり、用途に適したサイズを選定すればよい。

【００１６】（放電媒体について）放電媒体は、希ガス
を主体としている。希ガスとしては、キセノンが好まし
いが、要すればクリプトン、アルゴン、ネオンおよびヘ
リウムのいずれか１種または任意の複数種を混合して用
いることができる。なお、「希ガスを主体とする」と
は、希ガスに加えてハロゲンなどを含むことを許容し、
放電の主体が希ガスによるものであればよいことを意味
する。

【００１７】（一対の電極について）一対の電極は、少
なくともその一方が放電容器の外面に配設されている。
以下、便宜上、放電容器の外面に配設されている電極を
「外部電極」、放電容器の内部に配設されている電極を
「内部電極」という。一対の電極の態様としては、一対
の電極がともに外部電極の態様、および一方が外部電極
で他方が内部電極の態様を採用することができる。一対
の電極のうち少なくとも一方が外部電極であれば、放電
容器の壁を誘電体とする静電容量が電極間に介在するの
で、誘電体バリヤ放電を生起させることができる。

【００１８】外部電極は、放電容器の外面にほぼ接触し
て配設される。そして、好適には導電性薄膜からなる。
導電性薄膜としては、アルミニウム、銀または銅などの
導電性金属の箔、後述する透光性樹脂シートに被着した
導電性金属の蒸着膜、めっき膜や導電性金属箔、導電性
ペーストをスクリーン印刷して形成した塗布膜、ＩＴＯ
膜、ＮＥＳＡ膜などを利用することができる。外部電極
が導電性薄膜からなる場合、外部電極をリボン状に形成
してもよいし、波形状などの異形形状にすることもでき
る。

【００１９】しかし、外部電極は、導電性薄膜に限定さ
れるものではなく、要すればコイル、メッシュ構造体な
どの導電物質製であって、放電容器の外面にほぼ接触し
て配設される形態にすることができる。なお、外部電極
が放電容器の外面に「ほぼ接触して配設されている」と
は、外部電極の全体が放電容器の表面の外面に接触して
いることが望ましいが、これは必須要件ではなく、概ね
において外部電極が放電容器の外面に接触していればよ
いことを意味する。さらに、外部電極は、少なくともそ
の一部が放電容器の長手方向すなわち軸方向に延在して
いる大きさを備えていることができる。そして、放電容
器の外周方向においては、全周または外周の一部をなす
角度範囲内に配設することができる。さらにまた、外部
電極がコイル、メッシュ構造体および透明導電膜により
構成されている場合、これらの構成は外部電極を透過し
て、または外部電極の隙間を通過して、光が外部に導出
されるので、放電容器の全周に配設することができる。
これに対して、外部電極が金属箔により構成されている
場合、外部電極を金属箔で構成する場合、予め金属箔を
後述する透光性樹脂シートの一面に貼着し、透明樹脂シ
ートに塗布した粘着剤によって放電容器の外面に貼着す
ることによって配設することができる。しかし、金属箔
を直接放電容器の外面に貼着することもできる。さら
に、放電容器の軸方向に対して外部電極の幅が変化して
いてもよい。

【００２０】次に、外部電極を放電容器の外面に接触さ
せるには、予め外部電極の接触面に粘着剤を被着させて
おき、粘着剤によって放電容器に貼着することができ
る。しかし、放電容器の外部電極接触予定部に接着剤を
塗布し、その上から外部電極を貼着してもよい。さら
に、粘着剤や接着剤を用いないで、単に外部電極を接触
予定部に当接し、その上から放電容器の全周にわたって
粘着剤を施与した透光性樹脂シートを巻き付けてもよ
い。

【００２１】さらに、対をなす電極の配置について説明
する。すなわち、電極配置は、以下に示す種々の態様の
中から任意に選択することができる。

【００２２】１内外電極形配置内外電極形配置は、１または複数の内部電極と、１また
は複数の外部電極とを組にした電極配置である。また、
この配置は、内部電極が短寸のものと、放電容器の長手
方向に沿って延在する長寸のものとに分かれる。

【００２３】（１）短寸の内部電極を用いる電極配置この電極配置においては、通常の内部電極形の蛍光ラン
プに使用するのと同様な短寸の電極を用いる。

【００２４】（１−１）放電容器の一端に単一の内部電
極を配置し、放電容器の外面に単一の外部電極を配置す
る電極配置（１−２）放電容器の両端に一対の内部電極を配置し、
放電容器の外面に単一の外部電極を配置する電極配置この電極配置の場合、一対の内部電極をともに点灯回路
の一極に接続し、外部電極を点灯回路の他極に接続する
構成と、一対の点灯回路を用意してそれぞれの点灯回路
の一極を内部電極に別に接続し、外部電極を一対の点灯
回路の他極に同電位にして接続する構成とがある。

【００２５】（１−３）放電容器の両端に内部電極を配
置し、放電容器の外面に一対の外部電極を配置する電極
配置この電極配置の場合、内部電極と外部電極とを１対１で
対向させる。

【００２６】（１−４）放電容器の両端および中間にそ
れぞれ内部電極を配置し、単一の外部電極を共通に対向
させる配置（１−５）放電容器の両端および中間にそれぞれ内部電
極を配置し、放電容器の外面に内部電極に対向する外部
電極を配置する電極配置（２）長寸の内部電極を用いる電極配置この電極配置においては、放電容器の長手方向の実質的
全長にわたって延在する長さの内部電極を用いる。内部
電極の両端が放電容器の両端を気密に貫通して外部に導
出されている構造と、内部電極の一端のみが放電容器の
一端を気密に貫通して外部に導出されているが、他端は
放電容器の他端近傍の内部に位置している構造とがあ
る。

【００２７】２外部電極形配置この配置は、放電容器の外面に一対の外部電極を離間対
向して配置する。外部電極は、一対または複数対を放電
容器の長手方向に沿って配置することができる。なお、
アパーチャ形の場合は、外部電極をアパーチャからの光
投射を実質的に阻止しないように配置しなければならな
い。

【００２８】一対の電極は、少なくともその一方が放電
容器の内部に放電媒体を通じて放電を生起するように配
設されているのであれば、放電容器の内部および外部の
いずれであってもよい。

【００２９】（蛍光体層について）蛍光体層は、本発明
における放電容器の必須要件ではないが、必要に応じて
放電容器の内面側にこれを形成することができる。蛍光
体の種類は放電ランプの用途に応じて既知の蛍光体の中
から自由に選択することができる。たとえば、読取用の
場合、カラー用においては３波長発光形蛍光体を用いる
ことができる。また、モノクローム用においては緑色発
光形の蛍光体を用いることができる。なお、「放電容器
の内面側」とは、放電容器の内面に直接蛍光体層を形成
するばかりでなく、放電容器の内面にまず保護膜を形成
し、その上に蛍光体層を形成するなど、間接的に蛍光体
層を形成することを許容する意味である。

【００３０】＜給電用ハーネス線について＞給電用ハー
ネス線は、一対の絶縁被覆導線を主体として構成されて
いて、その一端が放電ランプの一対の電極に接続し、他
端が点灯回路部の高周波発生手段の高周波出力端間に接
続して、放電ランプに対する高周波点灯電力の伝送路と
して機能する。給電用ハーネス線は、そのいずれか一端
または両端に放電ランプまたは点灯回路部の高周波出力
端に接続するための接続端子を備えていることが許容さ
れる。しかし、接続端子を備えていないで、導線を直接
上記の部分に接続してもよい。

【００３１】また、給電用ハーネス線は、両端部を除い
て並行隣接線路を構成している。なお、「並行隣接線
路」とは、給電用ハーネス線の両端部を除いた中間部分
であり、一対の絶縁被覆導体が並行して延在するという
意味である。一対の絶縁被覆導体は、それらの絶縁被覆
が一体成形されて一体化していてもよいし、互いに分離
していてもよい。いずれの態様であっても、一対の絶縁
被覆導体が比較的小さい間隔で並行して延在するため
に、並行隣接線路の長さが２００ｍｍ以上になると、並
行隣接線路間に寄生する浮遊静電容量が無視できなくな
る。しかし、並行隣接線路の長さは、一般的に１０００
ｍｍまであれば、組み込む機器の殆どの要求に応えるこ
とができる。

【００３２】＜点灯回路部について＞本発明において、
点灯回路部は、高周波発生手段、無負荷検出手段、無負
荷時高周波振動電流バイパス手段、および制御手段を備
えている。以下、各回路要素について説明する。

【００３３】（高周波発生手段について）高周波発生手
段は、放電ランプに所要の電圧で、かつ、所要の電力の
高周波エネルギーを供給して誘電体バリア放電を行なわ
せる手段である。そして、高周波でスイッチングするこ
とにより高周波電圧を発生するスイッチング手段、およ
び高周波電圧を出力する出力トランスを備え、出力トラ
ンスの２次巻線に誘起する高周波電圧を一対の電極間に
印加して放電ランプを点灯するのであれば、その余の構
成は限定されない。なお、本発明において「高周波」と
は、１ＫＨｚ以上の周波数をいい、好ましくは４〜２０
０ＫＨｚをいう。また、高周波発生手段には、必要に応
じて、正弦波交流を発生するために、共振回路を付加す
ることができる。この場合、遅相領域で安定に動作させ
るために、共振周波数は、動作周波数より高く設定され
る。たとえば、動作周波数が２００ｋＨｚのとき、共振
周波数を５００ｋＨｚ程度に設定することができる。放
電ランプに供給される高周波エネルギーは、パルスおよ
び交流のいずれの形式であってもよい。なお、「交流電
圧」とは、正負の波形が休止期間なく交互に連続して印
加される態様をいい、正負対称の交流の他、正負非対称
の交流であってもよい。たとえば、正弦波の基本波に高
調波を重畳して、電圧波形の立ち上がりおよび立ち下が
りの部分を相対的に急峻にしたり、直流電圧を重畳して
正負非対称の波形にしたりすることができる。高周波交
流電圧が十分な休止期間のあるランプ電流が通流するよ
うに波形が調整されていることにより、パルス電圧を印
加する場合と同様にランプ電流の休止期間中に放電ラン
プにアフターグローを生じさせることができる。

【００３４】高周波を発生するための回路方式として
は、インバータやスイッチングレギュレータを用いるの
が一般的であるが、これに限定されるものではなく、た
とえば発振器および電力増幅器から構成されている高周
波発生手段であってもよい。

【００３５】出力トランスは、１次巻線と２次巻線とを
導電的に絶縁するように作用し、少なくとも１次巻線お
よび２次巻線を備えていれば、３次巻線や複数の１次巻
線または２次巻線を備えていることが許容される。ま
た、出力トランスの２次巻線に誘起する出力電圧を印加
することによって、放電ランプが誘電体バリヤ放電を行
なうので、２次巻線に誘起される電圧を高く設定する必
要があり、したがって出力トランスは、昇圧形である方
が好ましいが、要すれば降圧形または等圧形であっても
よい。

【００３６】スイッチング手段は、スイッチングにより
高周波を発生するように作用するが、そのための回路構
成として、インバータ、スイッチングレギュレータなど
適宜の回路方式を選択することができる。したがって、
スイッチング手段の数は、回路方式にしたがって単一ま
たは複数を用いることができる。また、スイッチング手
段は、ＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタなどの半
導体スイッチを用いることができる。

【００３７】したがって、たとえば直流電源の両極間に
出力トランスの１次巻線およびスイッチング手段を直列
的に接続して高周波発生手段を構成することができる。
なお、直流電源は、交流電源を整流して得た整流化直流
電源および電池電源のいずれであってもよい。スイッチ
ング手段は、直流電圧を高周波でスイッチングすること
により、高周波を発生する。出力トランスは、上記高周
波をスイッチング手段のある１次側と導電的に絶縁し
て、２次側へ出力する。

【００３８】（無負荷検出手段について）無負荷検出手
段は、出力トランスの２次側に流れる電流すなわちラン
プ電流により、放電ランプの無負荷状態を検出し、その
ときに高周波発生手段を制御して、保護動作を行なわせ
る手段である。たとえば、出力トランスの２次巻線と直
列に電流検出用の小さな値のインピーダンスや電流変成
器を挿入して２次側電流を検出することができる。ま
た、無負荷検出手段は、２次側電流の大きさ、波形など
から負荷時と無負荷時との違いを判別する手段および判
別結果に応動する手段を含むことが許容される。いずれ
にしても、無負荷状態を判別した際には、無負荷検出手
段の無負荷状態検出結果に基づいて直接または間接的に
制御手段に対して保護動作を指令する制御入力が行なわ
れる。

【００３９】（無負荷時高周波振動電流バイパス手段に
ついて）無負荷時高周波振動電流バイパス手段は、無負
荷検出手段が無負荷時に出力トランスの２次側に流れる
給電用ハーネス線の浮遊静電容量による漏れ電流である
ところの高周波振動電流による無負荷検出手段の誤認識
を防止する手段である。そのために、無負荷時高周波振
動電流バイパス手段は、上記高周波振動電流が無負荷検
出手段を実質的にバイパスするように機能する。具体的
には、無負荷検出手段の電流検出部分に対してコンデン
サまたはコンデンサおよび抵抗器の直列回路を並列的に
接続して、上記高周波振動電流を分路させればよい。

【００４０】（制御手段について）制御手段は、無負荷
時に保護動作を行なうための高周波発生手段に対する異
常時制御とを行なう手段である。なお、「保護動作」と
は、高周波発生を停止したり、間欠的に高周波を発生し
たり、電圧が低下した高周波を発生したりして、無負荷
状態による危険が生じないように保護することを意味す
る。

【００４１】また、制御手段は、正常時に高周波発生手
段が高周波を発生するためのスイッチング手段のスイッ
チングに対する帰還制御を行なうように構成することも
できる。これにより、高周波発生手段は、帰還制御形の
動作を行なうようになる。なお、無負荷時に保護動作を
行なう部分と、正常時に帰還制御を行なう部分とが別に
構成されていてもよいし、スイッチングレギュレータＩ
ＣのようなＩＣを主体とするように構成するなどによ
り、統括的に構成されていてもよい。

【００４２】＜本発明の作用について＞本発明において
は、無負荷検出手段が出力トランスの２次側の無負荷状
態を検出すると、制御手段が無負荷検出手段に連動して
高周波発生手段を制御するので、高周波発生手段は保護
動作を行なう。すなわち、高周波発生手段と放電ランプ
との間を接続する給電用ハーネス線の並行隣接線路部分
の長さが２００ｍｍ以上であることから、給電用ハーネ
ス線の浮遊静電容量が無視できないほど大きい。そのた
め、放電ランプの無負荷時に正常時の高周波の動作周波
数よりかなり高い周波数の高周波振動電流が漏れ電流と
して高周波発生手段から流出する。この漏れ電流は、給
電用ハーネス線の浮遊静電容量が比較的大きいことか
ら、正常時のランプ電流との差が少ないために無負荷検
出手段が誤認識しやすい。しかし、この高周波振動電流
は、無負荷時高周波振動電流バイパス手段によりバイパ
スされるため、無負荷検出手段が負荷状態として誤認識
しなくなる。

【００４３】したがって、無負荷検出手段は、真実の無
負荷状態のみを検出し、制御手段がこれに応動して高周
波発生手段を制御するので、信頼性の高い保護動作が行
なわれる。

【００４４】請求項２の発明の放電ランプ点灯装置は、
放電ランプと、放電ランプを点灯する点灯回路部と、放
電ランプおよび点灯回路部の間を接続する給電用ハーネ
ス線とを具備し；放電ランプは、内部に希ガスを主体と
する放電媒体を封入した放電容器、および少なくとも一
方は放電容器の外面に配設された一対の電極を備えてい
て、放電容器内部を経由した電極間内部静電容量がＣ
_ＩＥ、放電容器の沿面を経由した電極間沿面静電容量が
Ｃ_ＳＦであり；給電用ハーネス線は、並行隣接線路の浮
遊静電容量がＣ_ＨＮであり；点灯回路部は、高周波でス
イッチングすることにより高周波電圧を発生するスイッ
チング手段および高周波電圧を出力する出力トランスを
備え出力トランスの高周波出力電圧を放電ランプの一対
の電極間に印加して放電ランプを点灯する高周波発生手
段、出力トランスの２次側に流れる電流により無負荷状
態を検出する無負荷検出手段、無負荷時に主として給電
ハーネスの浮遊静電容量に起因して流れる高周波振動電
流の無負荷検出手段への影響を除去する無負荷時高周波
振動電流バイパス手段、ならびに無負荷検出手段が無負
荷状態を検出したときに高周波発生手段を制御して保護
動作を行なわせる制御手段を備えており；電極間内部静
電容量Ｃ_ＩＥ、電極間沿面静電容量Ｃ_ＳＦおよび並行隣
接線路の浮遊静電容量Ｃ_ＨＮが下式を満足する；ことを
特徴としている。

【００４５】Ｃ_ＩＥ＞Ｃ_ＨＮ＞Ｃ_ＳＦ給電用ハーネス線の並行隣接線路の浮遊静電容量Ｃ_ＨＮ
が電極間内部静電容量Ｃ_ＩＥより小さくても、電極間沿
面静電容量Ｃ_ＳＦより大きい場合には、無負荷時に給電
用ハーネス線に流れる漏れ電流の高周波振動電流と負荷
時に流れるランプ電流との差が小さくなるので、無負荷
検出手段が誤認識しやすくなる。

【００４６】しかし、本発明においては、前記のように
構成しているので、無負荷検出手段が誤認識しないよう
になる。なお、給電用ハーネス線の並行隣接線路の浮遊
静電容量Ｃ_ＨＮが上記条件を満足すれば、給電用ハーネ
ス線の長さは問わない。

【００４７】請求項３の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１または２記載の放電ランプ点灯装置において、
点灯回路部は、高周波を検出して高周波動作検出信号を
出力して制御手段に制御入力する高周波動作検出手段を
備えており；制御手段は、高周波動作検出信号が制御入
力することにより、高周波動作検出信号が第１のレベル
になるようにスイッチング手段を帰還制御するととも
に、高周波動作検出信号が第２のレベルになったときに
スイッチング手段を保護動作させるように構成されてお
り；無負荷検出手段は、無負荷状態を検出したときに高
周波動作検出信号を第２のレベルに強制的に変化させる
ように構成されている；ことを特徴としている。

【００４８】本発明は、高周波発生手段が高周波出力を
帰還制御することで、高周波出力を一定にする構成であ
り、回路構成が簡素化される。すなわち、高周波出力の
帰還制御は、高周波動作検出手段を配設するとともに、
制御手段に帰還制御機能を付与している。また、高周波
動作信号を第１のレベルと第２のレベルとに変更させる
ことにより、制御手段に帰還制御と保護動作制御とを行
なわせるようにしている。以下、さらに詳細に説明す
る。

【００４９】＜高周波動作検出手段について＞高周波動
作検出手段は、高周波発生手段のスイッチング手段のス
イッチングを負帰還制御することにより、安定な高周波
電圧を出力するための負帰還信号を高周波動作検出信号
として出力するための手段である。高周波動作検出信号
は、負帰還の制御形式に応じて、その信号形式が選択さ
れる。すなわち、定電圧制御を行なう場合には、高周波
電圧を検出する。定電流制御では高周波電流、また定電
力制御では電力したがって高周波電圧および高周波電流
をそれぞれ検出する。高周波電圧および高周波電流のい
ずれも出力トランスの１次側または２次側において検出
することができる。しかし、高周波電圧の検出は、一般
的に昇圧トランスが用いられることから、絶縁を考慮す
れば１次側において検出する方が容易である。

【００５０】また、定電力制御のために高周波電圧およ
び高周波電流をそれぞれ検出する場合、それらを各別に
検出してもよいし、単一の検出回路で電圧および電流を
擬似的に検出してもよい。なお、検出回路の具体的な構
成としては、既知の種々の手段を適宜採用することがで
きるので、特段限定されない。

【００５１】＜制御手段について＞制御手段は、正常時
に高周波発生手段が高周波を発生するためのスイッチン
グ手段のスイッチングに対する帰還制御と、無負荷時に
保護動作を行なうための上記スイッチング手段に対する
無負荷時制御とを行なう手段である。帰還制御を行なう
部分と、無負荷時制御とを行なう部分とは別に構成され
ていてもよいし、スイッチングレギュレータＩＣのよう
なＩＣを主体とするように構成するなどにより、統括的
に構成されていてもよい。特にシャットダウン機能を有
するレギュレータ用ＩＣを主体として制御手段を構成す
ることにより、後述の制御が容易になる。なお、制御手
段の主要部にシャットダウン機能を有するレギュレータ
用ＩＣを用いているとともに、そのシャットダウン機能
を利用して高周波発生を停止する保護動作を行なう場
合、制御に伴ってハンチィングを生じることがなく、し
かも、制御が正確で応答が早くなる。加えて回路実装が
簡単になる。

【００５２】また、制御手段は、そこに制御入力する高
周波動作検出信号が第１のレベルにあるときに、正常時
の帰還制御を行なう。帰還制御は、放電ランプに供給さ
れて放電ランプを付勢する高周波出力を電圧、電流また
は電力を帰還してスイッチング手段のスイッチングをＰ
ＷＭ制御、周波数制御または電圧制御により、電圧、電
流または電力を一定になるようにする制御である。しか
し、制御手段は、そこに制御入力する高周波動作検出信
号が第２のレベルに変化したときには無負荷時であると
して保護動作制御を行なう。なお、「第１のレベル」と
は、後述する第２のレベル以外のレベルを意味する。す
なわち、制御手段には、高周波動作検出信号が制御入力
するように構成されていて、正常時において高周波動作
検出信号に応動して高周波動作検出信号がほぼ第１のレ
ベルになるように高周波発生手段のスイッチング手段の
スイッチングを帰還制御する。制御手段がシャットダウ
ン機能付のＩＣからなる場合、高周波動作検出信号が第
２のレベルに変化したときはシャットダウン機能を作用
させれば、容易、かつ、確実に無負荷時の保護動作を行
なうことができる。したがって、高周波発生手段のスイ
ッチング手段の制御が容易になる。

【００５３】さらに、要すれば、制御手段が放電ランプ
の始動時の所定時間だけ保護動作を停止するように構成
することができる。これにより、この種の放電ランプ
は、始動時にすこぶる高い電圧が印加されるとともに、
放電媒体を通じての主放電でない異常放電が短時間発生
しやすいので、このような始動時の過渡状態を避けて確
実な保護動作を行なうことができる。

【００５４】＜無負荷検出手段について＞無負荷状態を
検出したときに制御手段に制御入力される高周波動作検
出信号を第２のレベルに強制的に変化させるために、無
負荷検出手段は、たとえばスイッチを備えて高周波動作
検出手段の高周波動作検出信号の出力部分を一部または
全部短絡したり、開放したりして、そのレベルを小さく
するように構成する。あるいは、反対に高周波動作検出
信号を増幅して、そのレベルを大きくするように構成し
てもよい。したがって、本発明において、「第２のレベ
ル」とは、正常時に通常呈する高周波動作検出信号のレ
ベルと電気的に判別可能な、明らかに異なるレベルであ
ればよいことが理解できるであろう。

【００５５】＜本発明の作用について＞本発明において
は、放電ランプを一定の高周波出力により安定に点灯す
るとともに、出力トランスの２次側の無負荷状態を検出
したときに、制御手段に制御入力する高周波動作検出信
号を第１のレベルから第２のレベルに強制的に変化させ
ることで、高周波発生手段の高周波発生用のスイッチン
グ手段を制御して無負荷時の保護動作を行なわせるの
で、適切な保護動作を迅速に行なうことができる。

【００５６】また、制御手段を正常時の帰還制御に用い
るとともに、そこに制御入力する高周波動作検出信号の
レベルを強制的に変化させて保護動作を行なわせるの
で、回路構成が簡単で比較的安価になる。

【００５７】請求項４の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項３記載の放電ランプ点灯装置において、高周波動
作検出手段は、放電ランプのランプ電圧またはランプ電
圧およびランプ電流に相当する電圧またはおよび電流を
検出し；制御手段は、高周波発生手段のスイッチング手
段をＰＷＭ制御して、ランプ電圧またはおよびランプ電
流を一定にするように構成されている；ことを特徴とし
ている。

【００５８】本発明は、誘電体バリヤ放電を行なう放電
ランプをパルス点灯する際に高周波出力の制御が容易な
構成を規定している。

【００５９】すなわち、高周波動作検出手段は、定電圧
制御を行なう場合には、放電ランプのランプ電圧または
これに擬似的な信号を検出して、これを高周波動作信号
として制御手段に制御入力させる。また、定電力制御を
行なう場合には、ランプ電圧およびランプ電流またはこ
れらに擬似的な信号を検出して、これを高周波動作信号
として制御手段に制御入力させる。

【００６０】制御手段は、高周波動作信号に基づいてド
ライブ信号の位相を制御することで高周波発生手段のス
イッチング手段をＰＷＭ制御する。

【００６１】高周波発生手段は、出力トランスの２次側
にＰＷＭ制御された高周波出力を生じる。その結果、放
電ランプは、高周波パルスにより点灯する。そして、ラ
ンプ電圧が一定になるか、またはランプ電圧およびラン
プ電流したがってランプ電力が一定になるように点灯す
る。

【００６２】そうして、本発明においては、誘電体バリ
ヤ放電を行なう放電ランプをパルス点灯する際に放電ラ
ンプの定電圧または定電力制御が容易であるとともに、
比較的簡単な回路構成にすることができる。

【００６３】請求項５の発明の放電ランプ点灯装置は、
請求項１ないし３のいずれか一記載の放電ランプ点灯装
置において、給電用ハーネス線は、その並行隣接線路の
導電線間距離が２０ｍｍ以下であることを特徴としてい
る。

【００６４】給電用ハーネス線を長くして、放電ランプ
と点灯回路部との間を離間させるだけでなく、点灯回路
部に対して放電ランプを可動にする場合が多い。このよ
うな場合に、給電用ハーネス線の並行隣接線路の導電線
間距離が２０ｍｍを超えると、給電用ハーネス線が放電
ランプの円滑な空間移動を阻害しやすいことが分った。

【００６５】そこで、本発明においては、給電用ハーネ
ス線の並行隣接線路の導電線間距離が２０ｍｍ以下にす
るものである。また、導線の周囲を包囲する絶縁被覆が
あるので、最短距離は１ｍｍ程度になる。なお、好適に
は、可動性の点で２０ｍｍ以下、絶縁性の点で１ｍｍ以
上である。また、導線は、線径が０．３〜２ｍｍ程度で
あり、絶縁被覆は０．２〜１ｍｍ程度である。

【００６６】請求項６の発明の機器は、機器本体と；機
器本体に装備された請求項１ないし５のいずれか一記載
の放電ランプ点灯装置と；を具備していることを特徴と
している。

【００６７】本発明は、内部に希ガスを主体とする放電
媒体を封入した気密な放電容器、および少なくとも一方
は放電容器の外面に配設された一対の電極を備え、放電
ランプ点灯装置の出力端に接続された放電ランプの発光
を利用する目的のあらゆる機器に適応するものである。

【００６８】「機器本体」とは、機器を構成する全ての
要素から放電ランプ点灯装置を除いた部分をいう。

【００６９】機器としては、たとえば照明器具、画像読
取装置およびこれを組み込んだファクシミリ、スキャナ
および複写機など、液晶などのバックライト装置、なら
びに車載用計器の指針などである。

【００７０】特に本発明において用いる放電ランプは、
少なくとも一方の電極が放電容器の外面に配設されてい
る外面電極であるから、電極の間に形成されるスリット
から外部に導出する構成を採用しやすいので、画像読取
装置やバックライト装置に好適である。しかし要すれ
ば、外面電極を透光性または外部電極内の隙間を光が出
射するような構成にすれば、発光の導出に指向性がなく
なるので、指向性のない方が設計しやすい照明器具など
として利用することもできる。

【００７１】請求項７の発明の画像形成装置は、可動式
スキャナ機構を備えた画像形成装置本体と；放電ランプ
が可動式スキャナ機構に装備されるとともに点灯回路部
が画像形成装置本体の固定位置に配置された請求項１な
いし５のいずれか一記載の放電ランプ点灯装置と；を具
備していることを特徴としている。

【００７２】本発明は、給電用ハーネス線の長さが大き
くなる画像形成装置の構成を規定している。本発明にお
いて、「画像形成装置」とは、スキャナ機構を備えて画
像を読み取って画像を形成する装置、たとえばスキャ
ナ、ファクシミリおよび複写機などを含む概念である。
可動式スキャナ機構は、静止状態の原稿画像を読み取る
ために、自ら移動して原稿画像をスキャンするタイプの
スキャナ機構をいう。ただし、原稿画像とスキャナ機構
とが互いに逆方向または同一方向へ移動しながら読み取
る構成であっても、可動式スキャナ機構に含む。

【００７３】放電ランプと点灯回路部とは、離間され、
放電ランプは可動式スキャナ機構に装備されるが、点灯
回路部は固定位置に配置されている。そして、それらの
間を給電用ハーネス線が電気的に接続している。そのた
め、給電用ハーネス線は、必然的に長くなっている。

【００７４】そうして、本発明によれば、可動式スキャ
ナ機構には、放電ランプのみが配置され、点灯回路部は
固定位置に配置されるので、可動式スキャナ機構の質量
を小さくすることが可能になる。このため、可動式スキ
ャナ機構の走査速度を相対的に早くすることが可能にな
る。したがって、高速の画像形成装置が得られる。

【００７５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００７６】図１は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
１の実施形態を示す実装配置図である。

【００７７】図２は、同じく回路図である。

【００７８】図３は、同じく給電ハーネス線および放電
ランプの等価回路図である。

【００７９】図４は、同じく放電ランプの正面図であ
る。

【００８０】図５は、同じく放電ランプの拡大横断面図
である。

【００８１】図６は、同じく放電ランプの外部電極およ
び透光性樹脂シートの展開図である。

【００８２】図１において、ＤＣは直流電源、ＳＷは電
源スイッチ、ＯＣは点灯回路部、ＦＨは給電ハーネス
線、ＤＤＬは放電ランプである。以下、構成要素ごとに
説明する。

【００８３】＜直流電源ＤＣについて＞直流電源ＤＣ
は、商用交流を整流し、平滑化してなり、負極が接地さ
れている。なお、図２において、Ｃ１は平滑コンデンサ
である。

【００８４】＜電源スイッチＳＷについて＞電源スイッ
チＳＷは、直流電源ＤＣと点灯回路部ＯＣとの間に直列
に接続されたトランジスタからなる。

【００８５】＜点灯回路部ＯＣについて＞点灯回路部Ｏ
Ｃは、入力端子ＣＮ１−１〜ＣＮ１−６および出力端子
ＣＮ２−１およびＣＮ２−４を備えている。そして、図
２に示すように、高周波発生手段ＨＦＧ、高周波動作検
出手段ＨＦＤ、制御手段ＣＣ、無負荷検出手段ＮＬＤ、
無負荷時高周波振動電流バイパス手段ＮＳＢ、および過
電流検出手段ＯＣＤからなる。

【００８６】（高周波発生手段ＨＦＧについて）高周波
発生手段ＨＦＧは、スイッチングレギュレータからな
り、昇圧形の出力トランスＴおよびスイッチング手段Ｑ
１を備えている。出力トランスＴは、図示極性の１次巻
線ｗｐおよび２次巻線ｗｓを備えた絶縁形として構成さ
れている。スイッチング手段Ｑ１は、ＭＯＳＦＥＴから
なる。そうして、出力トランスＴの１次巻線ｗｐおよび
スイッチング手段Ｑ１は、直列接続して直流電源ＤＣの
両極間に接続している。

【００８７】そうして、高周波発生手段ＨＦＧは、後述
する制御手段ＣＣによってスイッチング手段Q１のスイ
ッチングが制御されることにより、出力トランスＴの２
次巻線ｗｓ間に高電圧の高周波パルス電圧を誘起して出
力する。

【００８８】（高周波動作検出手段ＨＦＤについて）高
周波動作検出手段ＨＦＤは、高周波電圧検出部ＨＶＤお
よび非反転増幅器ＮＲＡからなる。高周波電圧検出部Ｈ
ＶＤは、電圧分割器ＶＤ、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、ダイオー
ドＤ１およびコンデンサＣ２にて構成されている。電圧
分割器ＶＤは、出力トランスＴの１次巻線ｗｐおよびス
イッチング手段Ｑ１の接続点と接地点との間に接続して
いる。そして、その抵抗器Ｒ３の両端電圧を抵抗器Ｒ１
およびダイオードＤ１を直列に介して抵抗器Ｒ２および
コンデンサＣ２の並列回路に印加するように構成されて
いる。

【００８９】そうして、１次巻線ｗｐに現れる高周波電
圧は、電圧分割器ＤＶの抵抗器Ｒ３の両端電圧として分
割され、ダイオードＤ１により整流され、抵抗器Ｒ２お
よびコンデンサＣ２により積分されて出力する。

【００９０】非反転増幅器ＮＲＡは、オペアンプＯＰ、
基準電圧源Ｅおよび帰還回路ＦＢからなる。オペアンプ
ＯＰは、反転入力端子１、非反転入力端子２および出力
端子３を備えている。反転入力端子１には、基準電圧源
Ｅが入力する。非反転入力端子２には、高周波電圧検出
部ＨＶＤの出力電圧が入力する。出力端子３は、後述す
る制御手段ＣＣのスイッチング制御入力端子７に接続し
ている。基準電圧源Ｅは、制御手段ＣＣから供給される
直流電源および接地点の間に直列接続された抵抗器Ｒ
４、Ｒ５からなり、抵抗器Ｒ５の両端間に基準電圧が得
られる。帰還回路ＦＢは、抵抗器Ｒ６およびコンデンサ
Ｃ３の並列回路を反転入力端子１および出力端子３の間
に接続して形成されている。

【００９１】（制御手段ＣＣについて）制御手段ＣＣ
は、シャットダウン機能を有するスイッチングレギュレ
ータ用ＩＣからなり、電源端子４、５、ゲートドライブ
信号出力端子６、スイッチング制御入力端子７、過電流
制御入力端子８および直流電源端子９を備えている。電
源端子４、５は、直流電源ＤＣの両極間に接続してい
る。ゲートドライブ信号出力端子６は、抵抗器Ｒ７と、
ダイオードＤ２および抵抗器Ｒ８の直列回路との並列回
路を直列に介してスイッチング手段Ｑ１のゲートに接続
している。スイッチング制御入力端子７は、既述のよう
に非反転増幅器ＮＲＡの出力端子３に接続している。過
電流制御入力端子８は、後述する過電流検出手段ＯＣＤ
の出力端に接続している。直流電源端子９は、上記基準
電圧源Ｅおよび後述する無負荷検出手段ＮＬＤに接続し
て、これらに直流電源を供給する。

【００９２】（無負荷検出手段ＮＬＤについて）無負荷
検出手段ＮＬＤは、二次側高周波電流検出手段Ｒ９およ
び反転スイッチ回路ＲＳＣからなる。二次側高周波電流
検出手段Ｒ９は、抵抗値の小さな抵抗器からなり、出力
トランスＴの２次巻線ｗｓおよび放電ランプＤＤＬの間
に直列に挿入されている。そして、二次側高周波電流検
出手段Ｒ９および２次巻線ｗｓの接続点が接地されてい
る。

【００９３】反転スイッチ回路ＲＳＣは、バイポーラト
ランジスタからなるスイッチＱ２、Ｑ３と、コンデンサ
Ｃ７および抵抗器Ｒ１９からなる積分回路とを主体とし
て構成さている。スイッチＱ２は、そのベースに積分回
路が接続し、コレクタに制御手段ＣＣの直流電源端子９
が抵抗器Ｒ１２を介してそのコレクタに接続し、エミッ
タが接地している。積分回路は、その一端に二次側高周
波電流検出手段Ｒ９の非接地側の端子が後述する無負荷
時高周波振動電流バイパス手段ＮＳＢの抵抗器Ｒ１８を
経由し、さらにダイオードＤ３、抵抗器Ｒ１０、Ｒ１１
を介して接続し、他端が接地されている。スイッチＱ３
には、スイッチＱ２のコレクタが抵抗器Ｒ１３を介して
そのベースに接続し、制御手段ＣＣの直流電源端子９が
抵抗器Ｒ１４を介してそのコレクタに接続し、エミッタ
が接地している。そして、スイッチＱ３のコレクタは、
ダイオードＤ４を介して高周波電圧検出手段ＨＶＤの抵
抗器Ｒ３の両端に、抵抗器Ｒ３がスイッチＱ３により短
絡され得るように接続している。

【００９４】（無負荷時高周波振動電流バイパス手段Ｎ
ＳＢについて）無負荷時高周波振動電流バイパス手段Ｎ
ＳＢは、コンデンサＣ６および抵抗器Ｒ１８の直列回路
からなり、無負荷検出手段ＮＬＤの二次側高周波電流検
出手段Ｒ９に並列接続している。

【００９５】（過電流検出手段ＯＣＤについて）過電流
検出手段ＯＣＤは、電流検出素子Ｒ１５、抵抗器Ｒ１
６、Ｒ１７および髭除去用コンデンサＣ４からなる。電
流検出素子Ｒ１５は、小さな値の抵抗器からなり、高周
波発生手段ＨＦＧのスイッチング手段Ｑ１のソースおよ
び接地点との間に直列に挿入している。抵抗器Ｒ１６、
Ｒ１７は、電流検出素子Ｒ１５の電圧降下を抵抗器Ｒ１
７の両端間に分圧して電流検出信号を取り出す。髭除去
用コンデンサＣ４は、抵抗器Ｒ１７の両端に得られる電
流検出信号電圧が髭を含む場合に、その髭を吸収して除
去する。そして、髭を除去された電流検出信号は、制御
手段ＣＣの過電流制御入力端子８に入力する。

【００９６】＜給電用ハーネス線ＦＨについて＞給電用
ハーネス線ＦＨは、一対のポリエチレン絶縁被覆導体が
隣接状態で一体化されていて、一端が点灯回路部ＯＣの
出力端子ＣＮ２−１およびＣＮ２−４に接続し、他端が
後述する放電ランプＤＤＬの一対の電極１３、１３に接
続している。そして、図３に示すように、中間部が浮遊
静電容量Ｃ_ＨＮの並行隣接線路Ｌ１、Ｌ２により構成さ
れている。並行隣接線路Ｌ１、Ｌ２は、導電線間距離が
約５ｍｍに設定されている。

【００９７】＜放電ランプＤＤＬについて＞放電ランプ
ＤＤＬは、その一対の外部電極１３、１３が給電ハーネ
ス線ＦＨを経由して、点灯回路部ＯＣの高周波発生手段
ＨＦＧから付勢されるように構成されている。

【００９８】また、放電ランプＤＤＬは、放電容器１
１、蛍光体層１２、一対の外部電極１３、１３、アパー
チャ１４、透光性樹脂シート１５、透光性絶縁チューブ
１６を具備している。そして、図１に示すように、等価
的に電極間内部静電容量Ｃ_ＩＥ、負荷抵抗Ｒ_Ｌおよび電
極間沿面静電容量Ｃ_ＳＦを有している。なお、電極間内
部静電容量Ｃ_ＩＥおよび負荷抵抗Ｒ_Ｌは直列接続し、電
極間沿面静電容量Ｃ_ＳＦは電極間内部静電容量Ｃ_ＩＥお
よび負荷抵抗Ｒ_Ｌに対して並列接続している。そして、
上記各静電容量は、請求項２の要件を満足している。な
お、電極間内部静電容量Ｃ_ＩＥは直列合成容量であり、
また電極間沿面静電容量Ｃ_ＳＦは並列合成容量として、
上記要件を満足する。

【００９９】放電容器１１は、細長くて両端が気密に封
止された直径８ｍｍ、実効長さ２７２ｍｍのガラスバル
ブ１１ａからなり、一端に排気チップオフ部１１ｂを備
え、内部に放電媒体としてキセノンが封入されている。

【０１００】蛍光体層１２は、放電容器１の内面に長手
方向に沿ったスリット状の部分を除いて形成されてい
る。

【０１０１】一対の外部電極１３、１３は、それぞれア
ルミニウム箔からなり、図４に示すように、蛇行して波
形状をなしているが、全体としては図２および図３に簡
略化して示すように、平行に離間対向して放電容器１１
の外面に貼着することにより配設されている。そして、
外部電極１２は、予め後述する透光性樹脂シート１５の
一面に貼着され、透光性樹脂シート１５を放電容器１の
外周に巻き付けることによって放電容器１１の外面の所
定位置に配設される。

【０１０２】また、外部電極１３は、波形状の電極主部
１３ａ、端子接続部１３ｂおよび端子１３ｃからなる。
電極主部１３ａは、波形状をなして放電容器１１の長手
方向の大部分にわたり延在するように構成されている。
端子接続部１３ｂは、電極主部１３ａの一端に接続して
配設され、端子１３ｃとの接触面積が大きくなるように
方形状に形成されている。端子１３ｃは、端子接続部１
３ｂに導電性接着剤により接着されているとともに、透
光性樹脂シート１５および透光性熱収縮チューブ１６か
ら外部へ突出している。

【０１０３】アパーチャ１４は、放電容器１１の長手方
向に沿って蛍光体層１２がスリット状に形成されていな
い部分により形成されている。したがって、放電容器１
１のアパーチャ１３の部分は、ガラスバルブ１１ａを介
して放電容器１１の内部が素通しになって見える。

【０１０４】透光性樹脂シート１５は、透明なＰＥＴか
らなり、放電容器１１の実質的全長にわたる長さで、か
つ放電容器１１の周囲方向に対してアパーチャ１４の上
から被覆するような幅を有している。上述したように、
一面に一対の外部電極１３、１３を所定間隔で貼着し、
さらにその上にアクリル系粘着剤を施与して放電容器１
１の外面に貼着されている。これにより一対の外部電極
１３、１３は、アパーチャ１４を挟んでその両側位置に
配設されるが、アパーチャ１４の上にも透光性樹脂シー
ト１５が貼着されている。

【０１０５】透光性絶縁チューブ１６は、透明フッ素樹
脂からなり、外部電極１３、１３およびアパーチャ１４
の上から放電容器１１の全周を被覆している。

【０１０６】＜回路動作について＞１．正常時の動作高周波発生手段ＨＦＧは、スイッチング手段Ｑ１および
出力トランスＴがスイッチングレギュレータとして動作
するので、出力トランスＴの２次巻線ｗｓに高周波高電
圧を誘起して出力する。そして、出力された高周波電圧
は、放電ランプＤＤＬの一対の外部電極１３、１３間に
印加されるので、放電ランプＤＤＬを始動し、点灯させ
る。放電ランプＤＤＬは、点灯すると、その放電容器１
１内においてキセノンの誘電体バリヤ放電により紫外線
が放射されて、蛍光体層１２を照射するので、蛍光体が
励起されて可視光が発生する。

【０１０７】高周波発生手段ＨＦＧの高周波発生動作を
通じて、高周波動作検出手段ＨＦＤは、その高周波電圧
検出部ＨＶＤにおける電圧分割器ＶＤの抵抗器Ｒ３の両
端に１次側の高周波電圧に相当する分圧された電圧が現
れる。この電圧は、ダイオードＤ１で整流され、さらに
抵抗器Ｒ２およびコンデンサＣ２で積分されて非反転増
幅器ＮＲＡのオペアンプＯＰの非反転入力端子２に入力
する。したがって、オペアンプＯＰは、積分された電圧
と基準電圧源Ｅとの差を増幅し、出力端子３に高周波動
作検出信号を出力する。そして、高周波動作検出信号
は、制御手段ＣＣのスイッチング制御入力端子７に入力
する。制御手段ＣＣは、入力した高周波動作検出信号に
基づいて演算を行い、高周波動作検出信号がほぼ一定の
第１のレベルになるようにスイッチング手段Ｑ１のオン
デューティを負帰還制御する。そのその結果、高周波は
定電圧制御される。

【０１０８】ところで、無負荷検出手段ＮＬＤにおいて
は、放電ランプＤＤＬが出力トランスＴの２次巻線ｗｓ
に正常に接続して点灯しているときには、二次側高周波
電流検出手段Ｒ９に電圧降下が生じるので、反転スイッ
チ回路ＲＳＣのスイッチＱ２のベースにベース電流が流
入する。このため、スイッチＱ２はオンするので、コレ
クタ電圧がほぼ０になる。したがって、無負荷検出手段
ＮＬＤは、スイッチＱ３のベース電位が低くなるため、
スイッチＱ３はオフ状態となるので、無負荷検出手段Ｎ
ＬＤからの出力は生じない。

【０１０９】また、二次側高周波電流検出手段Ｒ９に並
列接続している無負荷時高周波振動電流バイパス手段Ｎ
ＳＢは、そのインピーダンスが正常時の高周波出力に対
しては比較的大きくなるように設定されているので、周
波数が非常に一部の不要な高い高周波に対しては、図７
および図８の対比により明らかなように、無負荷時高周
波振動電流バイパス手段ＮＳＢがこれを吸収してバイパ
スするものの、二次側高周波電流検出に対しては実質的
に影響を与えない。

【０１１０】図７は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
１の実施形態における点灯時の二次側高周波電流検出手
段Ｒ９の両端間電圧波形を示すグラフである。

【０１１１】図８は、比較例における点灯時の二次側高
周波電流検出手段Ｒ９の両端間電圧波形を示すグラフで
ある。なお、比較例は、無負荷時高周波振動電流バイパ
ス手段ＮＳＢを備えていない以外の構成が本実施形態と
同じである。

【０１１２】両図において、時間軸に沿って「ＯＮ」で
示した区間はスイッチング手段Ｑ１のオン期間を、同じ
く「ＯＦＦ」で示した区間はオフ期間を、それぞれ示し
ている。したがって、両者を合わせると、スイッチング
の一周期となる。また、この一周期に注目したとき、高
周波電圧波形の斜線を施した部分すなわちプラスの電圧
が無負荷検出手段ＮＬＤにおいて、抵抗器Ｒ１８、Ｒ１
０およびダイオードＤ３を通過し、抵抗器Ｒ９およびコ
ンデンサＣ５により積分され、抵抗器Ｒ１１を経由して
スイッチＱ２のベース・エミッタ間に印加される。

【０１１３】また、両図中、Ｉ_Ｍは７０ｋＨｚの主パル
ス電圧による主ランプ電流、Ｉ_Ｒ１はスイッチング手段
Ｑ１のオン時に伴う第１の高周波振動電流である。本実
施形態において、第１の高周波振動電流Ｉ_Ｒ１は無負荷
時高周波振動電流バイパス手段ＮＳＢがこれを実質的に
吸収してバイパスするので、二次側高周波電流検出手段
Ｒ９の両端間電圧波形には殆ど現れない。

【０１１４】２．無負荷時無負荷時においては、ランプ電流が流れないので、二次
側高周波電流検出手段Ｒ９の電位が小さくなるので、ス
イッチＱ２はオフする。反転スイッチ回路ＲＳＣのスイ
ッチＱ２がオフになると、スイッチＱ３のベース電位が
高くなるので、スイッチＱ３はオンする。これにより高
周波動作検出手段ＨＦＤの電圧分割器ＶＤの抵抗器Ｒ３
が短絡され、これに伴い抵抗器Ｒ２およびコンデンサＣ
２の電圧も低下するので、オペアンプＯＰの非反転入力
端子２の電位が殆ど０たとえば０．５Ｖ程度まで低下す
る。このため、非反転増幅器ＮＲＡの出力端子３からの
高周波動作検出信号が０すなわち第２のレベルになる。
これを受けて、制御手段ＣＣは、そこに制御入力する高
周波動作検出信号が基準とする目標電圧より小さくなる
ため、シャットダウン機能を作用させて、高周波発生動
作を停止するので、保護動作が行なわれる。

【０１１５】図９は、本発明の放電ランプ点灯装置の第
１の実施形態における無負荷時の二次側高周波電流検出
手段Ｒ９の両端間電圧波形を示すグラフである。

【０１１６】図１０は、比較例における無負荷時の二次
側高周波電流検出手段Ｒ９の両端間電圧波形を示すグラ
フである。

【０１１７】両図を対比して明らかなように、図１０の
比較例には、第２の高周波振動電流Ｉ_Ｒ２が二次側高周
波電流検出手段Ｒ９の両端間電圧波形に含まれている。
この第２の高周波振動電流Ｉ_Ｒ２は、給電用ハーネス線
ＬＦの浮遊静電容量Ｃ_ＨＮによるものであり、その周波
数がＭＨｚ級であるとともに、比較的大きな値となる。
これに対して、図９の本実施形態においては、第２の高
周波振動電流Ｉ_Ｒ２は無負荷時高周波振動電流バイパス
手段ＮＳＢがこれを実質的に吸収してバイパスするの
で、二次側高周波電流検出手段Ｒ９の両端間電圧波形に
は殆ど現れなくなる。したがって、第２の高周波振動電
流Ｉ_Ｒ２による誤認識の虞がない。

【０１１８】図１１は、本発明の放電ランプ点灯装置の
第２の実施形態を示す回路図である。

【０１１９】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１２０】本実施形態は、図１に示す実施形態と同様
に無負荷および過電流に対する保護動作を行なう点にお
いては同様であるが、高周波動作検出手段ＨＦＤの構成
および動作が異なる。すなわち、高周波動作検出手段Ｈ
ＦＤは、電圧分割器ＶＤの抵抗器Ｒ１８と並列にコンデ
ンサＣ５が接続している。

【０１２１】そうして、本実施形態においては、高周波
電圧のうち高次の高調波成分がコンデンサC５をバイパ
スするため、この高次の高調波成分による抵抗器Ｒ３の
電圧降下が相対的に増加して、結果的に高周波電力に比
例的な電圧が抵抗器Ｒ３の両端間に現れる。この電圧に
基づいて高周波動作検出信号が形成されて制御手段ＣＣ
のスイッチング制御入力端子７に入力するので、放電ラ
ンプＤＤＬの点灯をほぼ定電力制御することができる。

【０１２２】図１２は、本発明の機器および画像形成装
置の一実施形態としての画像読取装置を示す概念的断面
図である。

【０１２３】図において、２１は可動式スキャナ機構、
２２は信号処理装置、２３は原稿載置面、２４は点灯回
路部、２５は給電用ハーネス線、２６はケースである。

【０１２４】可動式スキャナ機構２１は、本実施形態に
おいては蛍光ランプ２１ａ、ミラー２１ｂ、集積レンズ
２１ｃ、電荷結合素子２１ｄおよび図示を省略している
駆動機構を主たる構成要素としている。なお、図示しな
いが、蛍光ランプ、セルフォニックレンズおよび電荷結
合素子を主たる構成要素とすることもできる。蛍光ラン
プ２１ａは、図２ないし図４に示す構造である。そし
て、そのアパーチャから出射した光は、原稿載置面２３
を介して図示しない原稿に向けて照射される。原稿から
の反射光は、ミラー２１ｂで所定方向へ反射され、集積
レンズ２１ｃで集光され、電荷結合素子２１ｄすなわち
ＣＣＤで受光されるように配置されている。

【０１２５】また、可動式スキャナ機構２１は、原稿載
置面２３に対して移動して原稿を走査して読み取る。

【０１２６】信号処理装置２２は、受光手段２１ｂの出
力信号を処理して画像信号を形成する。

【０１２７】点灯回路部２４は、固定位置に配置され、
蛍光ランプ２１ａを高周波で点灯する。

【０１２８】給電用ハーネス線２５は、点灯回路部２４
および蛍光ランプ２１ａの間を接続している。

【０１２９】ケース２６は、以上の各構成要素を内部に
収納している。

【０１３０】そうして、可動式スキャナ機構２１が原稿
載置面２３に沿って移動する過程で、電荷結合素子２１
ｄが移動方向に対して直角方向に順次原稿面からの反射
光を受光して走査して行く。

【０１３１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、希ガスを主体
とする放電媒体を封入した放電容器の外面に少なくとも
一方の電極が配設されている一対の電極を備えた放電ラ
ンプと、並行隣接線路の長さが２００ｍｍ以上の給電用
ハーネス線と、出力トランスおよびスイッチング手段を
備えた高周波発生手段、出力トランスの二次側に流れる
電流により無負荷を検出する無負荷検出手段、高周波を
検出して高周波動作検出信号を出力する高周波動作検出
手段、無負荷時に主として給電用ハーネス線の浮遊静電
容量に起因して流れる高周波振動電流の無負荷検出手段
への影響を除去する無負荷時高周波振動電流バイパス手
段、ならびに無負荷検出手段が無負荷状態を検出したと
きに高周波発生手段を制御して保護動作を行なわせる制
御手段を備えた点灯回路部とを具備していることによ
り、給電用ハーネス線が長くても無負荷に対して的確に
応答して保護動作を行なう放電ランプ点灯装置を提供す
ることができる。

【０１３２】請求項２の発明によれば、希ガスを主体と
する放電媒体を封入した放電容器の外面に少なくとも一
方の電極が配設されている一対の電極を備え、電極間内
部静電容量がＣ_ＩＥ、放電容器の沿面を経由した電極間
沿面静電容量がＣ_ＳＦの放電ランプと、並行隣接線路の
浮遊静電容量がＣ_ＨＮの給電用ハーネス線と、出力トラ
ンスおよびスイッチング手段を備えた高周波発生手段、
出力トランスの二次側に流れる電流により無負荷を検出
する無負荷検出手段、高周波を検出して高周波動作検出
信号を出力する高周波動作検出手段、無負荷時に主とし
て給電用ハーネス線の浮遊静電容量に起因して流れる高
周波振動電流の無負荷検出手段への影響を除去する無負
荷時高周波振動電流バイパス手段、ならびに無負荷検出
手段が無負荷状態を検出したときに高周波発生手段を制
御して保護動作を行なわせる制御手段を備えた点灯回路
部とを具備し、下式を満足していることにより、給電用
ハーネス線の並行隣接線路の浮遊静電容量Ｃ_ＨＮが大き
くても無負荷に対して的確に応答して保護動作を行なう
放電ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１３３】Ｃ_ＩＥ＞Ｃ_ＨＮ＞Ｃ_ＳＦ請求項３の発明によれば、加えて点灯回路部が高周波を
検出して高周波動作検出信号を出力して制御手段に制御
入力する高周波動作検出手段を備え、制御手段が高周波
動作検出信号が制御入力し、高周波動作検出信号が第１
のレベルになるようにスイッチング手段を帰還制御する
とともに、高周波動作検出信号が第２のレベルになった
ときにスイッチング手段を保護動作させるように構成さ
れ、無負荷検出手段が無負荷状態を検出したときに高周
波動作検出信号を第２のレベルに強制的に変化させるよ
うに構成されていることにより、放電ランプを一定の高
周波出力により安定に点灯するとともに、適切な保護動
作を迅速に行ない、また回路構成が簡単で比較的安価な
放電ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１３４】請求項４の発明によれば、加えて高周波動
作検出手段が放電ランプのランプ電圧またはランプ電圧
およびランプ電流に相当する電圧またはおよび電流を検
出し、制御手段が高周波発生手段のスイッチング手段を
ＰＷＭ制御して、ランプ電圧または及びランプ電流を一
定にするように構成されていることにより、誘電体バリ
ヤ放電を行なう放電ランプをパルス点灯する際に放電ラ
ンプの定電圧または定電力制御が容易であるとともに、
比較的簡単な回路構成な放電ランプ点灯装置を提供する
ことができる。

【０１３５】請求項５の発明によれば、加えて給電用ハ
ーネス線の並行隣接線路の導電線間距離が２０ｍｍ以下
であることにより、点灯回路部に対して放電ランプを相
対的に移動させやすい放電ランプ点灯装置を提供するこ
とができる。

【０１３６】請求項６の発明によれば、機器本体と、機
器本体に装備された請求項１ないし５のいずれか一記載
の放電ランプ点灯装置とを具備していることにより、請
求項１ないし５の効果を有する機器を提供することがで
きる。

【０１３７】請求項７の発明によれば、可動式スキャナ
機構を備えた画像形成装置本体と、放電ランプが可動式
スキャナ機構に装備されるとともに点灯回路部が画像形
成装置本体の固定位置に配置された点灯回路部とを備え
た放電ランプ点灯装置と具備していることにより、請求
項１ないし５の効果を有する画像形成装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態
を示す実装配置図

【図２】同じく回路図

【図３】同じく給電ハーネス線および放電ランプの等価
回路図

【図４】同じく放電ランプの正面図

【図５】同じく放電ランプの拡大横断面図

【図６】同じく放電ランプの外部電極および透光性樹脂
シートの展開図

【図７】本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態
における点灯時の二次側高周波電流検出手段Ｒ９の両端
間電圧波形を示すグラフ

【図８】比較例における点灯時の二次側高周波電流検出
手段Ｒ９の両端間電圧波形を示すグラフ

【図９】本発明の放電ランプ点灯装置の第１の実施形態
における無負荷時の二次側高周波電流検出手段Ｒ９の両
端間電圧波形を示すグラフ

【図１０】比較例における無負荷時の二次側高周波電流
検出手段Ｒ９の両端間電圧波形を示すグラフ

【図１１】本発明の放電ランプ点灯装置の第２の実施形
態を示す回路図

【図１２】本発明の機器および画像形成装置の一実施形
態としての画像読取装置を示す概念的断面図

【符号の説明】

１…反転入力端子２…非反転入力端子３…出力端子４…電源端子５…電源端６…ゲートドライブ信号出力端子７…スイッチング制御入力端子８…過電流制御入力端子９…直流電源端子１１…放電容器１３…外部電極Ｃ１…平滑コンデンサＣ４…髭除去用コンデンサＣＣ…制御手段ＤＣ…直流電源ＤＤＬ…放電ランプＦＢ…帰還回路ＦＨ…給電用ハーネス線ＨＦＧ…高周波発生手段ＨＦＤ…高周波動作検出手段ＨＶＤ…高周波電圧検出部ＮＬＤ…無負荷検出手段ＮＲＡ…非反転増幅器ＮＳＢ…無負荷時高周波振動電流バイパス手段ＯＣ…点灯回路部ＯＣＤ…過電流検出手段ＯＰ…オペアンプＱ１…スイッチング手段Ｑ２…スイッチＱ３…スイッチＲＳＣ…反転スイッチ回路Ｔ…出力トランスＶＤ…電圧分割器ｗｐ…１次巻線ｗｓ…２次巻線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電ランプと、放電ランプを点灯する点灯
回路部と、放電ランプおよび点灯回路部の間を接続する
給電用ハーネス線とを具備し；放電ランプは、内部に希
ガスを主体とする放電媒体を封入した放電容器、および
少なくとも一方は放電容器の外面に配設された一対の電
極を備えており；給電用ハーネス線は、並行隣接線路の
長さが２００ｍｍ以上であり；点灯回路部は、高周波で
スイッチングすることにより高周波電圧を発生するスイ
ッチング手段および高周波電圧を出力する出力トランス
を備え出力トランスの高周波出力電圧を放電ランプの一
対の電極間に印加して放電ランプを点灯する高周波発生
手段、出力トランスの２次側に流れる電流により無負荷
状態を検出する無負荷検出手段、無負荷時に主として給
電ハーネスの浮遊静電容量に起因して流れる高周波振動
電流の無負荷検出手段への影響を除去する無負荷時高周
波振動電流バイパス手段、ならびに無負荷検出手段が無
負荷状態を検出したときに高周波発生手段を制御して保
護動作を行なわせる制御手段を備えている；ことを特徴
とする放電ランプ点灯装置。
【請求項２】放電ランプと、放電ランプを点灯する点灯
回路部と、放電ランプおよび点灯回路部の間を接続する
給電用ハーネス線とを具備し；放電ランプは、内部に希
ガスを主体とする放電媒体を封入した放電容器、および
少なくとも一方は放電容器の外面に配設された一対の電
極を備えていて、放電容器内部を経由した電極間内部静
電容量がＣ_ＩＥ、放電容器の沿面を経由した電極間沿面
静電容量がＣ_ＳＦであり；給電用ハーネス線は、並行隣
接線路の浮遊静電容量がＣ_ＨＮであり；点灯回路部は、
高周波でスイッチングすることにより高周波電圧を発生
するスイッチング手段および高周波電圧を出力する出力
トランスを備え出力トランスの高周波出力電圧を放電ラ
ンプの一対の電極間に印加して放電ランプを点灯する高
周波発生手段、出力トランスの２次側に流れる電流によ
り無負荷状態を検出する無負荷検出手段、無負荷時に主
として給電ハーネスの浮遊静電容量に起因して流れる高
周波振動電流の無負荷検出手段への影響を除去する無負
荷時高周波振動電流バイパス手段、ならびに無負荷検出
手段が無負荷状態を検出したときに高周波発生手段を制
御して保護動作を行なわせる制御手段を備えており；電
極間内部静電容量Ｃ_ＩＥ、電極間沿面静電容量Ｃ_ＳＦお
よび並行隣接線路の浮遊静電容量Ｃ_ＨＮが下式を満足す
る；ことを特徴とする放電ランプ点灯装置。Ｃ_ＩＥ＞Ｃ_ＨＮ＞Ｃ_ＳＦ
【請求項３】点灯回路部は、高周波を検出して高周波動
作検出信号を出力して制御手段に制御入力する高周波動
作検出手段を備えており；制御手段は、高周波動作検出
信号が制御入力することにより、高周波動作検出信号が
第１のレベルになるようにスイッチング手段を帰還制御
するとともに、高周波動作検出信号が第２のレベルにな
ったときにスイッチング手段を保護動作させるように構
成されており；無負荷検出手段は、無負荷状態を検出し
たときに高周波動作検出信号を第２のレベルに強制的に
変化させるように構成されている；ことを特徴とする請
求項１または２記載の放電ランプ点灯装置。
【請求項４】高周波動作検出手段は、放電ランプのラン
プ電圧またはランプ電圧およびランプ電流に相当する電
圧またはおよび電流を検出し；制御手段は、高周波発生
手段のスイッチング手段をＰＷＭ制御して、ランプ電圧
または及びランプ電流を一定にするように構成されてい
る；ことを特徴とする請求項３記載の放電ランプ点灯装
置。
【請求項５】給電用ハーネス線は、その並行隣接線路の
導電線間距離が２０ｍｍ以下であることを特徴とする請
求項１ないし３のいずれか一記載の放電ランプ点灯装
置。
【請求項６】機器本体と；機器本体に装備された請求項
１ないし５のいずれか一記載の放電ランプ点灯装置と；
を具備していることを特徴とする機器。
【請求項７】可動式スキャナ機構を備えた画像形成装置
本体と；放電ランプが可動式スキャナ機構に装備される
とともに点灯回路部が画像形成装置本体の固定位置に配
置された請求項１ないし５のいずれか一記載の放電ラン
プ点灯装置と；を具備していることを特徴とする画像形
成装置。