JPH0240893A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｌ産業上の利用分野１ 本発明は、光学式画像読み取り装置に用いられ、ランプ
ヒータを用いて放電灯を加熱してランプ光量が撮像素Ｆ
の最低必要照度に達する時間を早くする放電灯点灯Ｖｉ
：置に関するものである。

］従来の技術１ 放電灯を点灯させた場合、その光束の立ち上がりは周囲
温度に上りｔＩｆＪａ図に示すように色々と変化する。

このような特性を持つ放電灯を光学式画像読み取り装置
（ＰＰＣ，ＦＡＸ等）に使用した場合、低温始動直後に
おいては、ランプ光量が撮像素子（ＣＣＤ　）の最低必
・要照度まで達せず、画像読み取りが行えないことがあ
る。一般に１、：のような使用不可能な時間を短くする
ため、 （１）　　低温点灯時は定格以上の電流を流し、絶対光
量を増すと共に、光出力の立ち上がりを速くする。

（２）放電灯を加熱するランプヒータを設け、ランプ温
度を上げる。

等の対策がとられる。なお、本発明は上記（２）の場合
に関するものである。

この種の従来の放電灯点灯装置を第９図に示す。

この放電灯点灯装置では、直流電源ＥをインバータＩＶ
で高周波電力に変換して、放電灯ηを高周波点灯するも
のである。放電灯ｅの始動時に放電灯αを加熱してラン
プ温度を上げるランプヒータ１は、放電灯αの温度が低
いときにオンするスイッチＳＷＨで動作制御が為されて
おり、このヒータスイッチＳＷＨのオンオフは、ランプ
ヒータ１（こ熱的に結合して設けられた温度センサなと
で制御するようにしである。ところで、上記放電灯Ｑ、
の始動時にはフイラメン）　Ｆ、、Ｆ２の予熱も行われ
る。なお、この放電灯点灯装置では、トランス１゛が２
個の出力巻線Ｌ　、、Ｌ　２を備え、一方の出力巻線Ｌ
１をフイラメン）　Ｆ、、Ｆ、の夫りの一端に接続する
と共に、他方の出力巻＃ｉ　１．２をフィラメントＦ、
、Ｆ２の他端に接続し、放電灯０．の点灯時にも高周波
電力でフイラメン）Ｆ、、Ｆ２の予熱を行うようにしで
ある。上記始動時の予熱電流は、直流電源Ｅから流すよ
うにしてあり、この予熱ループを形成すると共に、予熱
電流（フィラメント電流）を制限するために、トランス
Ｔの一方の出力巻線［４，と直流電源Ｅの負極との間に
抵抗Ｒｆと予熱スイッチＳＷｆとを接続しである。この
予熱スイッチＳＷｆは、点灯スイッチＳＷ、■がオフの
ときにオンするもので、点灯スイッチＳＷ＋ｖと連動し
て切り換えられる。なお、トランスＴの出力巻線りと放
電灯ηの一方のフィラメントＦｌとの間に接続されたコ
ンデンサＣ１は、直流電源ト〕による予熱ループを形成
するために設けた直流カット用のコンデンサである。

従来のこの種のランプヒータ１の電源は、直流電源Ｅあ
るいは交流電源ｅから直接にとっていた。

しかし、ランプヒータ１の電源を直流電源Ｅからとると
、ランプヒータ１、放電灯ｅのフィラメントＦｌ、Ｆ２
、インバータＩＶの夫々に電力を供給する必要があり、
直流電源Ｅの負担が大きくなる。

また、ランプヒータ１の電源を交流電源ｅからとると、
ランプヒータ１の絶縁対策を充分に行う必要があるなど
の欠点があった。

さらに、放電灯点灯装置自体で見ると、従来上り内部に
組み込まれているフィラメント電流制限用の抵抗Ｒｆは
、非常に高ワツトのものであるため、この抵抗Ｒｆの発
する熱を充分に逃がす設計をする必要があり、構造が大
きくなる。このため、内部に充填材を入れる必要がある
等のデメリットが発生していた。

Ｅ発明が解決しようとする課題１ 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、フィラメント電流制限用のインピー
ダンスの抵抗分による発熱を有効に利用することができ
、且つ装置の小型化が可能な放電灯、α灯装置を提供す
ることにある。

１課題を解決するための手段】 上記目的を達成するために、本発明はランプヒータをフ
ィラメント予熱時のフィラメント電流を制限するインピ
ーダンス要素の少なくとも一部として用いである。

（作用） 本発明は、上述のようにランプヒータをフィラメント予
熱時のフィラメント電流を制限するインピーダンス要素
の少なくとも一部として用いることにより、従来無駄に
なっており、しかも放熱に苦労していた熱を、ランプヒ
ータの放電灯の加熱用の熱として有効に利用できるよう
にしたものであり、また放電灯点灯装置内の発熱の大き
い部品をなくすことで、放熱設計をする必要がないよう
にしたものである。

（実施例１） 第１図乃至第３図に本発明の一実施例を示す。

ｆｐＪｉ図は本発明の基本楕成を概略的に示したもので
、従来ではヒータスイッチで動作制御されていたランプ
ヒータ１を、直流電源Ｅの正極と一方のフイラメン）　
Ｆ　＋との間に接続して予熱ループ内に組み込んで、フ
ィラメント電流制限のインピーダンス要素の少なくとも
一部として用い、フイラメン）Ｆｌ、Ｆ２の予熱時に同
時にランプヒータ１で放電灯ηを温めるようにしたもの
である。なお、この放電灯点灯装置は直流電源Ｅによる
予熱を行う始動時のみランプヒータ１で放電灯Ｑ、を温
めるものである。ところで、このｍ１図回路においては
フィラメント電流制限用の抵抗Ｒ「はそのまま残しであ
るが、本末のフィラメント電流制限用の抵抗Ｒｆのｍ！
＆は殆どランプヒータ１で行うので、この抵抗Ｒｆは補
助的に設けたものであり、発熱が問題になるようなもの
ではない。また、予熱スイッチとしては第１図に示すト
ランノスタ（ン、やリレー接点などが用いられる。

以下に本実施例の具体的な実施例について説明する。こ
の放電灯点灯装置は、第２図に示すように、直流型ｆｉ
Ｅの両端にリレーＲｙを介して、α灯メイッチＳＷを接
続し、このリレーＲｙの常開接点ｒ、を介してインバー
タＩ■に電源を供給してあり、またトランスＴの出力８
線り、と直流電源Ｅの負極との間にリレーＲｙの常閉接
点ｒ２を接続し、この接点「２が閉じているときにラン
プヒータ１を介してフイラメン）　Ｆ、、Ｆ２に予熱電
流を流すようにしである。

この放電灯点灯装置では、第３図（ａ）に示すように直
流型ＭＥが投入されると、直流電源Ｅによりランプヒー
タ１を介して同図（ｂ）に示すように放電灯０．のフイ
ラメン）Ｆ、、Ｆ、に予熱電流を流し、同時にこのとき
同図（ｅ）に示すように流れるヒータ電流によりランプ
ヒータ１が発熱し、放電灯０．を温める。なお、第３図
（Ｉ））の破線はフィラメント温度を、同図（ｅ）の破
線はランプ温度を示すものである。そして、第３図（ｄ
）に示すように点灯スイッチＳＷが投入されると、常開
接点ｒ１が閉じて、インバータＩＶから放電灯αに高周
波電力が供給され、同図（ｅ）に示すように放電灯αは
瞬時に、α灯する。なお、このときには常閉接点ｒ２が
開くため、直流電源Ｅによるフイラメン）Ｆ＋−Ｆ２の
予熱は停止される。従って、ランプヒータ１にも電流が
流れな（なり、ランプヒータ１による放電灯Ｑ、の加熱
も停止される。ところで、周囲温度が充分に高く、予め
ランプヒータ１による予熱を必要としない状況において
は、放電灯０．の点灯前に直流電源Ｅをオンし、１〜２
秒間だけフィラメントＦｌ、Ｆ２の予熱を行い、その後
点灯スイッチＳＷをオンして、放電灯のを点灯するよう
にしても良い。このように、ランプヒータ１をフィラメ
ント電流の制限用の抵抗の代わりに用いることにより、
従来無駄になっており、しがも放熱に苦労していた熱を
、放電灯αを温める熱として有効に利用できる利点があ
る。しかむ、放電灯点灯装置の内部には発熱部品が無（
なるので、放電灯点灯装置を放熱設計する必要がなくな
り、装置の小型化が図れる。また、従来ではランプヒー
タ１とフイラメン）　Ｆ、、Ｆ２の予熱用とに夫々スイ
ッチが必要であったが、本実施例ではこのスイッチを１
個のスイッチ（接点ｒｚ）とすることができる。なお、
本実施例の場合には、始動時と放電灯Ｃの点灯時とのモ
ードしかないので、直流電源Ｅの容量はいずれか消費電
力の多い方に設定しておけば良い。この場合において、
始動時の消費電力が多いときには、従来のフィラメント
電流制限用の抵抗の消費電力分が削除されるので、直流
電源Ｅの負担が軽減される。

（実施例２） 第４図及び第５図に本発明の他の実施例を示す。

本実施例では放電灯ηの温度が低い場合は、始動時のみ
ならず、放電灯のの点灯時にも放電灯Ｑ、を温めるよう
にしたものである。また、本実施例では、放電灯ηのが
命を保証するために、放電灯０゜の温度に関係なく、点
灯スイッチＳＷをオンした後の２〜３秒間は必ずフイラ
メン）　Ｆ、、Ｆ２の予熱とランプヒータ１による放電
灯αの加熱とを行うようにしである。

以下具体的に説明する。本実施例では、直流電源Ｅの正
極側をトランスＴの出力巻線Ｌ２の一端に接続すると共
に、ランプヒータ１を出力巻＃！Ｌの一端と直流電源Ｅ
の負極との間にトランジスタＱ２を介して接続し、トラ
ンジスタＱ２のオン時にフイラメン）　Ｆ、、Ｆ２の予
熱と放電灯のの加熱とを行う。なお、本実施例では、両
フィラメントＦ、、Ｆ２には夫々個別のループで予熱電
流を流すようにしである。また、放電灯αの一方のフィ
ラメントＦ、と出力巻線り、との間に接続された抵抗Ｒ
１は、放電灯ｅの、α灯時の高周波電力による予熱電流
を制限するために設けられたもので、このフイラメン）
　Ｆ　＋と抵抗Ｒ，との直列回路の両端に接続されたコ
ンデンサＣ２は、抵抗Ｒ１の発熱を抑えるために設けた
ものである。上記トランジスタＱ２のオン、オフは直流
型ｒ１．ＥのトランジスタＱ２のバイアス抵抗Ｒ２，Ｒ
，への供給を制御するスイッチ５Ｗｉ１で制御される。

このスイッチＳＷｓ、は、放電灯αの温度を検知する温
度センサＳに連動して動作するもので、放電灯りの温度
が低いときにオンし、高いときにオフする。このスイッ
チ５ｗ５１がオンすると、トランジスタＱ２がオンし、
このトランジスタＱ２とランプヒータ１とを介して直流
電源Ｅにより両フイラメン）Ｆ、、ト’、に予熱電流を
流し、この予熱電流によるランプヒータ１の発熱により
放電灯のを温める。スイッチＳＷｓがオフのときには、
トランジスタＱ２がオフとなるので、予熱ループが開か
れて予熱電流が流れなくなる。

ところで、上述したように放電灯αの温度に関係なく、
点灯スイッチＳＷをオンした後の２〜３４フッ間は必ず
フィラメントＦ、、Ｆ２の予熱とランプヒータ１による
放電灯０．の加熱とを行うために、以下のように構成し
である。つまり、点灯スイッチＳＷをオンした場合、２
〜３秒遅れで直流電源ＥをインバータＩＶに供給するた
めに、トランジスタＱ４ＩＱ９、コンデンサＣつ、抵抗
Ｒ１１Ｒ６〜Ｒ。

を備え、直流電源Ｅの供給時に抵抗Ｒ１を介して充電さ
れるコンデンサＣ３の両端電圧がトランジスタＱ、をオ
ンする電圧に達するまでの時間を２〜３秒に設定し、こ
の時間後にトランジスタＱ。

を介してインバータＩＶに電源を供給するようにしであ
る。なお、直流型ｔ）！ＥとトランジスタＱ。

との間には、トランジスタＱ、を挿入し、このトランジ
スタＱ０のベースと直流電源Ｅの負極との闇に抵抗Ｒ６
を介して、嶽灯スイッチＳＷを接続してあり、スイッチ
ＳＷをオンしたときにトランジスタＱ０をオンして、ト
ランジスタＱ、、Ｑ５からなる上記の回路に直流電源Ｅ
を供給する。そして、放電灯αの温度が所定温度よりも
高くスイッチＳＷ　ｓ　１がオフしている場合にも、ラ
ンプヒータ１を介してフイラメン）Ｆｌ−Ｆ２の予熱及
び放電灯のの加熱を行うために、直流電源Ｅをトランジ
スタＱｏを介してトランジスタＱ２のバイアス抵抗Ｒ２
゜Ｒ５に供給して、点灯スイッチＳＷがオンされたとき
トランジスタＱ２をオンすると共に、トランジスタＱ１
、上記スイッチＳＷｓ、と同じスイッチ５ＷＳ２及１抵
抗Ｒ１とで構成された回路で、２〜３秒後にトランジス
タＱ２をオフするようにしである。即ち、点灯スイッチ
ＳＷの投入によりオンされたトランジスタＱ２を、上記
トランジスタＱ。

と同じくコンデンサＣ１の両端電圧が所定電圧に達した
時点でトランジスタＱ、をオンすることにより、２〜３
秒後にオフするのである。

今、第５図（ｃ）の破線で示すように始動時の放電灯の
の温度が低いとすると、温度センサＳによりスイッチ５
Ｗｓｌがオンとなり、トランジスタＱ２がオンしで、第
５図（ｂ）に示すようにランプヒータ１を介してフイラ
メン）Ｆ、、Ｆ２に予熱電流が流されると共に、第５図
（ｅ）の実線で示すように予熱電流による発熱でランプ
ヒータ１が放電灯ηを温める。そして、点灯スイッチＳ
Ｗをオンしたときに、放電灯０，２の温度がまだ低い場
合、同図（Ｃ）に示すようにランプヒータ１には放電灯
ｔの点灯後も電流が流れ続け、放電灯Ｑ、を温める状態
が維持される。なお、点灯スイッチＳＷがオンされたと
きには、コンデンサＣ５の両端電圧が２〜３秒後に所定
電圧に達するが、このときにはスイッチ５Ｗｓ２がオン
しているので、トランジスタＱ。

がオンすることがなく、点灯スイッチＳＷのオンにより
ランプヒータ１への通電が断たれることはない。そして
、放電灯αの温度が所定温度に達した時点で、温度セン
サＳでスイッチＳＷｓ、がオフに切り換えられ、ランプ
ヒータ１の電流が断たれる。なお、この場合スイッチＳ
　Ｗ　Ｓ　＋　＊　Ｓ　Ｗ　ｓ　２がオフする時点では
、コンデンサＣ５の両端電圧がすでに所定電圧以上にな
っているので、同時にトランジスタＱ、がオンし、トラ
ンジスタＱ２がオフされることにより、ランプヒータ１
の電流はスイッチＳ　Ｗｓｌ　ｌ　Ｓ　ＷＳ２のオフと
同時に遮断される。

次に、放電灯Ｃの温度が点灯スイッチＳＷをオンする時
点で既に所定温度よりも高い場合について説明する。こ
のときには、スイッチＳＷｓ、、５Ｗｓ２がオフである
ので、ランプヒータ１に電流は流れていない。この状態
で、点灯スイッチＳＷをオンすると、トランジスタＱ２
がオンされ、これによりランプヒータ１に電流が流れて
、フイフメン）Ｆｌ−Ｆ２の予熱及び放電灯のの加熱が
行われる。このときからコンデンサＣ７が、抵抗Ｒ４を
介して充電される。そして、第５！！Ｉ（ｅ）に示す時
間ｔ１（２〜３秒）後にトランジスタＱ、、Ｑ５がオン
することにより、インバータＩＶから高周波電力が放電
灯ｅに供給されて、放電灯ｅが点灯する。このとき同時
にトランジスタＱ３がオンするので、トランジスタＱ２
のベース電流がバイパスされ、トランジスタＱ２がオフ
し、フィラメントＦ、、Ｆ２の予熱及び放電灯αの加熱
が停止上される。このように放電灯のの温度に関係なく
、放電灯Ｃの点灯直前に一定時間、フイラメン）Ｆ、、
Ｆ２の予熱及び放電灯のの加熱を行うことにより、放電
灯Ｑ、のか命を保証している。

（実施例３） 第６図及び第７図に本発明のさらに他の実施例を示す。

本実施例では、第６図に示すように、放電灯αを上記イ
ンバータＩＶなどからなる放電灯点灯装置と同一のプリ
ント基板２上に実装したものである。このように放電灯
αを同一のプリント基板２上に実装すれば、放電灯η及
びランプヒータ１への配線を引き回すことなく、容易に
配線が行える利点がある。また、第７図に示すように、
ランプヒータ１の一端を直流電源Ｅの負極に接続する（
ランプヒータ１の一端をグランド電位とする）と、ラン
プヒータ１を近接導体として使用することができ、この
場合放電灯０．の始動性が良くなる。なお、第７図回路
は、第２図回路のランプヒータ１とリレーＲｙ＋の接点
「２の接続点が異なり、フイラメン）　Ｆ、、Ｆ２の予
熱ループが第４図の予熱ループとしであるだけで、動作
は第２図の場合と全く同じである。

１発明の効果１ 本発明は上述のように、ランプヒータをフィラメント予
熱時のフィラメント電流を制限するインピーダンス要素
の少なくとも一部として用いているので、従来無駄にな
っており、しかも放熱に苦労していた熱を、ランプヒー
タの放電灯の加熱用の熱として有効に利用でき、また放
電灯点灯装置内に発熱の大きい部品がなくなるので、放
熱設計をする必要がなく、装置の小型化が図れる効果が
ある。さらに、ランプヒータをフィラメント電流を制限
するインピーダンス要素の少なくとも一部として用いる
ことにより、フィラメント電流制限用の抵抗の消費電力
分を削除することができ、直流電源の負担を軽減するこ
とも可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す回路図、第
２図は同上の具体回路図、ＰＪ３図は同上の動作説明図
、第４図は他の実施例の回路図、第５図は同上の動作説
明図、第６図はさらに他の実施例の要部の斜視図、第７
図は同上の回路図、第８図は周囲温度による照度の立ち
上がり特性を示す説明図、第９図は従来例の回路図であ
る。 １はランプヒータ、αは放電灯、Ｆ、、Ｆ２はフィラメ
ントである。 代理人　弁理士　石　ｌｌ　　艮　上 第２図 第３図 第５図 第４図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学式画像読み取り装置に用いられ、ランプヒー
   タを用いて放電灯を加熱してランプ光量が撮像素子の最
   低必要照度に達する時間を早くする放電灯点灯装置にお
   いて、ランプヒータをフィラメント予熱時のフィラメン
   ト電流を制限するインピーダンス要素の少なくとも一部
   として用いて成ることを特徴とする放電灯点灯装置。