JPS6313298A - 照明装置 - 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】 ・−１ 本発明は、一般には種々の用途に利用し得る照明装置に
関するものであり、特に事務機器等において原稿を照射
し原稿画像を読取る原稿読取り装置、つまり露光手段等
に好適に使用し得る光量可変の照明装置に関するもので
ある。以下、本明細書にては、本発明は主として事務機
器の原稿読取り装置に関連して説明するが、本発明に係
る！！！明？を置はその用途を該装置に限定されるもの
ではない。

′　の　　　び、　占 徒来、原稿読取り装置等の照明装置として有効な長尺（
細長形状）の光源としては、細長形状の蛍光灯やハロゲ
ンランプ等が頻繁に使用されている。

蛍光灯は、光量が小さく１通常は低速事務機器用の照明
装置として使用されており、該蛍光灯を、最近要望され
ている高速事務機器の照明装置として使用するべく供給
電力を増大し輝度（発光光量）を向上せしめると、蛍光
管内部に設置された内部フィラメントが溶解するため、
供給電力の増大にも限界があり、現実には高速事務機器
用照明装ことしては不適である。

一方、ハロゲンランプは発光光量が大であり。

高速の事務４１１審用として使用されているが、事務機
器の原稿読取りに必要とされる可視光域より赤外領域の
波長の光を多く発生し、発光効率が悪いのみならず、斯
る波長によりもたらされる発熱が大きく、この発熱作用
を軽減せしめるべく冷却装置、特に大型の冷却装置が必
要とされ、事務機器の小型化、低価格化が望まれている
今日では好ましい照明装置とは言えない。

本出願人は、上記従来の蛍光灯及びハロゲンランプの欠
点を解決する。一般の照明用は勿論、特に事務機器の原
稿読取り装置として好適な細長形状の照明装置を提案し
た（特願昭６０−７８７８２号）、該照明装置１００は
、第２図に図示されるように、高周波電磁界により発光
する放電管１と、該放電管の外壁に配設された電極２と
、該電極に高周波を印加する高周波印加手段３とを具備
する。

更に説明すれば、第２図において、放電管ｌは５通常ソ
ーダガラス又はパイレックスガラスで作製された細長形
状のガラス管内に蛍光体を塗布して形成され、且つ放電
管内部には水銀の如き放Ｍｌ開始材及びＡｒの如き不活
性ガスが封入される。又、放電管ｌの両端に又は両端近
傍には導電体にて形成される、醸化の少ない例えば銅又
はステンレス等とされる電極２が配設される。該電極は
、放電管外壁から僅かに離間して設けることもできるが
通常放電管の外壁に密着して設けられることが放電管に
加わる電力損失が小さいため好ましい。

上記電極２には、高周波印加手段３にて高周波電圧が印
加される。高周波印加手段３は任意の構成とし得るが１
例えば第３図に例示されるように、高周波電圧を発振さ
せる高岡波発振回路４と、該高周波発振回路４のための
入力電源５と、高周波発振回路５からの高周波電圧を所
望の電圧へと増幅する増幅回２８６と、増幅回路６から
の高周波電圧を放電管ｌのインピーダンスとマツチング
させるためのＬＣカプラー７とを有する。

このような構成とされる高周波印加手段３から電極２に
高周波電圧が印加されると、放電管内の水銀ガスは高周
波電磁界により励起状態となり。

紫外線を発生する。該紫外線は放電管内壁に塗布された
蛍光体に作用し可視光域の光を発生せしめる。

第４図には、他の態様の照明装置が示されるが、第２図
の照明装置とは、電極の構成が相違するものである。つ
まり本例の電極２ａは、第２図に関連して説明した放電
管ｌと同様の構成とされる細長形状の放電管ｌの長手方
向に沿って複数回コイル状に巻付けられた形態にて該放
電管１の外壁に設けられている点で異なり、高周波印加
手段３も第２図に関連して説明したと同じ構成とされる
。尚、第４図の照明装置には第２図の照明装置に比較し
電極２ａにより大きな電力を印加することができ、より
大きな光量を得ることができる点に特長があり、原稿読
み珈り装置等の大きい光量が求められるものにとっては
好ましいものである。

上記第２図〜第４図に示す照明装置は、電極２．２ａが
放電管の外部に設けられており、従来の蛍光灯及びハロ
ゲンランプ等のように放電管内部にフィラメントを有し
ておらず、電極が劣化する度合が極めて少なく、又劣化
した時点で電極を交換することもでき、常に所望の大き
さの輝度（光量）を得ることが可能である。更に、斯る
照明装置は、電極に大電力を印加することができ、光量
の増大を図ることが可能である。

斯る照明装置は、放電管が長尺に形成し得る為に特に原
稿読み取り装置として使用した場合に原稿方向にわたり
照度ムラが発生せず極めて有効であるという特長を有す
る。

しかしながら、本発明者等の研究によると、従来のこの
種の装置は放電管ｌに高周波印加手段３より高周波電力
を供給し放電を開始せしめた後、時間の経過に伴なって
光量が低下していく傾向があることが分かった。つまり
、第５図に図示されるように、放電管ｌからの発光光量
は放電開始時には一気に立ち上がり、放電開始後数分間
（ｔ’−ｔ”）にわたり光量低下が起こり、ある時間経
過後（ｔ″）安定した値に維持される。このような現象
は事務機器等において原稿を照射し、原稿画像を読取る
原稿読取り装置、つまり露光手段等に使用するための照
明装置にとっては不都合である。

発」Ｌの」Ｌの 礎って１本発明の目的は、放電開始後の光量低下に起因
した発光光量の変動を軽減し、安定した光（，１を即時
的に得ることのできる照明装置を提供することである。

ｕＩ占　　　　るための 上記目的は本発明に係る照明装置にて達成される。要約
すれば本発明は、高周波電磁界により発光する放電管と
、該放電管の外部に配設された電極と、該電極を介して
前記放電管に高周波電磁界を付与する高周波印加手段と
を具備した照明装置において、前記高周波印加手段にデ
ユーティ信号を送出し、該高周波印加手段の出力を制御
する制御手段を有し、前記制御手段は、該制御手段から
の前記デユーティ信号を放ｔＢ１１始後の時刻に応じて
変動せしめ、前記高周波印加手段の出力を時刻に応じて
制御し放電開始後の発光量を一定に維持することを特徴
とする照明装置である。

支１ｊ 次に１本発明に係る照明装Ｈについて更に詳しく説明す
る。

第１図は本発明に係る照明装置１００Ａの一実施例の構
成を概略示すブロック図である０本実施例において、放
電管ｌは、第２図及び第４図に関連して説明したと同様
の構成とされ１本実施例では第４図の構成の電極２ａを
有した放電管ｌとされる。より具体的に一例を挙げて説
明すれば、放電管ｌの直径は５〜３０ｍｍ、長さが３０
０　ｍ　ｍとされ、放電管ｌの内部にはＡＩ”を数Ｔｏ
　ｒ　ｒ。

更に放電開始材としてＨｇが射入された２例えば第４図
に示す構成の電極２ａを有した放電管ｌには、通常安定
点灯状態時には高周波印加手段３から周波数がＩ　Ｍ　
Ｈｚ　−１０２Ｍ　Ｈｚ　、　？ｌｔ圧がＶｐｐにて２
００Ｖ以上、高周波パルスのデユーティ比が５〜９０％
とされる高周波電圧が印加され。

良好な点灯が達成される。

本発明に従えば、前記高周波印加手段３は任意の構成と
することができるが１例えば第１図に例示されるように
、高周波電圧を発振させる高周波発振部４と、該高周波
発振部４のための入力電源部５と、高周波発振部５から
の高周波電圧を所望の電圧へと増幅する高周波増幅部６
とを有する。

更に本発明に従えば、高周波印加手段３には電極２に印
加される該高周波印加手段３からの出力高周波電力のデ
ユーティ比を、詳しくは後述する制御手段２００からの
信号に応じて変動せしめるためのスイッチ素子２５が設
けられる。該スイッチ素子２５は、本実施例では電源部
５と高周波発振部４との間に配設される。該スイッチ素
子２５は電源部５と高周波発振部４との間に配設される
必要はなく、高周波印加手段３内において高周波出力を
変調可能な位置であれば任意の位置に設けることができ
る。

本発明に係る照明装２１１００Ａは、更に、放電管ｌの
発光光量を検知する光量検知手段３０．及び高周波印加
手段３の出力スイッチ素子２５に作用し前記光量検知手
段３０に応じて前記電極２ａに印加される前記高周波印
加手段３の出力、つまり高周波電力のデユーティ比を制
御する制御手段２００を具備する。

光量検知手段３０としては１例えば放電管ｌの光量に応
じて電気信号を発するフォトセル等が好適であり、放電
管１からの光量を検知するべく任意の位こに配置される
。又、制御手段２００は、光量検知手段３０からのアナ
ログ電気信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄコ
ンバータ２１と、予め原稿画像に対する適正光量値デー
タを格納したＲＯＭ２２と、該Ａ／Ｄコンバータ２１か
らのデジタル信号をＲＯＭ２２からの適正光量値データ
と比較し、差分値信号を発する演算部２３と、その出力
部２４を有する。

又、本発明の好ましい実施態様としては、前記放′ＦＬ
管ｌに接触して該放電管を加熱する加熱手段、即ち、ヒ
ータ２６と、ヒータ制御部２７とが設けられる。このヒ
ータ２６はこの種の照明装置の放電の立ち上がりを容易
にするために用いられる。

本発明の照明装置に用いられる放電管ｌ内には上述のよ
うにＨｇ、Ａｒガス等が封入されており、管が冷えてい
る状態よりも、ある程度以上に加熱されている状態の方
がＨｇの励起を容易とし、放電の立ち上がりを容易とす
ることが実験により確認された０本発明者等の研究によ
ると、放電管の管壁温度が低いと放電管長手方向全域に
わたって均一な発光が生ぜず部分的な発光を起こし、実
用に供し得るものとはならなかったが、該ヒータ２６に
よる放電管ｌの加熱温度を６０℃以上とすることによっ
て、管の長手方向全域にわたって均一な発光を生じさせ
得ると同時に立ち上がりを容易にし得ることが分かった
。

上記構成とされる高周波印加手段３から電極２に高周波
電圧が印加されると、放電管内の水銀ガスは高周波電磁
界により励起状態となり、紫外線（２５３，７ｎｍ）を
発生する。該紫外線は放電管内壁に塗布された蛍光体に
作用し可視光域の光を発生せしめる。

次に、上記如くに構成される本発明の照明装置の作動に
ついて説明する。

本発明に従えば、基本的には制御手段２００から高周波
印加手段３のスイッチ素子２５へと出力されるデユーテ
ィ信号を放電開始後の時刻に応じて変動せしめ、該スイ
ッチ素子２５のＯＮ１０　ＦＦにより高周波印加手段３
からの高周波電力が時刻に応じて変動し、放電開始後の
発光量が一定に維持される。

更に詳しく説明すると、第６図に放電開始後の時間経過
と、制御手段内の出力部２３から出力されスイッチ素子
２５を制御する信号のデユーティ比αとの関係の一例を
示す０本実施例によると、時刻０〜ｔ１．つまり放電開
始後から時刻ｔ１までは高周波印加手段からの高周波出
力は前出力の１００％出力を行ない１時刻１＋でデユー
ティ比α署に切変え、ｔ１〜ｔｚまでの間はデユーティ
比α１で出力し、時刻ｔｚでα２に切変え１時刻ｔｚ−
ｔ３まではデユーティα２で出力する態様が表わされる
。

第７図には上記のような制御を行なった場合の光り、と
時間との関係が示される。第７図において時刻０〜ｔ１
まではデユーティ比１００％の出力となるため放電が勢
いよく立ち上がり（■）、上がりきったことを前記光量
検知手段３０にて検知したならば（時刻１＋）直ちに制
御手段２００の出力部２３からのパルスのデユーティ比
をα１％に切り換える。それによって光量は一旦急激に
落ち込むが（■）、その掻除々に低下し適正光量値Ｌｏ
まで低下したとき、更にデユーティ比をα２（α１くα
２）に上げると、光量は一旦上がり又徐々に低下する（
■）、この操作をくり返すことにより徐々に光量は適正
安定光量値に近づいていき、時刻ｔ″で光量は安定した
値を示す。

第８図には上記操作をシーケンスフローにて示し、本発
明に係る照明！ｌｔ置の作動を更に詳しく説明する。

作動開始に当り電源がＯＮとされると（ステップ１）、
放電開始時の放電立ち上あげを達成するために高周波電
力をデユーティ比１００％で高周波印加手段３より出力
する（ステップ２）、放電管１からの発光量は光量検知
手段３０にて検知され（ステップ３）、演算部２３にて
予めＲＯＭ２２に格納されている適正安定光量値Ｌｏと
比較しくステップ４）、Ｌｏまで達していなければ再び
光量値を測定し、Ｌｏに達するまで該操作を続ける。放
電の立ち上がりをＬＯで検知し、光量がＬＯ近くに達し
たならば放電開始時の放電立ち上げが達成されたものと
して制御手段２００内部のＲＯＭ２２よりデユーティ比
データα−を取り込み、該αＩをデユーティ比信号とし
て出力部２４より高周波印加手段３に出力しスイッチ素
子２５を制御する（ステップ５）。

次いで、タイマーをスタートさせる（ステップ６）、こ
のタイマーの設定時間は光量が安定してきたかを判断す
る時間（ｔ　５ａｔ）に設定する。続いて、光量検知手
段３０から光量を取り込み（ステップ７）、デユーティ
比変更後の光量が再びり。

に低下したかを見る（ステップ８）、適正値り。

まで低下したならば、デユーティ比変更後から適正値Ｌ
ｏまで低下するまでの時間がタイマー設定時間ｔｓａｔ
を超えているかどうかを比較しくステップ９）、超えて
いなければタイマーをクリアし再度ステップ５に戻る（
ステップ５）、このようにして、安定した光量値を示す
までステップ９からステップ５に戻り、このサイクルを
くり返す。

ステップ９にて安定した光量値を示したと判断したとき
ＥＮＤ　（終了）とし、このシーケンスを終了する。

上記説明では、光量検知手段３０により光量を測定し、
該光量を制御手段２００にフィードバックして、そのつ
ど適正光量値と比較してデユーティ比を変化させていた
が１本発明の他の実施態様によると、第９図に図示する
ように、一定時間経過後には成る一定のデユーティ信号
を送出するように構成し、時間とデユーティ比をあらか
じめ決めておくことによって前記フィードバック系を省
略することも可能である。

第１Ｏ図に斯る制御方法による本発明に係る照明装置の
作動態様がフローチャートで示される。

第１０図において放電立ち上げ時の高周波印加手段の出
力はデユーティ比１００％で行ない放電を一気に立ち上
げる（ステップ１３）、その後の時間経過におけるデユ
ーティ比は予め実験により求めそしてＲＯＭ２２に格納
しであるデータを逐次引き出しパルスとして高周波印加
手段内のスイッチ素子２５に送出される０例えば時刻１
．にはα豐％、ｔｚにはα２％・・・というように設定
し、そして最終的にはデユーティ比１００％の出力にお
いて光量が安定するように構成される。

このように予め実験により適正な時刻に適切なデユーテ
ィ比で出力を制御することにより、光量検知手段３０が
不要となる。

１１立差］ 以と説明したように本発明に係る照明装置は、高周波加
圧手段内の高周波増幅部６より前段に。

特に電源部５と高周波発振部４間にスイッチ素子２５を
設けるという簡単な構成によって光量を制御可能とし、
特に放電開始後の発光量の変動を均一に、安定した発光
量に制御することができるという特長を有する。

又、本発明に係る照明装置は、放電管にヒータを設ける
ことによって放電開始時に放電管を加熱し、更に放電開
始時のデユーティ比を１００％とすることによって放電
立ち上げを確実に行なうことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に係る照明装置の一実施例の概略構成
図である。 第２図は、本発明を適用し得る照明装置の他の実施例の
概略構成図である。 第３図は、本発明を適用し得る照明装置の高周波印加手
段の一実施例のブロック図である。 第４図は、本発明を適用し得る照明装置の他の実施例の
概略構成図である。 第５図は、従来の照明装置の光量の時間的変化を示すグ
ラフである。 第６図は、本発明に係る照明装置に使用する制御手段の
出力部から送出されるパルスのデユーティ比と時刻との
関係を示すグラフである。 第７図は、本発明に係る照明装置の発光量と時間との関
係を示すグラフである。 第８図は、本発明に係る照明装置の−作動態様を示すシ
ーケンスフローチャートである。 第９図は、本発明に係る照明装この他の作動態様に従っ
たときの発光量と時間との関係を示すグラフである。 第１０図は、本発明に係る照明装置の他の作動態様を示
すシーケンスフローチャートである。 ｌ：放電管 ２．２ａ：ｆｉ極 ３：高周波印加手段 ４：高周波発振部 ５：電源部 ６：高周波増幅部 ２５：スイッチ素子 ３０：光量検知手段 ２００：制御子役 第１図 第２図 第３図 第４図 第１０図　　　　　第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）高周波電磁界により発光する放電管と、該放電管の
   外部に配設された電極と、該電極を介して前記放電管に
   高周波電磁界を付与する高周波印加手段とを具備した照
   明装置において、前記高周波印加手段にデューティ信号
   を送出し、該高周波印加手段の出力を制御する制御手段
   を有し、前記制御手段は、該制御手段からの前記デュー
   ティ信号を放電開始後の時刻に応じて変動せしめ、前記
   高周波印加手段の出力を時刻に応じて制御し放電開始後
   の発光量を一定に維持することを特徴とする照明装置。 ２）高周波印加手段は、電源部、高周波発振部、高周波
   増幅部、及び前記電源部と高周波発振部との間に配置さ
   れ制御手段からのデューティ信号を受信するスイッチ素
   子を具備して成る特許請求の範囲第１項記載の照明装置
   。 ３）放電管には加熱手段が設けられて成る特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の照明装置。 ４）制御手段は放電開始時に１００％のデューティ信号
   を送出し、放電開始後の発光量の立ち上がりを検出後に
   １００％以下のデューティ信号を送出するようにした特
   許請求の範囲第１項〜第３項のいづれかの項に記載の照
   明装置。