電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器
【課題】ゼノンランプに瞬間的に高エネルギーを供給する電解コンデンサの爆発危険性を低減する。
【解決手段】ＩＰＬ機器は、外部常用電源１０から供給される電荷を充電する充電装置８０と、充電装置８０を充電する充電回路部３０と、充電装置８０に充電された電荷を放電する放電回路部５０と、ゼノンランプ光を使用者に照射するランプ部６０と、放電回路部５０にトリガ制御信号を提供する制御部７０とで構成されている。常用電源１０と充電回路部３０との間には、入力ヒューズＦｏが設けられている。充電装置８０内において、直列連結された第１のヒューズＦ１および第１の電解コンデンサＣ１と、直列連結された第２のヒューズＦ２および第２の電解コンデンサＣ２と、が並列に接続されている。
【解決手段】ＩＰＬ機器は、外部常用電源１０から供給される電荷を充電する充電装置８０と、充電装置８０を充電する充電回路部３０と、充電装置８０に充電された電荷を放電する放電回路部５０と、ゼノンランプ光を使用者に照射するランプ部６０と、放電回路部５０にトリガ制御信号を提供する制御部７０とで構成されている。常用電源１０と充電回路部３０との間には、入力ヒューズＦｏが設けられている。充電装置８０内において、直列連結された第１のヒューズＦ１および第１の電解コンデンサＣ１と、直列連結された第２のヒューズＦ２および第２の電解コンデンサＣ２と、が並列に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器（INTENSE PULSED LIGHT APPARATUS CAPABLE OF PREVENTING EXPLOSION）に関し、より具体的には、ゼノンランプに瞬間的に高エネルギーを供給する電解コンデンサの爆発危険性を低減することができる、電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
皮膚疾患を治療する機器としては、初期にはレーザ機器が多く導入されていた。レーザ機器は、特定の疾患を治療するのに必要な波長のレーザを選択した後、治療しようとする当該皮膚部位に局部照射する機器であって、特定の皮膚疾患を治療するために好適である。ところが、レーザ機器は、副作用が多く、特に様々な皮膚疾患が含まれている皮膚に照射するには難しい機器である。即ち、それぞれの疾患によってそれに適したレーザが必要であるため、顔にそばかすやシミがあり、伸びた血管がありながら、さらに、小ジワや目立つ毛穴が問題となって治療を受けようとすると、三、四種類のレーザを用いて治療を行わなければならなかった。
【０００３】
このような短所を解決するために、多様な波長の光を一度に照射して、様々な疾患を有した皮膚を簡易に治療するアイピーエル（ＩＰＬ：Intense Pulsed Light)機器が、米国のビッター(bitter)博士により開発されて、現在、広く使われている。ＩＰＬ機器は、３５０nm〜１２００nmの波長の光を放射するランプフラッシュを用いて、フィルタを使って出てくる光の波長を調節するようになり、照射ランプには、通常、ゼノン(zenon)ランプを用いて、数秒間に多数回を肌に照射するようになる。
【０００４】
上述したように、ＩＰＬ機器はゼノンランプ光を照射するが、ゼノンランプの放電を開始するためには、瞬間的に高い電圧を供給しなければならない。ＩＰＬ機器では、このような瞬間的に高い電圧の供給を電解コンデンサによって行っている。電解コンデンサは、負極物質と正極物質との間に電解質が介在して、丸い円形状に巻いた状態で用いられる。ところが、構成材料の不良、傷、ほこり、加工上の不良、および/または組立て不良などがある電解コンデンサを続けて用いる場合、最初の使用時には問題がなかったものの、複数回の充電および放電を繰り返していくと、その欠陷がますます大きくなり、結局のところ、爆発する場合がしばしば発生している。或いは、回路の不良による定格電圧（rated voltage）以上の電圧が加えられる場合にも、同様の問題が発生している。
【０００５】
図１は、従来のＩＰＬ機器の簡単な回路構成図である。ＩＰＬ機器は、複数個の電解コンデンサＣ１、Ｃ２で構成される充電装置８０を具備し、常用電源１０と充電装置８０との間には充電回路部３０が設けられ、充電装置８０とゼノンランプからなるランプ部６０との間には放電回路部５０が設けられて、充電回路部３０と放電回路部５０を制御する制御部７０とで構成される。従来、ＩＰＬ機器は、充電装置８０に故障などが生じて電流の流れが急に増加する場合、このような故障に備えるための保護回路として、常用電源１０と充電回路部３０との間にヒューズ（fuse）２０を具備する。
【０００６】
ヒューズ２０に流れる電流の定格電流（rated current）をＩｍ、誤差を±αと仮定し、同一の方式で、電解コンデンサＣ１、Ｃ２に流れる電流をそれぞれＩ１およびＩ２といい、誤差を±βと仮定し、充電回路部３０に流れる電流をＩｃといい、誤差を±γと仮定するとき、ヒューズ２０の定格電流Ｉｍは、式（１）を満足するように設計しなければならない。
Ｉｍ(１−α)＞Ｉｃ(１＋γ)＋Ｉ１(１＋β)＋Ｉ２(１＋β)・・・（１）
【０００７】
しかし、図１に示されたＩＰＬ機器において式（１）のようなヒューズ２０の定格（rated）を設定すると、誤差による余裕電流Ｉｋが発生する。すなわち、充電回路部３０の動作電流を最大Ｉｃ(１＋γ)と仮定するが、実際には、最小Ｉｃ(１-γ)だけが流れることもあり得る。充電回路部３０においてのみ、誤差による余裕電流Ｉｋが２Ｉｃ×γだけ存在する。電解コンデンサＣ１とＣ２の場合にも、最大動作電流はＩ１(１＋β)、Ｉ２(１＋β)と仮定するが、実際に、最小動作電流はＩ１(１-β)、Ｉ２(１-β)にまでなり得る。電解コンデンサＣ１とＣ２の余裕電流Ｉｋのふれは２β(Ｉ１＋Ｉ２)分だけ発生する。“最大総余裕電流＝２αＩｍ＋２γＩｃ＋２β(Ｉ１＋Ｉ２)”(すなわち、ヒューズ２０の誤差は＋αと最大であり、動作電流は、それぞれ-γ、-βと最小であるとき、最大総余裕電流が生ずる。)
【０００８】
電解コンデンサＣ１またはＣ２の不良による異常電流Ｉｅが発生する。異常電流Ｉｅは、機械の動作時間が長くなればなる程、ますます大きくなる。不良による異常電流Ｉｅがある場合、“Ｉｅ＞Ｉｋ”になると、ヒューズ２０が切断されるが、“Ｉｅ＜Ｉｋ”の場合は、動作状態が持続して、異常電流Ｉｅがますます大きくなる傾向がほとんどである。電解コンデンサＣ１、Ｃ２が爆発し得る異常電流Ｉｐの大きさが余裕電流Ｉｋよりも大きい場合は、電解コンデンサＣ１、Ｃ２の爆発を防止することができるが、異常電流Ｉｐが余裕電流Ｉｋよりも小さければ、電解コンデンサＣ１、Ｃ２の爆発を防止することができない。若し、電解コンデンサＣ１に発生する異常電流Ｉｅが総余裕電流Ｉｋよりも少ない場合は、ヒューズ２０は正常の連結状態を維持するうちにも、電解コンデンサＣ１が爆発することが生じた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２７４１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述したような問題点を解決しようとするものであって、電解コンデンサの誤動作が発生する場合、これをリアルタイムで把握し、当該電解コンデンサに供給される電流を遮断した後、当該電解コンデンサに供給される電流が遮断されたことを使用者に報知する保護回路を具備した、電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記目的を達成するためのものであって、外部常用電源１０から供給される電荷を充電する充電装置８０と、前記常用電源１０と前記充電装置８０との間に設けられ、充電装置８０を一定の電圧で充電する充電回路部３０と、前記充電装置８０に充電された電荷を放電する放電回路部５０と、前記充電装置８０に充電された電荷の供給を受けて、ゼノンランプ光を使用者に照射するランプ部６０と、前記放電回路部５０にトリガ制御信号を提供する制御部７０と、で構成されて、使用者の肌に前記ゼノンランプ光を照射するＩＰＬ機器において、常用電源１０と充電回路部３０との間の経路に設けられる入力ヒューズＦｏを具備し、充電装置８０は、直列連結された第１のヒューズＦ１および第１の電解コンデンサＣ１と、直列連結された第２のヒューズＦ２および第２の電解コンデンサＣ２とが並列に接続されることを特徴とする、電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器によって達成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器に用いられるそれぞれの電解コンデンサの異常電流発生時、これを短絡させるヒューズを備えることによって、電解コンデンサの爆発危険を前もって防止することが可能となった。
【００１３】
また、ヒューズが短絡される場合、これを感知可能な短絡感知部を有して、ヒューズの短絡状態を使用者に報知することができるため、使用者は、より信頼性のある電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器を用いることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は従来のＩＰＬ機器の簡略な回路構成図である。
【図２】図２は本発明にかかるＩＰＬ機器の駆動回路の実施例１を示す回路図である。
【図３】図３はヒューズの切断信号を制御部に送出可能な本発明にかかる実施例２のＩＰＬ回路を示す回路図である。
【図４】図４はヒューズの切断信号を制御部に送出可能な本発明にかかる実施例３のＩＰＬ回路を示す回路図である。
【図５】図５は本発明のＩＰＬ機器において具現可能な短絡感知部に関する実施例４を示す回路図である。
【図６】図６は本発明のＩＰＬ機器において具現可能な短絡感知部に関する実施例５を示す回路図である。
【図７】図７は本発明のＩＰＬ機器において具現可能な短絡感知部に関する実施例６を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下において、本発明の長所、特徴及び好ましい実施例を、添付の図面を参照しながら詳しく説明することとする。
【実施例１】
【００１６】
図２は、本発明にかかるＩＰＬ機器の駆動回路の実施例１を示す回路図である。外部常用電源１０から供給される電荷を充電する充電装置８０と、常用電源１０と充電装置８０との間に設けられ、充電装置８０を一定の電圧で充電する充電回路部３０と、充電装置８０に充電された電荷を放電する放電回路部５０と、充電装置８０に充電された電荷の供給を受けて、ゼノンランプ光を使用者に照射するランプ部６０と、放電回路部５０にトリガ制御信号を提供する制御部７０とで構成される。常用電源１０と充電回路部３０との間の経路には、入力ヒューズＦｏが設けられ、充電装置８０は、直列連結された第１のヒューズＦ１および第１の電解コンデンサＣ１と、直列連結された第２のヒューズＦ２および第２の電解コンデンサＣ２とが並列に接続され、第１のヒューズＦ１および第１の電解コンデンサＣ１の間の端子と、放電回路部５０との間に設けられる第１の放電ダイオードＤＤ１と、第２のヒューズＦ２および第２の電解コンデンサＣ２の間の端子と、放電回路部５０との間に設けられる第２の放電ダイオードＤＤ２とで構成される。充電装置８０は、２つの電解コンデンサＣ１、Ｃ２で構成されるものと説明したが、これは、説明の便宜のためのものであって、２つ以上で具現することができるのは言うまでも無い。
【００１７】
図２によるＩＰＬ機器の駆動回路は、それぞれの電解コンデンサＣ１、Ｃ２と直列に接続されるヒューズＦ１、Ｆ２を設けることにより、電解コンデンサＣ１、Ｃ２に異常が発生した場合、直ちに供給される電流を遮断して、電解コンデンサＣ１、Ｃ２が爆発するなどの深刻な事故が起こることを防止できるようになった。
【００１８】
第１のヒューズＦ１を例に挙げて説明する。第１のヒューズＦ１に流れる電流の定格電流をＩｍ１、誤差を±αと仮定して、電解コンデンサＣ１に流れる電流をＩ１といい、誤差を±βと仮定するとき、第１のヒューズＦ１に流れる定格電流Ｉｍ１は、式（２）を満足するように設計しなければならない。
Ｉｍ１(１-α)＞Ｉ１(１＋β)・・・（２）
【００１９】
本発明の場合、式（２）のようにヒューズＦ１を設定すると、誤差による余裕電流は、最大電解コンデンサＣ１による２βＩ１、ヒューズＦ１による２γＩｍ１である。すなわち、“最大総余裕電流=２αＩｍ１＋２βＩ１”と計算される。
【００２０】
従来の回路と比較すると、Ｉｍ１＜０.５Ｉｍ、Ｉ１≒０.５(Ｉ１＋Ｉ２)である可能性が非常に大きいため、“従来の最大総余裕電流＞２×(本発明の総余裕電流)”の関係が成立する。
【００２１】
電解コンデンサＣ１の異常電流Ｉｅや爆発し得る異常電流Ｉｐの大きさは、本発明であっても従来発明であっても同一であり、従来発明の余裕電流がＩｋであれば、本発明の余裕電流Ｉｋ１は、余裕電流Ｉｋより０.５以下となる。すなわち、“Ｉｋ＞２Ｉｋ１”である。つまり、従来発明よりも遥かに効果的に電解コンデンサＣ１の爆発を防止することが可能である。
【００２２】
数式を比較してみると、従来の場合、異常電流Ｉｅは、最大“２αＩｍ＋２γＩｃ＋２β(Ｉ１＋Ｉ２)”まで大きくなることができるが、本発明の場合、２αＩｍ１＋２βＩ１(ここで、Ｉｍ１＜０.５Ｉｍ)まで大きくなることができるため、より一層巧みな爆発防止が可能となる。
【００２３】
ヒューズＦ１、Ｆ２が組み込まれてから、電解コンデンサＣ１、Ｃ２に貯蔵されたエネルギーが放電される時には、ヒューズＦ１、Ｆ２を介して放電することができない場合がある。放電時、瞬間的に多くの電流が流れるようになるが、この電流の大きさがヒューズＦ１、Ｆ２の定格を超えることがあるからである。これを解決するために、ダイオードＤＤ１、ＤＤ２を介して電解コンデンサＣ１、Ｃ２のエネルギーを放電回路部５０に供給することになる。従って、ヒューズＦ１、Ｆ２は、充電時にのみ動作するようになり、放電時には、ヒューズＦ１、Ｆ２は動作しない。
【００２４】
さらに、図２による本発明の実施例１であるＩＰＬ機器回路は、第１の電解コンデンサＣ１に異常が発生して第１のヒューズＦ１が切断される場合、充電装置８０の内において、第２の電解コンデンサＣ２部分のみが正常動作するようになる。この場合は、十分な量のエネルギーをランプ放電に用いることができないため、第１のヒューズＦ１が切断された状況を制御部７０に伝送する必要がある。制御部７０は、このような切断信号の入力を受けた後、図示されていない出力装置(ＬＥＤランプなど)を通じて使用者に報知する必要がある。
【００２５】
図２に示されたＩＰＬ機器の動作について説明する。常用電源１０から供給されるエネルギーは、充電回路部３０と、第１のヒューズＦ１および第２のヒューズＦ２を介して、第１の電解コンデンサＣ１および第２の電解コンデンサＣ２にそれぞれ蓄積される。電解コンデンサＣ１、Ｃ２にエネルギーを蓄積する期間の間は、放電回路部５０がハイインピーダンス状態を維持するため、常用電源１０から供給されるエネルギーは、第１の放電ダイオードＤＤ１および第２の放電ダイオードＤＤ２に流れなくなる。電解コンデンサＣ１、Ｃ２に十分なレベルのエネルギーが蓄積されると、制御部７０は、トリガ信号を生成して放電回路部５０に伝達し、その後、第１の電解コンデンサＣ１に蓄積されたエネルギーは、第１の放電ダイオードＤＤ１を介して、放電回路部５０を経た後、ランプ部６０に伝達され、第２の電解コンデンサＣ２に蓄積されたエネルギーは、第２の放電ダイオードＤＤ２を介して、放電回路部５０を経た後、ランプ部６０に伝達され、ゼノンランプをオン(ＯＮ)させるようになる。
【実施例２】
【００２６】
図３は、ヒューズの切断信号を制御部に送出可能な、本発明にかかる実施例２のＩＰＬ回路を示す回路図である。図３の構成に対しては、図２と異なる部分についてのみ説明することとする。図３では、さらに、第１のヒューズＦ１と並列に接続される第１の短絡感知部Ｄ１と、第２のヒューズＦ２と並列に接続される第２の短絡感知部Ｄ２とを追加で具備したことに特徴がある。第１のヒューズＦ１が短絡（すなわち、切断）されると、第１の短絡感知部Ｄ１に電流が流れるようになり、第１の短絡感知部Ｄ１は、このような流れを感知して制御部７０へ短絡感知信号を送り出すと、制御部７０は、出力装置(図示省略)にこれを表示するようにさせる。同様に、第２のヒューズＦ２が短絡（すなわち、切断）されると、第２の短絡感知部Ｄ２に電流が流れるようになり、第２の短絡感知部Ｄ２は、このような流れを感知して制御部７０へ短絡感知信号を送り出すと、制御部７０は、製品の動作を停止させたり、または出力装置(図示省略)を通じてこれを表示するようにさせる。製品の動作を停止させる方式は、常用電源１０と充電回路部３０との間に電気的にスイッチング可能なスイッチを別途で付加し、制御部７０を用いてこれを短絡させることにより行うことができる。
【実施例３】
【００２７】
図４は、ヒューズの切断信号を制御部に送出可能な本発明にかかる実施例３のＩＰＬ回路を示す回路図である。図４の構成に対しては、図３と異なる部分についてのみ説明することとする。図４では、第１のヒューズＦ１と第２のヒューズＦ２の短絡状態（すなわち、切断状態）を１個の短絡感知部Ｄで感知するようにした。第１のヒューズＦ１または第２のヒューズＦ２が短絡（すなわち、切断）されると、短絡感知部Ｄに電流が流れるようになり、短絡感知部Ｄは、このような流れを感知して制御部７０へ短絡感知信号を送り出すと、制御部７０は、製品の動作を停止させたり、または出力装置(図示省略)を通じてこれを表示するようにさせる。
【実施例４】
【００２８】
図５は、本発明のＩＰＬ機器において具現可能な短絡感知部に関する実施例４を示す回路図である。図５の実施例４は、第１のヒューズＦ１と並列に接続される第１の抵抗Ｒ１および第１のフォトカプラＰＣ１が設けられ、第２のヒューズＦ２と並列に接続される第２の抵抗Ｒ２および第２のフォトカプラＰＣ２が設けられる。フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２の上端は、第３の抵抗Ｒ３と連結されて、Ｖｄｄ電源端子と連結される。図５の回路において、Ｖｃｃ電源は、図３の充電回路部３０から供給される電源端子を意味する。充電回路部３０から供給される電源Ｖｃｃは高圧と高電流を用いており、制御部７０は、通常、３Ｖ〜５Ｖの動作電源Ｖｄｄを用いるデジタル回路素子で構成されるため、接地端子を別個で用いながら、互いに分離して用いるようにした。すなわち、第１のヒューズＦ１、第１の電解コンデンサＣ１、第１の抵抗Ｒ１、フォトカプラＰＣ１を構成するフォトダイオード、および第２のヒューズＦ２、第２の電解コンデンサＣ２、第２の抵抗Ｒ２、フォトカプラＰＣ２を構成するフォトダイオードは、充電回路部３０と同一の接地端子を用いるが、一方、第３の抵抗Ｒ３とフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２を構成するトランジスタは、別個の供給電源端子Ｖｄｄと接地端子を用いることが分かる。第３の抵抗Ｒ３とフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２を構成するトランジスタは、制御部７０と同一の駆動電圧と接地を用いる回路で構成され、図５に示された残りの回路構成は、これと電気的に分離されて、充電回路部３０と電気的に連結される回路で構成される。
【００２９】
図５の回路動作に対して検討してみる。第１のヒューズＦ１が短絡（すなわち、切断）されると、第１の抵抗Ｒ１に電流が流れるようになり、第１のフォトカプラＰＣ１がオン状態に転換されるようになる。第１のフォトカプラＰＣ１の活性化により、第３の抵抗Ｒ３に大部分の電源電圧Ｖｄｄが印加されるため、制御部７０には、低電圧が送り出される。制御部７０は、これを感知することで、ヒューズＦ１が短絡されたことを感知することができる。第２のヒューズＦ２が短絡される場合にも、同様に動作するため、説明を割愛する。
【実施例５】
【００３０】
図６は、本発明のＩＰＬ機器において具現可能な短絡感知部に関する実施例５を示す回路図である。図６の実施例５は、第１のヒューズＦ１の一端には第１の抵抗Ｒ１の一端が接続され、第１の抵抗Ｒ１の他端には第１のトランジスタＱ１のエミッタ端子が連結され、ベース端子は第１のヒューズＦ１の他端と連結され、コレクタ端子は第３の抵抗Ｒ３の一端と連結され、第２のヒューズＦ２の一端には第２の抵抗Ｒ２の一端が接続され、第２の抵抗Ｒ２の他端には第２のトランジスタＱ２のエミッタ端子が連結され、ベース端子は第２のヒューズＦ２の他端と連結され、コレクタ端子は第４の抵抗Ｒ４の一端と連結され、第３の抵抗Ｒ３および第４の抵抗Ｒ４の他端はフォトカプラＰＣと連結され、フォトカプラＰＣを構成するトランジスタのコレクタ端子は、第５の抵抗Ｒ５を介して電源端子Ｖｄｄと連結され、エミッタ端子は接地端子と連結される。図６の構成においても、フォトカプラＰＣを構成するトランジスタの駆動電圧Ｖｄｄと接地端子を充電回路部３０と分離して、制御部７０から印加されるデジタル回路ロジッグの印加電圧を用いた。第５の抵抗Ｒ５とフォトカプラＰＣを構成するトランジスタは、制御部７０と同一の印加電圧および接地を用いる回路構成であり、図６に示された残りの回路構成は、これと電気的に分離されて、充電回路部３０と電気的に連結される回路で構成される。図６の回路構成は、比較的高価であるフォトカプラＰＣを１つだけ用いて感知回路を構成し、図５に示された回路構成よりも原価を節減することができる効果がある。
【００３１】
図６の回路動作に対して検討してみる。第１のヒューズＦ１が短絡（すなわち、切断）されると、第１の抵抗Ｒ１に電流が流れるようになり、第１のトランジスタＱ１が活性化されながら、第１の抵抗Ｒ１、第１のトランジスタＱ１、第３の抵抗Ｒ３、フォトカプラＰＣおよび接地端子を通じて電流が流れる。これによりフォトカプラＰＣが活性化するため、フォトカプラＰＣを構成するトランジスタの出力端子は、接地電圧が印加され、このような接地電圧が制御部７０に送り出される。制御部７０は、これを感知することで、ヒューズＦ１が短絡されたことを感知することができる。第２のヒューズＦ２が短絡される場合にも、同様に動作するため、説明を割愛する。
【実施例６】
【００３２】
図７は、本発明のＩＰＬ機器において具現可能な短絡感知部に関する実施例６を示す回路図である。図７の実施例６は、第１のヒューズＦ１の一端には第１の抵抗Ｒ１の一端が接続され、第１の抵抗Ｒ１の他端には第１のトランジスタＱ１のエミッタ端子が連結され、ベース端子は第１のヒューズＦ１の他端と連結され、コレクタ端子は第３の抵抗Ｒ３の一端と連結され、第２のヒューズＦ２の一端には第２の抵抗Ｒ２の一端が接続され、第２の抵抗Ｒ２の他端には第２のトランジスタＱ２のエミッタ端子が連結され、ベース端子は第２のヒューズＦ２の他端と連結され、コレクタ端子は第４の抵抗Ｒ４の一端と連結され、第３の抵抗Ｒ３および第４の抵抗Ｒ４の他端は、ツェナーダイオードＺ１を介して接地と連結される。図７に提示された短絡感知部の回路構成は、充電回路部３０と電気的に分離されずに、同一の接地端子を用いており、高価なフォトカプラを用いていないため、図５および図６の実施回路に比べて原価が節減される利点がある。
【００３３】
図７の回路動作に対して検討してみる。第１のヒューズＦ１が短絡（すなわち、切断）されると、第１の抵抗Ｒ１に電流が流れるようになり、第１のトランジスタＱ１が活性化されながら、第１の抵抗Ｒ１、第１のトランジスタＱ１、第３の抵抗Ｒ３、ツェナーダイオードＺ１および接地端子を通じて電流が流れる。これにより、ツェナーダイオードＺ１が活性化されるため、制御部７０にツェナーダイオードＺ１の両端に印加される電圧が送り出される。制御部７０は、これを感知することで、ヒューズＦ１が短絡されたことを感知することができる。第２のヒューズＦ２が短絡される場合にも、同様に動作するため、説明を割愛する。
【００３４】
以上、本発明の特定の実施例が説明及び図示されているが、本発明の技術的思想から外れない範囲内において、当業者により多様に変形されて実施することができるのは自明なことである。このように変形された実施例は、本発明の思想及び範囲から個別的に理解されてはならず、本発明の添付の特許請求の範囲内に属するものと理解されなければならない。
【符号の説明】
【００３５】
１０：常用電源
２０、Ｆｏ、Ｆ１、Ｆ２：ヒューズ
３０：充電回路部
５０：放電回路部
６０：ランプ部
７０：制御部
Ｃ１、Ｃ２：電解コンデンサ
Ｄ、Ｄ１、Ｄ２：短絡感知部
ＰＣ、ＰＣ１、ＰＣ２：フォトカプラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器（INTENSE PULSED LIGHT APPARATUS CAPABLE OF PREVENTING EXPLOSION）に関し、より具体的には、ゼノンランプに瞬間的に高エネルギーを供給する電解コンデンサの爆発危険性を低減することができる、電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
皮膚疾患を治療する機器としては、初期にはレーザ機器が多く導入されていた。レーザ機器は、特定の疾患を治療するのに必要な波長のレーザを選択した後、治療しようとする当該皮膚部位に局部照射する機器であって、特定の皮膚疾患を治療するために好適である。ところが、レーザ機器は、副作用が多く、特に様々な皮膚疾患が含まれている皮膚に照射するには難しい機器である。即ち、それぞれの疾患によってそれに適したレーザが必要であるため、顔にそばかすやシミがあり、伸びた血管がありながら、さらに、小ジワや目立つ毛穴が問題となって治療を受けようとすると、三、四種類のレーザを用いて治療を行わなければならなかった。
【０００３】
このような短所を解決するために、多様な波長の光を一度に照射して、様々な疾患を有した皮膚を簡易に治療するアイピーエル（ＩＰＬ：Intense Pulsed Light)機器が、米国のビッター(bitter)博士により開発されて、現在、広く使われている。ＩＰＬ機器は、３５０nm〜１２００nmの波長の光を放射するランプフラッシュを用いて、フィルタを使って出てくる光の波長を調節するようになり、照射ランプには、通常、ゼノン(zenon)ランプを用いて、数秒間に多数回を肌に照射するようになる。
【０００４】
上述したように、ＩＰＬ機器はゼノンランプ光を照射するが、ゼノンランプの放電を開始するためには、瞬間的に高い電圧を供給しなければならない。ＩＰＬ機器では、このような瞬間的に高い電圧の供給を電解コンデンサによって行っている。電解コンデンサは、負極物質と正極物質との間に電解質が介在して、丸い円形状に巻いた状態で用いられる。ところが、構成材料の不良、傷、ほこり、加工上の不良、および/または組立て不良などがある電解コンデンサを続けて用いる場合、最初の使用時には問題がなかったものの、複数回の充電および放電を繰り返していくと、その欠陷がますます大きくなり、結局のところ、爆発する場合がしばしば発生している。或いは、回路の不良による定格電圧（rated voltage）以上の電圧が加えられる場合にも、同様の問題が発生している。
【０００５】
図１は、従来のＩＰＬ機器の簡単な回路構成図である。ＩＰＬ機器は、複数個の電解コンデンサＣ１、Ｃ２で構成される充電装置８０を具備し、常用電源１０と充電装置８０との間には充電回路部３０が設けられ、充電装置８０とゼノンランプからなるランプ部６０との間には放電回路部５０が設けられて、充電回路部３０と放電回路部５０を制御する制御部７０とで構成される。従来、ＩＰＬ機器は、充電装置８０に故障などが生じて電流の流れが急に増加する場合、このような故障に備えるための保護回路として、常用電源１０と充電回路部３０との間にヒューズ（fuse）２０を具備する。
【０００６】
ヒューズ２０に流れる電流の定格電流（rated current）をＩｍ、誤差を±αと仮定し、同一の方式で、電解コンデンサＣ１、Ｃ２に流れる電流をそれぞれＩ１およびＩ２といい、誤差を±βと仮定し、充電回路部３０に流れる電流をＩｃといい、誤差を±γと仮定するとき、ヒューズ２０の定格電流Ｉｍは、式（１）を満足するように設計しなければならない。
Ｉｍ(１−α)＞Ｉｃ(１＋γ)＋Ｉ１(１＋β)＋Ｉ２(１＋β)・・・（１）
【０００７】
しかし、図１に示されたＩＰＬ機器において式（１）のようなヒューズ２０の定格（rated）を設定すると、誤差による余裕電流Ｉｋが発生する。すなわち、充電回路部３０の動作電流を最大Ｉｃ(１＋γ)と仮定するが、実際には、最小Ｉｃ(１-γ)だけが流れることもあり得る。充電回路部３０においてのみ、誤差による余裕電流Ｉｋが２Ｉｃ×γだけ存在する。電解コンデンサＣ１とＣ２の場合にも、最大動作電流はＩ１(１＋β)、Ｉ２(１＋β)と仮定するが、実際に、最小動作電流はＩ１(１-β)、Ｉ２(１-β)にまでなり得る。電解コンデンサＣ１とＣ２の余裕電流Ｉｋのふれは２β(Ｉ１＋Ｉ２)分だけ発生する。“最大総余裕電流＝２αＩｍ＋２γＩｃ＋２β(Ｉ１＋Ｉ２)”(すなわち、ヒューズ２０の誤差は＋αと最大であり、動作電流は、それぞれ-γ、-βと最小であるとき、最大総余裕電流が生ずる。)
【０００８】
電解コンデンサＣ１またはＣ２の不良による異常電流Ｉｅが発生する。異常電流Ｉｅは、機械の動作時間が長くなればなる程、ますます大きくなる。不良による異常電流Ｉｅがある場合、“Ｉｅ＞Ｉｋ”になると、ヒューズ２０が切断されるが、“Ｉｅ＜Ｉｋ”の場合は、動作状態が持続して、異常電流Ｉｅがますます大きくなる傾向がほとんどである。電解コンデンサＣ１、Ｃ２が爆発し得る異常電流Ｉｐの大きさが余裕電流Ｉｋよりも大きい場合は、電解コンデンサＣ１、Ｃ２の爆発を防止することができるが、異常電流Ｉｐが余裕電流Ｉｋよりも小さければ、電解コンデンサＣ１、Ｃ２の爆発を防止することができない。若し、電解コンデンサＣ１に発生する異常電流Ｉｅが総余裕電流Ｉｋよりも少ない場合は、ヒューズ２０は正常の連結状態を維持するうちにも、電解コンデンサＣ１が爆発することが生じた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２７４１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述したような問題点を解決しようとするものであって、電解コンデンサの誤動作が発生する場合、これをリアルタイムで把握し、当該電解コンデンサに供給される電流を遮断した後、当該電解コンデンサに供給される電流が遮断されたことを使用者に報知する保護回路を具備した、電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記目的を達成するためのものであって、外部常用電源１０から供給される電荷を充電する充電装置８０と、前記常用電源１０と前記充電装置８０との間に設けられ、充電装置８０を一定の電圧で充電する充電回路部３０と、前記充電装置８０に充電された電荷を放電する放電回路部５０と、前記充電装置８０に充電された電荷の供給を受けて、ゼノンランプ光を使用者に照射するランプ部６０と、前記放電回路部５０にトリガ制御信号を提供する制御部７０と、で構成されて、使用者の肌に前記ゼノンランプ光を照射するＩＰＬ機器において、常用電源１０と充電回路部３０との間の経路に設けられる入力ヒューズＦｏを具備し、充電装置８０は、直列連結された第１のヒューズＦ１および第１の電解コンデンサＣ１と、直列連結された第２のヒューズＦ２および第２の電解コンデンサＣ２とが並列に接続されることを特徴とする、電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器によって達成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器に用いられるそれぞれの電解コンデンサの異常電流発生時、これを短絡させるヒューズを備えることによって、電解コンデンサの爆発危険を前もって防止することが可能となった。
【００１３】
また、ヒューズが短絡される場合、これを感知可能な短絡感知部を有して、ヒューズの短絡状態を使用者に報知することができるため、使用者は、より信頼性のある電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器を用いることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は従来のＩＰＬ機器の簡略な回路構成図である。
【図２】図２は本発明にかかるＩＰＬ機器の駆動回路の実施例１を示す回路図である。
【図３】図３はヒューズの切断信号を制御部に送出可能な本発明にかかる実施例２のＩＰＬ回路を示す回路図である。
【図４】図４はヒューズの切断信号を制御部に送出可能な本発明にかかる実施例３のＩＰＬ回路を示す回路図である。
【図５】図５は本発明のＩＰＬ機器において具現可能な短絡感知部に関する実施例４を示す回路図である。
【図６】図６は本発明のＩＰＬ機器において具現可能な短絡感知部に関する実施例５を示す回路図である。
【図７】図７は本発明のＩＰＬ機器において具現可能な短絡感知部に関する実施例６を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下において、本発明の長所、特徴及び好ましい実施例を、添付の図面を参照しながら詳しく説明することとする。
【実施例１】
【００１６】
図２は、本発明にかかるＩＰＬ機器の駆動回路の実施例１を示す回路図である。外部常用電源１０から供給される電荷を充電する充電装置８０と、常用電源１０と充電装置８０との間に設けられ、充電装置８０を一定の電圧で充電する充電回路部３０と、充電装置８０に充電された電荷を放電する放電回路部５０と、充電装置８０に充電された電荷の供給を受けて、ゼノンランプ光を使用者に照射するランプ部６０と、放電回路部５０にトリガ制御信号を提供する制御部７０とで構成される。常用電源１０と充電回路部３０との間の経路には、入力ヒューズＦｏが設けられ、充電装置８０は、直列連結された第１のヒューズＦ１および第１の電解コンデンサＣ１と、直列連結された第２のヒューズＦ２および第２の電解コンデンサＣ２とが並列に接続され、第１のヒューズＦ１および第１の電解コンデンサＣ１の間の端子と、放電回路部５０との間に設けられる第１の放電ダイオードＤＤ１と、第２のヒューズＦ２および第２の電解コンデンサＣ２の間の端子と、放電回路部５０との間に設けられる第２の放電ダイオードＤＤ２とで構成される。充電装置８０は、２つの電解コンデンサＣ１、Ｃ２で構成されるものと説明したが、これは、説明の便宜のためのものであって、２つ以上で具現することができるのは言うまでも無い。
【００１７】
図２によるＩＰＬ機器の駆動回路は、それぞれの電解コンデンサＣ１、Ｃ２と直列に接続されるヒューズＦ１、Ｆ２を設けることにより、電解コンデンサＣ１、Ｃ２に異常が発生した場合、直ちに供給される電流を遮断して、電解コンデンサＣ１、Ｃ２が爆発するなどの深刻な事故が起こることを防止できるようになった。
【００１８】
第１のヒューズＦ１を例に挙げて説明する。第１のヒューズＦ１に流れる電流の定格電流をＩｍ１、誤差を±αと仮定して、電解コンデンサＣ１に流れる電流をＩ１といい、誤差を±βと仮定するとき、第１のヒューズＦ１に流れる定格電流Ｉｍ１は、式（２）を満足するように設計しなければならない。
Ｉｍ１(１-α)＞Ｉ１(１＋β)・・・（２）
【００１９】
本発明の場合、式（２）のようにヒューズＦ１を設定すると、誤差による余裕電流は、最大電解コンデンサＣ１による２βＩ１、ヒューズＦ１による２γＩｍ１である。すなわち、“最大総余裕電流=２αＩｍ１＋２βＩ１”と計算される。
【００２０】
従来の回路と比較すると、Ｉｍ１＜０.５Ｉｍ、Ｉ１≒０.５(Ｉ１＋Ｉ２)である可能性が非常に大きいため、“従来の最大総余裕電流＞２×(本発明の総余裕電流)”の関係が成立する。
【００２１】
電解コンデンサＣ１の異常電流Ｉｅや爆発し得る異常電流Ｉｐの大きさは、本発明であっても従来発明であっても同一であり、従来発明の余裕電流がＩｋであれば、本発明の余裕電流Ｉｋ１は、余裕電流Ｉｋより０.５以下となる。すなわち、“Ｉｋ＞２Ｉｋ１”である。つまり、従来発明よりも遥かに効果的に電解コンデンサＣ１の爆発を防止することが可能である。
【００２２】
数式を比較してみると、従来の場合、異常電流Ｉｅは、最大“２αＩｍ＋２γＩｃ＋２β(Ｉ１＋Ｉ２)”まで大きくなることができるが、本発明の場合、２αＩｍ１＋２βＩ１(ここで、Ｉｍ１＜０.５Ｉｍ)まで大きくなることができるため、より一層巧みな爆発防止が可能となる。
【００２３】
ヒューズＦ１、Ｆ２が組み込まれてから、電解コンデンサＣ１、Ｃ２に貯蔵されたエネルギーが放電される時には、ヒューズＦ１、Ｆ２を介して放電することができない場合がある。放電時、瞬間的に多くの電流が流れるようになるが、この電流の大きさがヒューズＦ１、Ｆ２の定格を超えることがあるからである。これを解決するために、ダイオードＤＤ１、ＤＤ２を介して電解コンデンサＣ１、Ｃ２のエネルギーを放電回路部５０に供給することになる。従って、ヒューズＦ１、Ｆ２は、充電時にのみ動作するようになり、放電時には、ヒューズＦ１、Ｆ２は動作しない。
【００２４】
さらに、図２による本発明の実施例１であるＩＰＬ機器回路は、第１の電解コンデンサＣ１に異常が発生して第１のヒューズＦ１が切断される場合、充電装置８０の内において、第２の電解コンデンサＣ２部分のみが正常動作するようになる。この場合は、十分な量のエネルギーをランプ放電に用いることができないため、第１のヒューズＦ１が切断された状況を制御部７０に伝送する必要がある。制御部７０は、このような切断信号の入力を受けた後、図示されていない出力装置(ＬＥＤランプなど)を通じて使用者に報知する必要がある。
【００２５】
図２に示されたＩＰＬ機器の動作について説明する。常用電源１０から供給されるエネルギーは、充電回路部３０と、第１のヒューズＦ１および第２のヒューズＦ２を介して、第１の電解コンデンサＣ１および第２の電解コンデンサＣ２にそれぞれ蓄積される。電解コンデンサＣ１、Ｃ２にエネルギーを蓄積する期間の間は、放電回路部５０がハイインピーダンス状態を維持するため、常用電源１０から供給されるエネルギーは、第１の放電ダイオードＤＤ１および第２の放電ダイオードＤＤ２に流れなくなる。電解コンデンサＣ１、Ｃ２に十分なレベルのエネルギーが蓄積されると、制御部７０は、トリガ信号を生成して放電回路部５０に伝達し、その後、第１の電解コンデンサＣ１に蓄積されたエネルギーは、第１の放電ダイオードＤＤ１を介して、放電回路部５０を経た後、ランプ部６０に伝達され、第２の電解コンデンサＣ２に蓄積されたエネルギーは、第２の放電ダイオードＤＤ２を介して、放電回路部５０を経た後、ランプ部６０に伝達され、ゼノンランプをオン(ＯＮ)させるようになる。
【実施例２】
【００２６】
図３は、ヒューズの切断信号を制御部に送出可能な、本発明にかかる実施例２のＩＰＬ回路を示す回路図である。図３の構成に対しては、図２と異なる部分についてのみ説明することとする。図３では、さらに、第１のヒューズＦ１と並列に接続される第１の短絡感知部Ｄ１と、第２のヒューズＦ２と並列に接続される第２の短絡感知部Ｄ２とを追加で具備したことに特徴がある。第１のヒューズＦ１が短絡（すなわち、切断）されると、第１の短絡感知部Ｄ１に電流が流れるようになり、第１の短絡感知部Ｄ１は、このような流れを感知して制御部７０へ短絡感知信号を送り出すと、制御部７０は、出力装置(図示省略)にこれを表示するようにさせる。同様に、第２のヒューズＦ２が短絡（すなわち、切断）されると、第２の短絡感知部Ｄ２に電流が流れるようになり、第２の短絡感知部Ｄ２は、このような流れを感知して制御部７０へ短絡感知信号を送り出すと、制御部７０は、製品の動作を停止させたり、または出力装置(図示省略)を通じてこれを表示するようにさせる。製品の動作を停止させる方式は、常用電源１０と充電回路部３０との間に電気的にスイッチング可能なスイッチを別途で付加し、制御部７０を用いてこれを短絡させることにより行うことができる。
【実施例３】
【００２７】
図４は、ヒューズの切断信号を制御部に送出可能な本発明にかかる実施例３のＩＰＬ回路を示す回路図である。図４の構成に対しては、図３と異なる部分についてのみ説明することとする。図４では、第１のヒューズＦ１と第２のヒューズＦ２の短絡状態（すなわち、切断状態）を１個の短絡感知部Ｄで感知するようにした。第１のヒューズＦ１または第２のヒューズＦ２が短絡（すなわち、切断）されると、短絡感知部Ｄに電流が流れるようになり、短絡感知部Ｄは、このような流れを感知して制御部７０へ短絡感知信号を送り出すと、制御部７０は、製品の動作を停止させたり、または出力装置(図示省略)を通じてこれを表示するようにさせる。
【実施例４】
【００２８】
図５は、本発明のＩＰＬ機器において具現可能な短絡感知部に関する実施例４を示す回路図である。図５の実施例４は、第１のヒューズＦ１と並列に接続される第１の抵抗Ｒ１および第１のフォトカプラＰＣ１が設けられ、第２のヒューズＦ２と並列に接続される第２の抵抗Ｒ２および第２のフォトカプラＰＣ２が設けられる。フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２の上端は、第３の抵抗Ｒ３と連結されて、Ｖｄｄ電源端子と連結される。図５の回路において、Ｖｃｃ電源は、図３の充電回路部３０から供給される電源端子を意味する。充電回路部３０から供給される電源Ｖｃｃは高圧と高電流を用いており、制御部７０は、通常、３Ｖ〜５Ｖの動作電源Ｖｄｄを用いるデジタル回路素子で構成されるため、接地端子を別個で用いながら、互いに分離して用いるようにした。すなわち、第１のヒューズＦ１、第１の電解コンデンサＣ１、第１の抵抗Ｒ１、フォトカプラＰＣ１を構成するフォトダイオード、および第２のヒューズＦ２、第２の電解コンデンサＣ２、第２の抵抗Ｒ２、フォトカプラＰＣ２を構成するフォトダイオードは、充電回路部３０と同一の接地端子を用いるが、一方、第３の抵抗Ｒ３とフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２を構成するトランジスタは、別個の供給電源端子Ｖｄｄと接地端子を用いることが分かる。第３の抵抗Ｒ３とフォトカプラＰＣ１、ＰＣ２を構成するトランジスタは、制御部７０と同一の駆動電圧と接地を用いる回路で構成され、図５に示された残りの回路構成は、これと電気的に分離されて、充電回路部３０と電気的に連結される回路で構成される。
【００２９】
図５の回路動作に対して検討してみる。第１のヒューズＦ１が短絡（すなわち、切断）されると、第１の抵抗Ｒ１に電流が流れるようになり、第１のフォトカプラＰＣ１がオン状態に転換されるようになる。第１のフォトカプラＰＣ１の活性化により、第３の抵抗Ｒ３に大部分の電源電圧Ｖｄｄが印加されるため、制御部７０には、低電圧が送り出される。制御部７０は、これを感知することで、ヒューズＦ１が短絡されたことを感知することができる。第２のヒューズＦ２が短絡される場合にも、同様に動作するため、説明を割愛する。
【実施例５】
【００３０】
図６は、本発明のＩＰＬ機器において具現可能な短絡感知部に関する実施例５を示す回路図である。図６の実施例５は、第１のヒューズＦ１の一端には第１の抵抗Ｒ１の一端が接続され、第１の抵抗Ｒ１の他端には第１のトランジスタＱ１のエミッタ端子が連結され、ベース端子は第１のヒューズＦ１の他端と連結され、コレクタ端子は第３の抵抗Ｒ３の一端と連結され、第２のヒューズＦ２の一端には第２の抵抗Ｒ２の一端が接続され、第２の抵抗Ｒ２の他端には第２のトランジスタＱ２のエミッタ端子が連結され、ベース端子は第２のヒューズＦ２の他端と連結され、コレクタ端子は第４の抵抗Ｒ４の一端と連結され、第３の抵抗Ｒ３および第４の抵抗Ｒ４の他端はフォトカプラＰＣと連結され、フォトカプラＰＣを構成するトランジスタのコレクタ端子は、第５の抵抗Ｒ５を介して電源端子Ｖｄｄと連結され、エミッタ端子は接地端子と連結される。図６の構成においても、フォトカプラＰＣを構成するトランジスタの駆動電圧Ｖｄｄと接地端子を充電回路部３０と分離して、制御部７０から印加されるデジタル回路ロジッグの印加電圧を用いた。第５の抵抗Ｒ５とフォトカプラＰＣを構成するトランジスタは、制御部７０と同一の印加電圧および接地を用いる回路構成であり、図６に示された残りの回路構成は、これと電気的に分離されて、充電回路部３０と電気的に連結される回路で構成される。図６の回路構成は、比較的高価であるフォトカプラＰＣを１つだけ用いて感知回路を構成し、図５に示された回路構成よりも原価を節減することができる効果がある。
【００３１】
図６の回路動作に対して検討してみる。第１のヒューズＦ１が短絡（すなわち、切断）されると、第１の抵抗Ｒ１に電流が流れるようになり、第１のトランジスタＱ１が活性化されながら、第１の抵抗Ｒ１、第１のトランジスタＱ１、第３の抵抗Ｒ３、フォトカプラＰＣおよび接地端子を通じて電流が流れる。これによりフォトカプラＰＣが活性化するため、フォトカプラＰＣを構成するトランジスタの出力端子は、接地電圧が印加され、このような接地電圧が制御部７０に送り出される。制御部７０は、これを感知することで、ヒューズＦ１が短絡されたことを感知することができる。第２のヒューズＦ２が短絡される場合にも、同様に動作するため、説明を割愛する。
【実施例６】
【００３２】
図７は、本発明のＩＰＬ機器において具現可能な短絡感知部に関する実施例６を示す回路図である。図７の実施例６は、第１のヒューズＦ１の一端には第１の抵抗Ｒ１の一端が接続され、第１の抵抗Ｒ１の他端には第１のトランジスタＱ１のエミッタ端子が連結され、ベース端子は第１のヒューズＦ１の他端と連結され、コレクタ端子は第３の抵抗Ｒ３の一端と連結され、第２のヒューズＦ２の一端には第２の抵抗Ｒ２の一端が接続され、第２の抵抗Ｒ２の他端には第２のトランジスタＱ２のエミッタ端子が連結され、ベース端子は第２のヒューズＦ２の他端と連結され、コレクタ端子は第４の抵抗Ｒ４の一端と連結され、第３の抵抗Ｒ３および第４の抵抗Ｒ４の他端は、ツェナーダイオードＺ１を介して接地と連結される。図７に提示された短絡感知部の回路構成は、充電回路部３０と電気的に分離されずに、同一の接地端子を用いており、高価なフォトカプラを用いていないため、図５および図６の実施回路に比べて原価が節減される利点がある。
【００３３】
図７の回路動作に対して検討してみる。第１のヒューズＦ１が短絡（すなわち、切断）されると、第１の抵抗Ｒ１に電流が流れるようになり、第１のトランジスタＱ１が活性化されながら、第１の抵抗Ｒ１、第１のトランジスタＱ１、第３の抵抗Ｒ３、ツェナーダイオードＺ１および接地端子を通じて電流が流れる。これにより、ツェナーダイオードＺ１が活性化されるため、制御部７０にツェナーダイオードＺ１の両端に印加される電圧が送り出される。制御部７０は、これを感知することで、ヒューズＦ１が短絡されたことを感知することができる。第２のヒューズＦ２が短絡される場合にも、同様に動作するため、説明を割愛する。
【００３４】
以上、本発明の特定の実施例が説明及び図示されているが、本発明の技術的思想から外れない範囲内において、当業者により多様に変形されて実施することができるのは自明なことである。このように変形された実施例は、本発明の思想及び範囲から個別的に理解されてはならず、本発明の添付の特許請求の範囲内に属するものと理解されなければならない。
【符号の説明】
【００３５】
１０：常用電源
２０、Ｆｏ、Ｆ１、Ｆ２：ヒューズ
３０：充電回路部
５０：放電回路部
６０：ランプ部
７０：制御部
Ｃ１、Ｃ２：電解コンデンサ
Ｄ、Ｄ１、Ｄ２：短絡感知部
ＰＣ、ＰＣ１、ＰＣ２：フォトカプラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部常用電源(１０)から供給される電荷を充電する充電装置(８０)と、前記常用電源(１０)と前記充電装置(８０)との間に設けられ、前記充電装置(８０)を一定の電圧で充電する充電回路部(３０)と、前記充電装置(８０)に充電された電荷を放電する放電回路部(５０)と、前記充電装置(８０)に充電された電荷の供給を受けて、ゼノンランプ光を使用者に照射するランプ部(６０)と、前記放電回路部(５０)にトリガ制御信号を提供する制御部(７０)と、で構成されて、使用者の肌に前記ゼノンランプ光を照射するＩＰＬ機器において、
前記常用電源(１０)と前記充電回路部(３０)との間の経路に設けられる入力ヒューズ(Ｆｏ)を具備し、
前記充電装置(８０)は、直列連結された第１のヒューズ(Ｆ１)および第１の電解コンデンサ(Ｃ１)と、直列連結された第２のヒューズ(Ｆ２)および第２の電解コンデンサ(Ｃ２)と、が並列に接続されることを特徴とする電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項２】
前記第１のヒューズ(Ｆ１)および前記第１の電解コンデンサ(Ｃ１)の間の端子と、前記放電回路部(５０)との間に設けられる第１の放電ダイオード(ＤＤ１)、並びに
前記第２のヒューズ(Ｆ２)および前記第２の電解コンデンサ(Ｃ２)の間の端子と、前記放電回路部(５０)との間に設けられる第２の放電ダイオード(ＤＤ２)をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項３】
前記第１のヒューズ(Ｆ１)の短絡を感知して、前記第１のヒューズ(Ｆ１)が短絡されたことを報知する制御信号を前記制御部に送り出す第１の短絡感知部をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項４】
前記第２のヒューズ(Ｆ２)の短絡を感知して、前記第２のヒューズ(Ｆ２)が短絡されたことを報知する制御信号を前記制御部に送り出す第２の短絡感知部をさらに具備することを特徴とする請求項３に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項５】
前記第１の短絡感知部および/または前記第２の短絡感知部は、フォトカプラを含んで構成されることを特徴とする請求項３または４に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項６】
前記第１の短絡感知部および/または前記第２の短絡感知部は、ツェナーダイオードを含んで構成されることを特徴とする請求項３または４に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項７】
前記第１の短絡感知部および前記第２の短絡感知部は、前記第１のヒューズと並列に連結される第１の抵抗(Ｒ１)および第１のフォトカプラ(ＰＣ１)と、前記第２のヒューズと並列に連結される第２の抵抗(Ｒ２)および第２のフォトカプラ(ＰＣ２)と、前記第１のフォトカプラおよび前記第２のフォトカプラを構成するそれぞれのトランジスタのコレクタ端子は、第３の抵抗(Ｒ３)を介して前記制御部(７０)の電源電圧(Ｖｄｄ)と連結されることを特徴とする請求項４に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項８】
前記第１の短絡感知部および前記第２の短絡感知部は、前記第１のヒューズ(Ｆ１)の一端には第１の抵抗(Ｒ１)の一端が接続され、前記第１の抵抗(Ｒ１)の他端には第１のトランジスタ(Ｑ１)のエミッタ端子が連結され、前記第１のトランジスタ(Ｑ１)のベース端子は前記第１のヒューズ(Ｆ１)の他端と連結され、前記第１のトランジスタ(Ｑ１)のコレクタ端子は第３の抵抗(Ｒ３)の一端と連結され、前記第２のヒューズ(Ｆ２)の一端には第２の抵抗(Ｒ２)の一端が接続され、前記第２の抵抗(Ｒ２)の他端には第２のトランジスタ(Ｑ２)のエミッタ端子が連結され、前記第２のトランジスタ(Ｑ２)のベース端子は前記第２のヒューズ(Ｆ２)の他端と連結され、前記第２のトランジスタ(Ｑ２)のコレクタ端子は第４の抵抗(Ｒ４)の一端と連結され、前記第３の抵抗および前記第４の抵抗の他端はフォトカプラ(ＰＣ)と連結され、前記フォトカプラ(ＰＣ)を構成するトランジスタのコレクタ端子は、第５の抵抗(Ｒ５)を介して前記制御部(７０)の電源端子(Ｖｄｄ)と連結され、前記フォトカプラ(ＰＣ)を構成するトランジスタのエミッタ端子は接地端子と連結されることを特徴とする請求項４に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項９】
前記第１の短絡感知部および前記第２の短絡感知部は、前記第１のヒューズ(Ｆ１)の一端には第１の抵抗(Ｒ１)の一端が接続され、前記第１の抵抗(Ｒ１)の他端には第１のトランジスタ(Ｑ１)のエミッタ端子が連結され、前記第１のトランジスタ(Ｑ１)のベース端子は前記第１のヒューズ(Ｆ１)の他端と連結され、前記第１のトランジスタ(Ｑ１)のコレクタ端子は第３の抵抗(Ｒ３)の一端と連結され、前記第２のヒューズ(Ｆ２)の一端には第２の抵抗(Ｒ２)の一端が接続され、前記第２の抵抗(Ｒ２)の他端には第２のトランジスタ(Ｑ２)のエミッタ端子が連結され、前記第２のトランジスタ(Ｑ２)のベース端子は前記第２のヒューズ(Ｆ２)の他端と連結され、前記第２のトランジスタ(Ｑ２)のコレクタ端子は第４の抵抗(Ｒ４)の一端と連結され、前記第３の抵抗および前記第４の抵抗の他端は、ツェナーダイオード(Ｚ１)を介して接地と連結されることを特徴とする請求項４に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項１】
外部常用電源(１０)から供給される電荷を充電する充電装置(８０)と、前記常用電源(１０)と前記充電装置(８０)との間に設けられ、前記充電装置(８０)を一定の電圧で充電する充電回路部(３０)と、前記充電装置(８０)に充電された電荷を放電する放電回路部(５０)と、前記充電装置(８０)に充電された電荷の供給を受けて、ゼノンランプ光を使用者に照射するランプ部(６０)と、前記放電回路部(５０)にトリガ制御信号を提供する制御部(７０)と、で構成されて、使用者の肌に前記ゼノンランプ光を照射するＩＰＬ機器において、
前記常用電源(１０)と前記充電回路部(３０)との間の経路に設けられる入力ヒューズ(Ｆｏ)を具備し、
前記充電装置(８０)は、直列連結された第１のヒューズ(Ｆ１)および第１の電解コンデンサ(Ｃ１)と、直列連結された第２のヒューズ(Ｆ２)および第２の電解コンデンサ(Ｃ２)と、が並列に接続されることを特徴とする電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項２】
前記第１のヒューズ(Ｆ１)および前記第１の電解コンデンサ(Ｃ１)の間の端子と、前記放電回路部(５０)との間に設けられる第１の放電ダイオード(ＤＤ１)、並びに
前記第２のヒューズ(Ｆ２)および前記第２の電解コンデンサ(Ｃ２)の間の端子と、前記放電回路部(５０)との間に設けられる第２の放電ダイオード(ＤＤ２)をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項３】
前記第１のヒューズ(Ｆ１)の短絡を感知して、前記第１のヒューズ(Ｆ１)が短絡されたことを報知する制御信号を前記制御部に送り出す第１の短絡感知部をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項４】
前記第２のヒューズ(Ｆ２)の短絡を感知して、前記第２のヒューズ(Ｆ２)が短絡されたことを報知する制御信号を前記制御部に送り出す第２の短絡感知部をさらに具備することを特徴とする請求項３に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項５】
前記第１の短絡感知部および/または前記第２の短絡感知部は、フォトカプラを含んで構成されることを特徴とする請求項３または４に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項６】
前記第１の短絡感知部および/または前記第２の短絡感知部は、ツェナーダイオードを含んで構成されることを特徴とする請求項３または４に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項７】
前記第１の短絡感知部および前記第２の短絡感知部は、前記第１のヒューズと並列に連結される第１の抵抗(Ｒ１)および第１のフォトカプラ(ＰＣ１)と、前記第２のヒューズと並列に連結される第２の抵抗(Ｒ２)および第２のフォトカプラ(ＰＣ２)と、前記第１のフォトカプラおよび前記第２のフォトカプラを構成するそれぞれのトランジスタのコレクタ端子は、第３の抵抗(Ｒ３)を介して前記制御部(７０)の電源電圧(Ｖｄｄ)と連結されることを特徴とする請求項４に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項８】
前記第１の短絡感知部および前記第２の短絡感知部は、前記第１のヒューズ(Ｆ１)の一端には第１の抵抗(Ｒ１)の一端が接続され、前記第１の抵抗(Ｒ１)の他端には第１のトランジスタ(Ｑ１)のエミッタ端子が連結され、前記第１のトランジスタ(Ｑ１)のベース端子は前記第１のヒューズ(Ｆ１)の他端と連結され、前記第１のトランジスタ(Ｑ１)のコレクタ端子は第３の抵抗(Ｒ３)の一端と連結され、前記第２のヒューズ(Ｆ２)の一端には第２の抵抗(Ｒ２)の一端が接続され、前記第２の抵抗(Ｒ２)の他端には第２のトランジスタ(Ｑ２)のエミッタ端子が連結され、前記第２のトランジスタ(Ｑ２)のベース端子は前記第２のヒューズ(Ｆ２)の他端と連結され、前記第２のトランジスタ(Ｑ２)のコレクタ端子は第４の抵抗(Ｒ４)の一端と連結され、前記第３の抵抗および前記第４の抵抗の他端はフォトカプラ(ＰＣ)と連結され、前記フォトカプラ(ＰＣ)を構成するトランジスタのコレクタ端子は、第５の抵抗(Ｒ５)を介して前記制御部(７０)の電源端子(Ｖｄｄ)と連結され、前記フォトカプラ(ＰＣ)を構成するトランジスタのエミッタ端子は接地端子と連結されることを特徴とする請求項４に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【請求項９】
前記第１の短絡感知部および前記第２の短絡感知部は、前記第１のヒューズ(Ｆ１)の一端には第１の抵抗(Ｒ１)の一端が接続され、前記第１の抵抗(Ｒ１)の他端には第１のトランジスタ(Ｑ１)のエミッタ端子が連結され、前記第１のトランジスタ(Ｑ１)のベース端子は前記第１のヒューズ(Ｆ１)の他端と連結され、前記第１のトランジスタ(Ｑ１)のコレクタ端子は第３の抵抗(Ｒ３)の一端と連結され、前記第２のヒューズ(Ｆ２)の一端には第２の抵抗(Ｒ２)の一端が接続され、前記第２の抵抗(Ｒ２)の他端には第２のトランジスタ(Ｑ２)のエミッタ端子が連結され、前記第２のトランジスタ(Ｑ２)のベース端子は前記第２のヒューズ(Ｆ２)の他端と連結され、前記第２のトランジスタ(Ｑ２)のコレクタ端子は第４の抵抗(Ｒ４)の一端と連結され、前記第３の抵抗および前記第４の抵抗の他端は、ツェナーダイオード(Ｚ１)を介して接地と連結されることを特徴とする請求項４に記載の電解コンデンサの爆発防止機能を有するＩＰＬ機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１９６８０（Ｐ２０１２−１９６８０Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【公開請求】
【出願番号】特願２０１１−９８０６２（Ｐ２０１１−９８０６２）
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（５１１１０４７３８）
【氏名又は名称原語表記】ＪＨＯ，Ｓｏｕｎｇ Ｃｈｕｎ
【住所又は居所原語表記】Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ，１３５−０１０，Ｓｅｏｕｌ，Ｇａｎｇｎａｍ−ｇｕ，Ｎｏｎｈｙｅｏｎ−ｄｏｎｇ ２０−３，Ｎｏｎｈｙｅｏｎ ｖｉｌｌａ，３０２
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８０６２（Ｐ２０１１−９８０６２）
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（５１１１０４７３８）
【氏名又は名称原語表記】ＪＨＯ，Ｓｏｕｎｇ Ｃｈｕｎ
【住所又は居所原語表記】Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ，１３５−０１０，Ｓｅｏｕｌ，Ｇａｎｇｎａｍ−ｇｕ，Ｎｏｎｈｙｅｏｎ−ｄｏｎｇ ２０−３，Ｎｏｎｈｙｅｏｎ ｖｉｌｌａ，３０２
【Ｆターム（参考）】
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