(57)【要約】【課題】始動時間に対して始動準備時間を適切な長さとすることができる無電極放電灯点灯装置及び照明器具を提供する。【解決手段】誘導コイルへの出力電圧の振幅を無電極放電灯が点灯しない程度に小さく且つ０ではない値とする始動準備動作Ｐ１を所定の始動準備時間にわたって行った後、無電極放電灯の点灯を開始させるために上記出力電圧の振幅を比較的に大きくする始動動作Ｐ２を行う。また、始動動作Ｐ２中には無電極放電灯が点灯しているか否かを判定し、始動動作Ｐ２が所定の始動時間だけ継続しても無電極放電灯の点灯が判定されなかったときには出力を停止させる保護動作Ｐ４を開始する。始動動作Ｐ２の開始時には上記出力電圧の振幅を徐々に大きくするスイープ動作が行われる。さらに、始動準備時間と始動時間とは、それぞれ発振部のクロック信号に基いて計時される。【選択図】図１
2010218734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無電極放電灯に近接配置される誘導コイルと、
スイッチング電源からなり直流電力を出力する直流電源部と、
誘導コイルとともに共振回路を構成する共振部及び直流電源部と共振部との接続を周期的に切り替えるスイッチング部を有して直流電源部が出力した直流電力を交流電力に変換して誘導コイルに供給するインバータ部と、
周期的なクロック信号を生成する発振部と、
直流電源部の出力電圧を所定の目標電圧とするように直流電源部をフィードバック制御するとともに、インバータ部におけるスイッチング部の動作の周波数をフィードバック制御する制御部とを備え、
制御部は、インバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅を無電極放電灯が点灯しない程度に小さく且つ０ではない値とする始動準備動作を所定の始動準備時間にわたって行った後、無電極放電灯の点灯を開始させるためにインバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅を比較的に大きくする始動動作を行うとともに、始動動作中には無電極放電灯が点灯しているか否かを判定し、始動動作が所定の始動時間だけ継続しても無電極放電灯の点灯が判定されなかったときにはインバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅を始動動作中よりも小さくする保護動作を開始するものであって、始動動作の開始直後にはインバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅を徐々に大きくし、始動準備時間と始動時間とを、それぞれ発振部のクロック信号に基いて計時することを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項２】
制御部は、始動準備動作の開始直後にもインバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅を徐々に大きくすることを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項３】
制御部は、周囲の温度が高いほど、インバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅を小さくすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項４】
発振部は、周囲の温度が高いほど、クロック信号の周波数を高くすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項５】
制御部は、電源が投入された後に最初に保護動作が行われる前には、保護動作が行われた後よりも、始動準備時間と始動時間とをそれぞれ短くすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の無電極放電灯点灯装置と、無電極放電灯点灯装置を保持する器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極放電灯点灯装置及び該無電極放電灯点灯装置を用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばガラスのような透光性を有する材料からなるバルブに放電ガスが封入されてなる無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置が提供されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この種の無電極放電灯点灯装置は、無電極放電灯に近接配置される誘導コイルに対して高周波の交流電力を供給することにより、無電極放電灯のバルブ内に高周波電磁界を発生させるものである。高周波電磁界によって無電極放電灯のバルブ内にアーク放電が発生すると、励起された放電ガスが紫外線を放出する。無電極放電灯のバルブの内面には蛍光体が塗布されており、この蛍光体によって上記紫外線が可視光に変換されることにより、無電極放電灯は発光する。
【０００３】
この種の無電極放電灯点灯装置として、直流電力を出力する直流電源部と、直流電源部が出力した直流電力を高周波の交流電力に変換して誘導コイルに供給するインバータ部とを備えるものがある。直流電源部は、スイッチング電源からなり、出力電圧を一定に維持するようにフィードバック制御される。また、インバータ部は、誘導コイルとともに共振回路を構成する共振部と、直流電源部と共振部との接続を周期的に切り替えるスイッチング部とを有し、スイッチング部の動作の周波数すなわちインバータ部の出力の周波数（以下、「動作周波数」と呼ぶ。）と上記の共振回路の共振周波数との関係に応じた交流電力が誘導コイルに出力される。インバータ部は、誘導コイルに所定の電力を供給するようにフィードバック制御される。
【０００４】
さらに、始動時に、無電極放電灯が点灯しない程度にインバータ部の出力電圧の振幅（以下、「電圧振幅」と呼ぶ。）を小さくする始動準備動作を所定の始動準備時間だけ行った後、電圧振幅を無電極放電灯の点灯に必要な程度に大きくする始動動作を開始し、所定の始動時間だけ始動動作を継続しても無電極放電灯の点灯が検出されない場合には電圧振幅を小さくして回路を保護する保護動作に移行する無電極放電灯点灯装置も提供されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
上記の無電極放電灯点灯装置によれば、始動準備動作を行わない場合に比べ、誘導コイルと無電極放電灯とが構成する負荷回路のインピーダンスの変化がゆるやかとなるから、始動動作中の直流電源部の出力電圧が安定し、インバータ部の出力電力においてフィードバック制御によるオーバーシュートが抑えられることにより、回路部品にかかる電気的ストレスが抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１５８４６４号公報
【特許文献２】特開２００５−１５８４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、無電極放電灯の定常点灯中に比べ、始動動作中には負荷回路のインピーダンスは高くなるが、通常、直流電源部は無電極放電灯の定常点灯時を想定して設計されており、仮に、始動動作中を想定した設計とする場合には、より高価で大型の部品を使用する必要が生じるために、製造コストの上昇や大型化につながってしまう。
【０００８】
そして、上記従来の無電極放電灯点灯装置において、始動時間が長すぎると、始動動作中には負荷回路のインピーダンスが高くなることで直流電源部の出力電圧が徐々に低下することにより、実際には保護動作の開始以前に無電極放電灯の安定点灯が不可能となるから、回路部品に無駄な電気的ストレスがかかることになる。
【０００９】
無電極放電灯の安定点灯が可能な程度に直流電源部の出力電圧を維持できるような始動時間は、始動準備時間を長くすることにより、ある程度までは長くすることができるが、始動時間を可能な限り長くしたときの始動時間と始動準備時間とは、周囲温度や、回路部品の特性のばらつきや経年変化などによって異なっており、一定ではない。また、始動準備時間を過剰に長くしてしまうと、それだけ無電極放電灯の点灯に時間がかかることになる。
【００１０】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、始動時間に対して始動準備時間を適切な長さとすることができる無電極放電灯点灯装置及び照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、無電極放電灯に近接配置される誘導コイルと、スイッチング電源からなり直流電力を出力する直流電源部と、誘導コイルとともに共振回路を構成する共振部及び直流電源部と共振部との接続を周期的に切り替えるスイッチング部を有して直流電源部が出力した直流電力を交流電力に変換して誘導コイルに供給するインバータ部と、周期的なクロック信号を生成する発振部と、直流電源部の出力電圧を所定の目標電圧とするように直流電源部をフィードバック制御するとともに、インバータ部におけるスイッチング部の動作の周波数をフィードバック制御する制御部とを備え、制御部は、インバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅を無電極放電灯が点灯しない程度に小さく且つ０ではない値とする始動準備動作を所定の始動準備時間にわたって行った後、無電極放電灯の点灯を開始させるためにインバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅を比較的に大きくする始動動作を行うとともに、始動動作中には無電極放電灯が点灯しているか否かを判定し、始動動作が所定の始動時間だけ継続しても無電極放電灯の点灯が判定されなかったときにはインバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅を始動動作中よりも小さくする保護動作を開始するものであって、始動動作の開始直後にはインバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅を徐々に大きくし、始動準備時間と始動時間とを、それぞれ発振部のクロック信号に基いて計時することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、始動準備時間と始動時間とが、それぞれ発振部のクロック信号に基いて計時されることにより、発振部のクロック信号の周波数が変動したときには始動準備時間も始動時間と同様に変化することになるから、始動時間に対して始動準備時間を適切な長さとすることができる。また、インバータ部がフィードバック制御されることで、例えば始動準備動作と始動動作とのそれぞれについてインバータ部におけるスイッチング部の動作の周波数が予め定められている場合に比べ、回路部品の特性のばらつきや周囲温度によらずインバータ部の出力電圧の振幅を安定させることができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、制御部は、始動準備動作の開始直後にもインバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅を徐々に大きくすることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、始動準備動作の開始直後にインバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅がステップ状に急激に大きくされる場合に比べ、回路部品にかかる電気的ストレスが低減される。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、制御部は、周囲の温度が高いほど、インバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅を小さくすることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、周囲の温度が高く無電極放電灯の点灯に必要な電圧が低い場合には、インバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅が小さくされることで、回路部品にかかる電気的ストレスが低減される。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において、発振部は、周囲の温度が高いほど、クロック信号の周波数を高くすることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、周囲の温度が高く無電極放電灯の点灯に必要な始動準備時間や始動時間が短い場合には、クロック信号の周波数が高くされることで始動準備時間及び始動時間がそれぞれ短くされるから、回路部品にかかる電気的ストレスが低減される。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、制御部は、電源が投入された後に最初に保護動作が行われる前には、保護動作が行われた後よりも、始動準備時間と始動時間とをそれぞれ短くすることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、無電極放電灯が点灯しやすい環境であって保護動作が開始されることがないような場合には、始動準備時間が比較的に短くされていることで、回路部品にかかる電気的ストレスが低減されるとともに無電極放電灯の点灯にかかる時間が短縮される。また、無電極放電灯が点灯しにくいような環境であれば、保護動作の後には始動準備時間と始動時間とがそれぞれ長くされることで始動性が改善される。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の無電極放電灯点灯装置と、無電極放電灯点灯装置を保持する器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明によれば、始動準備時間と始動時間とが、それぞれ発振部のクロック信号に基いて計時されることにより、発振部のクロック信号の周波数が変動したときには始動準備時間も始動時間と同様に変化することになるから、始動時間に対して始動準備時間を適切な長さとすることができる。また、インバータ部がフィードバック制御されることで、例えば始動準備動作と始動動作とのそれぞれについてインバータ部におけるスイッチング部の動作の周波数が予め定められている場合に比べ、回路部品の特性のばらつきや周囲温度によらずインバータ部の出力電圧の振幅を安定させることができる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、制御部は、始動準備動作の開始直後にもインバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅を徐々に大きくするので、始動準備動作の開始直後にインバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅がステップ状に急激に大きくされる場合に比べ、回路部品にかかる電気的ストレスが低減される。
【００２４】
請求項３の発明によれば、周囲の温度が高く無電極放電灯の点灯に必要な電圧が低い場合には、インバータ部から誘導コイルへの出力電圧の振幅が小さくされることで、回路部品にかかる電気的ストレスが低減される。
【００２５】
請求項４の発明によれば、周囲の温度が高く無電極放電灯の点灯に必要な始動準備時間や始動時間が短い場合には、クロック信号の周波数が高くされることで始動準備時間及び始動時間がそれぞれ短くされるから、回路部品にかかる電気的ストレスが低減される。
【００２６】
請求項５の発明によれば、制御部は、電源が投入された後に最初に保護動作が行われる前には、保護動作が行われた後よりも、始動準備時間と始動時間とをそれぞれ短くするので、無電極放電灯が点灯しやすい環境であって保護動作が開始されることがないような場合には、始動準備時間が比較的に短くされていることで、回路部品にかかる電気的ストレスが低減されるとともに無電極放電灯の点灯にかかる時間が短縮される。また、無電極放電灯が点灯しにくいような環境であれば、保護動作の後には始動準備時間と始動時間とがそれぞれ長くされることで始動性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態において、無電極放電灯が点灯しない場合に、横軸に時間ｔをとってクロック電圧Ｖｃｋとコイル電圧Ｖｘとインバータ入力電圧Ｖｄｃと動作周波数ｆとの時間変化の一例を示す説明図である。
【図２】同上を示す回路ブロック図である。
【図３】同上の使用形態の一例を示す斜視図である。
【図４】無電極放電灯の構造の一例を示す説明図である。
【図５】直流電圧が目標電圧である場合における動作周波数ｆと電圧振幅｜Ｖｘ｜との関係を示す説明図である。
【図６】同上において、無電極放電灯が点灯する場合に、横軸に時間ｔをとってコイル電圧Ｖｘの時間変化の一例を示す説明図である。
【図７】同上を用いた照明器具の一例を示す一部破断した正面図である。
【図８】同上を用いた照明器具の別の例を示す正面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ同上を用いた照明器具の更に別の例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は左側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
本実施形態は、図１に示すように、無電極放電灯６に近接配置されて無電極放電灯６とともに負荷回路を構成する誘導コイル５と、交流電源ＡＣから供給された交流電力を直流電力に変換する直流電源部１と、直流電源部１が出力した直流電力を例えば周波数５０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚといった高周波の交流電力に変換して誘導コイル５に出力する電源回路としてのインバータ部２と、インバータ部２が誘導コイル５に出力する電圧（以下、「コイル電圧」と呼ぶ。）Ｖｘの振幅（以下、「電圧振幅」と呼ぶ。）｜Ｖｘ｜が大きいほど高い電圧値の直流電圧である検出電圧Ｖｘｓを出力する電圧検出部４と、図２に示すように直流電源部１の出力電圧（以下、「インバータ入力電圧」と呼ぶ。）Ｖｄｃを一定の目標電圧Ｖｓに維持するように直流電源部１をフィードバック制御するとともに、電圧検出部４が出力した検出電圧Ｖｘｓに基いてインバータ部２を制御する制御部３とを備える。
【００３０】
誘導コイル５は図３に示すように円筒形状のカプラ５０に巻回される。図３の例では、本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、金属製のケース１０に収納され、給電線１０ａを介して誘導コイル５に電気的に接続されている。
【００３１】
無電極放電灯６は、図４に示すように、例えばガラスのような透明な材料からなり外面に凹部６０を有する中空のバルブ６１と、合成樹脂からなる筒形状であってバルブ６１に対し凹部６０の開口を囲む形で取り付けられた口金６２とを有し、凹部６０にカプラ５０が挿入されることによって誘導コイル５の近傍に配置される。バルブ６１には、例えば不活性ガスと金属蒸気とを含む放電ガスが封入されている。また、バルブ６１の凹部６０の底面には、カプラ５０に挿入される凸部６０ａが突設されている。さらに、バルブ６１の内面には保護膜６１ａと蛍光体膜６１ｂとが設けられている。すなわち、誘導コイル５が発生させる高周波電磁界によってバルブ６１内にアーク放電が発生すると、発生した紫外線が蛍光体膜６１ｂにおいて可視光に変換されることにより、無電極放電灯６が発光する。
【００３２】
直流電源部１は、交流電源ＡＣから供給された交流電流を全波整流するダイオードブリッジＤＢと、ダイオードブリッジＤＢの出力端間に接続されたインダクタＬ０とダイオードＤ０と出力コンデンサＣ０との直列回路と、インダクタＬ０とダイオードＤ０との接続点とダイオードブリッジＤＢの低電圧側の出力端との間に接続されたスイッチング素子Ｑ０と、スイッチング素子Ｑ０をオンオフ駆動する駆動回路１１とを備える、周知の昇圧型コンバータ（ブーストコンバータ）である。上記のような駆動回路１１は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。制御部３は、出力コンデンサＣ０の両端電圧（すなわちインバータ入力電圧）Ｖｄｃが分圧された電圧が入力されることでインバータ入力電圧Ｖｄｃを検出するとともに、検出されたインバータ入力電圧Ｖｄｃを一定の目標電圧Ｖｓとするようなデューティ比でスイッチング素子Ｑ０をオンオフ駆動するように駆動回路１１をフィードバック制御する中央制御回路３０を備える。このような中央制御回路３０は例えば誤差アンプを含む集積回路を用いて実現可能である。
【００３３】
インバータ部２は、直流電源部１の出力端間すなわち出力コンデンサＣ０の両端間に接続されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と検出抵抗Ｒｄとの直列回路と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点に一端が接続されたインダクタＬｓと、インダクタＬｓの他端に一端が接続されて他端が誘導コイル５の一端に接続された直列コンデンサＣｓと、一端がインダクタＬｓと直列コンデンサＣｓとの接続点に接続され他端が検出抵抗Ｒｄと誘導コイル５との接続点に接続された並列コンデンサＣｐと、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にオンオフ駆動する駆動回路２１とを備える。つまり、請求項におけるスイッチング部を構成するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオンオフされることで、請求項における共振部を構成するインダクタＬｓ、直列コンデンサＣｓ、並びに、並列コンデンサＣｐが誘導コイル５とともに構成する共振回路と直流電源部１との接続が切り換えられ、この共振回路の共振により、直流電源部１が出力した直流電力が高周波の交流電力に変換されて誘導コイル５に供給される。また、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２はそれぞれＮチャネル型のＦＥＴからなり、駆動回路２１は、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲートに対してそれぞれ矩形波状の駆動信号を出力することによって各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をそれぞれオンオフ駆動する。さらに、駆動回路２１は、制御端子ＣＯＮを有し、制御端子ＣＯＮから流出する制御電流Ｉｏが多いほど、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオンオフする周波数（以下、「動作周波数」と呼ぶ。）ｆを高くする。通常、図５に示す周波数ｆ１〜ｆ４のように、動作周波数ｆは、上述した共振回路の共振周波数（以下、単に「共振周波数」と呼ぶ。）ｆ０よりも高い範囲とされており、制御電流Ｉｏが少なくなって動作周波数ｆが低くなるほど、電圧振幅｜Ｖｘ｜は大きくなり、インバータ部２から誘導コイル５に供給される電力は増加する。なお、図５において、上側の曲線Ａはインバータ入力電圧Ｖｄｃが目標電圧Ｖｓであって且つ無電極放電灯６が消灯している状態での電圧振幅｜Ｖｘ｜と動作周波数ｆとの関係を示し、下側の曲線Ｂはインバータ入力電圧Ｖｄｃが目標電圧Ｖｓであって且つ無電極放電灯６が点灯している状態での電圧振幅｜Ｖｘ｜と動作周波数ｆとの関係を示している。
【００３４】
電圧検出部４は、整流用のダイオードと分圧用の抵抗と平滑用のコンデンサとで構成され、電圧振幅｜Ｖｘ｜が大きいほど電圧値が高い直流電圧である検出電圧Ｖｘｓを出力する。
【００３５】
また、制御部３は、無電極放電灯６の始動時に動作周波数ｆを徐々に低下させることによりインバータ部２から誘導コイル５への出力電力を徐々に増加させるスイープ動作を行うスイープ回路３１を備える。
【００３６】
スイープ回路３１は、反転入力端子が帰還抵抗Ｒ３を介して出力端子に接続されるとともに入力抵抗Ｒ４を介して電圧検出部４の出力端に接続されたオペアンプＯＰ１を備える。オペアンプＯＰ１の出力端子は、逆流防止用のダイオードＤ１と出力抵抗Ｒ５との直列回路を介して駆動回路２１の制御端子ＣＯＮに接続されている。また、スイープ回路３１は、一端に定電圧Ｖｄが入力された抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１の他端に一端が接続され他端が回路のグランドに接続された抵抗Ｒ１０とスイッチＳＷとの直列回路と抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１との並列回路を有し、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子は上記の並列回路と抵抗Ｒ１との接続点に接続されている。本実施形態のスイープ回路３１では上記のようにオペアンプＯＰ１の反転入力端子が入力抵抗Ｒ４を介して電圧検出部４の出力端に接続されているので、コイル電圧Ｖｘの振幅｜Ｖｘ｜が大きいほど、つまりインバータ部２から誘導コイル５に供給される電力が多いほど、オペアンプＯＰ１の出力電圧が低くなって駆動回路２１の制御端子ＣＯＮからスイープ回路３１に流入する電流（以下、「スイープ電流」と呼ぶ。）Ｉｓｗが増加し動作周波数ｆが高くなることにより、インバータ部２から誘導コイル５に供給される電力は少なくなる。すなわち、スイープ回路３１は電圧検出部４が出力する検出電圧Ｖｘｓを用いたフィードバック動作も行う。また、スイープ回路３１において、コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｃ１が安定した状態での動作を考えると、スイッチＳＷがオンされている場合には、スイッチＳＷがオフされている場合に比べ、コンデンサＣ１の両端電圧Ｖｃ１が低くなりオペアンプＯＰ１の出力電圧が低くなってスイープ電流Ｉｓｗが増加し動作周波数ｆが高くなることにより、電圧振幅｜Ｖｘ｜が小さくなる。また、スイッチＳＷがオンからオフに切り換えられたときには、抵抗Ｒ１，Ｒ２とコンデンサＣ１とが構成する回路の時定数により、オペアンプＯＰ１の出力電圧が徐々に高くなりスイープ電流Ｉｓｗが徐々に減少することで動作周波数ｆが徐々に低くされ電圧振幅｜Ｖｘ｜が徐々に大きくなるスイープ動作が行われる。
【００３７】
また、制御部３は、インバータ部２においてローサイドのスイッチング素子Ｑ２と検出抵抗Ｒｄとの接続点の電圧、すなわちインバータ部２に流れる電流に基いて動作周波数ｆを制御するフィードバック回路３２を有する。フィードバック回路３２は、非反転入力端子に所定の基準電圧Ｖｒ１が入力されるとともに出力端子がダイオードＤ２と入力抵抗Ｒ６とを介して駆動回路２１の制御端子ＣＯＮに接続されたオペアンプＯＰ２を有する。オペアンプＯＰ２の反転入力端子は、抵抗Ｒ７とコンデンサＣ２との並列回路を介してオペアンプＯＰ２の出力端子に接続されるとともに、抵抗Ｒ８を介してスイッチング素子Ｑ２と検出抵抗Ｒｄとの接続点に接続されている。すなわち、駆動回路２１の制御端子ＣＯＮからフィードバック回路３２に流入する電流（以下、「フィードバック電流」と呼ぶ。）Ｉｆｂは、誘導コイル５に流れる電流が多いほど（すなわち誘導コイル５に供給される電力が多いほど）多くなって誘導コイル５への供給電力を減少させるように作用するのであり、フィードバック回路３２はインバータ部２が誘導コイル５に供給する電力を一定に維持するように動作する。スイープ回路３１とフィードバック回路３２とは、それぞれ、インバータ入力電圧Ｖｄｃが目標電圧Ｖｓで且つスイープ回路３１においてスイッチＳＷがオフされてコンデンサＣ１の両端電圧が安定している状態では、動作周波数ｆが、無電極放電灯６においてＨ放電（高周波電磁界放電や誘導結合型放電とも呼ばれるアーク放電）が発生する程度の電力がインバータ部２から誘導コイル５に供給されるような点灯周波数ｆ１（図５参照）となり、且つ、インバータ入力電圧Ｖｄｃが目標電圧Ｖｓで且つスイープ回路３１においてスイッチＳＷがオンされてコンデンサＣ１の両端電圧が安定している状態では、動作周波数ｆが、無電極放電灯６においてＥ放電（高周波電界放電や容量結合型放電とも呼ばれるグロー放電）が発生する程度の電力がインバータ部２から誘導コイル５に供給されるような消灯周波数ｆ３となるように設計されている。スイープ回路３１とフィードバック回路３２とのフィードバックにより、インバータ入力電圧Ｖｄｃが目標電圧Ｖｓよりも低い場合には動作周波数ｆは上記よりも低くされ、逆にインバータ入力電圧Ｖｄｃが目標電圧Ｖｓよりも高い場合には動作周波数ｆは上記よりも高くされる。つまり、フィードバック制御の結果としての電圧振幅｜Ｖｘ｜は、スイープ回路３１においてスイッチＳＷがオフされてコンデンサＣ１の両端電圧が安定している状態では無電極放電灯６においてアーク放電（Ｈ放電）が発生する程度とされ、スイープ回路３１においてスイッチＳＷがオンされてコンデンサＣ１の両端電圧が安定している状態では無電極放電灯６においてアーク放電（Ｈ放電）が発生せずグロー放電（Ｅ放電）が発生する程度とされる。インバータ部２の出力電圧Ｖｘの実効値は、始動準備動作Ｐ１中の最大値として例えば４００Ｖ〜７００Ｖとされ、始動動作Ｐ２中の最大値として例えば１０００Ｖ〜２５００Ｖとされる。
【００３８】
中央制御回路３０は、電源が投入されると、まず図１に示すようにスイープ回路３１のスイッチＳＷをオン状態に維持することで無電極放電灯６にアーク放電が発生しない程度に電圧振幅｜Ｖｘ｜を小さく維持する始動準備動作Ｐ１を所定の始動準備時間だけ行い、その後、スイープ回路３１のスイッチＳＷをオフすることで、無電極放電灯６にアーク放電が発生する程度まで電圧振幅｜Ｖｘ｜を大きくする始動動作Ｐ２に移行する。始動準備動作Ｐ１の開始時と、始動動作Ｐ２の開始時とには、それぞれ、スイープ回路３１のコンデンサＣ１の両端電圧が徐々に高くなることで、電圧振幅｜Ｖｘ｜を徐々に大きくするスイープ動作がなされる。さらに、本実施形態では、コンデンサＣ４と抵抗Ｒ１１との並列回路と抵抗Ｒ１２との直列回路からなる時定数回路３３が、インバータ部２の駆動回路２１の制御端子ＣＯＮとグランドとの間に接続されており、始動準備動作Ｐ１の開始時には時定数回路３３の時定数によっても上記のスイープ動作が達成される。上記のスイープ動作は時定数回路３３等の回路の時定数による動作であるので、上記のスイープ動作の継続時間は、コンデンサＣ１，Ｃ４等の回路部品の温度特性や経年変化によっては変化するものの、後述する発振部９１が出力するクロック信号には依存しない。
【００３９】
上記の始動動作Ｐ２中に、無電極放電灯６にアーク放電が発生することで、無電極放電灯６が点灯し、図６に示すように誘導コイル５への出力電力が略一定に維持される定常動作Ｐ３への移行がなされる。
【００４０】
本実施形態では、検出抵抗Ｒｄに流れる電流値や検出電圧Ｖｘｓに基いて動作周波数ｆがフィードバック制御されるので、例えば始動準備動作Ｐ１と始動動作Ｐ２とのそれぞれについて動作周波数ｆが予め定められている場合に比べ、回路部品の特性のばらつきや周囲温度によらず電圧振幅｜Ｖｘ｜を安定させることができ、電圧振幅｜Ｖｘ｜が過剰に大きくなって回路部品に過剰な電気的ストレスがかかってしまうことや、電圧振幅｜Ｖｘ｜が小さくなりすぎて無電極放電灯６が点灯しないことなどを避けることができる。。
【００４１】
さらに、制御部３は、始動動作中、無電極放電灯６が点灯したか否かを例えば電圧検出部４が出力した検出電圧Ｖｘｓに基いて判定しており、始動動作が開始された（つまりスイープ回路３１のスイッチＳＷがオフされた）後、無電極放電灯６の点灯が判定されないまま、所定の始動時間が経過した場合、電圧振幅｜Ｖｘ｜を低下させる保護動作Ｐ４を開始する。具体的には、保護動作Ｐ４は、例えばインバータ回路２の各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をそれぞれオフさせることでインバータ回路２から誘導コイル５への電力の出力を停止させるというものである。また、本実施形態では、中央制御回路３０は連続して保護動作Ｐ４を行った回数である保護回数を計数しており、この保護回数が所定の上限回数に達するまでは、保護動作Ｐ４を所定の保護時間継続した後に再度の始動準備動作Ｐ１を開始し、保護回数が上限回数に達した後は上記の保護時間が経過しても再度の始動準備動作Ｐ１は行わずに保護動作Ｐ４を継続する。なお、保護動作Ｐ４は上記に限られず、例えば電圧振幅｜Ｖｘ｜を始動準備動作Ｐ１よりも小さくするものとしてもよい。図１の例では、保護動作Ｐ４が開始される直前には、インバータ入力電圧Ｖｄｃの低下に対し電圧振幅｜Ｖｘ｜を一定に保とうとするフィードバック制御により、動作周波数ｆは定常動作Ｐ３中の周波数ｆ１よりもさらに低い周波数ｆ４となっている。さらに、保護動作Ｐ４中には中央制御回路３０が直流電源部１の駆動回路１１を停止させていることで、インバータ入力電圧Ｖｄｃは保護動作Ｐ４が終了して始動準備動作Ｐ１が開始されるまでは目標電圧Ｖｓには復帰せず一定となっている。
【００４２】
ここで、本実施形態は電圧値（以下、「クロック電圧」と呼ぶ。）Ｖｃｋが周期的に変化するクロック信号を出力する発振部９１を備えており、中央制御回路３０は、発振部９１が出力したクロック信号を用いて、始動準備時間及び始動時間をそれぞれ計時している。図１の例では、クロック電圧Ｖｃｋの波形は三角波状であり、始動準備時間と始動時間とはそれぞれクロック信号の２周期分とされ、始動準備動作Ｐ１が開始されるタイミングと始動動作Ｐ２が開始されるタイミングとはそれぞれクロック電圧Ｖｃｋのピーク時となっている。これにより、本実施形態では、始動準備動作Ｐ１の前や始動動作Ｐ２の後に発振部のクロック信号の周波数が変動したときには始動準備時間と始動時間とが一定の比を維持するように連動して変化することになるから、始動時間に対して始動準備時間を適切な長さとすることができる。従って、始動時間が最も長くなる場合を想定して始動準備時間が一定とされる場合に比べ、始動準備時間が短くなることで、無電極放電灯６の点灯にかかる時間が短縮される。
【００４３】
さらに、本実施形態は、周囲温度を検出する温度検出部９２を備え、発振部９１は、温度検出部９２によって検出された周囲温度が高いほど、中央制御回路３０へ出力するクロック信号の周波数を高くして始動準備時間及び始動時間をそれぞれ短くする。温度検出部９２は、例えば、サーミスタと抵抗との直列回路の一端に定電圧が入力されてなりサーミスタと抵抗との接続点を出力端とするものである。すなわち、温度が高いほど無電極放電灯６においてアーク放電が発生しやすくなり、必要な始動準備時間や始動時間が短くなること、並びに、一般に温度が高いほど電気的ストレスによる回路部品の劣化が発生しやすいことに合わせて、始動準備時間及び始動時間をそれぞれ短くして、回路部品にかかる電気的ストレスを抑えているのである。本実施形態では始動準備時間と始動時間とが互いに略同じ長さとなっており始動準備時間及び始動時間はそれぞれ例えば５０ｍｓ〜１００ｍｓとされるが、これらの数値は無電極放電灯６や回路部品の特性に応じて適宜設定すればよい。また、発振部９１の上記動作は、上記のような温度検出部９２やサーミスタの代わりに、例えば特性が温度に依存して比較的に大きく変化するＢ特性やＦ特性といったコンデンサを用いても実現することもできる。
【００４４】
また、中央制御回路３０は、インバータ入力電圧Ｖｄｃを所定の下限電圧と随時比較し、インバータ入力電圧Ｖｄｃが下限電圧を下回ったときに、無電極放電灯６の不点灯が検出されたときと同様の保護動作Ｐ４を行うという監視動作も行う。下限電圧は、例えば目標電圧Ｖｓの８０％とする。この構成を採用すれば、インバータ入力電圧Ｖｄｃが低下するような異常の発生時には保護動作Ｐ４により回路部品を電気的ストレスから保護することができる。ただし、始動動作Ｐ２中及び始動動作Ｐ２の終了直後にはインバータ入力電圧Ｖｄｃが一時的に低下しやすいので、この一時的なインバータ入力電圧Ｖｄｃの低下により誤って保護動作Ｐ４が開始されることを避けるために、中央制御回路３０は、上記の監視動作を、始動動作Ｐ２が開始された後の所定の猶予時間の経過後に、無電極放電灯６の点灯が検出されている場合にのみ開始し、それ以前には監視動作を行わない。無電極放電灯６の点灯後（定常動作Ｐ３への移行後）にインバータ入力電圧Ｖｄｃがある程度安定するまでは監視動作が開始されないように、上記の猶予時間は始動時間よりも長くすることが望ましく、例えば上記のように始動時間をクロック信号の２周期分とする場合には猶予時間はクロック信号の３周期分とする。
【００４５】
なお、図１の例では、保護時間もクロック信号の２周期分となっているが、周囲温度が高い場合であっても保護時間が短くなることは好ましくないため、保護時間は例えば水晶発振器のように温度依存性が非常に小さい計時手段によって別途に計時されることが望ましい。
【００４６】
また、上記のようなクロック信号の周波数の変更によって始動準備時間や始動時間や猶予時間を変更する代わりに、始動準備時間や始動時間や猶予時間とされるクロック信号の周期の個数の変更によって始動準備時間や始動時間や猶予時間を変更してもよい。例えば、温度検出部９２によって検出された温度が所定のしきい値（例えば４０℃）以上であるときには始動準備時間と始動時間とをそれぞれクロック信号の１周期分とし、前記温度が前記しきい値よりも低いときには始動準備時間と始動時間とをそれぞれクロック信号の２周期分とするといったように、周囲温度が高いほど、始動準備時間や始動時間や猶予時間とされるクロック信号の周期の個数をそれぞれ少なくする。
【００４７】
ところで、温度が高いほど、無電極放電灯６においてアーク放電が発生しやすくなることにより、始動準備動作Ｐ１中や始動動作Ｐ２中に必要な電圧振幅｜Ｖｘ｜が小さくなるという傾向がある。そこで、温度が高いほど始動準備動作Ｐ１中や始動動作Ｐ２中の電圧振幅｜Ｖｘ｜を小さくして回路部品にかかる電気的ストレスを小さくしてもよい。具体的には例えば、スイープ回路３１の抵抗Ｒ１０と時定数回路３３の抵抗Ｒ１２とに、それぞれ、温度が高いほど抵抗値が小さくなる感温抵抗を用いる。この場合、スイープ動作にかかる時間も周囲温度によって変化することになるが、スイープ回路３１の抵抗Ｒ１０に上記感温抵抗を用いた場合には始動準備動作Ｐ１について、時定数回路３３の抵抗Ｒ１２に上記感温抵抗を用いた場合には始動準備動作Ｐ１と始動動作Ｐ２と定常動作Ｐ３とについて、それぞれ、温度が高いほど電圧振幅｜Ｖｘ｜を小さくすることができる。
【００４８】
また、中央制御回路３０が、電源が投入された後に最初に保護動作Ｐ４が行われる前には、保護動作Ｐ４が行われた後よりも、始動準備時間と始動時間とがそれぞれ短くしてもよい。例えば、電源が投入された後の最初の始動準備動作Ｐ１及び始動動作Ｐ２では始動準備時間と始動時間とをそれぞれクロック信号の１周期分とし、保護動作Ｐ４が行われた後の始動準備動作Ｐ１及び始動動作Ｐ２では始動準備時間と始動時間とをそれぞれクロック信号の２周期分とする。この構成を採用すれば、無電極放電灯６が点灯しやすい環境であって保護動作Ｐ４が開始されることがないような場合には、始動準備時間と始動時間とが比較的に短くされていることで、回路部品にかかる電気的ストレスを低減するとともに無電極放電灯６の点灯にかかる時間を短縮することができる。また、例えば周囲温度が０℃〜−４０℃といったように低い場合や暗所など、無電極放電灯６が点灯しにくいような環境であれば、最初の保護動作Ｐ４の後には始動準備時間と始動時間とがそれぞれ長くされることで始動性が改善される。
【００４９】
上記各種の無電極放電灯点灯装置は、例えば図７や図８に示すように、無電極放電灯６やカプラ５０とともに適宜形状の器具本体７１に保持されて照明器具７を構成することができる。このような器具本体７１や照明器具７は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
【００５０】
また、一般に、無電極放電灯６は、内部に電極を有する放電灯に比べ、長寿命であり故障も発生しにくいので、例えばトンネル内のように整備作業が困難な場所で使用される照明器具の光源として好適である。そこで、上記の無電極放電灯点灯装置は、図９（ａ）〜（ｃ）に示すような構造のトンネル照明用の照明器具７に用いてもよい。以下、上下左右は図９（ａ）を基準とし、図９（ｂ）の上下方向を前後方向と呼んで、図９（ａ）〜（ｃ）の照明器具７について詳しく説明する。
【００５１】
図９（ａ）〜（ｃ）の照明器具７において、器具本体７１は、例えばステンレスからなる前面が開口した直方体形状のボディ７１ａと、例えば強化ガラスのような透光性を有する材料からなりボディ７１ａを開閉自在に閉塞するカバー７１ｂとを備える。また、ボディ７１ａの内底面には、例えばアルミニウムからなり無電極放電灯６の光を前方へ配光する断面Ｕ字形状の反射板７１ｃが固定されており、器具本体７１に収納された無電極放電灯６の光はカバー７１ｂを通じて前方へ出射される。さらに、ボディ７１ａの内底面には、無電極放電灯６が取り付けられるカプラ５０と、無電極放電灯点灯装置を収納したケース１０と、ケース１０内の直流電源部１に電気的に接続された端子台８とが、それぞれ固定されている。端子台８には、一端が交流電源ＡＣに接続された電線（図示せず）の他端が接続されるのであり、直流電源部１は、上記の電線と端子台８とを介して交流電源ＡＣに電気的に接続される。また、ボディ７１ａの下側の壁には、端子台８に接続される電線を挿通するための電線挿通穴７１ｄが上下に貫設されている。さらに、カバー７１ｂは、上端部においてヒンジ７１ｅを介してボディ７１ａの上端部に連結されることにより、図９（ａ）〜（ｃ）のようにボディ７１ａを閉塞する閉位置と、閉位置での下端を前方に向けてボディ７１ａを解放する開位置との間で、左右方向から見た面内でボディ７１ａに対して回転可能となっている。また、ボディ７１ａの下端には、閉位置のカバー７１ｂの下端部を係止するラッチ７１ｆが設けられている。上記のようなヒンジ７１ｅやラッチ７１ｆは周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。さらに、ボディ７１ａの後面には、それぞれ例えば鋼板からなり器具本体７１を壁面等の取付面（図示せず）に対して固定する際に用いられる２個の取付足７１ｇが左右に並べて固定されている。各取付足７１ｇの上下両端部はそれぞれ前方から見てボディ７１ａよりも上下に突出しており、この突出した部位にはそれぞれねじ挿通穴７１ｈが前後に貫設されている。器具本体７１は、ねじ挿通穴７１ｈに挿通されて取付面に螺合するねじ（図示せず）によって取付面にねじ止め固定される。
【符号の説明】
【００５２】
１  直流電源部
２  インバータ部
３  制御部
５  誘導コイル
６  無電極放電灯
７  照明器具
７１  器具本体
９１  発振部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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