(57)【要約】  本発明に係る点灯回路は、放電により発光する発光管と、発光管に対し近接配置され、発光管よりも高い光束立ち上り特性を有する発光体とに対して電力供給を行う。そして、本発明に係る点灯回路は、入力された交流電力を整流する整流部と、整流部において整流された脈流電力を平滑して直流電力とする平滑部と、平滑部において平滑化された直流電力を交流電力に変換して発光管に対し供給するインバータ部と、整流部と平滑部との間の電力流通路中に介挿され、平滑された直流電力が整流部の側へと逆流するのを抑制する逆流抑制素子と、整流部と逆流抑制素子との間の電力流通路に接続され、発光体に対して脈流電力を供給するための第１電力流通路と、第１電力流通路の開閉を制御する点灯制御部とを有する。
2009087729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電により発光する発光管と、前記発光管に対し近接配置され、前記発光管よりも高い光束立ち上り特性を有する発光体とに対して電力供給を行う点灯回路であって、
入力された交流電力を整流する整流部と、
前記整流部において整流された脈流電力を平滑して直流電力とする平滑部と、
前記平滑部において平滑化された直流電力を交流電力に変換して前記発光管に対し供給するインバータ部と、
前記整流部と前記平滑部との間の電力流通路中に介挿され、前記平滑された直流電力が前記整流部の側へと逆流するのを抑制する逆流抑制素子と、
前記整流部と前記逆流抑制素子との間の電力流通路に接続され、前記発光体に対して前記脈流電力を供給するための第１電力流通路と、
前記第１電力流通路の開閉を制御する点灯制御部とを備える
ことを特徴とする点灯回路。
【請求項２】
前記逆流抑制素子と前記インバータ部との間の電力流通路に接続され、前記点灯制御部に対し制御用電力を供給するための第２電力流通路を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
【請求項３】
前記整流部と前記平滑部との間は、２線式の電力流通路で接続されており、
前記逆流抑制素子は、前記整流部と前記平滑部との間の前記２線式の電力流通路の各線に介挿されている
ことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
【請求項４】
前記点灯制御部には、タイマーが含まれており、
前記点灯制御部では、
前記発光管に前記交流電力が供給され始めた時点で前記タイマーによる計時を開始し、且つ、前記第１電力流通路を閉状態とし、
前記計時開始から所要時間経過時点で前記タイマーによる計時を終了し、且つ、前記第１電力流通路を開状態とする
ことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
【請求項５】
前記タイマーは、コンデンサ素子と抵抗素子とを含む時定数回路で構成されており、前記コンデンサ素子への充電時間および放電時間の何れかをもって前記計時を実行するものであって、
前記点灯制御部は、第１電力流通路を開閉するＦＥＴ素子またはバイポーラトランジスタ素子を含み構成されており、前記ＦＥＴ素子またはバイポーラトランジスタ素子における不飽和領域を用い前記第１電力流通路を開状態または閉状態とする
ことを特徴とする請求項４に記載の点灯回路。
【請求項６】
前記整流部へ入力される交流電力の経路において、前記整流部よりも上流側には、前記発光体の温度に応じて当該経路を開状態とする温度ヒューズが介挿されている
ことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
【請求項７】
放電により発光する発光管と、
前記発光管に対し近接配置された発光体と、
請求項１の点灯回路とを備える
ことを特徴とする放電ランプ。
【請求項８】
電力供給対象の一方である前記発光体は、フィラメントが発熱および発光するフィラメント電球である
ことを特徴とする請求項７に記載の放電ランプ。
【請求項９】
前記発光管は、内方に空間を有する状態で、仮想軸廻りを螺旋状に旋回する２つの旋回部を有する二重螺旋形状を有し、
前記発光体は、前記発光管の前記内方の空間に対し、前記発光管の外壁と近接する状態で内挿されている
ことを特徴とする請求項７に記載の放電ランプ。
【請求項１０】
前記発光管は、放電路の両端部分の各々に電極を有し、且つ、前記放電路中における前記電極の近傍領域に補助アマルガムを有する
ことを特徴とする請求項７に記載の放電ランプ。
【請求項１１】
前記点灯回路は、ケースで覆われており、
前記ケースの一端部には、口金が取り付けられている
ことを特徴とする請求項７に記載の放電ランプ。
【請求項１２】
前記発光管は、透光性のグローブで覆われている
ことを特徴とする請求項７に記載の放電ランプ。
【請求項１３】
請求項７の放電ランプを備える
ことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプ用の点灯回路とこれを備える放電ランプおよび照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギ化促進という社会的要請に応えるべく、照明分野においても、従来一般的に用いられてきた白熱電球に替えて蛍光ランプが用いられるようになっている。蛍光ランプは、白熱電球に比べて高い効率を有し、中でも白熱電球用のソケットにそのまま装着できる電球形蛍光ランプが普及してきている。【０００３】
電球形蛍光ランプは、ホルダーに取り付けられた発光管と、当該発光管を点灯駆動するための点灯回路（電子安定器）とを有し、点灯回路がケース内に収納された構造を有する。なお、ケースの一端部には、例えばＥ型の口金が取り付けられている。【０００４】
発光管は、屈曲ガラス管の管両端部にフィラメントコイル電極が気密封止され、屈曲ガラス管の内壁には蛍光体層が形成されている。そして、発光管の内部には、２５３．７［ｎｍ］紫外放射物質としての水銀（Ｈｇ）と、緩衝ガスとしてのネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）ガスなどとが主に封入されている。【０００５】
点灯回路は、シリーズインバータ方式などに基づくインバータ回路を有し構成されている。【０００６】
ところで、電球形蛍光ランプなどの放電ランプにおいては、発光管における水銀からの放射紫外線が、発光管内部での水銀蒸気圧に大きく左右され、このために水銀蒸気圧が下がった状態での始動直後においては、光束が不足する。特に、効率の向上を図るべく、放電路長が長い二重螺旋形状の発光管を採用する場合にあっては、周囲の温度が低い状態では十分な立ち上り光束を確保することができない場合がある。【０００７】
このような問題の解消を図るために、発光管に隣接させてフィラメント電球を補助的に配し、始動時の一定期間だけフィラメント電球を点灯させるという技術が提案されている（例えば、特許文献１、２）。このうち、特許文献２で提案されている回路構成について、図１０を用い説明する。【０００８】
図１０に示すように、特許文献２で提案されている電球形蛍光ランプでは、商用電源から入力される交流電力は整流器９４１で整流され、平滑器９４２で平滑され、スイッチング・安定器９４３で高周波交流に変換されて発光管９１０に供給される。発光管９１０には、予熱回路９４４も接続されている。【０００９】
また、商用電源からの交流電力の入力経路となる配線Ｌ９１、Ｌ９２には、電球点灯制御器９４６を介して補助電球９３０に接続されている。このような構造を有する電球形蛍光ランプでは、始動時から一定の時間、補助電球９３０を点灯させることにより、発光管９１０の立ち上り光束を高いものとすることができる。
【特許文献１】特開２０００−１６４１７４号公報
【特許文献２】米国特許５４９１３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献２をはじめとする従来技術に係る電球形蛍光ランプでは、発光管に隣接させて補助電球を備える場合に、回路構成の観点からサイズの小型化、低コスト化が困難である。即ち、図１０に示すように、電球点灯制御器９４６は、配線Ｌ９１、Ｌ９２から交流電力の供給を受けているので、電球点灯制御器９４６が交流電力の電圧変換による影響を受けないようにするために、直流へと変換する回路（整流および平滑などの回路）を備える必要があり、回路構成が複雑となる。【００１１】
また、図１０の拡大部分に示すように、上記従来の電球形蛍光ランプでは、電球点灯制御器９４６におけるサイリスタ素子ＳＣＲおよびダイオードＤにより交流電力が半波整流され、この半波整流された電力が補助電球９３０に供給される構成とされている。半波整流された電圧は、商用電圧の（１／√２）となり、半波整流電圧専用のフィラメント仕様とした電球を補助電球９３０として用いなければならず、一般に市販されているフィラメント仕様の電球を用いることができない。全波整流された電力を補助電球９３０に供給しようとする場合には、補助電球９３０用として別途整流回路が必要となり、回路部品点数が増加する。即ち、電球点灯制御器９４６にも全波整流回路を内蔵することが必要となる。【００１２】
なお、電球点灯制御器９４６に対して、平滑器９４２とスイッチング・安定器９４３との間の配線Ｌ９６、Ｌ９７から電球点灯制御器９４６に電力を供給しようとする場合には、通常の電球形蛍光ランプで用いられるスイッチング・安定器９４３では出力が不足することになり、平滑電圧のリップルが増加して発光管９１０の点灯維持が困難となってしまう。【００１３】
本発明は、上記問題を解決しようとなされたものであって、発光管に近接する発光体を備えることで高い立ち上り光束が得られる放電ランプに対応できるとともに、回路構成を複雑にすることなく補助電球の正確な点灯制御を実現できる放電ランプ用の点灯回路とこれを備える放電ランプおよび照明装置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】
【００１４】
本発明は、上記目的を達成するために、次の構成を採用する。【００１５】
本発明に係る点灯回路は、放電により発光する発光管と、発光管に対し近接配置され、発光管よりも高い光束立ち上り特性を有する発光体とに対して電力供給を行う。そして、本発明に係る点灯回路は、ａ）整流部と、ｂ）平滑部と、ｃ）インバータ部と、ｄ）逆流抑制素子と、ｅ）第１電力流通路と、ｆ）点灯制御部とを主な構成要素として備える。【００１６】
ａ）整流部は、入力された交流電力を整流する構成要素である。【００１７】
ｂ）平滑部は、整流部において整流された脈流電力を平滑して直流電力とする構成要素である。【００１８】
ｃ）インバータ部は、平滑部において平滑化された直流電力を交流電力に変換して発光管に対し供給する構成要素である。【００１９】
ｄ）逆流抑制素子は、整流部と平滑部との間の電力流通路中に介挿され、平滑された直流電力が整流部の側へと逆流するのを抑制する素子である。【００２０】
ｅ）第１電力流通路は、整流部と逆流抑制素子との間の電力流通路に接続され、発光体に対して脈流電力を供給するための電力流通路である。【００２１】
ｆ）点灯制御部は、第１電力流通路の開閉を制御する構成要素である。【００２２】
なお、上記の発光管と発光体との配置関係において、「近接」とは、発光管と発光体との間隙が、０［ｍｍ］よりも大きく、３．０［ｍｍ］以下であることをいう。【００２３】
また、本発明に係る放電ランプは、上記本発明に係る点灯回路を備えることを特徴とする。【００２４】
さらに、本発明に係る照明装置は、上記本発明に係る放電ランプを備えることを特徴とする。なお、照明装置とは、放電ランプと各種器具とが組み合わされ構成されたものを指す。そして、各種器具とは、例えば、反射鏡、かさ、カバーや密閉器具などを指す。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る点灯回路は、発光体に対しては第１電力流通路を通して電力を供給する。そして、第１電力流通路は、整流部と逆流抑制素子との間の電力流通路に接続されている。これより、本発明に係る点灯回路では、平滑部とインバータ部との間の電力流通路から発光体のための電力を供給するような場合に比べて、発光管の始動時において、平滑部におけるコンデンサ容量の不足といった問題を生じることがない。即ち、発光体への供給電力を平滑部とインバータ部との間の電力流通路に接続する場合には、発光体への供給電力の分だけ平滑電圧のリップルが増加し、このために発光管の点灯が困難となることが考えられる。【００２６】
これに対して、本発明に係る点灯回路では、整流部と逆流抑制素子との間の電力流通路から発光体へ供給の脈流電力を取り出すので、平滑部のコンデンサ容量を大きくしなくても上記平滑電圧のリップルの増加といった問題を生じることがない。さらに、本発明に係る点灯回路では、発光体に対し非平滑の全波整流された電力が供給されるので、商用電源を供給するのと同じ条件となり、例えば、発光体としてフィラメント電球を採用する場合には、一般に市販されているフィラメント仕様をそのまま採用することが可能であり、設計面およびコスト面で優位である。【００２７】
また、本発明に係る点灯回路では、点灯制御部に別途整流回路を設けなくても発光体に対し全波整流電力が供給可能であるので、回路部品点数の増加が抑えられる。【００２８】
従って、本発明に係る点灯回路では、発光管に近接する発光体を備えることで高い立ち上り光束が得られる放電ランプに対応できるとともに、回路構成を複雑にすることなく発光体の正確な点灯／消灯制御を実現できる。【００２９】
上記本発明に係る点灯回路では、一例として次のバリエーションを採用することができる。【００３０】
上記本発明に係る点灯回路では、逆流抑制素子とインバータ部との間の電力流通路に接続され、点灯制御部に対し制御用電力を供給するための第２電力流通路を備える、という構成を採用することができる。【００３１】
このような構成を採用する場合には、点灯制御部が整流回路および平滑回路を備えなくても、正確な制御機能を果たすことができる。即ち、図１０に示す特許文献２に係る電球形蛍光ランプでは、電球点灯制御器９４６への制御電力が、整流器９４１よりも上流から供給されているので、電球点灯制御器９４６が整流回路および平滑回路を備えておく必要がある。このため、特許文献２に係る電球形蛍光ランプでは、電球点灯制御器９４６の回路構成が複雑なものとなり、点灯回路の大型化および高コスト化を招くことにもなる。【００３２】
これに対して、本発明に係る点灯回路では、上記のような形態で第２電力流通路を構成しているので、整流回路および平滑回路を点灯制御部に設ける必要がない。このため、本発明に係る点灯回路は、大型化およびコストの上昇を抑制しながら、正確な発光体の点灯制御が実行できる。【００３３】
また、上記本発明に係る点灯回路では、整流部と平滑部との間の接続が、２線式の電力流通路である場合、逆流抑制素子が整流部と平滑部との間の２線式の電力流通路の各線に介挿されている、という構成を採用することもできる。【００３４】
また、上記本発明に係る点灯回路では、点灯制御部にタイマーが含まれた構成を採用し、点灯制御部において、発光管に交流電力が供給され始めた時点でタイマーによる計時を開始し、且つ、第１電力流通路を閉状態とし、計時開始から所要時間経過時点でタイマーによる計時を終了し、且つ、前記第１電力流通路を開状態とする、という構成を採用することもできる。【００３５】
また、上記本発明に係る点灯回路では、タイマーがコンデンサ素子と抵抗素子とを含む時定数回路で構成されており、コンデンサ素子への充電時間および放電時間の何れかをもって計時を実行するものであって、点灯制御部が第１電力流通路を開閉するＦＥＴ素子またはバイポーラトランジスタ素子（半導体素子）を含み構成されており、半導体素子における不飽和領域を用い前記第１電力流通路を開状態または閉状態とする、という構成を採用することもできる。これにより、完全な閉状態に至るまでは、第１電力流通路に流れる突入電流を抑制することができ、一方、完全な開状態に至るまでは、第１電力流通路に流れる電流を徐々に減ずることで、発光体の明るさも徐々に減ずることができる。【００３６】
また、上記本発明に係る点灯回路では、整流部へ入力される交流電力の経路において、整流部よりも上流側に発光体の温度に応じて当該経路を開状態とする温度ヒューズが介挿されている、という構成を採用することもできる。【００３７】
本発明に係る放電ランプは、発光管とこれに近接した状態で配置された発光体とを備える。これより、本発明に係る放電ランプでは、環境温度が低いことなどによって発光管内の水銀蒸気圧が低くなっている場合にあっても、始動時における発光体の発光により、この点灯による光束と、発光体より発せられる熱による発光管の立ち上り光束の向上という効果が得られる。このため、本発明に係る放電ランプでは、発光体の周囲に別途の発光体を備えない従来の放電ランプに比べて、高い立ち上り光束を得ることができる。特に、周囲の温度が低い場合などには有効である。【００３８】
なお、上記における「近接」についても、上述の定義の通りである。【００３９】
また、本発明に係る放電ランプでは、発光管および発光体の点灯のために上記本発明に係る点灯回路を備えているので、上述の本発明に係る点灯回路が奏する効果をそのまま得ることができる。【００４０】
さらに、本発明に係る照明装置では、本発明に係る放電ランプを備えるので、上述の効果をそのまま得ることができる。【００４１】
上記本発明に係る放電ランプでは、一例として次のバリエーションを採用することができる。【００４２】
また、上記本発明に係る放電ランプでは、発光体として、フィラメントが発熱および発光するフィラメント電球を適用することもできる。【００４３】
また、上記本発明に係る放電ランプでは、発光管として、内方に空間を有する状態で、仮想軸廻りを螺旋状に旋回する２つの旋回部を有する二重螺旋形状を有する形態のものを採用し、発光体の前記内方空間に対し発光管の外壁と近接する状態で内挿されている、という構成を採用することができる。【００４４】
また、上記本発明に係る放電ランプでは、点灯駆動の対象とする発光管が、放電路の両端部分の各々に電極を有し、且つ、放電路中における電極の近傍領域に補助アマルガムを有する、という構成を採用することもできる。【００４５】
また、上記本発明に係る放電ランプでは、点灯回路がケースで覆われており、ケースの一端部に口金が取り付けられている、という構成を採用することができる。【００４６】
また、上記本発明に係る放電ランプでは、発光管が透光性のグローブで覆われている、という構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施の形態１に係る電球形蛍光ランプ１の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係る電球形蛍光ランプ１の回路構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る電球形蛍光ランプ１の回路構成の内、電球点灯制御器４６の回路構成を示す回路図である。
【図４】電球形蛍光ランプにおける立ち上り光束特性を示す特性図である。
【図５】実施の形態２に係る電球形蛍光ランプ２の回路構成の内、電球点灯制御器１４６の回路構成を示す回路図である。
【図６】実施の形態３に係る電球形蛍光ランプ３の回路構成の内、電球点灯制御器２４６の回路構成を示す回路図である。
【図７】実施の形態４に係る電球形蛍光ランプ４の回路構成を示すブロック図である。
【図８】その他の例に係る電球形蛍光ランプ５の構成を模式的に示す断面図である。
【図９】電球点灯制御器において、不飽和領域で使用するＦＥＴ素子のゲート電圧の変動を模式的に示す特性図である。
【図１０】従来技術に係る電球形蛍光ランプの回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１、２、３、４、５．電球形蛍光ランプ
１０、１５．発光管
２０、２５．ホルダー
３０．補助電球
４０．点灯回路
４１．整流器
４２．平滑器
４３．スイッチング・安定器
４４．予熱回路
４５ａ、４５ｂ．ダイオード素子
４６、１４６、２４６．電球点灯制御器
４７．温度ヒューズ素子
５０．ケース
６０．口金
７０．グローブ
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下では、本発明を実施するための最良の形態について、一例を示して説明する。なお、以下の説明で用いる形態は、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、その本質的な特徴部分以外に何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
（実施の形態１）
１．電球形蛍光ランプ１の構成
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１は、照明装置の一部として用いられるランプである。本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１の構成について、図１を用い説明する。図１は、電球形蛍光ランプ１の構成を模式的に示す断面図である。【００５０】
図１に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１は、放電ランプの一種であって、二重螺旋形状の発光管１０と、この発光管１０をその端部で保持するホルダー２０と、発光管１０における旋回内の円筒形状の内部空間に配置された発光体である補助電球３０と、発光管１０および補助電球３０を点灯駆動するための点灯回路４０とを有する。【００５１】
発光管１０は、一般の白熱電球６０［Ｗ］代替用で定格電力９［Ｗ］のものであり、仮想軸ＣＬ廻りを旋回する２つの旋回部を有する二重螺旋形状を有している。発光管１０は、その管内の両端部の各々にフィラメントコイル電極が形成され、管内には緩衝ガスとともに、波長２５３．７［ｎｍ］の紫外線放射物質としての水銀（Ｈｇ）が封入されている。緩衝ガスとしては、例えば、アルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）などが採用されている。また、図１では図示を省略しているが、発光管１０の放電空間における電極の近傍には、補助アマルガムが配設されている。【００５２】
補助電球３０は、例えば、定格電力２０［Ｗ］のフィラメント電球であって、円筒状の外観形状を有している。また、補助電球３０は、発光管１０に比べて高い光束立ち上がり特性を有するものである。補助電球３０の外面は、発光管１０の外壁に対して近接状態となっている。発光管１０と補助電球３０の外面同士の距離は、短すぎると振動衝撃等により、互いが接触し破損が生じるおそれがあり、逆に長すぎると、熱の有効な利用ができなくなる。これより、互いの外面同士の距離は、１〜３［ｍｍ］であることが好ましく、２［ｍｍ］程度であることがより好ましい。発光管１０および補助電球３０は、ホルダー２０に設けられた挿入孔にそれぞれ挿入され、ホルダー２０の裏面側でシリコーン樹脂などを用い固定されている。【００５３】
点灯回路４０は、シリーズインバータ方式などに基づくインバータ回路から構成されている。点灯回路４０は、略円形状のプリント基板をベースに構成されている。点灯回路４０は、ホルダー２０の下側に取り付けられている。【００５４】
さらに、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、点灯回路４０が配置された部分がケース５０で覆われており、ケース５０の下側端部には、口金６０が取り付けられている。また、発光管１０の周囲は、透光性を有するグローブ７０で覆われている。【００５５】
２．回路構成
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１の回路構成について、図２を用い説明する。【００５６】
図２に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１の点灯回路４０は、商用電源側から発光管１０に向けた電力経路上において、整流器４１、平滑器４２およびスイッチング・安定器４３の順に接続された構成を有している。また、発光管１０には、予熱回路４４も接続されている。整流器４１と平滑器４２との間の電力流通路である配線Ｌ１、Ｌ２には、逆流抑制素子としてのダイオード素子４５ａ、４５ｂが挿入されている。ここで、スイッチング・安定器４３は、インバータ部としての機能を有する。【００５７】
なお、本実施の形態に係る点灯回路４０では、倍電圧方式が採用されているため、平滑器４２からの出力電圧は、整流器４１への入力電圧（実効値）の約２．８倍となる。例えば、商用電源の電圧（実効値）が１００［Ｖ］である場合には、平滑器４２からの出力電圧は約２８０［Ｖ］となる。【００５８】
また、電球形蛍光ランプ１の点灯回路４０には、補助電球３０への電力供給のための配線Ｌ５、Ｌ６が、それぞれ配線Ｌ１、Ｌ２におけるダイオード素子４５ａ、４５ｂよりも上流側で接続されている。配線Ｌ６には、電球点灯制御器４６が介挿されている。【００５９】
電球点灯制御器４６は、発光管１０の始動に連動して配線Ｌ６を閉状態とし、一定時間経過の時点で開状態とするタイマー機能を有する。電球点灯制御器４６の制御用電力は、平滑器４２とスイッチング・安定器４３との間の配線Ｌ３、Ｌ４に接続された配線Ｌ７、Ｌ８を通して供給されるようになっている。【００６０】
点灯回路４０の構成中、配線Ｌ１、Ｌ２中に介挿されているダイオード素子４５ａ、４５ｂは、平滑器４２のコンデンサ素子（図示を省略。）にチャージされた電流が補助電球３０の側へと逆流するのを防ぐために設けられている。【００６１】
ここで、補助電球３０には、図２の左側に示すように、全波整流波形を有する脈流電力が供給されるのに対し、電球点灯制御器４６には、図２の右側に示すように、全波平滑波形を有する電力が供給される。このため、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１の点灯回路４０では、電球点灯制御器４６の回路構成中に平滑器を設けていない。【００６２】
なお、図２では図示を省略しているが、スイッチング・安定器４３の内部にＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）フィルタを有している。ＥＭＣフィルタは、スイッチング・安定器４３からの電磁妨害波を除去するためのフィルタであり、商用電源と整流器４１との間に介挿される一般的な回路構成を採用することもできる。【００６３】
３．電球点灯制御器４６の具体例
電球形蛍光ランプ１の点灯回路４０の内、電球点灯制御器４６の構成の具体例について、図３を用い説明する。【００６４】
図３に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、電球点灯制御部４６が、２つのトランジスタ素子Ｑ１、Ｑ２と、２つのコンデンサ素子Ｃ１、Ｃ２と、１つのツェナーダイオード素子Ｚ１と、４つの抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４とから構成されている。配線Ｌ５は、補助電球３０の一方の端子に接続され、補助電球３０の他方の端子は、トランジスタ素子Ｑ１におけるドレインに接続されている。【００６５】
トランジスタ素子Ｑ１のソースは、配線Ｌ６に接続されており、配線Ｌ６には、コンデンサ素子Ｃ１、Ｃ２、およびトランジスタ素子Ｑ２のエミッタ、および抵抗素子Ｒ３に接続されている。コンデンサ素子Ｃ１は、ツェナーダイオード素子Ｚ１および抵抗素子Ｒ４を介して、トランジスタ素子Ｑ２のベースに接続されている。【００６６】
トランジスタ素子Ｑ２のコレクタは、トランジスタ素子Ｑ１のゲートに接続されるとともに、コンデンサ素子Ｃ２および抵抗素子Ｒ２、Ｒ３と接続されている。さらに、コンデンサ素子Ｃ１は、抵抗Ｒ１を介して、配線Ｌ７に接続されている。【００６７】
なお、図３に示す具体例においては、図２の配線Ｌ８を配線Ｌ６が兼ねている。【００６８】
４．点灯駆動における電球点灯制御器４６の動作
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、駆動に際して、電球点灯制御器４６が計時動作を実行し、始動から一定時間経過までの間、補助電球３０を点灯させる。具体的には、次のような動作を行う。【００６９】
ａ）  電球形蛍光ランプ１への電源がオンされると、発光管１０の点灯が開始するとともに、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２を介してトランジスタ素子Ｑ１が導通状態となり、補助電球３０も点灯を開始する。また、このとき電球点灯制御器４６には、抵抗素子Ｒ１を通り、コンデンサ素子Ｃ１への充電が開始される。ここで、コンデンサ素子Ｃ１の容量などは、タイマー時間に応じて設定されている。本実施の形態では、例えば、タイマー時間が６０［ｓｅｃ．］となるように設定されている。【００７０】
上記において、電球点灯制御器４６では、コンデンサ素子Ｃ１と抵抗素子Ｒ１とが時定数回路によるタイマーを構成している。【００７１】
また、コンデンサ素子Ｃ２、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の定数により、導通常体となる前に不飽和領域を用い、一定期間、トランジスタ素子Ｑ１のドレイン−ソース間のインピーダンスを高く維持し、電球点灯時に流れる電球への突入電流を抑制するよう設定されている。【００７２】
ｂ）  コンデンサ素子Ｃ１の充電が進むことにより、ツェナーダイオード素子Ｚ１の閾値電圧に達した時点でトランジスタ素子Ｑ２のベース−エミッタ間が通電状態となる。【００７３】
ｃ）  トランジスタ素子Ｑ２のベース−エミッタ間が通電状態になると、トランジスタ素子Ｑ２のコレクタ−エミッタ間に電流が流れることになる。【００７４】
ｄ）  トランジスタ素子Ｑ２のコレクタ−エミッタ間に電流が流れることによりトランジスタ素子Ｑ１のゲート−ソース間が短絡状態となる。そして、トランジスタ素子Ｑ１のゲート−ソース間が短絡状態となることにより、補助電球３０は消灯する。【００７５】
５．立ち上り光束
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、発光管１０の近接させて補助電球３０を配している。そして、上述のように始動時から一定時間経過時点まで補助電球３０を点灯させている。このような点灯駆動を実行する電球形蛍光ランプ１の立ち上り光束について、図４を用い説明する。図４では、補助電球３０を備えない従来の電球形蛍光ランプの光束をＡ線で示し、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１の光束をＢ線で示している。なお、図４に示す電球形蛍光ランプの立ち上り光束は、ランプ周囲温度を５[℃］で一定に保った状態で測定したデータである。【００７６】
図４のＡ線で示すように、補助電球３０を備えない従来の電球形蛍光ランプでは、始動時には定格の約１０［％］程度の光束しか得られないのに対し、Ｂ線で示す電球形蛍光ランプ１では、約３５［％］程度の高い光束を得ることができる。これは、補助電球３０の点灯による光と、これに起因して発光管１０の立ち上り光束も向上したことによるものであると考えられる。【００７７】
本実施の形態では、始動後６０［ｓｅｃ．］経過の時点で補助電球３０は消灯されるように設定している。このため、６０［ｓｅｃ．］の時点で、光束が約６５［％］から約５０［％］へと一旦低下する。しかし、補助電球３０が消灯した場合においても、Ａ線で示す従来の電球形蛍光ランプに比べて２５［ポイント］高い光束を得られる。【００７８】
なお、ランプ始動時において、定格の２５［％］程度の光束が得られれば、実質的に問題を生じることはないと考えられる。即ち、ランプ始動時において、定格の２５［％］程度の光束が得られれば、ユーザが不具合を感じることがないと考えられる。【００７９】
６．優位性
ａ）発光管１０
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、二重螺旋形状の発光管１０を採用している。このため、Ｕ字状の発光管を採用する場合に比べて、同じ占有容積で長い放電路を確保することができ、小型化と高効率化とをなし得る。よって、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１は、白熱電球と同等のサイズへの小型化の要求と、さらなるランプ効率の向上との要望に対応できる。【００８０】
ｂ）補助電球３０
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、図１に示すように、発光管１０に近接した状態で補助電球３０が配置されている。このため、電球形蛍光ランプ１では、環境温度が低いことなどによって発光管１０内の水銀蒸気圧が低くなっている場合にも、始動時における補助電球３０の発光により、この点灯による光束と、発生の熱とによって発光管１０の立ち上り光束の向上という効果が得られる。よって、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、従来の電球形蛍光ランプに比べて、高い立ち上り光束を得ることができる。【００８１】
また、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、補助電球３０に対し非平滑の全波整流された脈流電力が供給されるので、商用電源を供給するのと同じ条件となり、一般に市販されているフィラメント仕様をそのまま採用することが可能であり、設計面およびコスト面で優位である。【００８２】
また、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、電力流通路Ｌ５、Ｌ６などに別途整流回路を設けなくても補助電球３０に対し全波整流電力が供給可能であるので、回路部品点数の増加が抑えられる。【００８３】
ｃ）電球点灯制御器４６への制御電力
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、図２に示すように、補助電球３０への電力供給を、整流器４１の下流であって、ダイオード素子４５ａ、４５ｂの上流側に接続された配線Ｌ５、Ｌ６によって行う構成となっている。このような構成を採用する電球形蛍光ランプ１の点灯回路４０では、図１０に示すような構成を採用する従来技術に比べて、発光管１０の始動時において、平滑器４２におけるコンデンサ素子の容量不足といった問題を生じることがない。即ち、補助電球３０への供給電力を平滑器４２とスイッチング・安定器４３との間から取り出す場合には、補助電球３０への供給電力の分だけ平滑電圧のリップルが増加し、このために発光管１０の点灯が困難となることが考えられる。【００８４】
これに対して、本実施の形態に係る点灯回路４０では、整流器４１とダイオード素子４５ａ、４５ｂとの間に接続された配線Ｌ５、Ｌ６を通して補助電球３０へ電力供給するので、平滑器４２のコンデンサ容量を大きくしなくても上記平滑電圧のリップルの増加といった問題を生じることがない。【００８５】
また、図２に示すように、本実施の形態に係る点灯回路４０では、電球点灯制御器４６に対しては配線Ｌ７、Ｌ８を通して電力が供給される。そして、配線Ｌ７、Ｌ８は、ダイオード素子４５ａ、４５ｂとスイッチング・安定器４３との間の配線Ｌ３、Ｌ４に接続されている。このような構成を採用することにより、本実施の形態に係る点灯回路４０では、電球点灯制御器４６が平滑回路を備えなくても、制御動作に問題を生じることはない。よって、本実施の形態に係る点灯回路４０は、サイズおよびコストの上昇を抑制しながら、正確な発光体の点灯制御が実行できる。【００８６】
従って、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、発光管１０に近接する補助電球３０を備えることで高い立ち上り光束が得られる蛍光ランプに対応できるとともに、回路構成を複雑にすることなく補助電球３０の正確な点灯制御を実現できる。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る電球形蛍光ランプ２の構成について、図５を用い説明する。なお、図５に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ２は、電球点灯制御器１４６の構成を除き、上記実施の形態１に係る電球形蛍光ランプ１と変わるところはないので、その説明を省略する。【００８７】
図５に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ２の電球点灯制御器１４６は、１つのＦＥＴ素子Ｆ１１と、２つのツェナーダイオード素子Ｚ１１、Ｚ１２と、１つのコンデンサ素子Ｃ１１と、２つの抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１２と、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子Ｐ１１とから構成されている。【００８８】
配線Ｌ５、Ｌ６は、補助電球３０およびＦＥＴ素子Ｆ１１を介して接続されている。配線Ｌ７は、ＰＴＣ素子Ｐ１１に接続され、ＰＴＣ素子Ｐ１１の他方は抵抗Ｒ１１に接続されている。ＰＴＣ素子Ｐ１１と抵抗素子Ｒ１１との中間点は、２つのツェナーダイオード素子Ｚ１１、Ｚ１２を介して、ＦＥＴ素子Ｆ１１のゲートに接続されている。【００８９】
ツェナーダイオード素子Ｚ１２とＦＥＴ素子Ｆ１１のゲートとの間と、配線Ｌ６との間には、コンデンサ素子Ｃ１１および抵抗素子Ｒ１２が接続されている。【００９０】
電球形蛍光ランプ２では、点灯始動時において、配線Ｌ７を通り電流が流れる。このとき、ＰＴＣ素子Ｐ１１の分圧がツェナーダイオード素子Ｚ１１の閾値を超えている間は、コンデンサ素子Ｃ１１が充電され（充電容量＞放電容量）、ＦＥＴ素子Ｆ１１のゲート−ソース間に閾値を超える電圧が印加される。これにより、ＦＥＴ素子Ｆ１１のソース−ドレイン間が通電状態となり、点灯始動時に補助電球３０が点灯する。【００９１】
点灯始動時からの時間経過とともに、ＰＴＣ素子Ｐ１１の内部温度が上昇し、この温度上昇に伴ってＰＴＣ素子Ｐ１１の抵抗値が上昇する。ＰＴＣ素子Ｐ１１の抵抗値がある一定のレベルに達した時点で、ツェナーダイオード素子Ｚ１１の閾値との関係で、コンデンサ素子Ｃ１１が充電されなくなるため（充電容量＜放電容量）、コンデンサ素子Ｃ１１の電圧が徐々に低下する。コンデンサ素子Ｃ１１の電圧がＦＥＴ素子Ｆ１１の閾値よりも低下した時点で、ＦＥＴ素子Ｆ１１のソース−ドレイン間が開状態となり、補助電球３０が消灯する。【００９２】
本実施の形態に係る電球点灯制御器１４６では、ＦＥＴ素子Ｆ１１のゲート−ソースに並列接続されているコンデンサ素子Ｃ１１の放電時間により、ＦＥＴ素子Ｆ１１の不飽和領域におけるインピーダンスの増加率を調整できるため、補助電球３０が徐々に暗くなる時間を調整することができる。【００９３】
なお、ＦＥＴ素子Ｆ１１の代わりにバイポーラトランジスタ素子を用いることでも不飽和領域を使用して上記同様の効果を奏することができる。【００９４】
また、電球点灯制御器１４６におけるタイマー設定時間は、ＰＴＣ素子Ｐ１１、抵抗素子Ｒ１１およびツェナーダイオード素子Ｚ１１、Ｚ１２およびコンデンサ素子Ｃ１１の各値の設定により決められている。本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様に、点灯開始から６０［ｓｅｃ．］経過時点で補助電球３０が消灯するように設定されている。
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る電球形蛍光ランプ３の構成について、図６を用い説明する。なお、図６に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ３は、電球点灯制御器２４６の構成を除き、上記実施の形態１、２に係る電球形蛍光ランプ１、２と変わるところはないので、その説明を省略する。【００９５】
図６に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ３の電球点灯制御器２４６は、１つのサイリスタ（Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）素子Ｓ２１と、２つのツェナーダイオード素子Ｚ２１、Ｚ２２と、１つのコンデンサ素子Ｃ２１と、２つの抵抗素子Ｒ２１、Ｒ２２と、ＰＴＣ素子Ｐ２１とから構成されている。即ち、本実施の形態に係る電球点灯制御器２４６は、上記実施の形態２に係る電球点灯制御器１４６に対してＦＥＴ素子Ｆ１１の代わりに、サイリスタ素子Ｓ２１を用いている点が相違している。【００９６】
補助電球３０の点灯から消灯に至るまでの動作については、基本的に上記実施の形態２に係る点灯回路と同一である。よって、その説明を省略する。
（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る電球形蛍光ランプ４の構成について、図７を用い説明する。【００９７】
図７に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ４は、整流器４１よりも電流経路の上流側に温度ヒューズ素子４７が介挿されているところに構成上の特徴を有する。具体的には、電流経路上において、整流器４１と口金６０（図１を参照。）との間の配線Ｌ９中に温度ヒューズ素子４７が介挿されている。【００９８】
なお、温度ヒューズ素子４７の具体的配置場所は、ケース５０内であれば特に限定はないが、点灯回路における基板上の中でも、できるだけ中心軸ＣＬ（図１を参照。）に近く、補助電球３０の温度を的確に検知できる箇所とすることが望ましい。【００９９】
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ４における温度ヒューズ素子４７は、何らかの原因で電球点灯制御器４６が制御不能に陥った場合などにおいても、補助電球３０が点灯し続けるような事態を防止するためである。このため、温度ヒューズ素子４７は、例えば、１４０［℃］で切れる仕様のものが選定される。【０１００】
ここで、図１０に示す従来の電球形蛍光ランプでは、電球点灯制御器９４６が制御不能になった場合には補助電球９３０が点灯し続けるような事態も生じ得る。この場合には、場合によってはケース内が非常に高温となることも想定される。【０１０１】
これに対して、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ４では、仮に電球点灯制御器４６が制御不能に陥った場合にも、温度ヒューズ素子４７が規定温度に達した時点で回路を遮断する。このため、電球点灯制御器４６が制御不能となった場合にあっても、補助電球３０が点灯し続けるという事態を回避することができる。従って、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ４は、上記実施の形態１に係る電球形蛍光ランプ１が有する優位性を有しているのに加えて、より高い安全性を有する。
（その他の事項）
上記実施の形態１〜４に係る電球形蛍光ランプ１〜４では、電球点灯制御器４６、１４６、２４６への供給のための配線（電力流通路）Ｌ７、Ｌ８が平滑器４２とスイッチング・安定器４３との間の配線（電力流通路）Ｌ３、Ｌ４に接続されており、これより上記実施の形態１〜４に係る電球形蛍光ランプ１〜４では、電球点灯制御器４６、１４６、２４６に別途整流器や平滑器を設けなくてもよい、という優位性を有する。しかし、本発明では、必ずしも電球点灯制御器４６、１４６、２４６へ電力供給のための配線を上記配線Ｌ３、Ｌ４に接続する必要はない。このような構成とする場合にあっても、上述のように、本発明では、補助電球３０として一般に市販されているフィラメント仕様の電球を用いることができるという優位性を有する。【０１０２】
上記実施の形態１〜４では、図１に示すように、発光管１０の周囲がグローブ７０で覆われた構造のタイプの電球形蛍光ランプ１〜４を適用したが、グローブ７０は必須の構成要件ではない。例えば、図８に示すように、グローブを有しない電球形蛍光ランプ５などに本発明の構成を採用することもできる。即ち、発光管１５の旋回における内方に補助電球３０を配置し、点灯回路４０として上記同様の構成を採用することにより、上記実施の形態１〜４と同様の効果を得ることができる。【０１０３】
また、上記実施の形態１〜４に係る電球形蛍光ランプ１〜４では、回路構成において、配線Ｌ１、Ｌ２にダイオード素子４５ａ、４５ｂを介挿させ、平滑器４２におけるコンデンサ素子にチャージされた電流が補助電球３０へと逆流するのを抑制することとした。しかし、本発明では、このような逆流抑制素子として、必ずしもダイオード素子４５ａ、４５ｂを適用する必要はなく、例えば、トランジスタ素子などを採用することもできる。【０１０４】
また、図１に示すように、上記実施の形態１〜４では、補助電球３０として円筒状のシリカ電球を採用しているが、電球の種類および外観形状についてはこれに限定されるものではない。例えば、補助電球としてクリプトン電球やＫＴクリプトン電球などを採用することもできる。さらに、高輝度ＬＥＤなどを用いることもできる。補助電球の形状については、円筒型だけではなく、例えば、ナツメ型などを採用することもできる。【０１０５】
また、上記実施の形態１〜４では、発光管１０、１５における電極の近傍領域に補助アマルガムが配設されてなる構成を採用したが、必ずしも補助アマルガムを備えなくても、十分な立ち上り光束を確保することができる。例えば、図４に示すように、実施の形態１に係る電球形蛍光ランプ１に対して、補助アマルガムを配設しないことだけを構成上の差異とする電球形蛍光ランプ（Ｃ線で示す。）でも、始動直後（初期立ち上り時）における光束比率が約３０［％］確保されており、実質的に問題を生じることはない。なお、図４に示す電球形蛍光ランプの立ち上り光束は、ランプ周囲温度を５[℃］で一定に保った状態で測定したデータである。【０１０６】
また、上記実施の形態１〜４では、電球形蛍光ランプ１〜４の一構成要素として点灯回路４０を備える構成を採用しているが、点灯回路が必ずしも電球形蛍光ランプの一構成要素として内蔵されている構成である必要はない。例えば、蛍光ランプとは別体の点灯回路について、本発明に係る点灯回路を採用することも可能であり、その場合にも上記同様の効果を得ることができる。【０１０７】
また、図３、５、６などで示した電球点灯制御器４６、１４６、２４６などの回路構成は、あくまでも一例であって、同様の動作を保証できるものであれば、これに限定されることはない。【０１０８】
ここで、電球点灯制御器におけるＦＥＴ素子のゲート電圧を、補助電球３０の点灯状態から消灯状態に至るまでの経過を追って、図９（ａ）〜（ｃ）を用い説明する。図９（ａ）に示すように、ＦＥＴ素子のゲート電圧が閾値電圧を超えている場合には、補助電球３０は点灯する。次に、ゲート電圧に整流器４１から脈動（リプル）を重畳した電圧を用い、徐々に印加電圧を降下させてゆくと、ＦＥＴ素子のゲート電圧が閾値電圧を繰り返し上下することになる（図９（ｂ）を参照）。そして、上記印加電圧を徐々に降下させることにより、オフ期間が長くなる。図９（ｃ）に示すように、ＦＥＴ素子のゲート電圧が閾値電圧を下回ると、補助電球３０が消灯される。このように、ＦＥＴ素子の不飽和領域を用いるのと同様に、補助電球３０を徐々に暗くできる効果を得ることができ、且つ、ＦＥＴ素子の不飽和領域を用いる場合に比べて、その発熱を抑制することができる。【０１０９】
また、上記実施の形態１〜４では、発光管１０として定格電力９［Ｗ］の二重螺旋形状のものを採用しているが、発光管の定格電力およびタイプなどはこれに限定されるものではない。例えば、Ｕ字状管を複数組み合わせたタイプの発光管などを備えるものにも適用することもできる。なお、補助電球３０の定格電力およびサイズなどについては、発光管１０の形状や電力（白熱電球相当；４０[Ｗ]〜１００[Ｗ]）などに関連して適宜変更できる。例えば、１５［Ｗ］〜３０［Ｗ］程度の補助電球を用いることが現実的である。【０１１０】
また、上記実施の形態１〜４では、倍電圧の平滑方式を採用する点灯回路を一例として説明したが、本発明は、これに限らず整流電圧を平滑する方式のインバータにおいて全ての場合で適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、光束の高い立ち上り特性を有し、サイズおよびコストの上昇を抑制できる点灯回路とこれを備える放電ランプおよび照明装置を実現するのに有用である。
【図１】
2009087729.tif 000003
【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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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年6月23日(2010.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】点灯回路とこれを備える放電ランプおよび照明装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプ用の点灯回路とこれを備える放電ランプおよび照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギ化促進という社会的要請に応えるべく、照明分野においても、従来一般的に用いられてきた白熱電球に替えて蛍光ランプが用いられるようになっている。蛍光ランプは、白熱電球に比べて高い効率を有し、中でも白熱電球用のソケットにそのまま装着できる電球形蛍光ランプが普及してきている。
【０００３】
電球形蛍光ランプは、ホルダーに取り付けられた発光管と、当該発光管を点灯駆動するための点灯回路（電子安定器）とを有し、点灯回路がケース内に収納された構造を有する。なお、ケースの一端部には、例えばＥ型の口金が取り付けられている。
【０００４】
発光管は、屈曲ガラス管の管両端部にフィラメントコイル電極が気密封止され、屈曲ガラス管の内壁には蛍光体層が形成されている。そして、発光管の内部には、２５３．７［ｎｍ］紫外放射物質としての水銀（Ｈｇ）と、緩衝ガスとしてのネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）ガスなどとが主に封入されている。
【０００５】
点灯回路は、シリーズインバータ方式などに基づくインバータ回路を有し構成されている。
ところで、電球形蛍光ランプなどの放電ランプにおいては、発光管における水銀からの放射紫外線が、発光管内部での水銀蒸気圧に大きく左右され、このために水銀蒸気圧が下がった状態での始動直後においては、光束が不足する。特に、効率の向上を図るべく、放電路長が長い二重螺旋形状の発光管を採用する場合にあっては、周囲の温度が低い状態では十分な立ち上り光束を確保することができない場合がある。
【０００６】
このような問題の解消を図るために、発光管に隣接させてフィラメント電球を補助的に配し、始動時の一定期間だけフィラメント電球を点灯させるという技術が提案されている（例えば、特許文献１、２）。このうち、特許文献２で提案されている回路構成について、図１０を用い説明する。
【０００７】
図１０に示すように、特許文献２で提案されている電球形蛍光ランプでは、商用電源から入力される交流電力は整流器９４１で整流され、平滑器９４２で平滑され、スイッチング・安定器９４３で高周波交流に変換されて発光管９１０に供給される。発光管９１０には、予熱回路９４４も接続されている。
【０００８】
また、商用電源からの交流電力の入力経路となる配線Ｌ９１、Ｌ９２には、電球点灯制御器９４６を介して補助電球９３０に接続されている。このような構造を有する電球形蛍光ランプでは、始動時から一定の時間、補助電球９３０を点灯させることにより、発光管９１０の立ち上り光束を高いものとすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献１】特開２０００−１６４１７４号公報
【特許文献２】米国特許５４９１３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献２をはじめとする従来技術に係る電球形蛍光ランプでは、発光管に隣接させて補助電球を備える場合に、回路構成の観点からサイズの小型化、低コスト化が困難である。即ち、図１０に示すように、電球点灯制御器９４６は、配線Ｌ９１、Ｌ９２から交流電力の供給を受けているので、電球点灯制御器９４６が交流電力の電圧変換による影響を受けないようにするために、直流へと変換する回路（整流および平滑などの回路）を備える必要があり、回路構成が複雑となる。
【００１０】
また、図１０の拡大部分に示すように、上記従来の電球形蛍光ランプでは、電球点灯制御器９４６におけるサイリスタ素子ＳＣＲおよびダイオードＤにより交流電力が半波整流され、この半波整流された電力が補助電球９３０に供給される構成とされている。半波整流された電圧は、商用電圧の（１／√２）となり、半波整流電圧専用のフィラメント仕様とした電球を補助電球９３０として用いなければならず、一般に市販されているフィラメント仕様の電球を用いることができない。全波整流された電力を補助電球９３０に供給しようとする場合には、補助電球９３０用として別途整流回路が必要となり、回路部品点数が増加する。即ち、電球点灯制御器９４６にも全波整流回路を内蔵することが必要となる。
【００１１】
なお、電球点灯制御器９４６に対して、平滑器９４２とスイッチング・安定器９４３との間の配線Ｌ９６、Ｌ９７から電球点灯制御器９４６に電力を供給しようとする場合には、通常の電球形蛍光ランプで用いられるスイッチング・安定器９４３では出力が不足することになり、平滑電圧のリップルが増加して発光管９１０の点灯維持が困難となってしまう。
【００１２】
本発明は、上記問題を解決しようとなされたものであって、発光管に近接する発光体を備えることで高い立ち上り光束が得られる放電ランプに対応できるとともに、回路構成を複雑にすることなく補助電球の正確な点灯制御を実現できる放電ランプ用の点灯回路とこれを備える放電ランプおよび照明装置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】
【００１３】
本発明は、上記目的を達成するために、次の構成を採用する。
本発明に係る点灯回路は、放電により発光する発光管と、発光管に対し近接配置され、発光管よりも高い光束立ち上り特性を有する発光体とに対して電力供給を行う。そして、本発明に係る点灯回路は、ａ）整流部と、ｂ）平滑部と、ｃ）インバータ部と、ｄ）逆流抑制素子と、ｅ）第１電力流通路と、ｆ）点灯制御部とを主な構成要素として備える。
【００１４】
ａ）整流部は、入力された交流電力を整流する構成要素である。
ｂ）平滑部は、整流部において整流された脈流電力を平滑して直流電力とする構成要素である。
【００１５】
ｃ）インバータ部は、平滑部において平滑化された直流電力を交流電力に変換して発光管に対し供給する構成要素である。
ｄ）逆流抑制素子は、整流部と平滑部との間の電力流通路中に介挿され、平滑された直流電力が整流部の側へと逆流するのを抑制する素子である。
【００１６】
ｅ）第１電力流通路は、整流部と逆流抑制素子との間の電力流通路に接続され、発光体に対して脈流電力を供給するための電力流通路である。
ｆ）点灯制御部は、第１電力流通路の開閉を制御する構成要素である。
【００１７】
なお、上記の発光管と発光体との配置関係において、「近接」とは、発光管と発光体との間隙が、０［ｍｍ］よりも大きく、３．０［ｍｍ］以下であることをいう。
また、本発明に係る放電ランプは、上記本発明に係る点灯回路を備えることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明に係る照明装置は、上記本発明に係る放電ランプを備えることを特徴とする。なお、照明装置とは、放電ランプと各種器具とが組み合わされ構成されたものを指す。そして、各種器具とは、例えば、反射鏡、かさ、カバーや密閉器具などを指す。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る点灯回路は、発光体に対しては第１電力流通路を通して電力を供給する。そして、第１電力流通路は、整流部と逆流抑制素子との間の電力流通路に接続されている。これより、本発明に係る点灯回路では、平滑部とインバータ部との間の電力流通路から発光体のための電力を供給するような場合に比べて、発光管の始動時において、平滑部におけるコンデンサ容量の不足といった問題を生じることがない。即ち、発光体への供給電力を平滑部とインバータ部との間の電力流通路に接続する場合には、発光体への供給電力の分だけ平滑電圧のリップルが増加し、このために発光管の点灯が困難となることが考えられる。
【００２０】
これに対して、本発明に係る点灯回路では、整流部と逆流抑制素子との間の電力流通路から発光体へ供給の脈流電力を取り出すので、平滑部のコンデンサ容量を大きくしなくても上記平滑電圧のリップルの増加といった問題を生じることがない。さらに、本発明に係る点灯回路では、発光体に対し非平滑の全波整流された電力が供給されるので、商用電源を供給するのと同じ条件となり、例えば、発光体としてフィラメント電球を採用する場合には、一般に市販されているフィラメント仕様をそのまま採用することが可能であり、設計面およびコスト面で優位である。
【００２１】
また、本発明に係る点灯回路では、点灯制御部に別途整流回路を設けなくても発光体に対し全波整流電力が供給可能であるので、回路部品点数の増加が抑えられる。
従って、本発明に係る点灯回路では、発光管に近接する発光体を備えることで高い立ち上り光束が得られる放電ランプに対応できるとともに、回路構成を複雑にすることなく発光体の正確な点灯／消灯制御を実現できる。
【００２２】
上記本発明に係る点灯回路では、一例として次のバリエーションを採用することができる。
上記本発明に係る点灯回路では、逆流抑制素子とインバータ部との間の電力流通路に接続され、点灯制御部に対し制御用電力を供給するための第２電力流通路を備える、という構成を採用することができる。
【００２３】
このような構成を採用する場合には、点灯制御部が整流回路および平滑回路を備えなくても、正確な制御機能を果たすことができる。即ち、図１０に示す特許文献２に係る電球形蛍光ランプでは、電球点灯制御器９４６への制御電力が、整流器９４１よりも上流から供給されているので、電球点灯制御器９４６が整流回路および平滑回路を備えておく必要がある。このため、特許文献２に係る電球形蛍光ランプでは、電球点灯制御器９４６の回路構成が複雑なものとなり、点灯回路の大型化および高コスト化を招くことにもなる。
【００２４】
これに対して、本発明に係る点灯回路では、上記のような形態で第２電力流通路を構成しているので、整流回路および平滑回路を点灯制御部に設ける必要がない。このため、本発明に係る点灯回路は、大型化およびコストの上昇を抑制しながら、正確な発光体の点灯制御が実行できる。
【００２５】
また、上記本発明に係る点灯回路では、整流部と平滑部との間の接続が、２線式の電力流通路である場合、逆流抑制素子が整流部と平滑部との間の２線式の電力流通路の各線に介挿されている、という構成を採用することもできる。
【００２６】
また、上記本発明に係る点灯回路では、点灯制御部にタイマーが含まれた構成を採用し、点灯制御部において、発光管に交流電力が供給され始めた時点でタイマーによる計時を開始し、且つ、第１電力流通路を閉状態とし、計時開始から所要時間経過時点でタイマーによる計時を終了し、且つ、前記第１電力流通路を開状態とする、という構成を採用することもできる。
【００２７】
また、上記本発明に係る点灯回路では、タイマーがコンデンサ素子と抵抗素子とを含む時定数回路で構成されており、コンデンサ素子への充電時間および放電時間の何れかをもって計時を実行するものであって、点灯制御部が第１電力流通路を開閉するＦＥＴ素子またはバイポーラトランジスタ素子（半導体素子）を含み構成されており、半導体素子における不飽和領域を用い前記第１電力流通路を開状態または閉状態とする、という構成を採用することもできる。これにより、完全な閉状態に至るまでは、第１電力流通路に流れる突入電流を抑制することができ、一方、完全な開状態に至るまでは、第１電力流通路に流れる電流を徐々に減ずることで、発光体の明るさも徐々に減ずることができる。
【００２８】
また、上記本発明に係る点灯回路では、整流部へ入力される交流電力の経路において、整流部よりも上流側に発光体の温度に応じて当該経路を開状態とする温度ヒューズが介挿されている、という構成を採用することもできる。
【００２９】
本発明に係る放電ランプは、発光管とこれに近接した状態で配置された発光体とを備える。これより、本発明に係る放電ランプでは、環境温度が低いことなどによって発光管内の水銀蒸気圧が低くなっている場合にあっても、始動時における発光体の発光により、この点灯による光束と、発光体より発せられる熱による発光管の立ち上り光束の向上という効果が得られる。このため、本発明に係る放電ランプでは、発光体の周囲に別途の発光体を備えない従来の放電ランプに比べて、高い立ち上り光束を得ることができる。特に、周囲の温度が低い場合などには有効である。
【００３０】
なお、上記における「近接」についても、上述の定義の通りである。
また、本発明に係る放電ランプでは、発光管および発光体の点灯のために上記本発明に係る点灯回路を備えているので、上述の本発明に係る点灯回路が奏する効果をそのまま得ることができる。
【００３１】
さらに、本発明に係る照明装置では、本発明に係る放電ランプを備えるので、上述の効果をそのまま得ることができる。
上記本発明に係る放電ランプでは、一例として次のバリエーションを採用することができる。
【００３２】
また、上記本発明に係る放電ランプでは、発光体として、フィラメントが発熱および発光するフィラメント電球を適用することもできる。
また、上記本発明に係る放電ランプでは、発光管として、内方に空間を有する状態で、仮想軸廻りを螺旋状に旋回する２つの旋回部を有する二重螺旋形状を有する形態のものを採用し、発光体の前記内方空間に対し発光管の外壁と近接する状態で内挿されている、という構成を採用することができる。
【００３３】
また、上記本発明に係る放電ランプでは、点灯駆動の対象とする発光管が、放電路の両端部分の各々に電極を有し、且つ、放電路中における電極の近傍領域に補助アマルガムを有する、という構成を採用することもできる。
【００３４】
また、上記本発明に係る放電ランプでは、点灯回路がケースで覆われており、ケースの一端部に口金が取り付けられている、という構成を採用することができる。
また、上記本発明に係る放電ランプでは、発光管が透光性のグローブで覆われている、という構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態１に係る電球形蛍光ランプ１の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係る電球形蛍光ランプ１の回路構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る電球形蛍光ランプ１の回路構成の内、電球点灯制御器４６の回路構成を示す回路図である。
【図４】電球形蛍光ランプにおける立ち上り光束特性を示す特性図である。
【図５】実施の形態２に係る電球形蛍光ランプ２の回路構成の内、電球点灯制御器１４６の回路構成を示す回路図である。
【図６】実施の形態３に係る電球形蛍光ランプ３の回路構成の内、電球点灯制御器２４６の回路構成を示す回路図である。
【図７】実施の形態４に係る電球形蛍光ランプ４の回路構成を示すブロック図である。
【図８】その他の例に係る電球形蛍光ランプ５の構成を模式的に示す断面図である。
【図９】電球点灯制御器において、不飽和領域で使用するＦＥＴ素子のゲート電圧の変動を模式的に示す特性図である。
【図１０】従来技術に係る電球形蛍光ランプの回路構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下では、本発明を実施するための最良の形態について、一例を示して説明する。なお、以下の説明で用いる形態は、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、その本質的な特徴部分以外に何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
（実施の形態１）
１．電球形蛍光ランプ１の構成
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１は、照明装置の一部として用いられるランプである。本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１の構成について、図１を用い説明する。図１は、電球形蛍光ランプ１の構成を模式的に示す断面図である。
【００３７】
図１に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１は、放電ランプの一種であって、二重螺旋形状の発光管１０と、この発光管１０をその端部で保持するホルダー２０と、発光管１０における旋回内の円筒形状の内部空間に配置された発光体である補助電球３０と、発光管１０および補助電球３０を点灯駆動するための点灯回路４０とを有する。
【００３８】
発光管１０は、一般の白熱電球６０［Ｗ］代替用で定格電力９［Ｗ］のものであり、仮想軸ＣＬ廻りを旋回する２つの旋回部を有する二重螺旋形状を有している。発光管１０は、その管内の両端部の各々にフィラメントコイル電極が形成され、管内には緩衝ガスとともに、波長２５３．７［ｎｍ］の紫外線放射物質としての水銀（Ｈｇ）が封入されている。緩衝ガスとしては、例えば、アルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）などが採用されている。また、図１では図示を省略しているが、発光管１０の放電空間における電極の近傍には、補助アマルガムが配設されている。
【００３９】
補助電球３０は、例えば、定格電力２０［Ｗ］のフィラメント電球であって、円筒状の外観形状を有している。また、補助電球３０は、発光管１０に比べて高い光束立ち上がり特性を有するものである。補助電球３０の外面は、発光管１０の外壁に対して近接状態となっている。発光管１０と補助電球３０の外面同士の距離は、短すぎると振動衝撃等により、互いが接触し破損が生じるおそれがあり、逆に長すぎると、熱の有効な利用ができなくなる。これより、互いの外面同士の距離は、１〜３［ｍｍ］であることが好ましく、２［ｍｍ］程度であることがより好ましい。発光管１０および補助電球３０は、ホルダー２０に設けられた挿入孔にそれぞれ挿入され、ホルダー２０の裏面側でシリコーン樹脂などを用い固定されている。
【００４０】
点灯回路４０は、シリーズインバータ方式などに基づくインバータ回路から構成されている。点灯回路４０は、略円形状のプリント基板をベースに構成されている。点灯回路４０は、ホルダー２０の下側に取り付けられている。
【００４１】
さらに、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、点灯回路４０が配置された部分がケース５０で覆われており、ケース５０の下側端部には、口金６０が取り付けられている。また、発光管１０の周囲は、透光性を有するグローブ７０で覆われている。
【００４２】
２．回路構成
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１の回路構成について、図２を用い説明する。
図２に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１の点灯回路４０は、商用電源側から発光管１０に向けた電力経路上において、整流器４１、平滑器４２およびスイッチング・安定器４３の順に接続された構成を有している。また、発光管１０には、予熱回路４４も接続されている。整流器４１と平滑器４２との間の電力流通路である配線Ｌ１、Ｌ２には、逆流抑制素子としてのダイオード素子４５ａ、４５ｂが挿入されている。ここで、スイッチング・安定器４３は、インバータ部としての機能を有する。
【００４３】
なお、本実施の形態に係る点灯回路４０では、倍電圧方式が採用されているため、平滑器４２からの出力電圧は、整流器４１への入力電圧（実効値）の約２．８倍となる。例えば、商用電源の電圧（実効値）が１００［Ｖ］である場合には、平滑器４２からの出力電圧は約２８０［Ｖ］となる。
【００４４】
また、電球形蛍光ランプ１の点灯回路４０には、補助電球３０への電力供給のための配線Ｌ５、Ｌ６が、それぞれ配線Ｌ１、Ｌ２におけるダイオード素子４５ａ、４５ｂよりも上流側で接続されている。配線Ｌ６には、電球点灯制御器４６が介挿されている。
【００４５】
電球点灯制御器４６は、発光管１０の始動に連動して配線Ｌ６を閉状態とし、一定時間経過の時点で開状態とするタイマー機能を有する。電球点灯制御器４６の制御用電力は、平滑器４２とスイッチング・安定器４３との間の配線Ｌ３、Ｌ４に接続された配線Ｌ７、Ｌ８を通して供給されるようになっている。
【００４６】
点灯回路４０の構成中、配線Ｌ１、Ｌ２中に介挿されているダイオード素子４５ａ、４５ｂは、平滑器４２のコンデンサ素子（図示を省略。）にチャージされた電流が補助電球３０の側へと逆流するのを防ぐために設けられている。
【００４７】
ここで、補助電球３０には、図２の左側に示すように、全波整流波形を有する脈流電力が供給されるのに対し、電球点灯制御器４６には、図２の右側に示すように、全波平滑波形を有する電力が供給される。このため、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１の点灯回路４０では、電球点灯制御器４６の回路構成中に平滑器を設けていない。
【００４８】
なお、図２では図示を省略しているが、スイッチング・安定器４３の内部にＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）フィルタを有している。ＥＭＣフィルタは、スイッチング・安定器４３からの電磁妨害波を除去するためのフィルタであり、商用電源と整流器４１との間に介挿される一般的な回路構成を採用することもできる。
【００４９】
３．電球点灯制御器４６の具体例
電球形蛍光ランプ１の点灯回路４０の内、電球点灯制御器４６の構成の具体例について、図３を用い説明する。
【００５０】
図３に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、電球点灯制御部４６が、２つのトランジスタ素子Ｑ１、Ｑ２と、２つのコンデンサ素子Ｃ１、Ｃ２と、１つのツェナーダイオード素子Ｚ１と、４つの抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４とから構成されている。配線Ｌ５は、補助電球３０の一方の端子に接続され、補助電球３０の他方の端子は、トランジスタ素子Ｑ１におけるドレインに接続されている。
【００５１】
トランジスタ素子Ｑ１のソースは、配線Ｌ６に接続されており、配線Ｌ６には、コンデンサ素子Ｃ１、Ｃ２、およびトランジスタ素子Ｑ２のエミッタ、および抵抗素子Ｒ３に接続されている。コンデンサ素子Ｃ１は、ツェナーダイオード素子Ｚ１および抵抗素子Ｒ４を介して、トランジスタ素子Ｑ２のベースに接続されている。
【００５２】
トランジスタ素子Ｑ２のコレクタは、トランジスタ素子Ｑ１のゲートに接続されるとともに、コンデンサ素子Ｃ２および抵抗素子Ｒ２、Ｒ３と接続されている。さらに、コンデンサ素子Ｃ１は、抵抗Ｒ１を介して、配線Ｌ７に接続されている。
【００５３】
なお、図３に示す具体例においては、図２の配線Ｌ８を配線Ｌ６が兼ねている。
４．点灯駆動における電球点灯制御器４６の動作
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、駆動に際して、電球点灯制御器４６が計時動作を実行し、始動から一定時間経過までの間、補助電球３０を点灯させる。具体的には、次のような動作を行う。
【００５４】
ａ）  電球形蛍光ランプ１への電源がオンされると、発光管１０の点灯が開始するとともに、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２を介してトランジスタ素子Ｑ１が導通状態となり、補助電球３０も点灯を開始する。また、このとき電球点灯制御器４６には、抵抗素子Ｒ１を通り、コンデンサ素子Ｃ１への充電が開始される。ここで、コンデンサ素子Ｃ１の容量などは、タイマー時間に応じて設定されている。本実施の形態では、例えば、タイマー時間が６０［ｓｅｃ．］となるように設定されている。
【００５５】
上記において、電球点灯制御器４６では、コンデンサ素子Ｃ１と抵抗素子Ｒ１とが時定数回路によるタイマーを構成している。
また、コンデンサ素子Ｃ２、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の定数により、導通常体となる前に不飽和領域を用い、一定期間、トランジスタ素子Ｑ１のドレイン−ソース間のインピーダンスを高く維持し、電球点灯時に流れる電球への突入電流を抑制するよう設定されている。
【００５６】
ｂ）  コンデンサ素子Ｃ１の充電が進むことにより、ツェナーダイオード素子Ｚ１の閾値電圧に達した時点でトランジスタ素子Ｑ２のベース−エミッタ間が通電状態となる。
ｃ）  トランジスタ素子Ｑ２のベース−エミッタ間が通電状態になると、トランジスタ素子Ｑ２のコレクタ−エミッタ間に電流が流れることになる。
【００５７】
ｄ）  トランジスタ素子Ｑ２のコレクタ−エミッタ間に電流が流れることによりトランジスタ素子Ｑ１のゲート−ソース間が短絡状態となる。そして、トランジスタ素子Ｑ１のゲート−ソース間が短絡状態となることにより、補助電球３０は消灯する。
【００５８】
５．立ち上り光束
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、発光管１０の近接させて補助電球３０を配している。そして、上述のように始動時から一定時間経過時点まで補助電球３０を点灯させている。このような点灯駆動を実行する電球形蛍光ランプ１の立ち上り光束について、図４を用い説明する。図４では、補助電球３０を備えない従来の電球形蛍光ランプの光束をＡ線で示し、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１の光束をＢ線で示している。なお、図４に示す電球形蛍光ランプの立ち上り光束は、ランプ周囲温度を５[℃］で一定に保った状態で測定したデータである。
【００５９】
図４のＡ線で示すように、補助電球３０を備えない従来の電球形蛍光ランプでは、始動時には定格の約１０［％］程度の光束しか得られないのに対し、Ｂ線で示す電球形蛍光ランプ１では、約３５［％］程度の高い光束を得ることができる。これは、補助電球３０の点灯による光と、これに起因して発光管１０の立ち上り光束も向上したことによるものであると考えられる。
【００６０】
本実施の形態では、始動後６０［ｓｅｃ．］経過の時点で補助電球３０は消灯されるように設定している。このため、６０［ｓｅｃ．］の時点で、光束が約６５［％］から約５０［％］へと一旦低下する。しかし、補助電球３０が消灯した場合においても、Ａ線で示す従来の電球形蛍光ランプに比べて２５［ポイント］高い光束を得られる。
【００６１】
なお、ランプ始動時において、定格の２５［％］程度の光束が得られれば、実質的に問題を生じることはないと考えられる。即ち、ランプ始動時において、定格の２５［％］程度の光束が得られれば、ユーザが不具合を感じることがないと考えられる。
【００６２】
６．優位性
ａ）発光管１０
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、二重螺旋形状の発光管１０を採用している。このため、Ｕ字状の発光管を採用する場合に比べて、同じ占有容積で長い放電路を確保することができ、小型化と高効率化とをなし得る。よって、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１は、白熱電球と同等のサイズへの小型化の要求と、さらなるランプ効率の向上との要望に対応できる。  
【００６３】
ｂ）補助電球３０
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、図１に示すように、発光管１０に近接した状態で補助電球３０が配置されている。このため、電球形蛍光ランプ１では、環境温度が低いことなどによって発光管１０内の水銀蒸気圧が低くなっている場合にも、始動時における補助電球３０の発光により、この点灯による光束と、発生の熱とによって発光管１０の立ち上り光束の向上という効果が得られる。よって、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、従来の電球形蛍光ランプに比べて、高い立ち上り光束を得ることができる。
【００６４】
また、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、補助電球３０に対し非平滑の全波整流された脈流電力が供給されるので、商用電源を供給するのと同じ条件となり、一般に市販されているフィラメント仕様をそのまま採用することが可能であり、設計面およびコスト面で優位である。
【００６５】
また、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、電力流通路Ｌ５、Ｌ６などに別途整流回路を設けなくても補助電球３０に対し全波整流電力が供給可能であるので、回路部品点数の増加が抑えられる。
【００６６】
ｃ）電球点灯制御器４６への制御電力
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、図２に示すように、補助電球３０への電力供給を、整流器４１の下流であって、ダイオード素子４５ａ、４５ｂの上流側に接続された配線Ｌ５、Ｌ６によって行う構成となっている。このような構成を採用する電球形蛍光ランプ１の点灯回路４０では、図１０に示すような構成を採用する従来技術に比べて、発光管１０の始動時において、平滑器４２におけるコンデンサ素子の容量不足といった問題を生じることがない。即ち、補助電球３０への供給電力を平滑器４２とスイッチング・安定器４３との間から取り出す場合には、補助電球３０への供給電力の分だけ平滑電圧のリップルが増加し、このために発光管１０の点灯が困難となることが考えられる。
【００６７】
これに対して、本実施の形態に係る点灯回路４０では、整流器４１とダイオード素子４５ａ、４５ｂとの間に接続された配線Ｌ５、Ｌ６を通して補助電球３０へ電力供給するので、平滑器４２のコンデンサ容量を大きくしなくても上記平滑電圧のリップルの増加といった問題を生じることがない。
【００６８】
また、図２に示すように、本実施の形態に係る点灯回路４０では、電球点灯制御器４６に対しては配線Ｌ７、Ｌ８を通して電力が供給される。そして、配線Ｌ７、Ｌ８は、ダイオード素子４５ａ、４５ｂとスイッチング・安定器４３との間の配線Ｌ３、Ｌ４に接続されている。このような構成を採用することにより、本実施の形態に係る点灯回路４０では、電球点灯制御器４６が平滑回路を備えなくても、制御動作に問題を生じることはない。よって、本実施の形態に係る点灯回路４０は、サイズおよびコストの上昇を抑制しながら、正確な発光体の点灯制御が実行できる。
【００６９】
従って、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ１では、発光管１０に近接する補助電球３０を備えることで高い立ち上り光束が得られる蛍光ランプに対応できるとともに、回路構成を複雑にすることなく補助電球３０の正確な点灯制御を実現できる。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る電球形蛍光ランプ２の構成について、図５を用い説明する。なお、図５に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ２は、電球点灯制御器１４６の構成を除き、上記実施の形態１に係る電球形蛍光ランプ１と変わるところはないので、その説明を省略する。
【００７０】
図５に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ２の電球点灯制御器１４６は、１つのＦＥＴ素子Ｆ１１と、２つのツェナーダイオード素子Ｚ１１、Ｚ１２と、１つのコンデンサ素子Ｃ１１と、２つの抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１２と、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子Ｐ１１とから構成されている。
【００７１】
配線Ｌ５、Ｌ６は、補助電球３０およびＦＥＴ素子Ｆ１１を介して接続されている。配線Ｌ７は、ＰＴＣ素子Ｐ１１に接続され、ＰＴＣ素子Ｐ１１の他方は抵抗Ｒ１１に接続されている。ＰＴＣ素子Ｐ１１と抵抗素子Ｒ１１との中間点は、２つのツェナーダイオード素子Ｚ１１、Ｚ１２を介して、ＦＥＴ素子Ｆ１１のゲートに接続されている。
【００７２】
ツェナーダイオード素子Ｚ１２とＦＥＴ素子Ｆ１１のゲートとの間と、配線Ｌ６との間には、コンデンサ素子Ｃ１１および抵抗素子Ｒ１２が接続されている。
電球形蛍光ランプ２では、点灯始動時において、配線Ｌ７を通り電流が流れる。このとき、ＰＴＣ素子Ｐ１１の分圧がツェナーダイオード素子Ｚ１１の閾値を超えている間は、コンデンサ素子Ｃ１１が充電され（充電容量＞放電容量）、ＦＥＴ素子Ｆ１１のゲート−ソース間に閾値を超える電圧が印加される。これにより、ＦＥＴ素子Ｆ１１のソース−ドレイン間が通電状態となり、点灯始動時に補助電球３０が点灯する。
【００７３】
点灯始動時からの時間経過とともに、ＰＴＣ素子Ｐ１１の内部温度が上昇し、この温度上昇に伴ってＰＴＣ素子Ｐ１１の抵抗値が上昇する。ＰＴＣ素子Ｐ１１の抵抗値がある一定のレベルに達した時点で、ツェナーダイオード素子Ｚ１１の閾値との関係で、コンデンサ素子Ｃ１１が充電されなくなるため（充電容量＜放電容量）、コンデンサ素子Ｃ１１の電圧が徐々に低下する。コンデンサ素子Ｃ１１の電圧がＦＥＴ素子Ｆ１１の閾値よりも低下した時点で、ＦＥＴ素子Ｆ１１のソース−ドレイン間が開状態となり、補助電球３０が消灯する。
【００７４】
本実施の形態に係る電球点灯制御器１４６では、ＦＥＴ素子Ｆ１１のゲート−ソースに並列接続されているコンデンサ素子Ｃ１１の放電時間により、ＦＥＴ素子Ｆ１１の不飽和領域におけるインピーダンスの増加率を調整できるため、補助電球３０が徐々に暗くなる時間を調整することができる。
【００７５】
なお、ＦＥＴ素子Ｆ１１の代わりにバイポーラトランジスタ素子を用いることでも不飽和領域を使用して上記同様の効果を奏することができる。
また、電球点灯制御器１４６におけるタイマー設定時間は、ＰＴＣ素子Ｐ１１、抵抗素子Ｒ１１およびツェナーダイオード素子Ｚ１１、Ｚ１２およびコンデンサ素子Ｃ１１の各値の設定により決められている。本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様に、点灯開始から６０［ｓｅｃ．］経過時点で補助電球３０が消灯するように設定されている。
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る電球形蛍光ランプ３の構成について、図６を用い説明する。なお、図６に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ３は、電球点灯制御器２４６の構成を除き、上記実施の形態１、２に係る電球形蛍光ランプ１、２と変わるところはないので、その説明を省略する。
【００７６】
図６に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ３の電球点灯制御器２４６は、１つのサイリスタ（Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）素子Ｓ２１と、２つのツェナーダイオード素子Ｚ２１、Ｚ２２と、１つのコンデンサ素子Ｃ２１と、２つの抵抗素子Ｒ２１、Ｒ２２と、ＰＴＣ素子Ｐ２１とから構成されている。即ち、本実施の形態に係る電球点灯制御器２４６は、上記実施の形態２に係る電球点灯制御器１４６に対してＦＥＴ素子Ｆ１１の代わりに、サイリスタ素子Ｓ２１を用いている点が相違している。
【００７７】
補助電球３０の点灯から消灯に至るまでの動作については、基本的に上記実施の形態２に係る点灯回路と同一である。よって、その説明を省略する。
（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る電球形蛍光ランプ４の構成について、図７を用い説明する。
【００７８】
図７に示すように、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ４は、整流器４１よりも電流経路の上流側に温度ヒューズ素子４７が介挿されているところに構成上の特徴を有する。具体的には、電流経路上において、整流器４１と口金６０（図１を参照。）との間の配線Ｌ９中に温度ヒューズ素子４７が介挿されている。
【００７９】
なお、温度ヒューズ素子４７の具体的配置場所は、ケース５０内であれば特に限定はないが、点灯回路における基板上の中でも、できるだけ中心軸ＣＬ（図１を参照。）に近く、補助電球３０の温度を的確に検知できる箇所とすることが望ましい。
【００８０】
本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ４における温度ヒューズ素子４７は、何らかの原因で電球点灯制御器４６が制御不能に陥った場合などにおいても、補助電球３０が点灯し続けるような事態を防止するためである。このため、温度ヒューズ素子４７は、例えば、１４０［℃］で切れる仕様のものが選定される。
【００８１】
ここで、図１０に示す従来の電球形蛍光ランプでは、電球点灯制御器９４６が制御不能になった場合には補助電球９３０が点灯し続けるような事態も生じ得る。この場合には、場合によってはケース内が非常に高温となることも想定される。
【００８２】
これに対して、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ４では、仮に電球点灯制御器４６が制御不能に陥った場合にも、温度ヒューズ素子４７が規定温度に達した時点で回路を遮断する。このため、電球点灯制御器４６が制御不能となった場合にあっても、補助電球３０が点灯し続けるという事態を回避することができる。従って、本実施の形態に係る電球形蛍光ランプ４は、上記実施の形態１に係る電球形蛍光ランプ１が有する優位性を有しているのに加えて、より高い安全性を有する。
（その他の事項）
上記実施の形態１〜４に係る電球形蛍光ランプ１〜４では、電球点灯制御器４６、１４６、２４６への供給のための配線（電力流通路）Ｌ７、Ｌ８が平滑器４２とスイッチング・安定器４３との間の配線（電力流通路）Ｌ３、Ｌ４に接続されており、これより上記実施の形態１〜４に係る電球形蛍光ランプ１〜４では、電球点灯制御器４６、１４６、２４６に別途整流器や平滑器を設けなくてもよい、という優位性を有する。しかし、本発明では、必ずしも電球点灯制御器４６、１４６、２４６へ電力供給のための配線を上記配線Ｌ３、Ｌ４に接続する必要はない。このような構成とする場合にあっても、上述のように、本発明では、補助電球３０として一般に市販されているフィラメント仕様の電球を用いることができるという優位性を有する。
【００８３】
上記実施の形態１〜４では、図１に示すように、発光管１０の周囲がグローブ７０で覆われた構造のタイプの電球形蛍光ランプ１〜４を適用したが、グローブ７０は必須の構成要件ではない。例えば、図８に示すように、グローブを有しない電球形蛍光ランプ５などに本発明の構成を採用することもできる。即ち、発光管１５の旋回における内方に補助電球３０を配置し、点灯回路４０として上記同様の構成を採用することにより、上記実施の形態１〜４と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また、上記実施の形態１〜４に係る電球形蛍光ランプ１〜４では、回路構成において、配線Ｌ１、Ｌ２にダイオード素子４５ａ、４５ｂを介挿させ、平滑器４２におけるコンデンサ素子にチャージされた電流が補助電球３０へと逆流するのを抑制することとした。しかし、本発明では、このような逆流抑制素子として、必ずしもダイオード素子４５ａ、４５ｂを適用する必要はなく、例えば、トランジスタ素子などを採用することもできる。
【００８５】
また、図１に示すように、上記実施の形態１〜４では、補助電球３０として円筒状のシリカ電球を採用しているが、電球の種類および外観形状についてはこれに限定されるものではない。例えば、補助電球としてクリプトン電球やＫＴクリプトン電球などを採用することもできる。さらに、高輝度ＬＥＤなどを用いることもできる。補助電球の形状については、円筒型だけではなく、例えば、ナツメ型などを採用することもできる。
【００８６】
また、上記実施の形態１〜４では、発光管１０、１５における電極の近傍領域に補助アマルガムが配設されてなる構成を採用したが、必ずしも補助アマルガムを備えなくても、十分な立ち上り光束を確保することができる。例えば、図４に示すように、実施の形態１に係る電球形蛍光ランプ１に対して、補助アマルガムを配設しないことだけを構成上の差異とする電球形蛍光ランプ（Ｃ線で示す。）でも、始動直後（初期立ち上り時）における光束比率が約３０［％］確保されており、実質的に問題を生じることはない。なお、図４に示す電球形蛍光ランプの立ち上り光束は、ランプ周囲温度を５[℃］で一定に保った状態で測定したデータである。
【００８７】
また、上記実施の形態１〜４では、電球形蛍光ランプ１〜４の一構成要素として点灯回路４０を備える構成を採用しているが、点灯回路が必ずしも電球形蛍光ランプの一構成要素として内蔵されている構成である必要はない。例えば、蛍光ランプとは別体の点灯回路について、本発明に係る点灯回路を採用することも可能であり、その場合にも上記同様の効果を得ることができる。
【００８８】
また、図３、５、６などで示した電球点灯制御器４６、１４６、２４６などの回路構成は、あくまでも一例であって、同様の動作を保証できるものであれば、これに限定されることはない。
【００８９】
ここで、電球点灯制御器におけるＦＥＴ素子のゲート電圧を、補助電球３０の点灯状態から消灯状態に至るまでの経過を追って、図９（ａ）〜（ｃ）を用い説明する。図９（ａ）に示すように、ＦＥＴ素子のゲート電圧が閾値電圧を超えている場合には、補助電球３０は点灯する。次に、ゲート電圧に整流器４１から脈動（リプル）を重畳した電圧を用い、徐々に印加電圧を降下させてゆくと、ＦＥＴ素子のゲート電圧が閾値電圧を繰り返し上下することになる（図９（ｂ）を参照）。そして、上記印加電圧を徐々に降下させることにより、オフ期間が長くなる。図９（ｃ）に示すように、ＦＥＴ素子のゲート電圧が閾値電圧を下回ると、補助電球３０が消灯される。このように、ＦＥＴ素子の不飽和領域を用いるのと同様に、補助電球３０を徐々に暗くできる効果を得ることができ、且つ、ＦＥＴ素子の不飽和領域を用いる場合に比べて、その発熱を抑制することができる。
【００９０】
また、上記実施の形態１〜４では、発光管１０として定格電力９［Ｗ］の二重螺旋形状のものを採用しているが、発光管の定格電力およびタイプなどはこれに限定されるものではない。例えば、Ｕ字状管を複数組み合わせたタイプの発光管などを備えるものにも適用することもできる。なお、補助電球３０の定格電力およびサイズなどについては、発光管１０の形状や電力（白熱電球相当；４０[Ｗ]〜１００[Ｗ]）などに関連して適宜変更できる。例えば、１５［Ｗ］〜３０［Ｗ］程度の補助電球を用いることが現実的である。
【００９１】
また、上記実施の形態１〜４では、倍電圧の平滑方式を採用する点灯回路を一例として説明したが、本発明は、これに限らず整流電圧を平滑する方式のインバータにおいて全ての場合で適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、光束の高い立ち上り特性を有し、サイズおよびコストの上昇を抑制できる点灯回路とこれを備える放電ランプおよび照明装置を実現するのに有用である。
【符号の説明】
【００９３】
１、２、３、４、５．電球形蛍光ランプ
１０、１５．発光管
２０、２５．ホルダー
３０．補助電球
４０．点灯回路
４１．整流器
４２．平滑器
４３．スイッチング・安定器
４４．予熱回路
４５ａ、４５ｂ．ダイオード素子
４６、１４６、２４６．電球点灯制御器
４７．温度ヒューズ素子
５０．ケース
６０．口金
７０．グローブ
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電により発光する発光管と、前記発光管に対し近接配置され、前記発光管よりも高い光束立ち上り特性を有する発光体とに対して電力供給を行う点灯回路であって、
入力された交流電力を整流する整流部と、
前記整流部において整流された脈流電力を平滑して直流電力とする平滑部と、
前記平滑部において平滑化された直流電力を交流電力に変換して前記発光管に対し供給するインバータ部と、
前記整流部と前記平滑部との間の電力流通路中に介挿され、前記平滑された直流電力が前記整流部の側へと逆流するのを抑制する逆流抑制素子と、
前記整流部と前記逆流抑制素子との間の電力流通路に接続され、前記発光体に対して前記脈流電力を供給するための第１電力流通路と、
前記第１電力流通路の開閉を制御する点灯制御部とを備える
ことを特徴とする点灯回路。
【請求項２】
前記逆流抑制素子と前記インバータ部との間の電力流通路に接続され、前記点灯制御部に対し制御用電力を供給するための第２電力流通路を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
【請求項３】
前記整流部と前記平滑部との間は、２線式の電力流通路で接続されており、
前記逆流抑制素子は、前記整流部と前記平滑部との間の前記２線式の電力流通路の各線に介挿されている
ことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
【請求項４】
前記点灯制御部には、タイマーが含まれており、
前記点灯制御部では、
前記発光管に前記交流電力が供給され始めた時点で前記タイマーによる計時を開始し、且つ、前記第１電力流通路を閉状態とし、
前記計時開始から所要時間経過時点で前記タイマーによる計時を終了し、且つ、前記第１電力流通路を開状態とする
ことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
【請求項５】
前記タイマーは、コンデンサ素子と抵抗素子とを含む時定数回路で構成されており、前記コンデンサ素子への充電時間および放電時間の何れかをもって前記計時を実行するものであって、
前記点灯制御部は、第１電力流通路を開閉するＦＥＴ素子またはバイポーラトランジスタ素子を含み構成されており、前記ＦＥＴ素子またはバイポーラトランジスタ素子における不飽和領域を用い前記第１電力流通路を開状態または閉状態とする
ことを特徴とする請求項４に記載の点灯回路。
【請求項６】
前記整流部へ入力される交流電力の経路において、前記整流部よりも上流側には、前記発光体の温度に応じて当該経路を開状態とする温度ヒューズが介挿されている
ことを特徴とする請求項１に記載の点灯回路。
【請求項７】
放電により発光する発光管と、
前記発光管に対し近接配置された発光体と、
請求項１の点灯回路とを備える
ことを特徴とする放電ランプ。
【請求項８】
電力供給対象の一方である前記発光体は、フィラメントが発熱および発光するフィラメント電球である
ことを特徴とする請求項７に記載の放電ランプ。
【請求項９】
前記発光管は、内方に空間を有する状態で、仮想軸廻りを螺旋状に旋回する２つの旋回部を有する二重螺旋形状を有し、
前記発光体は、前記発光管の前記内方の空間に対し、前記発光管の外壁と近接する状態で内挿されている
ことを特徴とする請求項７に記載の放電ランプ。
【請求項１０】
前記発光管は、放電路の両端部分の各々に電極を有し、且つ、前記放電路中における前記電極の近傍領域に補助アマルガムを有する
ことを特徴とする請求項７に記載の放電ランプ。
【請求項１１】
前記点灯回路は、ケースで覆われており、
前記ケースの一端部には、口金が取り付けられている
ことを特徴とする請求項７に記載の放電ランプ。
【請求項１２】
前記発光管は、透光性のグローブで覆われている
ことを特徴とする請求項７に記載の放電ランプ。
【請求項１３】
請求項７の放電ランプを備える
ことを特徴とする照明装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図１０】
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【国際調査報告】
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