(57)【要約】【課題】  別途表示装置を設けることなく、無電極ランプの寿命末期を報知することのできる無電極放電灯装置を提供することにある。【解決手段】  透光性のバルブ５内に放電ガスが封入されるとともにバルブ５内面に蛍光体層が形成された無電極放電ランプ１において、前記蛍光体層の一部に周囲よりも蛍光体が黒化しやすい領域９を設けた。蛍光体層は、例えば赤色蛍光体であるＹ2Ｏ3：Ｅｕ、緑色蛍光体であるＬａＰＯ4：Cｅ.Ｔｂ、青色蛍光体であるＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ（通称ＢＡＭ）がブレンドされて形成されており、蛍光体が黒化しやすい領域９は、周囲の領域よりも青色蛍光体を多く含んでいる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性のバルブ内に放電ガスが封入されるとともにバルブ内面に蛍光体層が形成された無電極放電ランプにおいて、前記蛍光体層の一部に周囲よりも蛍光体が黒化しやすい領域を設けたことを特徴とする無電極放電ランプ。
【請求項２】
前記蛍光体が黒化しやすい領域は、周囲よりも青色蛍光体を多く含むことを特徴とする請求項１記載の無電極放電ランプ。
【請求項３】
前記蛍光体が黒化しやすい領域の周囲に保護膜を設け、蛍光体が黒化しやすい領域には保護膜を設けない、又は周囲よりも薄く設けたことを特徴とする請求項１記載の無電極放電ランプ。
【請求項４】
前記蛍光体が黒化しやすい領域を、バルブを固定するベース部近傍に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無電極放電ランプ。
【請求項５】
前記ベース部はバルブの一端に接続され、ベース部の対向する位置に前記蛍光体が黒化しやすい領域を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無電極放電ランプ。
【請求項６】
前記蛍光体が黒化しやすい領域は、環状であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無電極放電ランプ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の無電極放電ランプと、バルブ内に誘導電界を発生させる誘導コイルと、誘導コイルに高周波電流を供給する点灯回路ユニットと、を備える無電極放電ランプ装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の無電極放電ランプと、フェライトコアに巻回されてバルブ内に誘導電界を発生させる誘導コイルを備えるカプラと、誘導コイルに高周波電流を供給し、所定の累積点灯時間後に約５０Ｈｚ〜数ｋＨｚの範囲の周波数で無電極放電ランプを点滅点灯させる点灯回路ユニットと、を備えることを特徴とする無電極放電ランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無電極放電ランプ及び無電極放電ランプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放電灯装置の寿命報知に関する従来例として、本出願人は、例えば特開平９−０９２４７４号公報に示されるものを開示している。このものは、放電灯の点灯に必要な電力を供給する給電部およびランプ電圧を検出する電圧検出部を備えた点灯回路と、電圧検出部により検出したランプ電圧に基づいて放電灯の寿命を検出する制御回路と、制御回路により放電灯の寿命が検出されたことを報知する報知装置とを備え、制御回路は、電圧検出部により検出したランプ電圧をあらかじめ設定してある許容範囲の上限値および下限値と比較して大小関係に応じた出力を発生する比較器と、比較器の出力に基づいてランプ電圧が上記許容範囲を逸脱したと判断すると報知装置を駆動して寿命の予告報知を行ない、ランプ電圧が上記許容範囲を逸脱する状態で一定時間継続すると放電灯を消灯させるように点灯回路を制御する判定部とを備えることを特徴とするものである。
【特許文献１】特開平９−０９２４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電極を有する放電ランプの場合には、累積点灯時間が所定の時間に達すると電極が劣化、断線して放電ランプが不点になる。一方、無電極放電ランプにおいては電極がないため不点とならず、累積点灯時間が所定の時間を超え、光束不足となっても使用される可能性がある。そこで、無電極放電ランプが寿命となった場合に、寿命を報知する機能が望まれる。
【０００４】
しかし、上記従来例においては、寿命末期をユーザーに知らせるため、発光ダイオードや液晶表示器を用いた視覚的報知や、ブザーや音声合成器を用いた音響的報知といった報知装置を別途設ける必要があった。
【０００５】
本発明は、このような課題を鑑みてなしたものであって、その目的とするところは、別途表示装置を設けることなく、無電極ランプの寿命を報知することのできる無電極放電ランプ及び無電極放電ランプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、透光性のバルブ内に放電ガスが封入されるとともにバルブ内面に蛍光体層が形成された無電極放電ランプにおいて、前記蛍光体層の一部に周囲よりも蛍光体が黒化しやすい領域を設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、蛍光体が黒化しやすい領域が、周囲よりも青色蛍光体を多く含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の発明において、蛍光体が黒化しやすい領域の周囲に保護膜を設け、蛍光体が黒化しやすい領域には保護膜を設けない、又は周囲よりも薄く設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、蛍光体が黒化しやすい領域を、バルブを固定するベース部近傍に設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記ベース部はバルブの一端に接続され、ベース部の対向する位置に前記蛍光体が黒化しやすい領域を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、蛍光体が黒化しやすい領域は、環状であることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の無電極放電ランプと、バルブ内に誘導電界を発生させる誘導コイルと、誘導コイルに高周波電流を通電させる点灯回路ユニットと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の無電極放電ランプと、フェライトコアに巻回されてバルブ内に誘導電界を発生させる誘導コイルを備えるカプラと、誘導コイルに高周波電流を供給し、所定の累積点灯時間後に約５０Ｈｚ〜数ｋＨｚの範囲の周波数で無電極放電ランプを点滅点灯させる点灯回路ユニットと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜３記載の発明によれば、蛍光体層の一部を早期に黒化させることにより、別途表示装置を設けることなく無電極放電ランプの劣化を報知することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、ベース部近傍の蛍光体を黒化させるため、無電極放電ランプの光出力への影響を抑えることができる。
【００１６】
請求項５及び６記載の発明によれば、ベース部等により光が遮られないため、無電極放電ランプの劣化がより視認し易くなる。
【００１７】
請求項８記載の発明によれば、フェライトコア及び誘導コイルの振動により、音によっても無電極放電ランプの劣化を報知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態を図１〜４に基づいて説明する。図１は、本実施形態の無電極放電ランプ装置の外観を示す図である。図２は、無電極放電ランプのＸ−Ｘ‘断面図である。図３は、無電極放電ランプの断面及びカプラの側面を示す図である。図４は、点灯回路ユニットの回路図である。図５は、本実施形態に係る別例の無電極放電ランプの断面図である。
【００１９】
本実施形態の無電極放電ランプ１は、図１に示すように略電球形状に形成されており、その一端にベース部２が接続されている。また、無電極放電ランプ１は、管灯線３を介して無電極放電ランプ１に高周波電流を通電する点灯回路ユニット４に接続されている。
【００２０】
無電極放電ランプ１を形成するバルブ５は、例えばガラス材料等の透明材料を略電球形状に加工したものであり、バルブの下部、すなわちくびれた部分には、バルブ５を固定するため例えば樹脂で成形されるベース部２が接続されている。バルブ５内には、アルゴン等の希ガスと水銀が封入されており、図２に示すようにバルブ２内面には、バルブ２から析出されるナトリウムとバルブ内の水銀との反応を抑制するため、例えば酸化アルミニウムからなる保護膜７が塗布されている。保護膜７のさらに内側には、バルブ５内部で発生した紫外線を可視光に変換する蛍光体層８が形成されている。蛍光体層８は、例えば赤色蛍光体であるＹ2Ｏ3：Ｅｕ、緑色蛍光体であるＬａＰＯ4：Cｅ.Ｔｂ、青色蛍光体であるＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ（通称ＢＡＭ）がブレンドされて形成されている。そして重要なことは、バルブ２の内面に形成した蛍光体層８の一部に周囲よりも蛍光体が黒化しやすい領域９を設けたことである。具体的には、蛍光体が黒化しやすい領域９には、他の領域よりも青色蛍光体を多く含ませるようにしている。ここで、蛍光体が黒化しやすい領域９の形成方法としては、例えば以下のようにして形成する。即ち、蛍光体が黒化しやすい領域９を形成しようとする部分にマスキングを施した状態でバルブ内面に前述の蛍光体層を形成し、マスキングの部分をはく離する。そして、マスキングをはく離した部分に青色蛍光体を多く含む蛍光層をスプレー等により塗布して別途形成するのである。
【００２１】
また、図３に示すようにバルブ５は、バルブ５の内方に突出したキャビティ１０を備えている。キャビティ１０の底部には、ベース部２に向かって延びる排気管１１が封着されている。排気管１１の周囲には、バルブ５を保持すると共にバルブ５と点灯回路ユニット４（図３において図示はしない）とを電気的に結合するカプラ１２が挿入されている。カプラ１２は、点灯回路ユニット４（図３において図示はしない）に接続されて高周波電流が通電される誘導コイル１３と、誘導コイル１３が発生する磁束を通すフェライトコア１４と、フェライトコア１４の熱を放熱する放熱体１５、及びフェライトコア１４と誘導コイル１３を保持するためのボビン１６と、を備えている。フェライトコア１４は、高周波磁気特性の良好なMｎ−Znフェライト材料を略円筒状に加工したものであり、その表面には線材が約１０ターン巻かれて誘導コイル１３が形成されている。放熱体１５は、熱伝導性の高いアルミニウム若しくは銅、又はこれらの合金から成り、フェライトコア１４の内面で熱的に接続されている。
【００２２】
カプラ１２の誘導コイル１３は、図４に示すように管灯線３を介して点灯回路ユニット４に接続されている。点灯回路ユニット４は、直流電源１７と高周波電源回路１９とで構成されている。高周波電源回路１９は、例えばFETからなるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の直列回路が接続されている。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲートには、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互にオン・オフする駆動回路１８が接続されている。スイッチング素子Ｑ２の両端には、インダクタＬｓとコンデンサＣｐの直列回路が接続され、さらにコンデンサＣｐの両端には、コンデンサＣｓと誘導コイル１３の直列回路が接続されてカップリング回路を形成している。
【００２３】
以上の構成において、点灯回路ユニット４を動作させると、直流電源１７からの直流電力を、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚの周波数でスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互にオン・オフすることにより交流電力に変換して誘導コイル１３に高周波電流が通電される。誘導コイル１３に高周波電流が通電されると、誘導コイル１３の周囲に高周波電磁界が発生する。この高周波電磁界によりバルブ５内の電子が加速され、電子の衝突によりガスが電離されて放電が発生する。また、放電により生成された水銀励起原子は基底状態に戻るときに紫外線を発生する。この紫外線はバルブ５の内壁に形成された蛍光体層８により可視光に変換され、バルブ５を透過して外部に放出される。ここで蛍光体は、累積点灯時間が長くなるとバルブ５内の水銀イオン等が衝突すること等により劣化が生じ、劣化が生じた部分が黒っぽくなる所謂黒化が発生する。ここで、青色蛍光体であるＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕは、赤色蛍光体（Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ）および緑色蛍光体（ＬａＰＯ4：Cｅ.Ｔｂ）よりも劣化し易い。従って、累積点灯時間が長くなると、蛍光体が黒化しやすい領域９、即ち周囲よりも青色蛍光体を多く含む領域においは、周囲よりも黒化が早く発生し、外部より視認することが可能となる。これにより、別途表示装置を設けることなく無電極放電ランプ１の劣化を報知することができる。
【００２４】
なお、本実施形態においては、蛍光体が黒化しやすい領域９に青色蛍光体を多く含めるようにしたが、図５に示すように蛍光体の組成を均一にし、蛍光体が黒化しやすい領域９の保護膜７を周囲よりも薄くするようにしてもよい。このようにした場合、保護膜７を周囲よりも薄くするようにした部分においては、ガラスのバルブ５からナトリウム析出して水銀と反応することにより周囲よりも蛍光体が早く劣化、黒化するため、無電極放電ランプ１の劣化を知ることができるのである。また、蛍光体が黒化しやすい領域９に保護膜７を設けないようにしても同様の効果が得られる。そしてまた、本実施形態においては、バルブ５の内部に誘導コイル１３を設置したが、バルブ５の外周に誘導コイル１３を巻回するようにしてもよい。
【００２５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態を図６に基づいて説明する。図６は、本実施形態の無電極放電ランプの外観を示す図である。本実施形態においては、蛍光体が黒化しやすい領域９をベース部２近傍に設けた点が第１の実施形態と異なる。
【００２６】
即ち、第１の実施形態においては、バルブ５径の大きい部分に蛍光体が黒化しやすい領域９を設けていたのに対し、本実施形態においては蛍光体が黒化しやすい領域９をベース部２近傍のバルブ５のくびれた部分に設けているのである。また図３に示したように、誘導コイル１３はバルブ５の中心付近に設置されている。これにより、誘導コイル１３に高周波電流が通電されると、誘導コイル１３の近傍、即ち放電空間の広い部分に放電の大部分が存在することになる。これにより、無電極放電ランプ１から出力される光の多くは、バルブ５の径の大きい部分から出力され、バルブ５のくびれた部分、すなわちベース部２近傍ではバルブ５の径の大きい部分に比べて光出力が小さくなる。従って、ベース部２近傍に蛍光体が黒化しやすい領域９を設けた場合には、蛍光体が黒化しやすい領域９が周囲よりも早期に黒化したとしても、無電極放電ランプ１全体の光出力は、その影響をあまり受けないのである。
【００２７】
また、蛍光体が黒化しやすい領域９の周囲にマーキングを施すと、ユーザーはその位置を容易に知ることができる。
【００２８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態を図７に基づいて説明する。図７は、本実施形態の無電極放電ランプの外観を示す図である。図８は、本実施形態の別例にかかる無電極放電ランプの外観を示す図である。本実施形態においては、蛍光体が黒化しやすい領域９をベース部２の対向する位置に設けた点が第１の実施形態と異なる。
【００２９】
すなわち、図７に示すように、ベース部２に対向するバルブ５の頂部近傍に蛍光体が黒化しやすい領域９を設けているのである。このように、バルブ５の頂部に蛍光体が黒化しやすい領域９を設けた場合、ベース部２等により光が遮られないため、蛍光体の劣化しやすい領域９の黒化の状態が視認し易くなる。
【００３０】
また、図７においては、ベース部２に対向するバルブ５の頂部に円形状に蛍光体が黒化しやすい領域９を設けたが、図８に示すように蛍光体が黒化しやすい領域９を環状に形成してもよい。このように、蛍光体が黒化しやすい領域９を環状に形成した場合には、所謂ベースダウン、ベースアップ等、ランプの取り付け方向が異なる場合においても、蛍光体が黒化しやすい領域９の黒化を視認し易くなる。
【００３１】
（第４の実施形態）
第４の実施形態を図４に基づいて説明する。図４は、第１の実施形態で用いた図であるが、累積点灯時間をカウントするカウンターを設け（図示はしない）、駆動回路を５０Ｈｚ〜数ｋＨｚの周波数で点滅するようにした点が第１の実施形態と異なる。
【００３２】
点灯回路ユニット４が動作して無電極放電ランプ１を点灯させると、例えば駆動回路１８内に設けられたカウンターが、無電極放電ランプ１の累積点灯時間をカウントする。そして、その累積点灯時間が所定の値に達すると、駆動回路１８は５０Ｈｚ〜数ｋＨｚの周波数で点滅するように駆動信号をスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２に出力して点滅制御を行う。この程度の周波数で点滅制御を行うと、一端消灯させた後、始動させる時点で無電極放電ランプ１内の電子の量が減少しているため、再始動の際には、誘導コイル１３の両端の電圧を高くして電子を加速させることが必要となる。誘導コイル１３の両端の電圧を高くすると、フェライトコア１４の磁気歪みや誘導コイル１３の振動が発生し、振動音を発生する。この振動音を発生させることにより、ユーザーは視覚を通じて寿命を知るというだけでなく、聴覚を通じて無電極放電ランプ１の寿命を知ることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施形態に係る無電極放電ランプ装置の外観を示す図である。
【図２】同実施形態の無電極放電ランプのＸ−Ｘ‘断面図である。
【図３】同実施形態に係る無電極放電ランプの断面及びカプラの側面を示す図である。
【図４】同実施形態の点灯回路ユニットの回路図である。
【図５】同実施形態に係る別例の無電極放電ランプの断面図である。
【図６】第２の実施形態に係る無電極放電ランプ装置の外観を示す図である。
【図７】第３の実施形態に係る無電極放電ランプの外観を示す図である。
【図８】同実施形態の別例にかかる無電極放電ランプの外観を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    無電極放電ランプ
２    ベース部
３    管灯線
４    点灯回路ユニット
５    バルブ
７    保護膜
８    蛍光体層
９    蛍光体が黒化しやすい領域
【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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