(57)【要約】【課題】暗所における始動時間を短縮できるとともに、高周波電源回路を構成する回路部品に加わる電圧ストレスを低減できる無電極放電灯点灯装置および照明器具を提供する。【解決手段】無電極放電灯点灯装置は、高周波電源回路９が誘導コイルに出力する高周波電圧Ｖｃｏｉｌを無電極放電灯１００を点灯させるために必要な電圧まで増加させる始動動作を開始するタイミングを制御する始動制御回路（始動制御手段）１００１と、無電極放電灯１００の点灯を補助する補助光源５１０と、補助光源５１０を点灯および消灯させる補助光源制御回路（補助光源制御手段）１００６とを備える。補助光源５１０が、直流電源回路Ｅの出力端間に接続され、始動制御回路１００１が、高周波電源回路９が始動動作を開始する前に補助光源制御手段１００６により補助光源５１０を点灯させる。【選択図】図１
2011048941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源および直流電源のいずれか一方から出力される電圧を所定の直流電圧に変換する直流電源回路と、直流電源回路からの電力供給を受け高周波電圧を出力する高周波電源回路と、高周波電源回路の出力端間に接続され無電極放電灯が有する放電ガスを封入したバルブに近接して配置される誘導コイルと、高周波電源回路が誘導コイルに出力する高周波電圧を無電極放電灯を点灯させるために必要な電圧まで増加させる始動動作を開始するタイミングを制御する始動制御手段と、無電極放電灯のバルブの周囲に配置され無電極放電灯の点灯を補助する補助光源と、補助光源への電力供給を制御にすることにより補助光源を点灯および消灯させる補助光源制御手段とを備え、補助光源が、直流電源回路の出力端間に電気的に接続され、始動制御手段が、前記始動動作を開始する前に補助光源制御手段により補助光源を点灯させることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記始動制御手段は、前記無電極放電灯が点灯した後に前記補助光源制御手段により前記補助光源を消灯させ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】
前記始動制御手段が、前記始動動作の開始と同時に前記補助光源制御手段により前記補助光源を消灯させ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４】
前記直流電源回路から前記補助光源への電力供給は、降圧回路を介して行われることを特徴とする請求項１乃至請求項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】
前記直流電源回路が、昇圧チョッパ回路から構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項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乃至請求項５のいずれか１項に記載の無電極放電灯点灯装置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および照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、透光性材料により形成され且つ内部に水銀蒸気を含む放電ガスが封入されたバルブと、当該バルブに近接して配置され且つ高周波電流を流すことで高周波電磁界を発生させる誘導コイルとを備え、バルブ内に発生した高周波電磁界によりバルブの内部の放電ガスが励起され、放電ガスから発生した紫外線がバルブの内壁に塗布された蛍光体に照射され可視光に変換されバルブの外部に放射される無電極放電灯が提案されている（特許文献１〜５参照）。
【０００３】
ここで、無電極放電灯は、バルブ内に偶然存在する電子によって放電を開始する。従って、昼間に太陽光がバルブに照射されるような明所では、太陽光に含まれる紫外線や可視光がバルブ内の放電ガスに照射され放電ガスが励起されることにより、バルブ内の放電ガスがある程度、電離しており、バルブ内には放電を開始するのに必要な電子（以下、初期電子という）が比較的多く存在している。一方、紫外線や可視光を含む太陽光や光源からの光がほとんど存在しない暗所ではバルブ内の放電ガスに照射される紫外線や可視光の量が少なく、バルブ内の放電ガスはほとんど電離していないので、バルブ内に存在する前記初期電子は少ない。従って、前記暗所では、前記明所に比べて、誘導コイルに高周波電流を流し始めてから無電極放電灯が点灯するまでの時間（以下、始動時間という）が長くなる。
【０００４】
このような課題を解決するために、上記特許文献１には、図８に示すように、バルブ２００’の近傍に、バルブ２００’内の放電ガスを励起して前記初期電子を生成するための光を放射する補助光源（キセノンフラッシュランプ）５１０’を配設した無電極放電灯装置が提案されている。
【０００５】
図８に示す構成の無電極放電灯装置は、バルブ２００’を備える無電極放電灯１００’と、バルブ２００’に近接して配置された誘導コイル３３０’と、誘導コイル３３０’に高周波電流を通電するための電源ユニット４００’と、誘導コイル３３０’に並列に接続された補助光源５１０’とを備え、無電極放電灯１００’の始動時において、誘導コイル３３０”に高周波電流を通電すると同時に補助光源５１０”にも高周波電流が通電され、補助光源５１０’が点灯し、バルブ２００’内に前記初期電子が生成され、無電極放電灯１００’の始動時間が短くなる。
【０００６】
また、特許文献２には、補助光源（白熱電球）と導体とで構成されたループ回路がバルブ近傍に配置され、誘導コイルによって前記ループ回路に誘起される電力により前記補助光源を点灯させる無電極放電灯装置も提案されている。
【０００７】
更に、上記特許文献３〜５には、図９に示すように、透光性のガラスにより形成され且つ一部に凹部２３１”が形成されたバルブ２００”を備えた無電極放電灯１００”と、高周波電流を通電することで高周波電磁界を発生する誘導コイル３３０”と、誘導コイル３３０”の内側に配置され且つ誘導コイル３３０”のインダクタンスが小さくても高周波電源回路９”の出力端間のインピーダンスを大きくするために用いられるフェライトコア３２０”と、誘導コイル３３０”およびフェライトコア３２０”で発生した熱を無電極放電灯１００”の外部に放熱するための放熱シリンダ３１３”と、誘導コイル３３０”に高周波電流を通電するための電源ユニット４００”と、バルブ２００”の周囲に配置され無電極放電灯１００”の点灯を補助する補助光源５１０”とを備えた無電極放電灯装置が提案されている。ここに、誘導コイル３３０”と、フェライトコア３２０”と、放熱シリンダ３１３”とが、バルブ２００”の内部に高周波電磁界を発生させるカプラ３００”の一部を構成している。ここで、電源ユニット４００”と誘導コイル３３０”とは、管灯線４３０”を介して接続されている。
【０００８】
ここに、バルブ２００”の内壁には、バルブ２００”の内部の放電ガスから発生した紫外線を可視光に変換するための蛍光体膜２５０”およびバルブ２００”を保護するための保護膜２４０”が形成されている。なお、蛍光体膜２５０”および保護膜２４０”は、バルブ２００”の内壁の略全面に形成されており、図９にはその一部を示している。また、バルブ２００”の凹部２３１”の内側には、一端部でバルブ２００”の内部に連通し他端部が封止された管状部２３３”が形成されており、管状部２３３”の内部には、バルブ２００”の内部に水銀蒸気を供給するための水銀アマルガム（図示せず）を収納するための金属容器２３４”と、金属容器２３４”を管状部２３３”の長手方向の両側から挟持する形で管状部２３３”の内部に保持するための２本のガラスロッド２３６”，２３７”とが配置されている。また、バルブ２００”は、電球形の形状を有し、その突出部分が円筒状に形成された口金２６０”に嵌合されている。ここで、バルブ２００”と、バルブ２００”の内部に封入された水銀を含む前記放電ガスと、蛍光体膜２５０”および保護膜２４０”と、前記水銀アマルガムおよび金属容器２３４”と、ガラスロッド２３６”，２３７”とで無電極放電灯１００”を構成している。
【０００９】
電源ユニット４００”は、図１０に示すように、交流電源（図示せず）からプラグ４２０”及び電源線４１０”（図９参照）を介して供給される交流電圧を所定の直流電圧Ｖｄｃに変換して出力する直流電源回路Ｅ”と、直流電源回路Ｅ”から供給される直流電圧Ｖｄｃを直流電源回路Ｅ”の出力端間に直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ３”，Ｑ４”を高い周波数で交互にオン・オフ動作をさせることで高周波電圧を出力する高周波電源回路９”と、高周波電源回路９”に高周波電源回路９”から誘導コイル３３０”に出力される高周波電圧Ｖｃｏｉｌを無電極放電灯１００”を点灯させるために必要な電圧まで連続的に増加させる始動動作を行わせる始動スイープ回路１３”と、始動スイープ回路１３”が高周波電源回路９”に前記始動動作を開始させるタイミングを制御する始動制御回路１００１”とを備える。また、高周波電源回路９”と誘導コイル３３０”との間には、誘導コイル３３０”の両端間の高周波電圧Ｖｃｏｉｌを検出するためのコイル電圧検出回路１４”が介挿されている。
【００１０】
高周波電源回路９”は、直流電源回路Ｅ”の出力端間に接続された２つスイッチング素子Ｑ３”，Ｑ４”と、スイッチング素子Ｑ３”，Ｑ４”を駆動するためのドライブ回路１６”と、２つのスイッチング素子Ｑ３”，Ｑ４”のうち低電位側のスイッチング素子Ｑ４”のソース・ドレイン間に接続されたインダクタＬｓ”とコンデンサＣｐ”との直列回路とを備え、インダクタＬｓ”とコンデンサＣｐ”とで共振回路が構成されている。なお、スイッチング素子Ｑ４”とコンデンサＣｐ”との間には抵抗Ｒｄ”が介挿されている。
【００１１】
図１０に示すように、ドライブ回路１６”には、スイッチング素子Ｑ３”，Ｑ４”がオン・オフ動作を繰り返す周波数である動作周波数ｆを、無電極放電灯１００”が点灯しない高周波電圧Ｖｃｏｉｌが得られる動作周波数ｆ２（図１１（ｃ）参照）から無電極放電灯１００”が点灯する高周波電圧Ｖｃｏｉｌが得られる動作周波数ｆ１（図１１（ｃ）参照）まで連続的に変化させる（以下、始動スイープという）ための始動スイープ回路１３”が接続されている。即ち、始動スイープ回路１３”は、動作周波数ｆを連続的に変化させることで、高周波電源回路９”に対して、誘導コイル３３０”に出力される高周波電圧Ｖｃｏｉｌを無電極放電灯１００”を点灯させるために必要な電圧まで連続的に増加させる始動動作を行わせる。また、２つのスイッチング素子Ｑ３”，Ｑ４”のうち低電位側のスイッチング素子Ｑ４”のドレインと抵抗Ｒｄ”との接続点と、ドライブ回路１６”との間には、スイッチング素子Ｑ３”，Ｑ４”を流れる電流の時間積分値に基づいてドライブ回路１６”から出力されるシンク電流Ｉ０から分流したシンク電流Ｉｆｂの大きさを調節することにより、動作周波数ｆを調節することで高周波電源回路９”から出力される電力を一定に維持するための電力フィードバック回路１７”が接続されている。
【００１２】
上述の始動スイープ回路１３”は、抵抗Ｒ１”とコンデンサＣ１”との直列回路と、コンデンサＣ１”の両端に接続された抵抗Ｒ２”と、抵抗Ｒ２”の両端間に接続された抵抗Ｒ１００”とＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子ＳＷ”との直列回路と、抵抗Ｒ１”とコンデンサＣ１”との間に非反転入力端子が接続された第１のオペアンプＯＰ１”と、第１のオペアンプＯＰ１”の反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗Ｒ１２１”と、第１のオペアンプＯＰ１”の出力端子とドライブ回路１６”との間に介挿されたから抵抗Ｒ４”およびダイオードＤ１”からなる直列回路と、第１のオペアンプＯＰ１”の反転入力端子と誘導コイル３３０”の両端間の電圧を検出するためのコイル電圧検出回路１４”との間に介挿された抵抗Ｒ１２２”とを備える。ここに、抵抗Ｒ１”とコンデンサＣ１”との直列回路は、直流電源回路Ｅ”とは別に設けられた回路駆動用直流電源（図示せず）に接続されており、当該回路駆動用直流電源から直流電圧Ｖｄが印加されている。ここで、始動スイープ回路１３”は、ドライブ回路１６”が出力するシンク電流Ｉ０から分流し始動スイープ回路１３”に流れるシンク電流ＩＳＷの大きさを調節することによりスイッチング素子Ｑ３”，Ｑ４”の動作周波数ｆを変化させる。また、始動スイープ回路１３”は、スイッチング素子ＳＷ”が始動制御回路１００１”に接続されており、始動制御回路１００１”は、電源の投入と同時にスイッチング素子ＳＷ”をオンとするとともに始動制御回路１００１”の内部のタイマ（図示せず）を駆動し、その後、始動制御回路１００１”の前記タイマがタイムアップした際の出力に基づきスイッチング素子ＳＷ”をオフさせる。ここで、スイッチング素子ＳＷ”がオンからオフに切り換ると、始動スイープ回路１３”は、高周波電源回路９”に含まれるドライブ回路１６”から出力されたシンク電流Ｉ０から分流したシンク電流ＩＳＷの大きさを連続的に変化させることで、高周波電源回路９”に始動動作を行わせる。
【００１３】
電力フィードバック回路１７”は、第２のオペアンプＯＰ２”と、第２のオペアンプＯＰ２”の非反転入力端子に接続された定電圧源Ｅｒｅｆ”と、第２のオペアンプＯＰ２”の反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗Ｒ１０”とコンデンサＣ１１”との並列回路と、第２のオペアンプＯＰ２”の出力端子とドライブ回路１６”との間に介挿された抵抗Ｒ１７１”とダイオードＤ２”とからなる直列回路と、第２のオペアンプＯＰ２”の反転入力端子と高周波電源回路９”との間に介挿された抵抗Ｒ１７２”とを備える。
【００１４】
ところで、補助光源５１０”は、誘導コイル３３０”の両端間に接続されており、電源ユニット４００”から誘導コイル３３０”に高周波電流を通電すると同時に補助光源５１０”にも高周波電流が通電される。
【００１５】
ここで、電源ユニット４００”と、誘導コイル３３０”、フェライトコア３２０”および放熱シリンダ３１３”を備えたカプラ３００”と、補助光源５１０”とで無電極放電灯点灯装置を構成している。
【００１６】
図９に示した無電極放電灯装置の一部を構成する無電極放電灯点灯装置は、始動時に補助光源５１０”を点灯させることにより、補助光源５１０”から放射される光によりバルブ２００”内の放電ガスを励起することで、バルブ２００”内に前記初期電子を生成するので、無電極放電灯１００”の前記始動時間を短縮することができる。
【００１７】
次に、図９に示す構成の無電極放電灯点灯装置の動作について図１１に基づいて説明する。
【００１８】
図１１（ａ）は、無電極放電灯点灯装置の電源投入後から無電極放電灯１００”が点灯するまでにおける高周波電圧Ｖｃｏｉｌの時間変化を示し、図１１（ｂ）は無電極放電灯点灯装置の電源投入後から無電極放電灯１００”が点灯するまでにおける直流電源回路Ｅ”から出力される直流電圧Ｖｄｃの時間変化を示し、図１１（ｃ）は無電極放電灯点灯装置の電源投入後から無電極放電灯１００”が点灯するまでにおける動作周波数ｆの時間変化を示す。図９に示す構成の無電極放電灯点灯装置では、直流電源回路Ｅ”から出力される直流電圧Ｖｄｃが安定してから始動準備期間だけ経過した後に始動動作を行い、その後、無電極放電灯１００”が点灯する。ここで、無電極放電灯点灯装置が始動動作を行っている期間を始動期間、無電極放電灯１００”が点灯し続ける期間を点灯期間と定義する。なお、図９に示す構成の無電極放電灯点灯装置では、電源投入後直ちに直流電源回路Ｅ”の動作を開始させたのでは、直流電源回路Ｅ”の動作が安定しないおそれがあるので、図１１（ｂ）に示すように、電源を投入した後に所定の時間だけを経過した後に直流電源回路Ｅ”が動作を開始する。ここで、直流電源回路Ｅ”が動作を開始する前は、前記交流電源から供給される交流電圧を整流して平滑化して得られる直流電圧Ｖｄｃが出力されている（図１１（ｂ）参照）。
【００１９】
図９に示す構成の無電極放電灯点灯装置では、図１１（ｃ）に示すように、始動スイープ回路１３”が、高周波電源回路９”に高周波電源回路９”から誘導コイル３３０”に出力される高周波電圧Ｖｃｏｉｌを無電極放電灯１００”を点灯させるために必要な電圧まで連続的に増加させる始動動作を行わせる。
【００２０】
ここで、電源を投入してから直ちに、高周波電源回路９”が前記始動動作を行うのでは、直流電源回路Ｅ”から出力される直流電圧Ｖｄｃ（図１１（ｂ）参照）、始動スイープ回路１３”に電力を供給する前記回路駆動用直流電源の直流電圧Ｖｄ、およびドライブ回路１６”から出力されるシンク電流Ｉ０から分流して電力フィードバック回路１７”に入力されるシンク電流Ｉｆｂが安定していないために、誘導コイル３３０”に無電極放電灯１００”の点灯する高周波電圧Ｖｃｏｉｌが印加されず、無電極放電灯１００”が点灯しないおそれがある。また、高周波電源回路９”の前記始動動作の準備が整う前に無電極放電灯１００”が点灯したとしても、無電極放電灯１００”が点灯した瞬間の点灯維持に必要な電圧が不足して無電極放電灯１００”が消灯したりするおそれがある。
【００２１】
そこで、前記無電極放電灯点灯装置では、電源を投入してから直流電源回路Ｅ”が動作開始するまでの時間、および直流電源回路Ｅ”が動作開始してから直流電源回路Ｅ”が出力する直流電圧Ｖｄｃ、前記回路駆動用直流電源が出力する直流電圧Ｖｄおよびシンク電流Ｉｆｂが安定するまでの時間よりも長い規定の期間（以下、始動準備期間という）を経過した後に、始動制御回路１００１”が、高周波電源回路９”に前記始動動作を開始させる。つまり、始動制御回路１００１”が、高周波電源回路９の前記始動動作の準備が整うまでの始動準備期間を経過してから高周波電源回路９”の前記始動動作を開始させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開平６−２２３７８９号公報
【特許文献２】特開２００５−５６８０３号公報
【特許文献３】特開２００９−１５８１８４号公報
【特許文献４】特開２００９−１５８１８５号公報
【特許文献５】特開２００９−１５８１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載された無電極放電灯装置、或いは特許文献３乃至特許文献５に記載された無電極放電灯点灯装置では、補助光源５１０”が誘導コイル３３０”の両端間に接続されているため、前記始動準備期間中は補助光源５１０”を点灯させることができない。従って、前記暗所において無電極放電灯１００”を点灯させる場合、前記始動動作を開始した時点ではバルブ２００”内に存在する前記初期電子は少なく、無電極放電灯１００”の始動時間がほとんど短くならないおそれがある。つまり、電源を投入してから無電極放電灯１００”が点灯するまでの時間をほとんど短縮することができないおそれがある。
【００２４】
また、図１１に示すように、前記始動準備期間中は、高周波電源回路９”が始動動作を開始しておらず、直流電源回路Ｅ”の出力端間の負荷が小さくなるため、直流電源回路Ｅ”が出力する直流電圧Ｖｄｃが無電極放電灯１００”の点灯期間中における所定の直流電圧Ｖｄｃを超えるオーバーシュートが起こり、高周波電源回路９”を構成する回路部品に電圧ストレスを与えてしまうおそれがあった。
【００２５】
本願発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、暗所における始動時間を短縮できるとともに、高周波電源回路を構成する回路部品に加わる電圧ストレスを低減できる無電極放電灯点灯装置およ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】
【００２６】
請求項１の発明は、交流電源および直流電源のいずれか一方から出力される電圧を所定の直流電圧に変換する直流電源回路と、直流電源回路からの電力供給を受け高周波電圧を出力する高周波電源回路と、高周波電源回路の出力端間に接続され無電極放電灯が有する放電ガスを封入したバルブに近接して配置される誘導コイルと、高周波電源回路が誘導コイルに出力する高周波電圧を無電極放電灯を点灯させるために必要な電圧まで増加させる始動動作を開始するタイミングを制御する始動制御手段と、無電極放電灯のバルブの周囲に配置され無電極放電灯の点灯を補助する補助光源と、補助光源への電力供給を制御にすることにより補助光源を点灯および消灯させる補助光源制御手段とを備え、補助光源が、直流電源回路の出力端間に電気的に接続され、始動制御手段が、前記始動動作を開始する前に補助光源制御手段により補助光源を点灯させることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、補助光源が、直流電源回路の出力端間に電気的に接続されていることにより、始動制御手段が、高周波電源回路の出力に関係なく、前記始動動作を開始する前に補助光源制御手段により補助光源を点灯させることができるので、前記始動動作を開始する前から補助光源から放射される光でバルブ内に封入された放電ガスを励起することができるから、暗所において、高周波電源回路が始動動作を開始してから無電極放電灯が点灯するまでの時間である始動時間を短縮することができる。また、補助光源が前記始動動作を開始する前から点灯することにより、高周波電源回路が始動動作を開始する前において補助光源が負荷として機能するので、始動動作の開始前において直流電源回路の出力端間の負荷が小さくなるのを抑制して始動動作の開始前に直流電源回路が出力する直流電圧のオーバーシュートを抑制することができるから、高周波電源回路を構成する回路部品に加わる電圧ストレスを低減できる。
【００２８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記始動制御手段は、前記無電極放電灯が点灯した後に前記補助光源制御手段により前記補助光源を消灯させることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、前記始動制御手段は、前記無電極放電灯が点灯した後に前記補助光源制御手段により前記補助光源を消灯させることにより、前記補助光源の点灯している時間を短縮することができるので、前記補助光源の長寿命化を図ることができる。また、別置の電源により補助光源を常に点灯させておく無電極放電灯点灯装置に比べて、補助光源の点灯時間を短縮することができるので、補助光源の長寿命化を図ることができる。
【００３０】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記始動制御手段が、前記始動動作の開始と同時に前記補助光源制御手段により前記補助光源を消灯させることを特徴とする。
【００３１】
この発明によれば、前記始動制御手段が、前記始動動作の開始と同時に前記補助光源制御手段により前記補助光源を消灯させることにより、前記始動動作の開始時において、前記直流電源回路から出力される電力のうち前記補助光源で消費されていた電力も前記高周波電源回路に供給することができるので、前記始動動作の開始時における前記直流電源回路の出力端間の負荷での消費電力の急峻な変動を抑制することができるから、前記無電極放電灯の始動時間の短縮を図ることができるとともに、前記無電極放電灯が点灯した直後に無電極放電灯が点灯を維持するための前記高周波電圧が足りず消灯してしまうことを抑制することができる。
【００３２】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の発明において、前記直流電源回路から前記補助光源への電力供給は、降圧回路を介して行われることを特徴とする。
【００３３】
この発明によれば、前記直流電源回路から前記補助光源への電力供給は、降圧回路を介して行われることにより、前記補助光源への印加電圧を自由に設定できるとともに前記補助光源への印加電圧を安定化させることができるので、前記無電極放電灯の始動性を安定させることができる。
【００３４】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４の発明において、前記直流電源回路が、昇圧チョッパ回路から構成されることを特徴とする。
【００３５】
この発明によれば、前記直流電源回路が、昇圧チョッパ回路から構成されることにより、前記補助光源に印加される電圧を高くすることができるので、前記補助光源から放射される光の光量を大きくすることができるから、前記無電極放電灯の始動時間をより短縮することができる。
【００３６】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の無電極放電灯点灯装置を備えることを特徴とする。
【００３７】
この発明によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の無電極放電灯点灯装置を備えることにより、無電極放電灯の暗所における始動時間を短縮できるとともに前記高周波電源回路への電圧ストレスが低減され無電極放電灯点灯装置の信頼性が向上するので、暗所での始動時間が短く且つ信頼性の高い照明器具を提供することができる。
【発明の効果】
【００３８】
請求項１の発明によれば、補助光源が、直流電源回路の出力端間に電気的に接続されていることにより、始動制御手段が、高周波電源回路の出力に関係なく、補助光源制御手段に前記始動動作を開始する前に補助光源を点灯させることができるので、前記始動動作を開始する前から補助光源から放射される光でバルブ内に封入された放電ガスを励起することができるから、前記始動動作を開始してから無電極放電灯が点灯するまでの時間である始動時間を短縮することができる。また、補助光源が前記始動動作を開始する前から点灯することにより、前記始動動作を開始する前において補助光源が負荷として機能するので、前記始動動作前において直流電源回路の出力端間の負荷が小さくなるのを抑制して前記始動動作前に直流電源回路が出力する直流電圧のオーバーシュートを抑制することができるから、高周波電源回路を構成する回路部品に加わる電圧ストレスを低減することができる。
【００３９】
請求項６の発明によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の無電極放電灯点灯装置を備えることにより、無電極放電灯の暗所における始動時間を短縮できるとともに前記高周波電源回路への電圧ストレスが低減され無電極放電灯点灯装置の信頼性が向上するので、暗所での始動時間が短く且つ信頼性の高い照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態１の無電極放電灯点灯装置の回路図である。
【図２】同上の無電極放電灯点灯装置を用いた無電極放電灯装置の概略説明図である。
【図３】同上の無電極放電灯点灯装置の概略説明図である。
【図４】同上の無電極放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図５】同上の無電極放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図６】実施形態２の無電極放電灯点灯装置の動作説明図である。
【図７】実施形態３の照明器具の概略斜視図である。
【図８】従来例の無電極放電灯装置の概略説明図である。
【図９】他の従来例の無電極放電灯装置の概略説明図である。
【図１０】同上の無電極放電灯装置の一部を構成する無電極放電灯点灯装置の回路図である。
【図１１】同上の無電極放電灯装置の一部を構成する無電極放電灯点灯装置の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
（実施形態１）
以下、本実施形態の照明器具について図１乃至図３に基づいて説明する。
【００４２】
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、図１に示すように、商用電源である交流電源（図示せず）からプラグ４２０および後述の電源線４１０を介して交流電圧を受けて所定の直流電圧Ｖｄｃに変換して出力する直流電源回路Ｅと、直流電源回路Ｅからの電圧供給を受け高周波電圧Ｖｃｏｉｌを出力する高周波電源回路９と、高周波電源回路９の出力端間に接続され無電極放電灯１００が備えるバルブ２００に近接して配置される誘導コイル３３０と、バルブ２００の周囲に配置され無電極放電灯１００の点灯を補助する補助光源５１０と、高周波電源回路９を駆動させるタイミングを制御する始動制御手段である始動制御回路１００１と、補助光源５１０への電力供給を制御にすることにより補助光源５１０を点灯および消灯させる補助光源制御手段である補助光源制御回路１００６とを備える。ここで、図２に示すように、誘導コイル３３０は、円筒状に形成されたフェライトコア３２０に巻回されており、フェライトコア３２０は、誘導コイル３３０およびフェライトコア３２０で発生した熱を放熱する放熱シリンダ３１３に支持されている。ここに、誘導コイル３３０、フェライトコア３２０および放熱シリンダ３１３によりカプラ３００の一部が構成されている。
【００４３】
無電極放電灯１００は、図２に示すように、透光性のガラスにより形成され且つ一部に凹部２３１が形成されるとともに内部に水銀を含む放電ガスが封入されたバルブ２００を備える。ここに、バルブ２００の内壁には、バルブ２００の内部の放電ガスから発生した紫外線を可視光に変換するための蛍光体膜２５０およびバルブ２００を保護するための保護膜２４０が形成されている。なお、蛍光体膜２５０および保護膜２４０は、バルブ２００の内壁の略全面に形成されており、図２にはその一部を示している。また、バルブ２００の凹部２３１の内側には、一端部でバルブ２００の内部に連通し他端部が封止された管状部２３３が設けられており、管状部２３３の内部には、バルブ２００の内部に水銀蒸気を供給するための水銀アマルガム（図示せず）を収納するための金属容器２３４と、金属容器２３４を管状部２３３の長手方向の両側から挟持する形で管状部２３３の内部に金属容器２３４を固定するための２本のガラスロッド２３６，２３７とが配置されている。また、バルブ２００は、円筒状に形成された口金２６０に嵌合されている。
【００４４】
また、本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、図１に示すように、高周波電源回路９に、高周波電圧Ｖｃｏｉｌを無電極放電灯１００を点灯させるために必要な電圧Ｖｉｎｇ（図４参照）よりも低く且つ無電極放電灯１００が点灯しない電圧から前記電圧Ｖｉｎｇ（図４参照）よりも高い電圧まで連続的に増加させる始動動作を行わせるために、高周波電源回路９に含まれる後述のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の動作周波数ｆを制御するための始動スイープ回路１３と、誘導コイル３３０の両端間の高周波電圧Ｖｃｏｉｌを検出して始動スイープ回路１３にフィードバックするためのコイル電圧検出回路１４とを備えている。
【００４５】
直流電源回路Ｅは、前記交流電源からの交流電圧を整流するダイオードブリッジ１０と、ダイオードブリッジ１０の出力電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路とから構成されている。ここで、昇圧チョッパ回路は、ダイオードブリッジ１０の出力端間にインダクタＬ１０とＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ６との直列回路が接続され、スイッチング素子Ｑ６の両端間にダイオードＤ１０と平滑用コンデンサＣ１０との直列回路が接続されており、スイッチング素子Ｑ６をオン・オフして平滑コンデンサＣ１０の両端電圧からなる上述の直流電圧Ｖｄｃを制御する制御回路２とを備えている。なお、ダイオードＤ１０は、インダクタＬ１０から平滑コンデンサＣ１０に電流が流れる向きに接続される。また、本実施形態では、直流電源回路Ｅが昇圧チョッパ回路を含むが、これに限定されるものではなく、例えば、昇降圧チョッパ回路を含むものであってもよい。
【００４６】
高周波電源回路９は、直流電源回路Ｅの出力端間に一対のＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４およびスイッチング素子Ｑ４の低電位側に一端が接続された抵抗Ｒｄの直列回路と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を駆動するためのドライブ回路１６と、低電位側のスイッチング素子Ｑ４のソースと抵抗Ｒｄの前記一端とは反対側の他端との間に接続され共振回路を構成するためのインダクタＬｓとコンデンサＣｐとの直列回路と、インダクタＬｓとコンデンサＣｐとの接続点とコイル電圧検出回路１４との間に介挿され高周波電源回路９から誘導コイル３３０に出力される直流成分を遮断するためのコンデンサＣｓとを備える。ここにおいて、高周波電源回路９は、ドライブ回路１６からの駆動信号によりスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を動作周波数ｆで交互にオン・オフさせて、動作周波数ｆと同じ周波数の高周波電圧を発生させる。高周波電源回路９の出力端間に接続された誘導コイル３３０は、高周波電源回路９から供給される高周波電流により高周波電磁界を発生させる。この高周波電磁界によって無電極放電灯１００のバルブ２００内に封入された放電ガスが励起され、バルブ２００の内部に紫外線が発生する。バルブ２００の内部で発生した紫外線は、バルブ２００の内壁に形成された蛍光体膜２５０により可視光に変換されて、当該可視光がバルブ２００の外部に放射される。
【００４７】
ドライブ回路１６は、例えば、定電圧源（図示せず）の両端間に２つの抵抗（図示せず）の直列回路が接続され、低電位側の前記抵抗の両端間に電圧制御発振器（図示せず）の入力端子（図示せず）が接続され、前記電圧制御発振器が、ＨＯＵＴ端子・ＨＧＮＤ端子間、ＬＯＵＴ端子・ＨＧＮＤ端子間に、相互に位相が１８０°ずれた矩形波状の駆動信号を出力する。ここで、前記電圧制御発振器の前記入力端子への入力電圧が大きくなると、前記電圧制御発振器から出力される前記駆動信号の周波数が大きくなる。一方、前記電圧制御発振器の前記入力端子への入力電圧が小さくなると、前記電圧制御回路から出力される前記駆動信号の周波数が小さくなる。前記電圧制御発振器の前記入力端子には、前記定電圧源の出力電圧が前記２つの抵抗で分圧されて与えられており、前記入力端子への入力電圧の大きさが前記２つの抵抗の接続点から始動スイープ回路１３に流れるシンク電流Ｉ０の大きさに応じて変化する。なお、ドライブ回路１６のＨＯＵＴ端子・ＨＧＮＤ端子間はスイッチング素子Ｑ３のゲート・ソース間に接続され、ＬＯＵＴ端子・ＨＧＮＤ端子間はスイッチング素子Ｑ４のゲート・ソース間に接続されている。
【００４８】
始動スイープ回路１３は、直流電源回路Ｅとは別に設けられた回路駆動用直流電源（図示せず）に接続された抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との直列回路と、コンデンサＣ１の両端に接続された抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ２の両端間に接続された抵抗Ｒ１００とＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子ＳＷとの直列回路と、コンデンサＣ１の一端と抵抗Ｒ１との接続点が非反転入力端子に接続され且つ反転入力端子と出力端子間には抵抗Ｒ１２１が接続された第１のオペアンプＯＰ１と、第１のオペアンプＯＰ１の出力端子とドライブ回路１６との間に介挿されたから抵抗Ｒ４およびダイオードＤ１からなる直列回路と、第１のオペアンプＯＰ１の反転入力端子とコイル電圧検出回路１４との間に介挿された抵抗Ｒ１２２とを備える。ここに、前記回路駆動用直流電源から抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との直列回路には、直流電圧Ｖｄが印加され、第１のオペアンプＯＰ１の非反転入力端子には、スイッチング素子ＳＷがオフの状態で、直流電圧Ｖｄを抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧した直流電圧Ｖｃ１が印加される。また、始動スイープ回路１３は、スイッチング素子ＳＷが始動制御回路１００１に接続されており、始動制御回路１００１は、本実施形態の無電極放電灯点灯装置の電源の投入と同時にスイッチング素子ＳＷをオンとするとともに始動制御回路１００１の内部のタイマ（図示せず）を駆動し、その後、始動制御回路１００１の前記タイマがタイムアップした際の出力に基づきスイッチング素子ＳＷをオフさせる。
【００４９】
また、高周波電源回路９における低電位側のスイッチング素子Ｑ４のドレインと抵抗Ｒｄとの接続点と、ドライブ回路１６との間には、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を流れる電流の時間積分値に基づいてドライブ回路１６から出力されるシンク電流Ｉ０から分流したシンク電流Ｉｆｂの大きさを調節することにより、動作周波数ｆを調節することで高周波電源回路９から出力される電力を一定に維持するための電力フィードバック回路１７が接続されている。
【００５０】
ここで、電力フィードバック回路１７は、第２のオペアンプＯＰ２と、第２のオペアンプＯＰ２の非反転入力端子に接続された定電圧源Ｅｒｅｆと、第２のオペアンプＯＰ２の反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ１１との並列回路と、第２のオペアンプＯＰ２の出力端子とドライブ回路１６との間に介挿されたダイオードＤ２と抵抗Ｒ１７１とからなる直列回路と、第２のオペアンプＯＰ２の反転入力端子と高周波電源回路９との間に介挿された抵抗Ｒ１７２とを備える。第２のオペアンプＯＰ２の非反転入力端子には、定電圧源Ｅｒｅｆから直流電圧Ｖｒｅｆが印加されている。なお、ダイオードＤ２は、ドライブ回路１６から抵抗Ｒ１７１にシンク電流Ｉｆｂが流れる向きに接続されている。ここで、電力フィードバック回路１７は、高周波電源回路９の抵抗Ｒｄの両端間の電圧ＶＲｄにより決まる第２のオペアンプＯＰ２の反転入力端子に印加される電圧と非反転入力端子に印加される直流電圧Ｖｒｅｆとが等しくなるように、ドライブ回路１６から抵抗Ｒ１７１にシンク電流Ｉｆｂが流れる。従って、抵抗Ｒｄの両端間の電圧ＶＲｄが増加すると、ドライブ回路１６から抵抗Ｒ１７１に流れるシンク電流Ｉｆｂが増加し、抵抗Ｒｄの両端間の電圧ＶＲｄが減少すると、ドライブ回路１６から抵抗Ｒ１７１に流れるシンク電流Ｉｆｂが減少する。
【００５１】
コイル電圧検出回路１４は、高周波電源回路９の出力端間に接続された抵抗Ｒ１４１およびダイオードＤ１４１からなる直列回路と、当該直列回路の一部を構成するダイオードＤ１４１の両端間に接続されたダイオードＤ１４２および抵抗Ｒ１４２からなる直列回路と、抵抗Ｒ１４２の両端間に接続されたコンデンサＣ１４１とを備える。ここで、コンデンサＣ１４１の高電位側には、始動スイープ回路１３および始動制御回路１００１が接続されている。ここで、コンデンサＣ１４１の高電位側と誘導コイル３３０の低電位側との間の電圧Ｖｘｓが、始動スイープ回路１３および始動制御回路１００１に印加される。なお、ダイオードＤ１４１は、誘導コイル３３０の低電位側から抵抗Ｒ１４１に電流が流れる向きに接続され、ダイオードＤ１４２は、抵抗Ｒ１４１の低電位側から抵抗Ｒ１４２に電流が流れる向きに接続されている。
【００５２】
ここで、直流電源回路Ｅと、高周波電源回路９と、始動スイープ回路１３と、始動制御回路１００１と、補助光源制御回路１００６と、降圧チョッパ回路１００２と、電力フィードバック回路１７と、コイル電圧検出回路１４とから無電極放電灯１００の外部に配置される電源ユニット４００が構成されている。また、誘導コイル３３０と電源ユニット４００とは、管灯線４３０により電気的に接続され、電源ユニット４００とプラグ４２０とは電源線４１０により電気的に接続されている。
【００５３】
補助光源５１０は、図２に示すように、電球からなり、バルブ２００の周囲における口金２６０の内側の位置に配置されている。つまり、補助光源５１０は、無電極放電灯１００の外部に露出しないように配置されている。また、本実施形態の無電極放電灯点灯装置では、補助光源５１０が１つだけ設けられているが、例えば、複数の補助光源５１０と、複数の補助光源５１０のうち対象とする１つの補助光源５１０から放射される光を検出するための複数のフォトダイオード等からなる光検出手段（図示せず）と、前記光検出手段からの光検出信号に基づいてオン・オフ動作をするＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子（図示せず）を複数含み且つ当該スイッチング素子を適宜オン・オフさせることで点灯させる補助光源５１０を切り換える切替手段（図示せず）とを設けておき、補助光源制御回路１００６が複数の補助光源５１０のうちの１つの補助光源５１０を点灯させるとともに当該１つの補助光源５１０から放射される光の強度を前記光検出手段により検出するようにし、当該光検出手段からの出力により前記１つの補助光源５１０が寿命により点灯しなくなったことを判断すれば、前記切替手段が前記１つの補助光源５１０とは異なる他の補助光源５１０に切り換えることができるようにしてもよい。ここに、前記光検出手段の周囲には、金属板等により形成され且つ前記他の補助光源５１０からの光およびバルブ２００からの光を遮光する遮光手段（図示せず）が設けられており、前記光検出手段には、対象とする１つの補助光源５１０以外の補助光源５１０からの光が入射しないようになっている。なお、補助光源５１０は、ＬＥＤからなるものであってもよい。
【００５４】
また、本実施形態の無電極放電灯点灯装置では、直流電源回路Ｅから補助光源５１０への電力供給は、降圧チョッパ回路１００２を介して行われている。
【００５５】
降圧チョッパ回路１００２は、直流電源回路Ｅの出力端間に接続されたコンデンサＣ１３１と、コンデンサＣ１３１の両端間に接続されたＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１００３ａとダイオードＤ１３との直列回路と、ダイオードＤ１３の両端間に接続されたインダクタＬ１３と平滑用コンデンサＣ１３２との直列回路と、スイッチング素子Ｑ１００３ａをオン・オフして平滑コンデンサＣ１３２の両端電圧を制御する降圧チョッパ回路用制御回路（図示せず）とを備えている。ここに、スイッチング素子Ｑ１００３ａと前記降圧チョッパ回路用制御回路とは、電源用集積回路Ｑ１００３により実現されている。なお、電源用集積回路Ｑ１００３として、電源用インテリジェントパワーデバイス（例えば、パナソニック製  ＩＰシリーズのＭＩＰ２８９）を使用することができる。当該電源用インテリジェントパワーデバイスは、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１００３ａやスイッチング素子Ｑ１００３ａのゲートにパルス信号を印加するパルス発生器（図示せず）等が縦約１ｃｍ、横約７ｍｍの平面視矩形状のパッケージに集積されており、スイッチング素子Ｑ１００３ａおよび前記パルス発生器を別々のディスクリート部品で構成する場合に比べて、降圧チョッパ回路１００２全体の省スペース化を図ることができる。また、本実施形態では、補助光源５１０への電力供給を降圧チョッパ回路１００２を介して行う例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、直流電源回路Ｅから供給される直流電圧Ｖｄｃを交流電圧に変換する降圧回路（図示せず）を介して行うものであってもよい。また、本実施形態では、降圧チョッパ回路１００２を使用する例について説明したが、これに代えて、昇圧チョッパ回路（図示せず）を使用してもよい。この場合、補助光源５１０に印加される電圧を高くすることができるので、補助光源５１０から放射される光の光量を大きくすることができるから、無電極放電灯１００の始動時間をより短くすることができる。
【００５６】
また、本実施形態の無電極放電灯点灯装置では、降圧チョッパ回路１００２の出力端間に補助光源５１０を点灯および消灯させるための補助光源制御回路１００６が接続されている。
【００５７】
補助光源制御回路１００６は、降圧チョッパ回路１００２の出力端間に接続された抵抗Ｒ２１および抵抗Ｒ２２からなる直列回路と、ソース側が当該直列回路の高電位側に接続され且つドレイン側が補助光源５１０に接続されるとともにゲート端子が前記直列回路の２つの抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の間に接続されたＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１００４と、前記直列回路の一部を構成する低電位側の抵抗Ｒ２２の両端間に接続されたＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１００５とからなる。ここで、補助光源制御回路１００６において、始動制御回路１００１がスイッチング素子Ｑ１００５をオン状態にすることにより、スイッチング素子Ｑ１００４のゲート電圧を降下させてスイッチング素子Ｑ１００４をオフ状態にすることにより、補助光源５１０が消灯する。
【００５８】
次に、本実施形態の無電極放電灯点灯装置の動作について図４，図５を参照しながら説明する。
【００５９】
図４は、直流電源回路Ｅから出力される直流電圧Ｖｄｃが一定の場合における高周波電源回路９に含まれる上述の共振回路の共振曲線イと無電極放電灯１００の点灯時の高周波電圧Ｖｃｏｉｌの特性曲線ロを示す。ここで、図４中の動作周波数ｆ１は、誘導コイル３３０に印加される高周波電圧Ｖｃｏｉｌが無電極放電灯１００の点灯に十分な電圧Ｖｉｎｇよりも高い電圧となるときの動作周波数であって、前記共振回路の共振周波数付近に設定されている。また、図４中の動作周波数ｆ３は、無電極放電灯１００が点灯維持できない程度の高周波電圧Ｖｃｏｉｌが誘導コイル３３０に印加されるように設定されている。
【００６０】
ここで、始動スイープ回路１３が、動作周波数ｆを、高周波電圧Ｖｃｏｉｌが無電極放電灯１００の点灯しない電圧となる動作周波数から高周波電圧Ｖｃｏｉｌが無電極放電灯１００の点灯する電圧Ｖｉｎｇよりも高い電圧となる動作周波数ｆ４に近づく方向へ変化させると（以下、始動スイープという）、高周波電圧Ｖｃｏｉｌが増大し、高周波電圧Ｖｃｏｉｌが無電極放電灯１００の点灯する電圧Ｖｉｎｇを越えたところで無電極放電灯１００が点灯する。
【００６１】
本実施形態の無電極放電灯点灯装置では、前述のように、始動スイープ回路１３が、前記始動スイープを行うことで、高周波電源回路９が高周波電圧Ｖｃｏｉｌを無電極放電灯１００の点灯する電圧Ｖｉｎｇより低く且つ無電極放電灯１００が点灯しない電圧から前記電圧Ｖｉｎｇまで連続的に増加させて無電極放電灯１００を点灯させる。
【００６２】
図５（ａ）は、無電極放電灯点灯装置の電源投入後から無電極放電灯１００が点灯するまでにおける高周波電圧Ｖｃｏｉｌの時間変化を示し、図５（ｂ）は無電極放電灯点灯装置の電源投入後から無電極放電灯１００が点灯するまでにおける直流電源回路Ｅから出力される直流電圧Ｖｄｃの時間変化を示し、図５（ｃ）は無電極放電灯点灯装置の電源投入後から無電極放電灯１００が点灯するまでにおける動作周波数ｆの時間変化を示す。ここで、無電極放電灯点灯装置が始動動作を行っている期間を始動期間、無電極放電灯１００が点灯し続ける期間を点灯期間と定義する。本実施形態の無電極放電灯点灯装置では、電源投入後直ちに直流電源回路Ｅの動作を開始させたのでは、前記昇圧チョッパ回路の動作が安定しないおそれがあるので、無電極放電灯点灯装置の電源を投入した後、所定の時間を経過した後に直流電源回路Ｅが動作を開始する。ここで、直流電源回路Ｅが動作を開始する前は、前記交流電源から供給される交流電圧を整流して平滑化して得られる直流電圧Ｖｄｃが出力されている（図５（ｂ）参照）。
【００６３】
ところで、直流電源回路Ｅを始動させてから直ちに前記始動スイープを開始したのでは、直流電源回路Ｅの電圧出力、始動スイープ回路１３に電力を供給する前記回路駆動用直流電源の直流電圧Ｖｄ、およびドライブ回路１６から電力フィードバック回路１７に入力されるシンク電流Ｉｆｂが安定しておらず、誘導コイル３３０に無電極放電灯１００が点灯するのに十分な電圧Ｖｉｎｇが印加されず、無電極放電灯１００の動作が不安定になるおそれがある。
【００６４】
そこで、本実施形態の無電極放電灯点灯装置では、図５に示すように、始動制御回路１００１が、始動スイープ回路１３に、直流電源回路Ｅの動作開始時から所定の期間（以下、始動準備期間という）を経過した直後のタイミングで前記始動スイープを開始させる。つまり、前記始動準備期間が終了した直後、始動制御回路１００１が、始動スイープ回路１３に含まれるスイッチング素子ＳＷをオン状態からオフ状態に切り換えることにより、第１のオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に印加される電圧Ｖｃ１を変化させて、ドライブ回路１６から出力するシンク電流Ｉ０から分流して始動スイープ回路１３に入力されるシンク電流ＩＳＷを連続的に変化させることにより、始動スイープ回路１３が前記始動スイープを開始する。ここに、始動制御回路１００１は、高周波電源回路９に含まれるドライブ回路１６に電気的に接続されており、始動制御回路１００１は、始動スイープ回路１４に含まれるスイッチング素子ＳＷを前述のようにオフ状態に切り換えると同時に、ドライブ回路１６がスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４にスイッチング動作を開始させるトリガとなる動作開始信号を送信する。
【００６５】
ここで、図１に示す構成の無電極放電灯点灯装置では、無電極放電灯点灯装置の電源投入後、直流電源回路Ｅから出力される直流電圧Ｖｄｃが安定する前において、降圧チョッパ回路１００２から補助光源５１０に電力が供給されて補助光源５１０が点灯する。つまり、直流電源回路Ｅから出力される直流電圧Ｖｄｃが安定する前から補助光源５１０が点灯する。従って、補助光源５１０が、前記始動準備期間中に点灯するので、高周波電源回路９が始動動作を開始する段階では、既にバルブ２００の内部に無電極放電灯１００が放電を開始するのに必要な電子（以下、初期電子という）を多く存在させることができ、前記始動時間を短くすることができる。従って、無電極放電灯点灯装置の電源を投入してから無電極放電灯１００が点灯するまでの時間を短縮することができる。
【００６６】
また、本実施形態の無電極放電灯点灯装置では、高周波電源回路９が始動動作を開始する前において、補助光源５１０が直流電源回路Ｅの出力端間に接続された負荷として機能するので、始動動作の前の前記始動準備期間中において直流電源回路Ｅの出力端間の負荷が小さくなるのを抑制して前記始動準備期間中における直流電圧Ｖｄｃが無電極放電灯１００の点灯期間中における所定の直流電圧Ｖｄｃを超えるオーバーシュートを抑制することができるから、高周波電源回路９を構成するスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４等の回路部品に加わる電圧ストレスを低減することができる。
【００６７】
ところで、補助光源５１０を点灯させる手段として、別置の電源（図示せず）により、無電極放電灯１００を点灯させることが考えられるが、この場合、無電極放電灯１００が点灯した後も前記別置の電源から補助光源５１０に電力が供給され、補助光源５１０の点灯時間（以下、補助光源点灯時間）が長くなり、補助光源５１０の寿命が短くなるおそれがあった。
【００６８】
これに対して、本実施形態の無電極放電灯点灯装置では、前述のように、始動開始回路１００１が、無電極放電灯１００が点灯した後の無電極放電灯１００の点灯時間中に補助光源制御回路１００６により補助光源５１０を消灯させるので、前記別置の電源により補助光源５１０を点灯させておく無電極放電灯点灯装置に比べて、前記補助光源点灯時間を短くすることができるから、補助光源５１０の長寿命化を図ることができる。
【００６９】
ここに、始動制御回路１００１が補助光源制御回路１００６により補助光源５１０を消灯させるタイミングは、無電極放電灯点灯装置の電源投入の際にスタートする始動制御回路１００１に内蔵されたタイマ（図示せず）がタイムアップした際の出力により決定されるものであってもよい。また、始動制御回路１００１とコイル電圧検出回路１４とを、例えば、微分回路（図示せず）等を介して接続しておき、始動制御回路１００１が、前記微分回路等により無電極放電灯１００の点灯時における誘導コイル３３０の両端間の高周波電圧Ｖｃｏｉｌが急峻に変化してこと（前記微分回路の出力が所定の大きさ以上となったこと）を検出したときに、補助光源制御回路１００６により補助光源５１０を消灯させるようにしてもよい。ここで、前記微分回路は、例えば、オペアンプ（図示せず）と、当該オペアンプの反転入力端子と出力端子間に接続された抵抗（図示せず）と、前記オペアンプの反転入力端子に一端が接続されたコンデンサ（図示せず）とから構成されるものであってもよい。
【００７０】
また、本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、前述のように、直流電源回路Ｅと補助光源５１０との間に介挿された降圧チョッパ回路１００２を備えることにより、補助光源５１０への印加電圧を自由に設定できるとともに、補助光源５１０への印加電圧を安定化させることができるので、無電極放電灯１００の始動性を安定させることができる。また、降圧チョッパ回路１００２を備えることにより、補助光源５１０に印加する電圧を抑えることができ、補助光源５１０の長寿命化を図ることができる。また、補助光源５１０への印加電圧は、補助光源５１９から放射される光の光量と補助光源５１０の寿命とのバランスを考慮して設定すればよい。
【００７１】
また、本実施形態の無電極放電灯点灯装置では、前述のように、直流電源回路Ｅが、昇圧チョッパ回路で構成されている。
【００７２】
従って、直流電源回路Ｅが、降圧チョッパ回路で構成されている場合に比べて、補助光源５１０に印加される電圧を高くすることができるので、補助光源５１０から放射される光の光量を大きくすることができるから、無電極放電灯１００の始動時間をより短くすることができる。
【００７３】
（実施形態２）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、回路構成が実施形態１の無電極放電灯点灯装置と略同じ構成であり、始動制御回路１００１が、前記始動動作を開始すると同時に補助光源制御回路１００６により補助光源５１０を消灯させる動作を行う点が実施形態１とは相違する。なお、本実施形態の回路構成は、実施形態１と同様なので図示を省略するとともに説明を適宜省略する。本実施形態の無電極放電灯点灯装置では、始動制御回路１００１が補助光源制御回路１００６により補助光源５１０を消灯させるタイミングを始動制御回路１００１に含まれるタイマ（図示せず）で決定する。
【００７４】
ところで、誘導コイル３３０は、インダクタンス性の負荷であって、蛍光灯などの電極を有する放電灯とは異なり、高周波電圧Ｖｃｏｉｌが印加されているときは負荷として機能し、直流電圧が印加されている場合は負荷として機能しない。従って、無電極放電灯１００の始動時や無負荷時など無電極放電灯１００が点灯していない状態では、誘導コイル３３０は負荷として機能せず、一方、誘導コイル３３０に高周波電圧Ｖｃｏｉｌが印加されている点灯期間中は、負荷として機能する。また、無電極放電灯１００の点灯期間における無電極放電灯１００での消費電力と不点灯期間における無電極放電灯１００での消費電力との差分値は、蛍光灯などの電極を有する放電灯の点灯期間における前記放電灯での消費電力と点灯していない状態における前記放電灯での消費電力との差分値と比較して大きい。従って、無電極放電灯１００の場合、前記点灯期間中における誘導コイル３３０での消費電力を考慮すると、無電極放電灯１００が点灯していない始動準備期間中においても、蛍光灯などの電極を有する放電灯に比べて、直流電源回路Ｅからより大きな電力を出力する必要がある。また、高周波電源回路９から誘導コイル３３０に高周波電圧Ｖｃｏｉｌが供給されていない前記始動準備期間では、直流電源回路Ｅから出力される電力のほとんどが高周波電源回路９で消費される。ここに、無負荷時における高周波電源回路９での消費電力は、前記点灯期間中における高周波電源回路９での消費電力の２倍以上に達することがある。
【００７５】
従って、高周波電源回路９が前記始動動作を開始し誘導コイル３３０の両端間に高周波電圧Ｖｃｏｉｌを印加して無電極放電灯１００が点灯し始めると、直流電源回路Ｅの出力端間の負荷が急激に大きくなり、それに伴い当該負荷での消費電力も急峻に変動してしまう。また、前記始動準備期間中では、直流電源回路Ｅから供給される電力のほとんどが、高周波電源回路９で消費されることとなり、高周波電源回路９を構成する部品への電圧ストレスの増大を招くおそれがある。
【００７６】
また、直流電源回路Ｅは、通常、無電極放電灯点灯装置のサイズやコストを考慮して、無電極放電灯１００の点灯期間中において供給する必要がある電力量を基準に設計がなされる。一方、高周波電源回路９の始動動作を開始した直後は、無電極放電灯１００の点灯期間中に比べて誘導コイル３３０に高い高周波電圧Ｖｃｏｉｌを印加する必要があることから、点灯期間中に比べて誘導コイル３３０での消費電力が増大する。特に、暗所において高周波電源回路９が始動動作を開始する際には、始動動作を開始した直後に誘導コイル３３０に印加する必要のある高周波電圧Ｖｃｏｉｌがより高くなるため、直流電源回路Ｅの出力端間の負荷で消費される電力がより急峻に変動する。従って、無電極放電灯１００が始動動作を開始した直後は、重負荷のために直流電源回路Ｅでのレギュレーションが十分でなく、直流電源回路Ｅから出力される直流電圧Ｖｄｃが低下してしまい、無電極放電灯１００の消灯や２段点きが生じてしまうことがある。
【００７７】
これに対して、本実施形態の無電極放電灯点灯装置では、始動制御回路１００１が、前記始動動作を開始すると同時に補助光源制御回路１００６により補助光源５１０を消灯させる動作を行うことにより、高周波電源回路９の前記始動動作の開始時において、直流電源回路Ｅから出力される電力のうち補助光源５１０で消費されていた電力も高周波電源回路９に供給することができるので、高周波電源回路９の前記始動動作の開始時における直流電源回路Ｅの出力端間の負荷での消費電力の急峻な変動を抑制することができるから、無電極放電灯１００の始動時間の短縮を図ることができるとともに、無電極放電灯１００が点灯した直後に無電極放電灯１００が点灯を維持するための高周波電圧Ｖｃｏｉｌが足りず消灯してしまうことを抑制することができる。また、前記始動準備期間中においては、直流電源回路Ｅから出力される電力の一部が補助光源５１０で消費されるので、高周波電源回路Ｅで消費される電力を低減することができるから、前記始動準備期間中における高周波電源回路９を構成する部品への電圧ストレスを低減することができる。
【００７８】
また、補助光源５１０の前記補助光源点灯時間を短くすることができるので、補助光源５１０の長寿命化を図ることができる。
【００７９】
更に、本実施形態の無電極放電灯点灯装置では、前記始動準備期間において、始動スイープ回路１３がドライブ回路１６を駆動させて、高周波電源回路９のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を誘導コイル３３０の両端間の高周波電圧Ｖｃｏｉｌが、無電極放電灯１００の点灯に十分な電圧Ｖｉｎｇよりも低い電圧Ｖ３（図４参照）となる動作周波数ｆ３にする。ここにおいて、始動制御回路１００１が、スイッチング素子ＳＷがオンの状態で、前記始動準備期間が開始するタイミングでドライブ回路１６を動作させてスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４のスイッチング動作を開始させて、直流電源回路Ｅから出力される電力の一部を誘導コイル３３０で消費させている。前記始動準備期間が終了すると、始動制御回路１００１は、スイッチング素子ＳＷをオフの状態にして始動スイープ回路１３に前記始動スイープを開始させる。しかして、本実施形態の無電極放電灯点灯装置では、高周波電源回路９の前記始動動作の開始時に生じ得る直流電圧Ｖｄｃの急峻な低下をさらに抑制することができるので、高周波電源電源回路９の前記始動動作の開始時における直流電源回路Ｅの出力端間の負荷での消費電力の急峻な変動を更に抑制することができる。
【００８０】
なお、前記始動準備期間において誘導コイル３３０に印加される高周波電圧Ｖｃｏｉｌは、抵抗Ｒ１の抵抗値と、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ１００からなる並列回路の抵抗値との比を適宜設定することにより調節することができる。
【００８１】
また、前述の各実施形態では、直流電源回路Ｅが前記交流電源から供給される電圧を所定の直流電圧Ｖｄｃに変換して出力する例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、直流電源（図示せず）から供給される直流電圧を所定の直流電圧Ｖｄｃに変換して出力するものでもよい。
【００８２】
（実施形態３）
図７に実施形態１で説明した無電極放電灯点灯装置および無電極放電灯１００を備えた照明器具６００を示す。
【００８３】
本実施形態の照明器具６００は、椀状の反射板６２０と透光性材料で形成された透光パネル６３０とで構成された器具本体６１０と、器具本体６１０の内部に配置された無電極放電灯１００と、器具本体６１０とは別の場所に配置され、カプラ３００の誘導コイル３３０（図２参照）に高周波電流を供給することで無電極放電灯１００を点灯させる電源ユニット４００とを備え、電源ユニット４００とカプラ３００とが管灯線４３０を介して電気的に接続されてなる。また、電源ユニット４００は、電源線４１０を介してプラグ４２０に接続されており、プラグ４２０が実施形態１で説明した前記交流電源に接続されることで、前記交流電源から電源ユニット４００に電力が供給される。なお、無電極放電灯１００から出射される光は透光パネル６３０を透過して外部に放射される。ここで、カプラ３００、管灯線４３０、電源ユニット４００および電源線４１０から無電極放電灯点灯装置が構成されている。
【００８４】
しかして、無電極放電灯１００の始動時間を短縮するとともに高周波電源回路９（図１参照）への電圧ストレスが低減され無電極放電灯点灯装置の信頼性が向上するので、暗所での始動時間が短く且つ信頼性の高い照明器具６００を提供することができる。
【００８５】
なお、本実施形態では、実施形態１で説明した無電極放電灯点灯装置を備える照明器具について説明したが、これに限定されるものではなく、実施形態２で説明した無電極放電灯点灯装置を備える照明器具であってもよい。
【符号の説明】
【００８６】
９  高周波電源回路
１００  無電極放電灯
２００  バルブ
３３０  誘導コイル
５１０  補助光源
６００  照明器具
１００１  始動制御回路（始動制御手段）
１００２  降圧チョッパ回路
１００６  補助光源制御回路（補助光源制御手段）
Ｅ  直流電源回路
Ｖｄｃ  直流電圧
Ｖｃｏｉｌ  高周波電圧
【図１】
2011048941.tif 000003
【図２】
2011048941.tif 000004
【図３】
2011048941.tif 000005
【図４】
2011048941.tif 000006
【図５】
2011048941.tif 000007
【図６】
2011048941.tif 000008
【図７】
2011048941.tif 000009
【図８】
2011048941.tif 000010
【図９】
2011048941.tif 000011
【図１０】
2011048941.tif 000012
【図１１】
2011048941.tif 000013