(57)【要約】【課題】暗所や長期間放置後の始動性を向上しつつ始動補助光源の短寿命化を抑制する。【解決手段】制御回路６は誘導コイル２への電圧印加開始時点からタイマを起動し、タイマのカウント時間が標準的な始動時間ｔ１を経過した後も無電極放電灯１が始動・点灯していなければ、その時点で始動補助光源５を点灯する。つまり、従来例のように商用交流電源ＡＣから高周波電源回路３への給電が開始される度に毎回始動補助光源５を点灯するのではなく、明るい所での点灯や消灯後間もない点灯の際に要する標準的な始動時間ｔ１よりも長い始動試行時間ｔ０が経過しても無電極放電灯が点灯していない場合にのみ制御回路６が始動補助光源５を点灯する。そのため、従来例と比較して始動補助光源５の累積点灯時間を短縮することができ、その結果、暗所や長期間放置後の始動性を向上しつつ始動補助光源５の短寿命化を抑制できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ガスを封入したバルブに誘導コイルが近接配置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であって、
外部から給電される直流電力を高周波電力に変換して誘導コイルに供給する電力変換手段と、無電極放電灯の近傍に配置される始動補助光源と、始動補助光源を点滅制御する制御手段とを備え、
制御手段は、外部から電力変換手段への給電が開始されてから無電極放電灯が点灯するまでの標準的な始動時間よりも長い始動試行時間が経過した後に始動補助光源を点灯することを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項２】
無負荷状態を検出するとともに無負荷状態を検出したときに電力変換手段の出力を停止又は制限する無負荷保護手段を備え、
制御手段は、外部から電力変換手段への給電が開始されてから無負荷保護手段が無負荷保護動作を実行するまでの間に始動補助光源の点灯を開始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】
制御手段は、始動補助光源を点灯してから所定時間が経過した時点で始動補助光源を消灯することを特徴とする請求項１又は２記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項４】
制御手段は、無電極放電灯が点灯したら始動補助光源を消灯することを特徴とする請求項１又は２記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項５】
制御手段は、無負荷保護手段が無負荷保護動作を行ったときに始動補助光源を消灯することを特徴とする請求項２記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】
始動補助光源は、電力変換手段に流れる電流に応じて点灯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７】
無負荷状態を検出するとともに無負荷状態を検出したときに電力変換手段の出力を停止又は制限する無負荷保護動作を実行するとともに所定の待機時間経過後に電力変換手段の出力の停止又は制限を解除する始動動作を実行する無負荷保護手段を備え、
制御手段は、無負荷保護手段が２回目以降の始動動作を実行する時点から始動補助光源を点灯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８】
制御手段は、無負荷保護手段による始動動作の実行回数が所定回数を超えた後は始動補助光源を消灯することを特徴とする請求項７記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載された無電極放電灯点灯装置と、無電極放電灯を支持する灯体とを有す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、無電極放電灯を点灯する無電極放電灯点灯装置及び、その無電極放電灯点灯装置を有する照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無電極放電灯を暗所で点灯する場合や消灯状態で長期間放置された後に点灯する場合、バルブ内に存在する初期電子が非常に少なくなっているために明るい所で始動する場合や消灯後にすぐに点灯する場合と比較して始動に要する時間が長くなるという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するために従来では、無電極放電灯のバルブ近傍に始動補助光源を配設し、始動補助光源の光をバルブ内の放電空間に放射して初期電子を生成することによって暗所や長期放置後の始動性の向上（始動時間の短縮）を図っていた（例えば、特許文献１，２参照）。尚、無電極放電灯が始動した後は始動補助光源を消灯してもよく、例えば、特許文献２では始動時から所定時間（１０秒）が経過したら強制的に消灯するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２３７８９号公報
【特許文献２】特開平８−１８０８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来例では始動性が低下する状況（例えば、暗所や長期放置後）以外においても始動補助光源を始動時に点灯させており、場合によっては無電極放電灯よりも先に始動補助光源が寿命末期に達してしまう虞があった。特に、人感センサや明るさセンサと組み合わせて無電極放電灯を点滅制御する場合、点灯から消灯、さらに消灯から点灯に切り換える回数が増えるために始動補助光源の寿命が短くなってしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、暗所や長期間放置後の始動性を向上しつつ始動補助光源の短寿命化を抑制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】
【０００７】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、放電ガスを封入したバルブに誘導コイルが近接配置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であって、外部から給電される直流電力を高周波電力に変換して誘導コイルに供給する電力変換手段と、無電極放電灯の近傍に配置される始動補助光源と、始動補助光源を点滅制御する制御手段とを備え、制御手段は、外部から電力変換手段への給電が開始されてから無電極放電灯が点灯するまでの標準的な始動時間よりも長い始動試行時間が経過した後に始動補助光源を点灯することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、無負荷状態を検出するとともに無負荷状態を検出したときに電力変換手段の出力を停止又は制限する無負荷保護手段を備え、制御手段は、外部から電力変換手段への給電が開始されてから無負荷保護手段が無負荷保護動作を実行するまでの間に始動補助光源の点灯を開始することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、制御手段は、始動補助光源を点灯してから所定時間が経過した時点で始動補助光源を消灯することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、制御手段は、無電極放電灯が点灯したら始動補助光源を消灯することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項２の発明において、始動補助光源は、無負荷保護手段が無負荷保護動作を行ったときは消灯することを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１の発明において、始動補助光源は、電力変換手段に流れる電流に応じて点灯することを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１の発明において、無負荷状態を検出するとともに無負荷状態を検出したときに電力変換手段の出力を停止又は制限する無負荷保護動作を実行するとともに所定の待機時間経過後に電力変換手段の出力の停止又は制限を解除する始動動作を実行する無負荷保護手段を備え、制御手段は、無負荷保護手段が２回目以降の始動動作を実行する時点から始動補助光源を点灯することを特徴とする。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、制御手段は、無負荷保護手段による始動動作の実行回数が所定回数を超えた後は始動補助光源を消灯することを特徴とする。
【００１５】
請求項９の発明は、上記目的を達成するために、請求項１〜８の何れかに記載された無電極放電灯点灯装置と、無電極放電灯を支持する灯体とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来例のように外部から電力変換手段への給電が開始される度に毎回始動補助光源を点灯するのではなく、明るい所での点灯や消灯後間もない点灯の際に要する標準的な始動時間よりも長い始動試行時間が経過しても無電極放電灯が点灯していない場合にのみ制御手段が始動補助光源を点灯するため、従来例と比較して始動補助光源の累積点灯時間を短縮することができる。その結果、暗所や長期間放置後の始動性を向上しつつ始動補助光源の短寿命化を抑制できる無電極放電灯点灯装置及び照明器具が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態１を示す概略回路構成図である。
【図２】同上の動作説明用の波形図である。
【図３】本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態２を示す概略回路構成図である。
【図４】同上の動作説明用の波形図である。
【図５】本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態３の動作説明用の波形図である。
【図６】同上の動作説明用の波形図である。
【図７】本発明に係る照明器具の実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態１）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、図１に示すように商用交流電源ＡＣから供給される交流電力を直流電力に変換する直流電源回路４と、直流電源回路４から出力される直流電力を高周波電力に変換して無電極放電灯１に近接配置された誘導コイル２に供給する高周波電源回路３と、無電極放電灯１の近傍に配置された始動補助光源５と、制御手段たる制御回路６とを備えている。
【００１９】
直流電源回路４は、例えば、力率改善用の昇圧チョッパ回路からなり、商用交流電源ＡＣの出力電圧を昇圧した直流電力を高周波電源回路３に供給する。但し、この種の昇圧チョッパ回路は従来周知であるから詳細な説明は省略する。
【００２０】
高周波電源回路３は、直流電源回路４の出力端間に一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を直列接続してなるハーフブリッジ型のインバータ回路３０と、インバータ回路３０のローサイドのスイッチング素子Ｑ２と誘導コイル２との間に挿入された共振回路３１とを具備している。インバータ回路３０は、一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を制御回路６で交互に高周波数でスイッチングすることにより、直流電源回路４から出力される直流電力を高周波電力に変換する。共振回路３１は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点と誘導コイル２の一端の間に直列接続されたインダクタＬ１およびコンデンサＣ１と、誘導コイル２およびコンデンサＣ１に並列接続されたコンデンサＣ２とからなる。そして、制御回路６がスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動（スイッチング）する周波数（駆動周波数）を共振回路３１の共振周波数に近付ければ高周波電源回路３の高周波出力（高周波電力）が増大し、共振周波数から遠ざければ高周波電源回路３の高周波出力が減少する。
【００２１】
始動補助光源５は、例えば、発光ダイオードなどの発光素子からなり、制御回路６によって点滅制御される。但し、始動補助光源５は発光ダイオードに限定されるものではなく、その他の光源（例えば、白熱灯など）であっても構わない。
【００２２】
制御回路６は、商用交流電源ＡＣからの給電が開始されて直流電源回路４から高周波電源回路３に直流電力が供給されると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の駆動周波数を共振回路３１の共振周波数よりも十分に高い周波数から徐々に低下させることにより、図２に示すように誘導コイル２に印加する電圧Ｖcoilを徐々に上昇させる動作（以下、「スイープ動作」と呼ぶ。）を行う。そして、明るい所で点灯する場合や消灯後間もなく点灯する場合のように、無電極放電灯１のバルブ内に十分な初期電子が残留している状況（以下、「標準的な状況」と呼ぶ。）で誘導コイル２の印加電圧Ｖcoilが上昇していくと、誘導コイル２への電圧印加開始時点（商用交流電源ＡＣからの給電開始時点にほぼ等しい時点。以下同じ。）から所定時間ｔ１が経過するまでの間に無電極放電灯１が始動して安定点灯へと移行することになる。ここで、標準的な状況で無電極放電灯１が始動から安定点灯に至るまでの時間ｔ１を「標準的な始動時間」と呼ぶことにする。
【００２３】
一方、従来技術でも説明したように暗所で点灯する場合や消灯後に相当の時間が経過した後に点灯する場合においては無電極放電灯１のバルブ内に十分な初期電子が残留していないため、上述した標準的な始動時間ｔ１内で無電極放電灯１を始動・点灯することは非常に困難である。
【００２４】
そこで制御回路６では、誘導コイル２への電圧印加開始時点からタイマを起動し、タイマのカウント時間が標準的な始動時間ｔ１を経過した後も無電極放電灯１が始動・点灯していなければ、その時点で始動補助光源５を点灯するようにしている。つまり、誘導コイル２への電圧印加開始時点から始動補助光源５を点灯する時点までの経過時間（始動試行時間）をｔ０とすると、ｔ１＜ｔ０の関係を満たしている。そして、標準的な始動時間ｔ１内に点灯しない場合においても、始動補助光源５が点灯して無電極放電灯１のバルブ内の初期電子が増加することにより、無電極放電灯１を始動・点灯させることができる。
【００２５】
而して本実施形態によれば、従来例のように商用交流電源ＡＣから高周波電源回路３への給電が開始される度に毎回始動補助光源５を点灯するのではなく、明るい所での点灯や消灯後間もない点灯の際に要する標準的な始動時間ｔ１よりも長い始動試行時間ｔ０が経過しても無電極放電灯が点灯していない場合にのみ制御回路６が始動補助光源５を点灯するため、従来例と比較して始動補助光源５の累積点灯時間を短縮することができ、その結果、暗所や長期間放置後の始動性を向上しつつ始動補助光源５の短寿命化を抑制できる。特に、人感センサや明るさセンサと組み合わせて無電極放電灯１を点滅制御する場合においても、相対的に短い時間内で点灯から消灯、さらに消灯から点灯に切り換えるときには大抵標準的な始動時間ｔ１内で点灯させることができるから、点滅回数が増えることによる始動補助光源５の短寿命化を抑制できるものである。
【００２６】
（実施形態２）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、図３に示すように無負荷状態を検出するとともに無負荷状態を検出したときに制御回路６に無負荷検出信号を出力する無負荷保護回路７を備えている。但し、無負荷保護回路７以外の構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
無負荷保護回路７は、誘導コイル２の印加電圧Ｖcoilと誘導コイル２に流れる高周波電流を検出し、それらの検出値が標準的な始動時間ｔ１を超えた後も所定の閾値未満まで減少しないときに無負荷検出信号を制御回路６に出力する。ここで無負荷状態とは、誘導コイル２と近接した位置に無電極放電灯１が存在していない状態や、誘導コイル２と近接した位置には存在するけれども何らかの故障によって無電極放電灯１が始動・点灯しない状態を指している。
【００２８】
制御回路６では無負荷保護回路７から無負荷検出信号を受け取った場合、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ１の駆動（スイッチング）を停止するか、若しくは駆動周波数を高くして高周波電力を低減する動作（無負荷保護動作）を行う。すなわち、本実施形態では無負荷保護回路７と制御回路６とで無負荷保護手段を構成している。
【００２９】
ここで、制御回路６では誘導コイル２への電圧印加開始時点から無負荷保護回路７が無負荷検出信号を出力するまで（制御回路６による無負荷保護動作が実行されるまで）の間に始動補助光源５の点灯を開始している。つまり、誘導コイル２への電圧印加開始時点から制御回路６による無負荷保護動作が実行されるまでの時間をｔ２としたときに、ｔ１＜ｔ０＜ｔ２という関係が成立するように制御回路６が無負荷保護動作や始動補助光源５の制御動作を実行している（図４参照）。
【００３０】
このように本実施形態によれば、始動補助光源５を点灯する前に無負荷保護動作が実行されることを防いで暗所や長期間放置後の始動性を向上しつつ始動補助光源５の短寿命化を抑制できるという利点がある。尚、制御回路６では、始動補助光源５を点灯してから所定時間が経過した時点で始動補助光源５を消灯するか、あるいは無電極放電灯１が点灯したら始動補助光源５を消灯するか、若しくは無負荷保護動作を行ったときに始動補助光源５を消灯するようにすればよい。
【００３１】
ところで、共振回路３１を構成するインダクタＬ１と磁気結合した２次巻線を設け、２次巻線に誘起される誘導起電力によって高周波電源回路３に流れる高周波電流のレベルを検出し、当該検出レベルが所定の閾値を超えているときに制御回路６が始動補助光源５を点灯するようにしても構わない。このような構成を採用すれば、標準的な始動時間ｔ１が経過した後に始動補助光源５を点灯させるとともに、無電極放電灯１が点灯すれば高周波電流が減少して閾値を下回るために始動補助光源５を消灯させることができる。
【００３２】
（実施形態３）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成は実施形態２と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
【００３３】
本実施形態は制御回路６による無負荷保護動作が実施形態２と異なっている。つまり、制御回路６は、図５に示すように高周波電源回路３の出力を制限する無負荷保護動作を実行するとともに所定の待機時間ｔ３経過後に高周波電源回路３の出力の制限を解除して始動動作を実行しており、一定の周期で無負荷保護動作と始動動作を交互に繰り返している。以下、このような動作を特に「間欠無負荷保護動作」と呼ぶ。
【００３４】
制御回路６は、間欠無負荷保護動作を実行する際に最初の始動動作では始動補助光源５を点灯させずに２回目以降の始動動作で始動補助光源５を点灯させる（図６）。また、制御回路６においては、始動動作の実行回数が所定回数ｎを超えた後（ｎ＋１回目以降の始動動作の際）に始動補助光源５を消灯することで始動補助光源５の短寿命化を抑制できる。
【００３５】
（実施形態４）
本実施形態の照明器具を図７に示す。この照明器具は、実施形態１〜３の何れかの無電極放電灯点灯装置Ａと、無電極放電灯１を支持する灯体Ｂとを有している。無電極放電灯点灯装置Ａは金属製のケース１００内に収納され、ケース１００から引き出された電源ケーブル１０１の先端に付設された電源プラグ１０２をコンセントに差込接続することで商用交流電源ＡＣと接続される。
【００３６】
灯体Ｂは、半球面形状に形成された反射板２００を有し、反射板２００の天頂部分に無電極放電灯１が装着されるとともに給電線１０３によって無電極放電灯点灯装置Ａと接続されたカプラ２０１が固定されている。尚、図示は省略しているが、始動補助光源５はカプラ２０１に設けられて無電極放電灯１のバルブ１ａに形成されている凹部（キャビティ）内に収納されている。但し、特許文献２のように始動補助光源５を無電極放電灯１のバルブ１ａの外に配置しても構わない。尚、このような構造の無電極放電灯１並びにカプラ２０１については従来周知であるから詳細な構造についての図示並びに説明は省略する。
【符号の説明】
【００３７】
１  無電極放電灯
２  誘導コイル
３  高周波電源回路（電力変換手段）
５  始動補助光源
６  制御回路（制御手段）
【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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