(57)【要約】【課題】従来の熱陰極放電管の劣化度合いを測定する方法では、放電電流も含む電流波形を計測し行うものであったが、現実の劣化は熱電子を放出する熱陰極で生じているものであり、放電電流全体を計測する従来方式では正確な結果は得られないと考えられる。【解決手段】本発明により、両端にフィラメントを有する放電管において、前記フィラメントのそれぞれに流れる電流の投入から同一の所定時間以内の過渡的な変化量を直接に検出し、前記変化量により、当該放電管の寿命末期時にあると判定したときには、前記放電管への電源供給を停止する放電管フィラメントの制御装置としたことで、最も熱陰極放電管の寿命に影響を与える熱陰極（フィラメント）の状態を正確に検定可能として、寿命予知の精度の向上を実現する。【選択図】図１
2008300142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端にフィラメントを有する放電管において、前記フィラメントのそれぞれに流れる電流の投入から同一の所定時間の過渡的な変化量を直接に検出し、前記変化量により、当該放電管の寿命末期時にあると判定したときには、前記放電管への電源供給を停止する放電管フィラメントの制御装置。
【請求項２】
それぞれのフィラメントに対する前記電流の投入から同一の所定時間が略５０msであることを特徴とする請求項１記載の放電管フィラメントの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱陰極型、即ち、陰極にフィラメントが組み込まれている方式とされた放電管の制御装置に関するものであり、詳細には、この種の放電灯においては、例えば、タングステンヒーターのみによる加熱では、効率の良い電子の放出ができないので、前記ヒーターに、より電子放射効率の高い部材を塗布するなどして、少ない電力で大量の電子の放出が行われるようにして、目的を達している。
【０００２】
しかしながら、上記したように塗布などにより取付ける方法では、塗布できる厚みなどに限界があり、充分な厚みを取付けることは不可能であるので、使用時間により経時的に消耗し、結果的に管内の放電電圧が上昇し、今まで取付けられていた灯具では電圧不足となり、不点灯となったり、点滅を繰り返すという状態となる。
【背景技術】
【０００３】
従来の、この種の放電管フィラメントの制御装置９０としては、図５に示す構成のものがあり、先ず、図４に示されるブロック図によれば放電灯・安定器の電源側に、前記放電管フィラメントの制御装置９０は設けられている。
【０００４】
そして、この放電管フィラメントの制御装置９０の内部には、電源と検出部９２に接続されるパワースイッチ部９１が設けられ、前記検出部９２からの出力はタイマー部９３に接続され、更に、前記タイマー部９３からの出力はセットスイッチ部９４に接続され、前記セットスイッチ部９４の出力は、前記パワースイッチ部９１に接続された装置電源・リセットスイッチ部９５に接続されている。
【０００５】
ここで、前記検出部９２は放電灯・安定器に流れる波形の正負の対称性を監視しており、正負波形が対称である場合は、正負キャンセルするように接続されていて、タイマー部９３は作動を行わず、前記タイマー部９３に接続されているセットスイッチ部９４、装置電源リセットスイッチ部９５も動作することはなく、よってパワースイッチ部９１も切断されることはない。
【０００６】
そして、正負波形が著しく対称でなかった場合には、前記検出部９２は、蛍光管が寿命末期にあると判断し、検出部９２は、タイマー部９３に信号を送り、計時を開始させると共に、セットスイッチ部９４、および、装置電源・リセットスイッチ部９５を介してパワースイッチ部９１により放電灯・安定器に供給されている電源を遮断し、消灯を行わせる。
【０００７】
このときに、前記タイマー部９３内のタイマーは動作を継続しており、設定時間に達したときには、前記セットすスイッチ部９４、装置電源・リセットスイッチ部９５を介してパワースイッチ部を再投入する。
【０００８】
従って、パワースイッチの再投入時に、既に、放電管が新品（良品）に交換されていれば、点灯は継続するものとなるが、もしも、未交換のまま放置された状態であると、放電管は短時間点灯した後に消灯する動作を繰り返すものとなる。尚、図５に示すものは、従来例の放電管フィラメントの制御装置９０の使用方法を示すものであり、１台の前記放電管フィラメントの制御装置９０には複数の安定器８０、放電灯７０が並列に接続可能となっている。
【特許文献１】特開平０８−１２４６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記した従来の方法では、結果的に、安定器の不具合、回路配線上の不具合などによる不平衡も、上記した不平衡の原因として検出部９２で検出されてしまう恐れが高く、このような事態では放電管の正確な状態は判別しにくくなるという問題点を生じていた。
【００１０】
更に言えば、放電灯のみが消費する電力に対して考察した場合にも、照明のためにアークとして放電される電力は、フィラメントが熱電子を放出するために必要な電力に対しても大量であり、従来例のように、安定器、点灯電力など他の要素まで含めて測定する電流の検出方法では、フィラメント電流の正確な測定は困難であると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、両端にフィラメントを有する放電管において、前記フィラメントのそれぞれに流れる電流の投入から同一の所定時間の過渡的な変化量を直接に検出し、前記変化量により、当該放電管の寿命末期時にあると判定したときには、前記放電管への電源供給を停止する放電管フィラメントの制御装置を提供することで課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、最も放電灯の特性に影響を与えやすい放電管フィラメントに流れる電流のみを検出し、その放電管フィラメントに流れる電流の所定期間の電流変化の形状から寿命を判定するものとしたことで、安定器など他の要素の電流の影響を受けることなく、一層に正確な測定を可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に示すものは本発明に係る放電管フィラメントの制御装置１であり、この放電管フィラメントの制御装置１は熱陰極管１０を点灯させるためのものであり、従って、前記熱陰極管１０の両端のそれぞれに設けられたフィラメント１１、フィラメント１２とに給電するためのヒーター用トランス３が個別に設けられている。
【００１４】
また当然に、前記フィラメント１１と前記フィラメント１２との間にアークを生じさせるための主放電用トランス４が設けられ、前記熱陰極管１０はこれらにより点灯可能な構成とされている。尚、本発明では、前記主放電用トランス４と前記ヒーター用トランス３とは、例えば商用周波数（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）である交流電源など、適宜な電源２に接続されている。
【００１５】
ここで、本発明においては、前記フィラメント１１、および、フィラメント１２に電圧を印加した時点から所定時間後の波形（電圧）をサンプリングするサンプリング回路５、および、タイミング回路６、サンプリングした波形の電流を測定する電流検出回路７が設けられ、前記フィラメント１１、１２の状態を監視している。
【００１６】
なお、ここでは、説明を単純化し、理解を容易とするために、前記熱陰極管１０の一方のフィラメント１１はエミッタ（図示せず）が充分に残余していて、充分な寿命を有し、他方のフィラメント１２はエミッタの消費が著しく、いわゆる寿命末期の状態にあるものとして、説明を行う。
【００１７】
ここで、図２に示すグラフは、新しいフィラメント１１及び寿命末期のフィラメント１２に電源を印加したときの電流値の推移を示したものであり、このとき、新しいフィラメント１１も、寿命末期のフィラメント１２も、電源の投入時には、ほぼ同一の電流値を示す。
【００１８】
これは、電源の投入時には、フィラメント１１本体のみの特性で熱電子放出の値が決まるためであり、時間の経過に伴いフィラメント１１は電流を流すことにより温度上昇し、これに伴い、タングステンなどで形成されたフィラメント１１の抵抗値が時間とともに上昇してくる。
【００１９】
このときに、フィラメント１１にはエミッタ（図示せず）が充分に塗布されている状態であれば、前記エミッタが熱電子の放射を補助し、フィラメント１１の温度上昇は抑えられ、これに伴い、フィラメント１１全体の抵抗値の上昇も抑えられる。なお、このときには、前記フィラメント１１、１２にはエミッタの付加量の多少に係わらず、同じ電圧が印加されているものとする。
【００２０】
上記に対して、前記エミッタの付着量が不充分であるフィラメント１２においては、前記したように塗布などにより付加されたエミッタの量が不充分であるので、フィラメント１２自体が熱電子の必要な放出量を補う必要を生じ、これを補うためにフィラメント１２自体の抵抗値の上昇が速くなり、電流値の減少も速くなっている。
【００２１】
本発明は、上記の原理に基づいてフィラメント１１、１２の状態を検定し寿命の判定を行おうとするものであり、上記、図１に示した放電管フィラメントの制御装置１の、タイミング回路６により、図３（Ａ）に示すように、フィラメント１１に電源が投入された時点から図３（Ｂ）に示す一定時間Ｘ後の、一定区間Ｙ内の電流値が、前記電流検出回路７により測定される。
【００２２】
前記電流検出回路７は、負端子側が同じ電圧に接続された２つのコンパレータ７ａ、７ｂであり、正端子側は、例えば、１本の熱陰極管１０の両端に設けられた、フィラメント１１、１２に給電する電線に接続されている。
【００２３】
また、前記２つのコンパレータ７ａ、７ｂの負極側の端子は、トランジスタＱ２を介してサンプリング回路５に接続されており、フィラメント１１、１２への電流供給時から、トランジスタＱ２がＯＦＦさせられ、通常にはＧＮＤレベルの状態とされている。
【００２４】
そして、前記サンプリング回路５は内部に適宜なタイマーなどが組み込まれており、フィラメント１１、１２への電流印加から所定時間（例えば２０ms）が経過するまではオフさせられていたトランジスタＱ２が導通させＬＯＷレベルを保っていた２つのコンパレータ７ａ、７ｂの負極側の端子は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とで分圧された検定電圧に設定される。
【００２５】
上記のようにして、ＯＮされたトランジスタＱ２は一定時間が経過すると、再度サンプリング回路６によりＯＦＦが行われる。なお、タイミング回路６は、前記フィラメント１１、１２の電流印加時の挙動で寿命を測定するものであるが、最終的には主放電トランス４からの高圧が前記フィラメント１１、１２間に印加されるものとなるので、この高圧により前記コンパレータ７ａ、７ｂなどの破損を防止するために、トランジスタＱ１と共に設けられているものである。
【００２６】
このときに、図３（Ｃ）に示すように、何れか一方のフィラメント（１１、または、１２）の劣化が進んでおり、図３（Ｃ）中の曲線（１２）に示すように、電位が上記抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とにより形成される検定電圧よりも低いと、図３（Ｄ）に示すように前記電流検出装置７からの出力は停止され、ヒータートランス３の発信機３ａ、主放電トランス４の発信機４ａも停止され加熱事故などを防止する。
【００２７】
なお、実際の実施に当たっては、熱陰極管１０の消費電力などにより、放電電極であるフィラメントの消費電力なども種々の規格のものが採用される可能性があり、通電したときの温度上昇の傾斜にも種々なものが存在することが考えられる。よって、前記サンプリング回路５により、通電から前記トランジスタＱ２を導通させるまでの時間、あるいは、前記前記トランジスタＱ２を導通させた後に継続させる通電時間などは、それぞれの熱陰極管１０の特性に合わせて適正なものとすることが好ましい。
【００２８】
ここで、図３（Ｃ）は、前記フィラメント１１、１２に電源を印加したときの抵抗の変化の状態を示すものであり、当初はフィラメント１１、１２は常温の状態であるので、抵抗値は低く、流れる電流も大きい状態であるが、フィラメント１１、１２の温度上昇に伴い、抵抗値は上昇し、電流は減少傾向となる。
【００２９】
そして、充分なエミッタが付加されているフィラメント１１、１２程、抵抗の上昇は少ない。ここで、発明者の実験の結果によると、上記に説明した現象は、特にフィラメント１１、１２への電源投入時に明らかであり、ちなみに、発明者の実験の結果では、電源投入後から５０ms後の時点で、新しいフィラメント１１では４００mAであり、寿命末期のフィラメント１２では３２０mAであり、識別可能な範囲の差を有するものであった。
【００３０】
ところが、点灯後の安定した状態では、新しいフィラメント１１であっても、寿命末期のフィラメント１２であっても、その電流値は共に１６０mA程度であり、寿命を予測できるようなデーターは得ることのできないものとなることが判明した。即ち、本発明によれば、点灯時に極めて近い時間に、放電極であるフィラメント１１、１２の挙動から寿命を予測することを可能としたのである。
【００３１】
なお、上記実施形態では、フィラメントに流れる電流を検出するタイミングを電源投入時から５０ms後の時点で行うものとしていたが、フィラメントに電源が投入された時点から２０ms〜１sの間であれば、フィラメントフィラメントの状態を識別することが可能な範囲の差を得ることができる。もしくは、フィラメントへの電源の投入から、放電が安定するまでの時間のうち、電源投入から１％〜５０％の時間内で識別を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る放電管フィラメントの制御装置の回路を示す略示的な配線図である。
【図２】本発明に係る放電管フィラメントの制御装置の要部の波形形状の例を示すグラフである。
【図３】本発明に係る放電管フィラメントの制御装置の測定原理を示す説明図である。
【図４】従来例の放電管フィラメントの制御装置の回路例を示すブロック図である。
【図５】従来例の放電管フィラメントの制御装置の使用方法の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…放電管フィラメントの制御装置
２…電源
３…ヒータートランス
３ａ…発振機
４…主放電用トランス
４ｂ…発振機
５…サンプリング回路
６…タイミング回路
７…電流検出回路
１０…熱陰極管
１１、１２…フィラメント
【図１】
2008300142.tif 000003
【図２】
2008300142.tif 000004
【図３】
2008300142.tif 000005
【図４】
2008300142.tif 000006
【図５】
2008300142.tif 000007