(57)【要約】【課題】寿命時間を超えたランプの継続使用を防止し、ランプ交換時に累積点灯時間を自動的にリセット可能とする。【解決手段】熱陰極蛍光ランプ４の点灯装置３と、その熱陰極を加熱する予熱トランスＴ２と、ランプ４の点灯時間を計時する点灯時間カウンタ３５を備え、ランプ点灯時間が所定時間に達すると、予熱電流または予熱時間を適正範囲から外して早期にエミレス状態またはフィラメント断線状態とする。寿命末期検出回路３３または無負荷検出回路３４を備え、その異常検出時に点灯時間カウンタ３５をリセットする。または、異常検出履歴をメモリ３６に保存しておいて、ランプ交換による異常解消時に点灯時間カウンタ３５をリセットする。【選択図】図１
2008293837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱陰極蛍光ランプの熱陰極に接続され、ランプを点灯させる前に前記蛍光ランプの熱陰極を加熱する予熱装置と、
前記熱陰極蛍光ランプに接続され、ランプに所定の電力を供給する点灯装置と、
前記熱陰極蛍光ランプの点灯時間を計時する点灯時間カウンタを備え、
ランプ点灯時間が所定時間に達すると、前記予熱装置の出力状態を変化させることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記予熱装置は出力電流を減少させる切替手段を備え、ランプ点灯時間が所定時間に達すると、出力電流を減少させることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記予熱装置は出力電流を増大させる切替手段を備え、ランプ点灯時間が所定時間に達すると、出力電流を増大させることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記予熱装置は前記蛍光ランプの熱陰極を加熱する時間をカウントする予熱時間カウンタを備え、ランプ点灯時間が所定時間に達すると、予熱時間を短くすることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記点灯装置は前記熱陰極蛍光ランプの寿命末期状態を検出するランプ寿命末期検出手段を備え、前記蛍光ランプが寿命末期状態であることを検出すると、前記点灯時間カウンタのカウント値をリセットすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項６】
前記点灯装置は前記熱陰極蛍光ランプの寿命末期状態を検出するランプ寿命末期検出手段、および、前記点灯時間カウンタのカウント値と前記ランプ寿命末期検出手段の履歴を保存する不揮発性のメモリを備え、前記蛍光ランプが寿命末期状態であることを検出するとその情報を前記メモリに保存し、前記蛍光ランプが正常状態に復帰すると前記点灯時間カウンタのカウント値とランプ寿命末期検出の履歴情報をリセットすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】
前記点灯装置は前記熱陰極蛍光ランプの熱陰極の接続の有無を検出する無負荷検出手段を備え、前記蛍光ランプの熱陰極が未接続状態であることを検出すると、前記点灯時間カウンタのカウント値をリセットすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項８】
前記点灯装置は前記熱陰極蛍光ランプの熱陰極の接続の有無を検出する無負荷検出手段、および、前記点灯時間カウンタのカウント値と前記無負荷検出手段の履歴を保存する不揮発性のメモリを備え、前記蛍光ランプの熱陰極が未接続状態であることを検出するとその情報を前記メモリに保存し、前記蛍光ランプの熱陰極が接続状態に復帰すると前記点灯時間カウンタのカウント値と無負荷検出の履歴情報をリセットすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項９】
前記点灯装置は前記熱陰極蛍光ランプへの供給電力を変化可能であり、前記熱陰極蛍光ランプの光束減退に伴う照度低下を補うように、前記点灯時間カウンタのカウント値に応じて蛍光ランプへの供給電力を増大させることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱陰極蛍光ランプを点灯させる照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から放電灯の累積点灯時間の経過に伴い放電灯への供給電力を徐々に増大させることにより、蛍光体の劣化などによる光出力の低下を補正するようにした照度補正機能付きの照明装置が知られている。例えば、特許文献１（特開２００１−１５２７６号公報）には、図９に示すような照明装置が開示されている。この照明装置２は、放電灯４を点灯させるとともに放電灯４への供給電力を制御可能な放電灯点灯装置３と、電源１から放電灯点灯装置３への電源供給の有無を判定する点灯時間検出部５と、点灯時間検出部５により検出された放電灯点灯装置３への通電期間を放電灯４の累積点灯時間として計時する点灯時間タイマ６と、放電灯４の累積点灯時間の経過に伴う光出力の低下を抑制するように点灯時間タイマ６により計時された累積点灯時間に応じて放電灯４への供給電力を放電灯点灯装置３に指示する照度補正装置７を備えている。
【０００３】
照度補正装置７の動作を図１０に示す。定格電力を供給した場合の光出力（図では「ランプ光束」と表記）が図１０（ａ）に示すように累積点灯時間（図では「ランプ点灯時間」と表記）の経過に伴って低下する放電灯４に対し、放電灯点灯装置３から供給する電力（図では「点灯装置出力」と表記）を点灯時間タイマ６により計時された累積点灯時間に応じて図１０（ｂ）に示すように徐々に増大させる。これにより、図１０（ｃ）に示すように放電灯４の累積点灯時間に関わらず光出力を略一定とし、放電灯４の累積点灯時間の経過に伴う光出力の低下を目立たなくすることができる。
【０００４】
図１１に具体的な回路構成を示す。照度補正装置７は点灯時間タイマ６ａとともにマイコンにより構成される。このマイコンには点灯時間タイマ６ａによる計時時間を読み書きするととともに照度補正装置７において用いる補正用テーブルを格納したＥＰＲＯＭである不揮発性メモリ７ｃが設けられる。補正用テーブルは放電灯４の使用時間と補正用の調光比とを対応付けたテーブルであって、照度補正装置７に設けた調光比設定部７ａにおいて点灯時間タイマ６ａにより計時された使用時間を用いて不揮発性メモリ７ｃから調光比を読み出すことで、放電灯４の光出力を略一定に保つための調光比を決定することができる。調光比設定部７ａにより決定した調光比は調光信号生成部７ｂに与えられ、インバータ制御部３１に与える調光信号が生成される。ここにおいて、点灯時間タイマ６ａ、調光比設定部７ａ、調光信号生成部７ｂの電源Ｖｃｃは、平滑コンデンサＣ８の両端電圧を定電圧化する３端子レギュレータＩＣ１より供給される。
【０００５】
点灯時間検出部５は、電源１の電圧を分圧する抵抗Ｒ３，Ｒ４の直列回路と、抵抗Ｒ４の両端電圧を全波整流するダイオードブリッジよりなる整流器ＤＢ２と、整流器ＤＢ２の出力電圧を平滑する平滑コンデンサＣ８とからなる。つまり、平滑コンデンサＣ８の両端電圧が規定電圧以上である期間を点灯時間タイマ６ａが計時する。
【０００６】
照度補正装置７のマイコンの処理を図１２に示す。電源１が投入され（Ｓ１）、平滑コンデンサＣ８の両端電圧が規定電圧に達すると点灯時間タイマ６ａは初期設定処理（Ｓ２）を行って不揮発性メモリ７ｃから前回までの放電灯４の使用時間を読み出した後（Ｓ４）、調光比設定部７ａにこの使用時間を与える。調光比設定部７ａでは不揮発性メモリ７ｃに格納されている補正用テーブルに使用時間を照合し、使用時間に対応した調光比を読み出す（Ｓ５）。このようにして読み出された調光比は調光信号生成部７ｂに与えられ、インバータ回路の出力が制御される（Ｓ６）。また、点灯時間タイマ６ａでは使用時間を計時し（Ｓ７）、計時後の時間を不揮発性メモリ７ｃに格納する（Ｓ８）。以後は、電源１が供給されている期間には、使用時間を不揮発性メモリ７ｃから読み出して新たな使用時間を不揮発性メモリ７ｃに書き込むまでの動作を繰り返し、使用時間に応じて放電灯４への供給電力を調節するのである。なお、ステップＳ３，Ｓ９については後述する。
【０００７】
放電灯４として照明用に一般に用いられている蛍光灯では、寿命初期（ランプの交換直後）の光束を１００％とすると寿命末期の光束は７０％程度に低下することが知られている。つまり、寿命初期において放電灯点灯装置３の出力を定格出力の７０％程度に設定しておき、寿命末期においては出力を１００％に引き上げれば、放電灯４の光出力を使用時間にかかわらず略一定に保つことが可能である。
【０００８】
また、この種の照明装置においては放電灯４を交換した際にランプ累積点灯時間を初期値にリセットする必要がある。例えば特許文献１では、ランプ寿命末期時に特性が変化しやすいランプ電圧などを検出し、ランプが寿命末期であることを検出した際には、自動的にランプ累積点灯時間をリセットする機能が設けられており、ランプ交換時のリセット操作を不要にして使用者の便宜を図ったものなども提案されている。すなわち、点灯時間タイマ６ａに設定される点灯時間および不揮発性メモリ７ｃに格納される点灯時間は、放電灯４の交換時に０にリセットすることが必要であるから、点灯時間のリセットを自動化するには何らかの方法で放電灯４の交換時点を検出することが必要になる。
【０００９】
一般に、ランプの寿命時間は、フィラメントが断線に至るまでの時間と、光束が初期値から所定の値（直管型蛍光ランプでは初期値の７０％）に低下するまでの時間のどちらか短い方の時間で定義されている。特許文献１に示される実施形態では、放電灯４の寿命を光束が初期値の７０％以下に低下した時間ではなく、放電灯４のエミレス状態の検出によって判定している。ここに、エミレス状態とは放電灯４のフィラメントに塗布された電子放出物質が蒸発等によって消耗し、放電灯４が半サイクルのみ点灯（半波点灯）するようになる状態を意味し、エミレス状態になると放電灯４の両端電圧は定常点灯時よりも上昇することが知られている。
【００１０】
そこで、図１１に示すように、抵抗Ｒ５，Ｒ６の直列回路を放電灯４に並列接続し、抵抗Ｒ５，Ｒ６の接続点の電位の変化を監視することによってエミレス状態を検出するようになっている。つまり、抵抗Ｒ６の両端電圧がダイオードブリッジよりなる整流器ＤＢ３により全波整流され、コンデンサＣ９により平滑されることによって、放電灯４の両端電圧がコンデンサＣ９の両端電圧として検出される。コンデンサＣ９の両端電圧はリセット制御部７ｄに入力されて基準値と比較される。この基準値は放電灯４がエミレス状態になったときのコンデンサＣ９の両端電圧を検出するように設定され、コンデンサＣ９の両端電圧と基準値との大小関係によってエミレス状態が検出されると、リセット制御部７ｄは点灯時間タイマ６ａおよび不揮発性メモリ７ｃにおける点灯時間をリセットする。
【００１１】
以上の動作をまとめると、図１２のフローチャートに示すようになる。すなわち、初期設定処理（Ｓ２）の後、エミレス状態の有無を検出するのであって（Ｓ３）、エミレス状態が検出されないときには点灯時間に応じた調光信号を出力する通常の動作になる。一方、エミレス状態が検出されると、放電灯４を交換するものとして点灯時間をリセットする処理を行う（Ｓ９）。つまり、放電灯４を交換するまではエミレス状態の検出によって点灯時間がリセットされ、放電灯４を交換して正常に点灯するようになれば点灯時間の計時が開始されることになる。
【００１２】
一方、通常の使用状態では、ランプがフィラメント断線に至るまで、あるいは、先述のエミレス状態に至るまでの時間よりも、光束が所定値以下に低下するまでの時間の方が短いことが多い。また、使用者の方でも経済性の観点から、「光束が所定値以下に低下したこと」をランプの寿命とは判断せず、フィラメント断線状態もしくはエミレス状態をランプの寿命と判断し、これらの状態に至ってから初めてランプを新品に交換することがほとんどである。
【００１３】
これに対し、照度補正装置７では、ランプの光束減退特性を基に照度補正曲線を設定するため、必然的に点灯装置で設定されるランプの寿命時間は、光束が所定の値（例えば、直管型蛍光ランプでは初期値の７０％）に低下するまでの時間に等しくなり、設定されたランプ寿命時間での点灯装置の出力はランプの定格電力に等しくなる。さらに、設定のランプ寿命時間を超えて照度補正を行うには、放電灯に定格以上の電力を供給する必要があり、使用条件によっては、ランプや点灯装置の発熱や故障など、使用者に不具合を及ぼすことが考えられるため、通常は点灯装置からランプの定格電力以上の電力を供給しないように設定されている。よって、設定のランプ寿命時間を超えてランプを使用し続けた場合、光束が７０％以下に低下しているにも関わらず、点灯装置からの出力は１００％一定であるため、光束を一定に制御することができなくなる。つまり、照度補正装置７で設定されたランプ寿命時間を超えてからフィラメント断線状態もしくはエミレス状態に至るまでの時間は、所定の照度を得られないという問題がある。
【００１４】
これは、照度補正装置７で設定されたランプ寿命時間（適正な初期照度補正制御が不能となる時間）と、使用者が実際にランプ寿命（フィラメント断線状態もしくはエミレス状態）と判断するまでの時間に乖離が生じていることに起因している。
【００１５】
この課題を解決する手段として、例えば特許文献２や特許文献３などでは、ランプ点灯時間のカウント値が照度補正装置７で設定したランプの寿命時間に達すると、ランプを点滅させたり、モニターランプを点灯させる等によって、使用者に対してランプ交換を促す手段が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−１５２７６号公報
【特許文献２】特開２０００−２２３２９５号公報
【特許文献３】特開２０００−２２５４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、この種の照明装置において、ランプ寿命到達の報知に従ってランプを交換する場合、それまで使用されていたランプはエミレス状態には至っていないためランプ電圧等の電気特性が初期状態と変化がなく、放電灯点灯装置では寿命末期のランプが交換されたことを判断することが困難である。よって、ランプを交換しただけでは先述の自動リセット機能が動作しないため、手動でランプ累積点灯時間をリセットする操作が必要になる。このため、使用者がランプを交換する際に累積点灯時間のリセット操作を忘れた際には、新品のランプが装着されているにも関わらず、ランプには定格に等しい電力が供給されることになり、本来の初期照度補正機能の効果を発揮することができない。
【００１７】
本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、放電灯点灯装置で設定したランプ寿命時間を超えたランプが継続して使用されることを防止することにある。さらなる目的は、そのランプが新品のランプに交換された際にはランプ累積点灯時間を自動的にリセット可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１の発明は、上記の課題を解決するために、図１に示すように、熱陰極蛍光ランプ４の熱陰極に接続され、ランプ４を点灯させる前に前記蛍光ランプ４の熱陰極を加熱する予熱装置（トランスＴ２）と、前記熱陰極蛍光ランプ４に接続され、ランプ４に所定の電力を供給する点灯装置３と、前記熱陰極蛍光ランプ４の点灯時間を計時する点灯時間カウンタ３５を備え、ランプ点灯時間が所定時間に達すると、前記予熱装置（トランスＴ２）の出力状態を変化させることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記予熱装置は出力電流を減少させる切替手段（図１のスイッチ素子Ｑ４）を備え、ランプ点灯時間が所定時間に達すると、出力電流を減少させることを特徴とする（図２のＩｆ参照）。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記予熱装置は出力電流を増大させる切替手段（図４のスイッチ素子Ｑ４）を備え、ランプ点灯時間が所定時間に達すると、出力電流を増大させることを特徴とする（図５のＩｆ参照）。
【００２１】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記予熱装置は前記蛍光ランプ４の熱陰極を加熱する時間をカウントする予熱時間カウンタ（図７の予熱時間タイマー３２）を備え、図８に示すように、ランプ点灯時間が所定時間に達すると、予熱時間を短くすることを特徴とする。
【００２２】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、前記点灯装置３は前記熱陰極蛍光ランプ４の寿命末期状態を検出するランプ寿命末期検出手段（図１、図４、図７の検出回路３３）を備え、前記蛍光ランプ４が寿命末期状態であることを検出すると、前記点灯時間カウンタ３５のカウント値をリセットすることを特徴とする。
【００２３】
請求項６の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、前記点灯装置３は前記熱陰極蛍光ランプ４の寿命末期状態を検出するランプ寿命末期検出手段（図１、図４、図７の検出回路３３）、および、前記点灯時間カウンタ３５のカウント値と前記ランプ寿命末期検出手段の履歴を保存する不揮発性のメモリ３６を備え、前記蛍光ランプ４が寿命末期状態であることを検出するとその情報を前記メモリ３６に保存し、前記蛍光ランプ４が正常状態に復帰すると前記点灯時間カウンタ３５のカウント値とランプ寿命末期検出の履歴情報をリセットすることを特徴とする。
【００２４】
請求項７の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、前記点灯装置３は前記熱陰極蛍光ランプ４の熱陰極の接続の有無を検出する無負荷検出手段（図１、図４、図７の検出回路３４）を備え、前記蛍光ランプ４の熱陰極が未接続状態であることを検出すると、前記点灯時間カウンタ３５のカウント値をリセットすることを特徴とする。
【００２５】
請求項８の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、前記点灯装置３は前記熱陰極蛍光ランプ４の熱陰極の接続の有無を検出する無負荷検出手段（図１、図４、図７の検出回路３４）、および、前記点灯時間カウンタ３５のカウント値と前記無負荷検出手段の履歴を保存する不揮発性のメモリ３６を備え、前記蛍光ランプ４の熱陰極が未接続状態であることを検出するとその情報を前記メモリ３６に保存し、前記蛍光ランプ４の熱陰極が接続状態に復帰すると前記点灯時間カウンタ３５のカウント値と無負荷検出の履歴情報をリセットすることを特徴とする。
【００２６】
請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれかの発明において、前記点灯装置３は前記熱陰極蛍光ランプ４への供給電力を変化可能であり、前記熱陰極蛍光ランプ４の光束減退に伴う照度低下を補うように、前記点灯時間カウンタ３５のカウント値に応じて蛍光ランプ４への供給電力を増大させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１の発明によれば、熱陰極蛍光ランプの点灯時間が所定時間に達すると、予熱時間、予熱電流等の予熱条件を切替えることによって、ランプ点灯時のフィラメントへのダメージを大きくし、ランプの寿命を加速させることによって早期にフィラメント断線状態もしくはエミレス状態へと移行させることができるので、ランプ寿命時間を超えたランプが継続して使用されることを防止できる。
【００２８】
請求項２〜４の発明によれば、予熱電流を減少させる手段、予熱電流を増大させる手段、予熱時間を減少させる手段をそれぞれ設け、熱陰極蛍光ランプの点灯時間が所定時間に達すると、予熱電流を適正値よりも減少させる、あるいは適正値よりも増大させる、もしくは予熱時間を適正時間よりも短縮させることにより、ランプ点灯時のフィラメントへのダメージを大きくし、ランプの寿命を加速させることによって早期にフィラメント断線状態もしくはエミレス状態へと移行させることができる。
【００２９】
請求項５〜８の発明によれば、ランプ寿命末期検出手段あるいは無負荷検出手段もしくはこれらの検出手段の検出履歴を保存する不揮発性のメモリを備えたので、寿命末期検出時や無負荷検出検出時、または、これらの異常検出後のランプ交換時に、点灯時間カウンタのカウント値を自動的にリセットすることが可能となる。特に、請求項６，８の発明によれば、ランプ交換時に電源が遮断されても電源再投入後にランプ点灯時間を自動的にリセットできる利点がある。
【００３０】
請求項９の発明によれば、ランプ点灯時間に応じてランプの光束減退に伴う照度低下を補うように放電灯点灯装置の出力を制御することで、ランプ交換の有無やランプ使用時間に関わらず一定の照度を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（実施形態１）
図１に本発明の実施形態１の基本回路構成を示す。放電灯点灯装置３には、チョッパー回路とインバータ回路を用いたものを採用している。
【００３２】
放電灯点灯装置３の入力部には雑音防止用コンデンサＣ１、Ｃ２とラインフィルタＴ１が挿入されており、チョッパー回路やインバータ回路で発生するスイッチングノイズが電源ラインを介して他の電子機器等に不具合を与えないように、高周波ノイズをカットしている。
【００３３】
チョッパー回路は、電源入力部に商用電源１を全波整流するダイオードブリッジよりなる整流器ＤＢ１を備え、整流器ＤＢ１の直流出力端間にはインダクタＬ１を介してＭＯＳＦＥＴよりなるスイッチング素子Ｑ１が接続されている。さらに、スイッチング素子Ｑ１の両端間にはダイオードＤ５と平滑コンデンサＣ３との直列回路が接続されており、スイッチング素子Ｑ１を高周波でオン・オフすることで入力力率を改善しながら昇圧された直流電源電圧を平滑コンデンサＣ３に生成する。
【００３４】
チョッパー制御回路３０はスイッチング素子Ｑ１のスイッチングを制御しており、コンデンサＣ３の両端電圧を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧して検出している。コンデンサＣ３の両端電圧が所定の電圧よりも低い場合にはスイッチング素子Ｑ１の導通時間が長くなるように、逆に電圧が高い場合には導通時間が短くなるようにフィードバック制御することにより、電源電圧や負荷の状態が変化してもコンデンサＣ３の電圧を一定に制御することができる。
【００３５】
チョッパー制御回路３０は、その機能を集積化したＩＣが発売されており、例えば、ＳＴマイクロエレクトロニクス社製のＬ６５６１等のＩＣを使用することによってチョッパー回路の出力電圧を安定化させると共に、入力電流の高調波歪を改善することができる。
【００３６】
チョッパー回路の平滑コンデンサＣ３を電源としてインバータ回路が駆動されるようになっている。インバータ回路は、平滑コンデンサＣ３の両端間に接続されたＭＯＳＦＥＴからなる一対のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路を備え、一方のスイッチング素子Ｑ３の両端間に、直流カット用のコンデンサＣ４と共振用のインダクタＬ２と放電灯４との直列回路が接続された構成を有する。
【００３７】
図１１の従来例では、放電灯４の両フィラメントの非電源側端子間にインダクタＬ２とともに共振回路を構成するコンデンサＣ５が接続されているが、本実施形態では、放電灯４の両フィラメントの電源側端子間にインダクタＬ２とともに共振回路を構成するコンデンサＣ５が並列接続されている。すなわち、図１１の従来例では、共振コンデンサＣ５を介して予熱電流を供給するコンデンサ予熱方式を採用していたのに対して、図１の回路では、巻線予熱方式を採用することにより、予熱電流を制御可能にしているものである。
【００３８】
図１の予熱回路にはトランスＴ２が設けられており、トランスＴ２の１次側巻線ｎ１は直流カット用のコンデンサＣ６、予熱制御用のスイッチ素子Ｑ４を介してインバータ回路の出力段に接続されている。ここではスイッチ素子Ｑ４としてＭＯＳＦＥＴを用いているが、その他の半導体スイッチ素子を用いても構わない。トランスＴ２の２次側には放電灯４の２つの電極をそれぞれ別個に加熱できるように巻線ｎ２、ｎ３が設けられており、それぞれコンデンサＣ７、Ｃ８を介して各電極に接続されている。
【００３９】
この構成により、スイッチ素子Ｑ４がＯＮしている時にはインバータ回路の出力電圧をトランスＴ２によって所望の電圧に変換し、さらに放電灯４の各電極へコンデンサＣ７、Ｃ８を介して予熱電流が流れる。逆に、スイッチ素子Ｑ４がＯＦＦしている時には予熱トランスＴ２の１次側には電力が供給されないため、電極への予熱電流を遮断することができる。
【００４０】
スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３はインバータ制御回路３１により高周波でオン・オフされ、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３は交互にオン・オフされる。また、インバータ制御回路３１には点灯時間カウンタ３５から累積点灯時間に応じた調光信号が入力され、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン・オフの周期（つまり動作周波数）を制御することによって、放電灯４に供給する電力を調節するようになっている。
【００４１】
インバータ制御回路３１はインバータ回路の動作周波数を変化させることにより、共振回路のインピーダンスが変化することを利用して、放電灯４への供給電力を制御している。このインバータ制御回路３１にはインバータ回路の動作開始からの時間を計測する予熱時間タイマー３２を接続されており、電源投入後、放電灯４の電極を加熱する予熱時間Ｔａと、予熱時間Ｔａの経過後に放電灯４の電極間に高電圧を印加する始動タイミングを制御することにより、放電灯４を確実に点灯させることができる。
【００４２】
インバータ制御回路３１と予熱時間タイマー３２は、これらの機能を集積化したＩＣが発売されており、例えば、インターナショナルレクティファイアー（ＩＲ）社製のＩＲ２１５６等のＩＣを使用することにより、容易に構成することができる。
【００４３】
点灯時間カウンタ３５は全波整流器ＤＢ１の出力電圧を監視することにより、放電灯点灯装置への通電時間を検出し、この通電時間をカウントすることにより放電灯４の累積点灯時間を計測しており、累積点灯時間に応じた調光信号をインバータ制御回路３１に出力している。
【００４４】
点灯時間カウンタ３５と点灯時間メモリ３６は、マイコンとＥＥＰＲＯＭ（あるいはＥＥＰＲＯＭを内蔵したマイコン）を用いて構成することができ、電源１と直列に挿入されたスイッチ８を導通させて放電灯点灯装置３に電源を供給すると、その通電時間をランプ点灯時間としてマイコンでカウントする。
【００４５】
本実施形態ではインバータ制御回路３１からのインバータ発振信号を点灯時間カウンタ３５でも受信できるように構成されているため、例えば、放電灯４が未装着でインバータ回路の発振が停止している状態では、ランプ点灯時間のカウントを中断することも可能にしている。
【００４６】
また、ランプ点灯時間のカウント値を定期的にＥＥＰＲＯＭにバックアップすることにより、スイッチ８が遮断された状態でもランプ点灯時間を記憶させておくことができるため、スイッチ８が再度導通された場合には、ＥＥＰＲＯＭから最新のランプ点灯時間カウント値を読み出すことにより点灯時間のカウントを継続することができる。
【００４７】
寿命末期検出回路３３は抵抗Ｒ３０とコンデンサＣ３０で構成されたフィルタ回路でランプ両端電圧の直流成分を検出している。ランプが寿命末期になると、通常はどちらか一方の電極が先に消耗するため、ランプが半波放電状態となって、ランプ両端電圧に直流成分が発生する。どちらの電極が先に消耗するかによって発生する直流成分電圧の極性が異なるため、寿命検出回路３３ではこの電圧の絶対値が所定の値以上である場合にランプが寿命末期と判断するのが望ましい。また、両方のフィラメントがほぼ同時に消耗した場合には直流成分電圧が発生せず、ランプ両端電圧の振幅がほぼ正負対称に大きくなっていくため、電圧の実効値を検出して異常を判断する回路も設けておくほうが望ましい。
【００４８】
これらの検出回路が動作した場合には、インバータ制御回路３１の発振動作を停止させることによってインバータ回路の発振を停止させ、ランプ寿命末期時にランプの電極が異常に加熱したり、点灯装置に過大なストレスが加わり故障に至ることを防止している。
【００４９】
また、寿命末期検出回路３３の出力は点灯時間カウンタ３５にも出力されているため、点灯時間カウンタ３５ではランプ４の寿命末期検出の履歴を判断することができ、ランプ交換時に寿命末期検出状態が解除されると、ランプ点灯時間を自動的にリセットすることが可能となる。
【００５０】
無負荷検出回路３４は放電灯４の電極の有無を判断することによって、放電灯４が装着されているかどうかを判断し、放電灯４が未装着の場合にはインバータ回路の発振を停止させて、点灯装置の故障や放電灯４の装着時の再点灯を可能にしている。また、放電灯４が寿命末期の半波放電状態に至らずに突然フィラメントが断線するような状態も検出することが可能であり、無負荷検出回路３４の出力も寿命末期検出回路３３と同様に点灯時間カウンタ３５に入力されているため、点灯時間カウンタ３５ではフィラメント断線検出の履歴を判断することができ、フィラメント断線状態から放電灯４が交換された場合にも、ランプ点灯時間を自動的にリセットすることが可能となる。
【００５１】
なお、本実施形態では、抵抗Ｒ３１，Ｒ３２の分圧点の電圧が放電灯４の電極装着の有無により異なることを利用して片側（低電位側）の電極の有無のみを検出する構成を例示しているが、もう一方（高電位側）の電極の有無を検出する回路も設ければ放電灯の異常状態をより確実に検出可能になることは言うまでもない。
【００５２】
本発明では、ランプ寿命時間到達後に、放電灯点灯装置３に設けられている予熱回路の条件を変化させることによってランプの寿命を加速させる。通常、ランプを点灯させる際には、フィラメントから熱電子が放出しやすくするために、ランプに高電圧を印加して放電開始させる前に約１秒程度の予熱時間を設け、フィラメントに予熱電流を流している。この予熱時間と予熱電流には最適範囲があり、これらの条件が最適範囲から外れるとランプを放電させる際のフィラメントへのダメージが大きくなり、エミッタが飛散してエミレス状態になったり、あるいはフィラメント断線状態となる。
【００５３】
本実施形態では、予熱回路のスイッチ素子Ｑ４を予熱時間タイマー３２の出力に応じて切替えできるようにし、例えば、電源投入から放電灯４を放電開始するまでの１秒間程度はスイッチ素子Ｑ４をＯＮさせて電極に予熱電流を供給して、放電灯４が確実に、かつ、ストレスを加えないように放電開始させることができ、その後はスイッチ素子Ｑ４をＯＦＦさせることによって、点灯時の予熱電流を削減し、点灯装置の回路効率を改善できる。
【００５４】
また、スイッチ素子Ｑ４の駆動回路に論理回路３７を介して状態判別させることにより、図２、図３に示すように点灯時間カウンタ３５の出力に応じてスイッチ素子Ｑ４を制御することが可能となる。
【００５５】
具体的には、点灯時間カウンタ３５のカウント値がランプ寿命時間に達していない場合には点灯時間カウンタ３５から論理回路３７への出力を“Ｌ”とし、ランプ寿命時間に達すると“Ｈ”を出力し、先述の予熱時間タイマー３２の出力とのＮＯＲでスイッチ素子Ｑ４を駆動させている。
【００５６】
この構成であれば、放電灯４の点灯時間が寿命時間に達する以前には、図３（ａ）に示すように、予熱時間タイマー３２が所定の時間Ｔａを計時するまでは予熱制御部の論理回路３７から“Ｈ”が出力されることによりスイッチ素子Ｑ４をＯＮさせて電極を予熱する。また、放電灯４の寿命時間を超えると予熱制御部の論理回路３７から“Ｌ”が出力されることで、スイッチ素子Ｑ４が常時ＯＦＦされるため電極には予熱電流が供給されず、放電開始時に所謂コールドスタート状態となる。この状態が繰り返されると、電極には大きなストレスが加わるため、電極に塗布されたエミッタが飛散して電極が磨耗し、放電灯４を寿命末期状態（エミレス状態またはフィラメント断線状態）に近づけることができる。
【００５７】
よって、放電灯４の点灯時間が寿命時間を超えた場合には放電灯４を早期に寿命末期状態に移行させることができるので、放電灯４の寿命末期検出が容易となる。
【００５８】
これにより、放電灯交換時に点灯時間を自動的にリセットできると共に、ランプ寿命時間を超えて同じ放電灯４を長時間使用されることがなくなるので、光束減退による照度低下を防ぐことができる。
【００５９】
本実施形態では、ランプ寿命時間到達後の予熱電流をほぼ零となるように制御しているが、必ずしも零にする必要はなく、フィラメントから熱電子が放出するのに不充分なレべルの予熱電流まで減じることができれば同等の効果を得ることができる。
【００６０】
（実施形態２）
図４に本発明の実施形態２を示す。実施形態１では、放電灯４の点灯時間がランプ寿命時間を超えると予熱電流を流さないようにして放電灯４を寿命末期状態（エミレス状態またはフィラメント断線状態）へと移行させていたが、本実施形態ではランプ寿命時間を超えた場合に過大な予熱電流を流すことによってフィラメントを消耗させることを特徴とする。
【００６１】
回路構成は予熱回路と予熱回路のスイッチ素子Ｑ４の制御部以外は実施形態１と同じであるため、重複する説明は省略する。
【００６２】
予熱トランスＴ２の１次側は巻線にタップが設けられており、このタップと１次巻線の一端間に予熱回路のスイッチ素子Ｑ４が並列に接続されている。このスイッチ素子Ｑ４の開放・短絡を制御することにより、予熱トランスＴ２の１次側の巻数を変化させることができるので、スイッチ素子Ｑ４の開放・短絡によって予熱トランスＴ２の２次側に流れる電流を変化させることができる。
【００６３】
例えば、予熱トランスＴ２の１次側の各端子からタップまでの巻数をそれぞれ図４に示すようにｎ１、ｎ１’とし、ｎ１とｎ１’の巻数を同じに設定する。この場合、スイッチ素子Ｑ４を短絡させると予熱トランスＴ２の１次側の巻数は開放時に比べて１／２になるので、巻数比が２倍になり、２次側に流れる予熱電流も２倍になる。
【００６４】
通常の使用状態ではスイッチ素子Ｑ４を開放させておき、この状態では先行予熱時の予熱電流が最適になるように巻数比を設定し、放電灯４の点滅による短寿命を回避する。
【００６５】
放電灯４の使用時間が寿命時間を超えた場合には、スイッチ素子Ｑ４を短絡させることによって先行予熱電流を２倍にし、放電灯４のフィラメントに過剰な予熱電流を供給することによってエミッタを早期に消耗させ、放電灯４を寿命末期状態へと移行させる（図５参照）。
【００６６】
スイッチ素子Ｑ４の切替制御は実施形態１と同様に行うことができる。点灯時間カウンタ３５によってカウントされたランプ点灯時間が使用時間を超えると、点灯時間カウンタ３５から予熱制御部の論理回路３７への出力は“Ｈ”になり、この出力と予熱時間タイマー３２の反転出力の論理積をとると、図６（ｂ）に示すように、放電灯４の点灯時間が寿命時間を超えた場合の先行予熱時間Ｔａにおいてのみスイッチ素子Ｑ４のゲートに“Ｈ”が供給され、スイッチ素子Ｑ４を短絡させることができる。ランプ寿命時間到達前にはスイッチ素子Ｑ４が短絡されることはなく、図６（ａ）に示すように、予熱電流Ｉｆが過剰に流れることはない。
【００６７】
放電灯４が寿命末期状態に移行すると、点灯装置のランプ寿命末期検出回路３３により放電灯４が異常状態であることを検出できるので、インバータ回路の発振を停止させて放電灯４を不点灯状態にするとともに、そのランプ寿命末期履歴情報を点灯時間メモリ３６に保存しておくことができる。この状態で使用者が放電灯４を新品に交換すると、寿命末期状態が解除されるため、点灯装置ではランプ寿命末期履歴情報を参照して放電灯４が交換されたことを判断できるので、ランプ点灯時間のカウント値を自動的にリセットすることができる。
【００６８】
本実施形態では、ランプ寿命時間到達後に過剰な予熱電流を供給する期間は予熱時間のみとしているが、点灯中においてもフィラメントに過剰な電流を供給することによりエミッタの消耗をさらに加速させれば更なる効果を得ることができる。
【００６９】
（実施形態３）
図７に本発明の実施形態３を示す。実施形態１および実施形態２では放電灯４の点灯時間がランプ寿命時間を超えると予熱電流を変化させて放電灯４を寿命末期状態（エミレス状態またはフィラメント断線状態）へ移行させていたが、本実施形態ではランプ寿命時間を超えた場合に予熱時間を短くすることによってフィラメントを消耗させることを特徴とする。回路構成は予熱回路のスイッチ素子Ｑ４を削除し、制御部の論理回路３７の構成を変更した以外は実施形態１と同じであるため、重複する説明は省略する。
【００７０】
実施形態１および実施形態２では予熱モードと点灯モードの切替えに予熱時間タイマー３２の出力を利用していた。予熱時間タイマー３２は電源投入直後は論理回路３７に“Ｌ”を出力し、所定の時間（約１秒）が経過すると“Ｈ”を出力することにより、インバータ制御回路３１で予熱モードと点灯モードを切替えている。本実施形態ではこの予熱時間タイマー３２の出力を放電灯４の使用時間に応じて切り替えることを特徴とする。
【００７１】
具体的には、点灯時間カウンタ３５は放電灯４の使用時間が寿命時間に達するまでは論理回路３７に“Ｌ”を出力し、寿命時間を超えると“Ｈ”を出力する。この点灯時間カウンタ３５と予熱時間タイマー３２の論理和をとり、その出力をインバータ制御回路３１の点灯モード切替信号に利用する。
【００７２】
このように構成すると、放電灯４の使用時間が寿命時間に到達する以前は、図８（ａ）に示すように、予熱時間タイマー３２の出力によって予熱モードと点灯モードを切替えることができる。また、寿命時間を超えると、図８（ｂ）に示すように、予熱時間タイマー３２の出力に関わらず点灯時間カウンタ３５から常時“Ｈ”が論理回路３７に出力されるため予熱モードがなくなる。よって、放電灯４を点灯させる際にフィラメントが充分に予熱される前に高電圧が印加されるため、放電灯４がコールドスタートしてエミッタの消耗が激しくなる。
【００７３】
放電灯４が寿命末期状態に移行すると、点灯装置のランプ寿命末期検出回路３３により放電灯４が異常状態であることを検出できるので、インバータ回路の発振を停止させて放電灯４を不点灯状態にするとともに、そのランプ寿命末期履歴情報を点灯時間メモリ３６に保存しておくことができる。この状態で使用者が放電灯４を新品に交換すると、寿命末期状態が解除されるため、点灯装置ではランプ寿命末期履歴情報を参照して放電灯４が交換されたことを判断できるので、ランプ点灯時間のカウント値を自動的にリセットすることができる。
【００７４】
なお、予熱時間タイマー３２として先述のＩＲ社製の制御用ＩＣであるＩＲ２１５６を用いる場合、予熱時間はＩＣのＣPH端子（７番ピン）に接続されるコンデンサの容量で決定されるので、このコンデンサの容量を点灯時間カウンタの出力に応じて切替えると予熱時間を変更することができる。コンデンサの容量を小さくすると予熱時間が短くなるので、ランプ点灯時間が寿命時間を超えた場合は容量が通常使用時に比べて極端に小さいコンデンサに切替えれば、簡単な構成で本実施形態を具現化できる。
【００７５】
本実施形態では、ランプ寿命時間到達後の予熱時間をほぼ零となるように制御しているが、必ずしも零にする必要はなく、フィラメントから熱電子が放出するのに不充分なレべルの予熱時間まで減じることができれば同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態１の回路図である。
【図２】本発明の実施形態１の照度補正機能と予熱電流の制御を示す動作説明図である。
【図３】本発明の実施形態１のランプ寿命時間到達前および到達後の始動時の動作説明図である。
【図４】本発明の実施形態２の回路図である。
【図５】本発明の実施形態２の照度補正機能と予熱電流の制御を示す動作説明図である。
【図６】本発明の実施形態２のランプ寿命時間到達前および到達後の始動時の動作説明図である。
【図７】本発明の実施形態３の回路図である。
【図８】本発明の実施形態３のランプ寿命時間到達前および到達後の始動時の動作説明図である。
【図９】従来例の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】従来例の照度補正機能を示す動作説明図である。
【図１１】従来例の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１２】従来例の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
４    放電灯（熱陰極蛍光ランプ）
Ｑ４  スイッチ素子
Ｔ２  予熱トランス
３５  点灯時間カウンタ
３２  予熱時間タイマー
３７  論理回路（予熱制御用）
【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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【図１１】
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【図１２】
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