(57)【要約】【課題】見掛け上の照度を略一定に保ちつつ使用者の初期投資コスト及びランニングコストを低く抑えるとともに省資源化を実現することができ、さらに寿命末期の放電灯を使用し続けたり、異なる種類の放電灯の誤使用による不具合の発生を防ぐ。【解決手段】使用初期にランプ供給電力を定格電力よりも低い値から供給し始め、放電灯Ｌａの定格寿命時間以降で定格電力よりも高い値となるように、累積点灯時間に応じて調光信号を変化させることでランプ供給電力を調整する。また直流電圧検出回路２１の検出電圧がその時点における累積点灯時間に対応したしきい値電圧を越えることで放電灯Ｌａが寿命に達したとみなされて停止回路１８がインバータ回路２の動作を停止させる。その結果、フィラメント近傍のガラス管やステムガラスが変形・溶融する高温度まで加熱されるというような不具合の発生を防ぐことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１乃至複数のスイッチング素子を具備し当該スイッチング素子を高周波数でスイッチングすることにより直流入力を高周波交流出力に変換するインバータ回路と、放電灯とともに共振回路を構成しインバータ回路の出力端間に接続される１乃至複数の共振用インダクタ及び共振用コンデンサと、前記スイッチング素子のスイッチングを制御することでインバータ回路から共振回路を介して放電灯に供給される高周波電力を調整する調光制御回路とを備えた放電灯点灯装置において、
前記調光制御回路は、放電灯の使用開始から当該放電灯の定格寿命に達した後の所定時間までの期間中に使用時間の経過に伴ってインバータ回路の高周波電力が徐々に増大するように制御する電力補正手段と、前記所定時間以降においてはインバータ回路の高周波電力が所定値以下となるように制御する電力抑制手段と、放電灯が寿命に達したことを検出する寿命検出手段と、当該寿命検出手段が放電灯の寿命を検出したときにインバータ回路から当該放電灯への電力供給を停止若しくは抑制するように制御する制御手段とを具備し、前記所定値が、放電灯の管形状、管長、管径によって規定される電力の１．２倍よりも大きい値に設定されることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
１乃至複数のスイッチング素子を具備し当該スイッチング素子を高周波数でスイッチングすることにより直流入力を高周波交流出力に変換するインバータ回路と、放電灯とともに共振回路を構成しインバータ回路の出力端間に接続される１乃至複数の共振用インダクタ及び共振用コンデンサと、前記スイッチング素子のスイッチングを制御することでインバータ回路から共振回路を介して放電灯に供給される高周波電力を調整する調光制御回路と、放電灯のフィラメントに予熱電流を供給する予熱回路とを備えた放電灯点灯装置において、
前記調光制御回路は、放電灯の使用開始から当該放電灯の定格寿命に達した後の所定時間までの期間中に使用時間の経過に伴ってインバータ回路の高周波電力が徐々に増大するように制御する電力補正手段と、前記所定時間以降においてはインバータ回路の高周波電力が所定値以下となるように制御する電力抑制手段と、前記予熱電流を検出する予熱電流検出手段と、当該予熱電流検出手段が検出する予熱電流が所定範囲を外れているときにインバータ回路から当該放電灯への電力供給を停止若しくは抑制するように制御する制御手段とを具備し、前記所定値が、放電灯の管形状、管長、管径によって規定される電力の１．２倍よりも大きい値に設定されることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記放電灯が約１２００ｍｍの管長、約２５．５ｍｍの管径を有する直管形蛍光ランプである場合に、前記所定値が６５Ｗ以下に設定されることを特徴とする請求項１又は２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記制御手段は、インバータ回路から高周波電力の供給が開始されてから放電灯が始動するまでの期間に前記予熱電流検出手段で検出された予熱電流が所定範囲を外れているか否かの判定を行うことを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項の放電灯点灯装置と、当該放電灯点灯装置が取り付けられる器具本体と、器具本体に設けられ放電灯が着脱自在に装着されるとともに放電灯点灯装置と放電灯を電気的に接続するソケットとを備えた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、放電灯点灯装置、並びに当該放電灯点灯装置を搭載した照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、照明用途に用いられる蛍光ランプなどの放電灯の光束は使用時間の経過とともに低下することが知られている。そのため、放電灯の使用時間経過に伴う光束（照度）の低下を抑制した放電灯点灯装置が従来より提供されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
かかる従来例においては、放電灯の使用初期の照度を定格点灯時の値の７０〜８０％程度に抑え、使用時間の経過に伴って光束を増やすように調光制御することで寿命末期までの使用期間中における見かけ上の照度をほぼ一定に保つことができ、しかも、使用初期には放電灯を定格よりも少ない電力で調光点灯することで省電力が図れるという利点がある。
【０００４】
ところで、放電灯（例えば、蛍光ランプ）に供給される電力は放電灯の製造者によって定格値が規定されており、放電灯の形状にほぼ比例して増加している。例えば、直管形蛍光ランプでは管長が約６００ｍｍ、管径が約２５．５ｍｍのもので定格電力が２３Ｗ程度に規定され、管長が約１２００ｍｍ、管径が約２５．５ｍｍのもので定格電力が４５Ｗ程度に規定されている。また定格電力を供給したときの蛍光ランプの光束特性について、初光束（使用開始から１００時間経過後の光束）が製造者から公表されており、その定格寿命については、直管形蛍光ランプについて光束減退が初特性の７０％に達するまでの時間、またはフィラメントが断線するまでの時間の何れか早い方と規定されている。
【０００５】
さらに屋内照明においては、作業面で必要な照度を得るために床面積、ランプ光束（前記初光束）、ランプ個数、保守率などを変数として照明器具の設置台数が決められている。ここで保守率とは、上述した蛍光ランプ自体の光束減退及び蛍光ランプ並びに照明器具に汚れが付着することによる反射率の低下などを加味して定格寿命時点で必要な照度が得られるように決められており、例えば下面開放型の照明器具では一般的な使用環境においては０．７、塵埃の発生が少なく常に空気が清浄に保たれている場所では０．７４を目安とし、この保守率が小さいほど設置する照明器具の台数が増え、設備コストが増大することになる。よって使用する蛍光ランプが同じであり、照明器具の設置環境が同じであると仮定すると、一般的な放電灯点灯装置を用いた場合のランプ寿命末期時の照度と、予め照度の低下を見込んで初光束の７０〜８０％の照度が常に得られるよう照度を略一定に保つよう制御する従来例のランプ寿命末期時の照度とはほぼ等しくなり、設置する照明器具台数も等しくなる。しかしながら、上記従来例では、一般的な放電灯点灯装置の構成に対して照度を略一定に保つよう制御するための構成を付加する必要があるため、装置または照明器具のコストが上昇し、ひいては使用者の設備投資コストが大きくなってしまう。
【０００６】
また上記従来例においては、使用初期の照度を７０〜８０％程度に抑えることで使用初期から定格寿命までの期間で一般的な放電灯点灯装置に比べて約１０〜１５％程度の省電力化が図れ、使用者のランニングコストが低減可能である。しかしながら、作業面において必要照度を得るためには、これ以上の省電力、省資源化を望むことはできない。
【０００７】
これに対して本願出願人は、高周波点灯専用形蛍光ランプ（ＦＨＦ３２）においては４１Ｗ〜５５Ｗ（定格電力４５Ｗ）までの光／電力比が略一定となる点に着目し、使用初期にランプ供給電力を定格電力の４５Ｗよりも低い値から供給し始め、定格寿命時間以降で定格電力の４５Ｗよりも高い値となるように、累積点灯時間に応じて調光信号を変化させることでランプ供給電力を調整することにより、放電灯の発光効率を損ねることなく光量を増大し、その結果、見掛け上の照度を略一定に保つことができるようにした放電灯点灯装置を既に提案している（特願２００６−９１８２参照）。
【特許文献１】特開平９−９７６８３号公報
【特許文献２】特開２００１−１５２７５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、フィラメントに塗布されている熱電子放出物質（エミッタ）が消耗して無くなった後も放電灯点灯装置から電力が供給され続けた場合、供給電力によってフィラメントが断線するか、あるいは放電灯に気密漏れが発生して放電が停止するはずであるが、極めて稀に放電が継続することがある。そして、このように放電が継続した場合、上記特許出願（特願２００６−９１８２）に係る発明においては放電灯が寿命末期に近付くにつれて定格電力よりも高い電力を放電灯に供給するため、高いエネルギがフィラメントに注入され続けてフィラメント近傍のガラス管やステムガラスが変形・溶融する高温度まで加熱される虞がある。
【０００９】
また、異なる種類の放電灯であっても同一の外形・寸法を有するもの（例えば、ＦＨＦ３２とＦＬＲ４０Ｓ／３６など）があり、これら種類の異なる放電灯においてはフィラメントのインピーダンスが異なっている。そのため、例えばＦＨＦ３２用の放電灯点灯装置にＦＬＲ４０Ｓ／３６が装着されて使用されると、過剰な電流がフィラメントに供給されることでフィラメント近傍、すなわち、ガラス管の端部やステムガラスが比較的高温度に加熱される虞や、反対に先行予熱電流の不足によってエミッタを飛散させて短寿命化を招く虞がある。
【００１０】
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、見掛け上の照度を略一定に保ちつつ使用者の初期投資コスト及びランニングコストを低く抑えるとともに省資源化を実現することができ、さらに寿命末期の放電灯を使用し続けたり、異なる種類の放電灯の誤使用による不具合の発生を防ぐことができる放電灯点灯装置並びに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】
【００１１】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、１乃至複数のスイッチング素子を具備し当該スイッチング素子を高周波数でスイッチングすることにより直流入力を高周波交流出力に変換するインバータ回路と、放電灯とともに共振回路を構成しインバータ回路の出力端間に接続される１乃至複数の共振用インダクタ及び共振用コンデンサと、前記スイッチング素子のスイッチングを制御することでインバータ回路から共振回路を介して放電灯に供給される高周波電力を調整する調光制御回路とを備えた放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、放電灯の使用開始から当該放電灯の定格寿命に達した後の所定時間までの期間中に使用時間の経過に伴ってインバータ回路の高周波電力が徐々に増大するように制御する電力補正手段と、前記所定時間以降においてはインバータ回路の高周波電力が所定値以下となるように制御する電力抑制手段と、放電灯が寿命に達したことを検出する寿命検出手段と、当該寿命検出手段が放電灯の寿命を検出したときにインバータ回路から当該放電灯への電力供給を停止若しくは抑制するように制御する制御手段とを具備し、前記所定値が、放電灯の管形状、管長、管径によって規定される電力の１．２倍よりも大きい値に設定されることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、上記目的を達成するために、１乃至複数のスイッチング素子を具備し当該スイッチング素子を高周波数でスイッチングすることにより直流入力を高周波交流出力に変換するインバータ回路と、放電灯とともに共振回路を構成しインバータ回路の出力端間に接続される１乃至複数の共振用インダクタ及び共振用コンデンサと、前記スイッチング素子のスイッチングを制御することでインバータ回路から共振回路を介して放電灯に供給される高周波電力を調整する調光制御回路と、放電灯のフィラメントに予熱電流を供給する予熱回路とを備えた放電灯点灯装置において、前記調光制御回路は、放電灯の使用開始から当該放電灯の定格寿命に達した後の所定時間までの期間中に使用時間の経過に伴ってインバータ回路の高周波電力が徐々に増大するように制御する電力補正手段と、前記所定時間以降においてはインバータ回路の高周波電力が所定値以下となるように制御する電力抑制手段と、前記予熱電流を検出する予熱電流検出手段と、当該予熱電流検出手段が検出する予熱電流が所定範囲を外れているときにインバータ回路から当該放電灯への電力供給を停止若しくは抑制するように制御する制御手段とを具備し、前記所定値が、放電灯の管形状、管長、管径によって規定される電力の１．２倍よりも大きい値に設定されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記放電灯が約１２００ｍｍの管長、約２５．５ｍｍの管径を有する直管形蛍光ランプである場合に、前記所定値が６５Ｗ以下に設定されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記制御手段は、インバータ回路から高周波電力の供給が開始されてから放電灯が始動するまでの期間に前記予熱電流検出手段で検出された予熱電流が所定範囲を外れているか否かの判定を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、上記目的を達成するために、請求項１〜４の何れか１項の放電灯点灯装置と、当該放電灯点灯装置が取り付けられる器具本体と、器具本体に設けられ放電灯が着脱自在に装着されるとともに放電灯点灯装置と放電灯を電気的に接続するソケットとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、見掛け上の照度を略一定に保ちつつ使用者の初期投資コスト及びランニングコストを低く抑えるとともに省資源化を実現することができ、さらに寿命末期の放電灯を使用し続けたり、異なる種類の放電灯の誤使用による不具合の発生を防ぐことができる放電灯点灯装置並びに照明器具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施形態１）
図１に本発明の実施形態１の回路構成図を示す。商用交流電源ＡＣの交流出力がダイオードブリッジＤＢで全波整流されて直流電源回路１に入力される。直流電源回路１は、ダイオードブリッジＤＢより入力される脈流出力を所望電圧の直流出力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（例えば、昇圧チョッパ回路）からなる。インバータ回路２は従来周知のハーフブリッジ型のものであって、ＭＯＳＦＥＴからなる一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が直流電源回路１の出力端間に直列接続されて構成されている。なお、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲートには入力抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続され、ローサイドのスイッチング素子Ｑ２には検出抵抗Ｒ３が接続されている。
【００１８】
ローサイドのスイッチング素子Ｑ２並びに検出抵抗Ｒ３の直列回路には、放電灯Ｌａとともに共振回路３を構成する共振用インダクタＬ１及び共振用コンデンサＣ１が直流カット用のコンデンサを介して直列に接続され、共振用コンデンサＣ１に放電灯Ｌａが並列に接続される。また、放電灯Ｌａのフィラメントに予熱電流を供給するための予熱回路８が共振回路３と並列に接続されている。この予熱回路８は、共振回路３を構成する共振用インダクタＬ１（１次巻線）と、共振用インダクタＬ１と磁気結合され且つ直流カット用のコンデンサを介して放電灯Ｌａの各フィラメント（図示せず）に接続された一対の２次巻線Ｌ２，Ｌ２とで構成されている。
【００１９】
調光制御回路４は、インバータ回路２を構成する一対のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング制御するインバータ制御部５と、放電灯Ｌａの累積点灯時間に伴って光量の補正を行う補正制御部６と、累積点灯時間を記憶した書換可能な不揮発性メモリ７とを具備する。インバータ制御部５は、共振回路３の無負荷共振周波数よりも十分に高い周波数（予熱周波数）でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチングすることで予熱回路８から放電灯Ｌａのフィラメントに予熱電流を供給させる先行予熱モードと、予熱周波数よりも低く且つ無負荷共振周波数よりも高い周波数（始動周波数）でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチングすることで放電灯Ｌａに始動電圧を印加する始動モードと、放電灯Ｌａの始動後に点灯時の共振周波数よりも高い周波数（点灯周波数）で放電灯Ｌａを安定点灯させる点灯モードとを有し、補正制御部６により点灯周波数が増減されることで放電灯Ｌａに供給される高周波電力を調整するものである。
【００２０】
インバータ制御部５は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をスイッチング制御するためのインバータ制御信号を発生するインバータ制御信号発生回路１１と、インバータ制御信号発生回路１１から出力されるインバータ制御信号に応じてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動するドライブ回路１２と、先行予熱モードの期間（先行予熱期間）を限時する予熱タイマ回路１０とを備える。インバータ制御信号発生回路１１は定電圧バッファ回路、定電圧ミラー回路、発振用コンデンサ（何れも図示せず）等を具備した集積回路（ＩＣ）で構成されており、前記定電圧バッファ回路の出力端子に接続されたインバータ制御部５の端子Ｒｏとグランドの間には抵抗Ｒ６，Ｒ７の直列回路と、インバータ制御部５が具備するスイッチ回路ＳＷ１及び抵抗Ｒ８の直列回路とが接続されている。すなわち、端子Ｒｏには定電圧が印加されており、インバータ制御信号発生回路１１では端子Ｒｏを流れる電流が増えるほどインバータ制御信号の周波数（＝スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数）を高くするように動作する。予熱タイマ回路１０は交流電源ＡＣが投入されてインバータ制御部５が起動した後、スイッチ回路ＳＷ１をオンさせるとともに先行予熱期間の限時を開始する。スイッチ回路ＳＷ１がオンすることで端子Ｒｏを流れる電流が増えるから、インバータ制御信号の周波数が相対的に高くなって先行予熱モードとなる。そして、予熱タイマ回路１０が先行予熱期間の限時を完了してスイッチ回路ＳＷ１をオフすると、端子Ｒｏを流れる電流が減少しインバータ制御信号の周波数が相対的に低くなって始動モードに移行する。さらに予熱タイマ回路１０によりスイッチ回路ＳＷ２がオンされて抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点に抵抗Ｒ９、ダイオードＤ１、スイッチ回路ＳＷ２を介して電力補正回路１３が接続される。
【００２１】
電力補正回路１３は、非反転入力端子に調光信号（後述する）が入力され、反転入力端子に入力抵抗Ｒ４を介して検出抵抗Ｒ３の両端電圧（検出電圧）が入力されるオペアンプＯＰ１を備え、オペアンプＯＰ１の反転入力端子と出力端子との間に帰還抵抗Ｒ５とコンデンサＣ３が互いに並列接続された積分回路構成となっており、オペアンプＯＰ１の出力端子がスイッチ回路ＳＷ２を介してダイオードＤ１のカソードに接続され、さらにダイオードＤ１のアノードが抵抗Ｒ９を介して抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点に接続されている。すなわち、インバータ回路２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に流れる電流が放電灯Ｌａで消費されるランプ電力に略比例することを利用し、検出抵抗Ｒ３の検出電圧が調光信号の信号電圧に一致しない場合にオペアンプＯＰ１の出力電圧に負帰還がかかり、抵抗Ｒ９およびダイオードＤ１を介して端子Ｒｏの電流を増減させることでインバータ回路２の発振周波数（＝スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のスイッチング周波数）を調整してランプ電力が調光信号に対応した値となるように、電力補正回路１３が動作することになる。但し、予熱タイマ回路１０によってスイッチ回路ＳＷ２がオンされるまで、すなわち、先行予熱期間および始動期間においてはスイッチ回路ＳＷ２がオフすることで電力補正回路１３の上記制御動作が禁止されている。
【００２２】
ここで、調光制御回路４には無負荷状態や放電灯Ｌａの寿命末期状態（後述する半波放電の状態）などを検出してインバータ回路２の動作を停止させる停止回路１８が設けられている。かかる停止回路１８は、図示しない無負荷検出回路や後述する比較回路２２から信号を受け取ったときにインバータ制御信号発生回路１１並びに予熱タイマ回路１０の動作を停止させたり、あるいはドライブ回路１２から出力される駆動信号を停止させることでインバータ回路２の動作を停止するものである。
【００２３】
補正制御部６は、インバータ制御信号発生回路１１からインバータ制御部５の端子Ｍｏｄｅを介して出力されるモード信号を受けて放電灯Ｌａの累積点灯時間を計時する計時タイマ部１４を具備する。モード信号はドライブ回路１２から駆動信号が出力されているときにＨレベル、駆動信号が出力されていないときにＬレベルとなる信号であって、計時タイマ部１４ではモード信号がＨレベルである場合にのみ計時動作を行う。
【００２４】
また補正制御部６は、計時タイマ部１４から出力される累積点灯時間に応じて放電灯Ｌａの光量を調整するための調光信号を生成する信号生成部１５を具備している。この信号生成部１５は、累積点灯時間と調光信号の直流電圧レベル（定格点灯時を１００％とした光量比に対応するレベル）との対応関係を表した補正テーブルを記憶しており、計時タイマ部１４から出力される累積点灯時間と対応する調光信号を補正テーブルから読み出して調光制御回路４（電力補正回路１３）に出力するのである。但し、信号生成部１５から出力される調光信号は、放電灯Ｌａに供給される電力が上限値（例えば、放電灯ＬａとしてＦＨＦ３２の蛍光ランプを用いた場合においては、後述するように５５Ｗ）を超えないように電力抑制部１６によって制限されている。なお、不揮発性メモリ７に記憶されている累積点灯時間は、放電灯Ｌａが交換されたときにリセット部１７によってリセット（初期化）される。
【００２５】
次に補正制御部６の動作を説明する。交流電源ＡＣが投入されて補正制御部６が起動すると、最初に信号生成部１５が不揮発性メモリ７に記憶されている累積点灯時間を読み出して一時的にメモリ（図示せず）に格納するとともに、当該累積点灯時間に対応する調光信号を補正テーブルから読み出してインバータ制御部５に出力する。一方、計時タイマ部１４は起動時点から時間計時を開始し、信号生成部１５では計時タイマ部１４で計時された時間をメモリに格納された累積点灯時間に加算して不揮発性メモリ７の記憶内容を更新する。その結果、放電灯Ｌａの累積点灯時間の増加に伴って放電灯Ｌａに供給する高周波電力を徐々に増大させるように、調光信号の直流電圧レベルが補正制御部６によって単調増加されることになる。
【００２６】
ここで、本発明者らが２種類の直管形蛍光ランプ（ＦＨＦ３２、ＦＬＲ４０Ｓ／３６）についてランプ電力と光量との関係を調べたところ、図２（ａ）に示す結果が得られた。図２（ａ）では蛍光ランプに供給する電力（ランプ供給電力）を横軸、ランプ供給電力が定格値（ＦＨＦ３２では４５Ｗ、ＦＬＲ４０Ｓ／３６では３６Ｗ）のときの光量で正規化した値（光／電力比）を縦軸に取り、ＦＨＦ３２の特性を実線、ＦＬＲ４０Ｓ／３６の特性を一点波線で示している。なお、ＦＨＦ３２は管長が１２００ｍｍ、管径が２５．５ｍｍの高周波点灯専用形蛍光ランプであって定格ランプ電力が３２Ｗと４５Ｗのもの、ＦＬＲ４０Ｓ／３６は同じく管長が１２００ｍｍ、管径が２５．５ｍｍのラピッドスタート形蛍光ランプであって定格ランプ電力が３６Ｗのものである。図２（ａ）から明らかなように、ＦＨＦ３２の蛍光ランプにおいては、ランプ供給電力が５５Ｗ以下の場合に光／電力比がほぼ１．０となり、ランプ供給電力が５５Ｗを超えると光／電力比が徐々に低下し始めてランプ供給電力が６５Ｗのときに光／電力比が約０．９８となる結果が得られた。これに対してＦＬＲ４０Ｓ／３６の蛍光ランプにおいては、ランプ供給電力が約４０Ｗ強で光／電力比は約０．９８となる結果が得られた。
【００２７】
そこで本実施形態では、放電灯ＬａとしてＦＨＦ３２の蛍光ランプを用いた場合において、使用初期にランプ供給電力を定格電力の４５Ｗよりも低い値から供給し始め、放電灯Ｌａの定格寿命時間以降で定格電力の４５Ｗよりも高い値となるように、累積点灯時間に応じて調光信号を変化させることでランプ供給電力（インバータ回路２の出力）を調整する。具体的には、図２（ｂ）に示すように点灯開始時点（累積点灯時間が０）のランプ供給電力を４１Ｗ、ＦＨＦ３２の定格寿命時間（＝１２０００時間）経過時点のランプ供給電力が５５Ｗとなるように累積点灯時間が０〜１２０００時間の間ではランプ供給電力を直線的に増加させるとともに、ランプ供給電力が５５Ｗに達した後は一定電力（＝５５Ｗ）が供給されるように、累積点灯時間と調光信号の関係を設定して補正テーブルに記憶させる。ここで、定格寿命時間経過時点におけるランプ供給電力（＝５５Ｗ）は定格電力（＝４５Ｗ）に対して約１．２２倍の値となる。
【００２８】
また、上述のようにランプ供給電力を調整した場合、使用初期のランプ供給電力が４１Ｗのときにランプ電流が約０．３５Ａ、累積点灯時間が３５００時間でランプ供給電力が４５Ｗのときにランプ電流が約０．４２Ａ、累積点灯時間が７０００時間でランプ供給電力が４９Ｗのときにランプ電流が約０．４８Ａ、累積点灯時間が１００００時間でランプ供給電力が５３Ｗのときにランプ電流が約０．５１Ａ、累積点灯時間が１２０００時間以降でランプ供給電力が５５Ｗのときにランプ電流が約０．５４Ａとなる。ここで、放電灯Ｌａのフィラメント温度はランプ供給電力の増大に伴って上昇し、ランプ供給電力が５３Ｗの場合のフィラメント温度は４５Ｗの場合に対しておよそ５〜１０％程度上昇するが、累積点灯時間が７０００時間程度まではフィラメント温度が概ね低い値に抑えられるため、上述のような補正制御を行っても放電灯Ｌａの寿命が著しく損なわれる虞はない。また、図２（ａ）に示したようにＦＨＦ３２の蛍光ランプにおいては４１Ｗ〜５５Ｗまでの光／電力比が略一定となるため、放電灯Ｌａの発光効率を損ねることなく光量を増大することができることになる。
【００２９】
ところで、蛍光ランプのような放電灯Ｌａではフィラメントに塗布されている熱電子放出物質（エミッタ）が消耗して無くなれば寿命に達したとみなされ、２つのフィラメントの何れか一方のエミッタのみが先に無くなると非対称な放電（いわゆる半波放電）となり、高周波電力が供給され続けることでフィラメントが断線するか、あるいは放電灯Ｌａに気密漏れが発生していずれは放電が停止するはずであるが、極めて稀に放電が継続することがある。そして、このような半波放電が継続した場合、上述のように放電灯Ｌａが寿命末期に近付くにつれて定格電力よりも高い電力を供給していると、高いエネルギがフィラメントに注入され続けてフィラメント近傍のガラス管やステムガラスが変形・溶融する高温度まで加熱される虞がある。
【００３０】
そこで本実施形態では、半波放電によってランプ電圧に重畳される直流電圧を直流電圧検出回路２１で検出し、直流電圧検出回路２１の検出電圧（ランプ電流に重畳される直流電圧に応じた電圧レベルを有する電圧）と所定のしきい値電圧を比較回路２２で比較し、検出電圧がしきい値電圧を越えていれば半波放電が生じているとみなし、停止回路１８によってインバータ制御信号発生回路１１並びに予熱タイマ回路１０の動作を停止させたり、あるいはドライブ回路１２から出力される駆動信号を停止させることでインバータ回路２の動作を停止させることにより、寿命に達した放電灯Ｌａに過剰な電力が供給され続けることがないようにして上述のような不具合の発生を防止している。
【００３１】
ここで、既に説明したように点灯開始時点（累積点灯時間が０）のランプ供給電力を定格ランプ電力よりも低い値とし、放電灯Ｌａの定格寿命時間（ＦＨＦ３２においては１２０００時間）が経過する時点のランプ供給電力が定格ランプ電力よりも高い値となるように累積点灯時間が０〜１２０００時間の間ではランプ供給電力を直線的に増加させているから（図３（ａ）参照）、比較回路２２において検出電圧と比較するしきい値電圧もランプ供給電力に応じて変更する必要がある。そのために本実施形態では、補正制御部６にしきい値電圧生成部２３を設けている。このしきい値電圧生成部２３では計時タイマ部１４で計時された時間をメモリに格納された累積点灯時間に加算し、図３（ｂ）に示すように当該累積点灯時間の経過とともにしきい値電圧を直線的に単調減少させて比較回路２２に出力する。なお、しきい値電圧の初期値（累積点灯時間が０のときのしきい値電圧）は、例えばフィラメントに供給される電力が１０Ｗ〜１５Ｗ程度であるときに検出電圧が越えるようなレベルに設定され、定格寿命時間経過時点のしきい値電圧は、例えばフィラメントに供給される電力が５Ｗ〜１０Ｗ程度であるときに検出電圧が越えるようなレベルに設定される。
【００３２】
而して、放電灯Ｌａのフィラメントに塗布されたエミッタが消失して半波放電となると、直流電圧検出回路２１の検出電圧がその時点における累積点灯時間に対応したしきい値電圧を越えることで放電灯Ｌａが寿命に達したとみなされ、比較回路２２の出力によって停止回路１８がインバータ回路２の動作を停止させるので、寿命に達した放電灯Ｌａに定格ランプ電力よりも大きな電力が供給され続けることがなくなり、その結果、高いエネルギがフィラメントに注入され続けてフィラメント近傍のガラス管やステムガラスが変形・溶融する高温度まで加熱されるというような不具合の発生を防ぐことができる。但し、先行予熱期間並びに始動期間においては、正常な放電灯Ｌａであっても点灯時に比べて高い電力がフィラメントに供給されるために検出電圧がしきい値電圧を越えて誤検出してしまう可能性があるので、比較回路２２の比較結果に応じた停止回路１８の制御動作は放電灯Ｌａの始動後に行う。また本実施形態では放電灯Ｌａが寿命に達したときにインバータ回路２を停止させているが、必ずしも停止させる必要はなく、インバータ回路２の出力を抑制するようにしても構わない。
【００３３】
図４に本実施形態の照明器具を示す。この照明器具は、下面が開口した矩形箱形の器具本体１００と、器具本体１００の長手方向に対向する両側面に各々一対ずつ設けられてＦＨＦ３２の蛍光ランプからなる放電灯Ｌａが装着されるランプソケット１０１と、器具本体１００底面において各ランプソケット１０１に装着された２本の放電灯Ｌａ，Ｌａの間に設けられる三角柱状の反射板１０２とを備え、反射板１０２の内部に本実施形態の放電灯点灯装置１１０が収納されている。
【００３４】
従来例の放電灯点灯装置を搭載した場合、ＦＨＦ３２のランプ効率が約１１０ｌｍ／Ｗであるため、保守率の考え方に基づくと、
４５Ｗ×１１０ｌｍ／Ｗ×０．７＝３４６５ｌｍ
の光束を基準に照明器具の設置台数が決められる。
【００３５】
それに対して本実施形態では、
５５Ｗ×１１０ｌｍ／Ｗ×０．７＝４２３５ｌｍ
の光束が基準となり、従来例に対して約１．２倍の光束増となる。よって従来例を用いた照明器具では１０台が必要な設置場所で、本実施形態の照明器具は８台でほぼ同等な照度が得られることになる。
【００３６】
さらに放電灯Ｌａの使用初期から定格寿命時間までの平均消費電力については、従来例では、１０台×２灯×｛（４５Ｗ×０．７）＋４５Ｗ｝／２＝７６５Ｗとなり、本実施形態の照明器具では、８台×２灯×｛（５５Ｗ×０．７）＋５５Ｗ｝／２＝７４８Ｗとなるため、従来例と同等の省電力化が可能である。また、照明器具の設置台数及び放電灯Ｌａの使用本数は従来例に比べて８０％程度で済むため、使われる材料も当然ながら８０％の使用量ですむことになり省資源化することが可能である。
【００３７】
（実施形態２）
図５に本発明の実施形態２の回路構成図を示す。本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、実施形態１と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。
【００３８】
実施形態１で説明したように、ＦＨＦ３２の蛍光ランプでは５５Ｗ程度の電力を供給しても発光効率が低下せず、さらに６０Ｗ〜６５Ｗ程度の電力を供給しても発光効率の低下はマイナス２％程度に抑えられる。
【００３９】
そこで本実施形態においては、放電灯ＬａとしてＦＨＦ３２の蛍光ランプを用いた場合において、使用初期にランプ供給電力を定格電力の４５Ｗよりも高い値から供給し始め、放電灯Ｌａの定格寿命時間以降で６０Ｗ〜６５Ｗとなるように、累積点灯時間に応じて調光信号を変化させることでランプ供給電力を調整する。具体的には、図６に示すように点灯開始時点（累積点灯時間が０）のランプ供給電力を４６Ｗ、ＦＨＦ３２の定格寿命時間（＝１２０００時間）経過時点のランプ供給電力が６５Ｗとなるように累積点灯時間が０〜１２０００時間の間ではランプ供給電力を直線的に増加させるとともに、ランプ供給電力が６５Ｗに達した後は一定電力（＝６５Ｗ）が供給されるように、累積点灯時間と調光信号の関係を設定して補正テーブルに記憶させる。ここで、定格寿命時間経過時点におけるランプ供給電力（＝６５Ｗ）は定格電力（＝４５Ｗ）に対して約１．３３倍の値となる。
【００４０】
而して、本実施形態ではランプ供給電力を４６Ｗから６５Ｗまで変化させているが、図２（ａ）から明らかなように、ＦＨＦ３２の蛍光ランプにおいては４６Ｗ〜６５Ｗまでの光／電力比が略一定となるため、放電灯Ｌａの発光効率を著しく損ねることなく光量を増大することができることになる。
【００４１】
ところで、市販されている照明器具には、管長が１２００ｍｍである直管形蛍光ランプのうちで異なる種類のもの（例えば、ＦＨＦ３２、ＦＬＲ４０、ＦＬ４０など）を任意に選択して使用できるものが知られている。実施形態１並びに本実施形態では、ＦＨＦ３２の蛍光ランプ（放電灯Ｌａ）に定格ランプ電力よりも高い値（５５Ｗ〜６５Ｗ）の電力を供給しているため、ＦＨＦ３２以外の蛍光ランプ（例えば、ＦＬＲ４０やＦＬ４０など）が装着された場合においては、蛍光ランプの種類毎に使用されているフィラメントのインピーダンスが異なるので、過剰な電流がフィラメントに供給されることでフィラメント近傍、すなわち、ガラス管の端部やステムガラスが比較的高温度に加熱される虞や、反対に先行予熱電流の不足によってエミッタを飛散させて短寿命化を招く虞がある。
【００４２】
そこで本実施形態では、予熱回路８から放電灯Ｌａのフィラメントに供給される予熱電流を予熱電流検出回路２４で検出し、予熱電流検出回路２４の検出電圧（フィラメントに流れる電流の大きさに応じた電圧レベルを有する電圧）Ｖｓと上側しきい値電圧Ｖth1並びに下側しきい値電圧Ｖth2（Ｖth2＜Ｖth1）を比較回路２２で比較することで装着されている放電灯Ｌａが正規の種類であるか否かを判定し、異なる種類の放電灯が装着されていると判定されたときに停止回路１８によってインバータ制御信号発生回路１１並びに予熱タイマ回路１０の動作を停止させたり、あるいはドライブ回路１２から出力される駆動信号を停止させることでインバータ回路２の動作を停止させ、異なる種類の放電灯が誤使用されることがないようにして上述のような不具合の発生を防止している。
【００４３】
比較回路２２は予熱電流検出回路２４の検出電圧Ｖｓと上側しきい値電圧Ｖth1並びに下側しきい値電圧Ｖth2を比較するウィンドウ・コンパレータからなり、検出電圧Ｖｓが上側しきい値電圧Ｖth1よりも低く且つ下側しきい値電圧Ｖth2よりも高い場合（Ｖth2＜Ｖｓ＜Ｖth1）には正規の放電灯Ｌａが装着されていることを示すＨレベルの信号を出力し、検出電圧Ｖｓが上側しきい値電圧Ｖth1以上若しくは下側しきい値電圧Ｖth2以下の場合（Ｖｓ≦Ｖth2又はＶth1≦Ｖｓ）には異なる種類の放電灯が装着されていることを示すＬレベルの信号を出力する。そして、停止回路１８は比較回路２２からＬレベルの信号が出力されたときにインバータ制御信号発生回路１１並びに予熱タイマ回路１０の動作を停止させたり、あるいはドライブ回路１２から出力される駆動信号を停止させることでインバータ回路２の動作を停止させる。なお、実施形態１と同様に、放電灯Ｌａの累積点灯時間の経過とともにしきい値電圧生成部２３が上側しきい値電圧Ｖth1並びに下側しきい値電圧Ｖth2を変化させるようにしても構わない。
【００４４】
而して、予熱電流検出回路２４の検出電圧Ｖｓが所定範囲を外れたとき（Ｖｓ≦Ｖth2又はＶth1≦Ｖｓ）に正規の放電灯Ｌａと種類が異なる放電灯が装着されたとみなし、比較回路２２の出力によって停止回路１８がインバータ回路２の動作を停止させるので、異なる種類の放電灯が誤使用されることがなく、その結果、過剰な電流がフィラメントに供給されることでフィラメント近傍、すなわち、ガラス管の端部やステムガラスが比較的高温度に加熱されたり、反対に先行予熱電流の不足によってエミッタを飛散させて短寿命化を招くというような不具合の発生を防止することができる。但し、先行予熱期間並びに始動期間においては点灯時に比べて高い電力がフィラメントに供給されるために正規の放電灯Ｌａであっても検出電圧Ｖｓが所定範囲を外れてしまう可能性があるので、比較回路２２の比較結果に応じた停止回路１８の制御動作は放電灯Ｌａの始動後に行う。また本実施形態では異なる種類の放電灯が装着された場合にインバータ回路２を停止させているが、必ずしも停止させる必要はなく、インバータ回路２の出力を抑制するようにしても構わない。また、予熱電流検出回路２４ではフィラメントに生じる電圧によって予熱電流を間接的に検出しているが、カレントトランスを用いて予熱電流を直接的に検出する構成としてもよい。なお、本実施形態においても実施形態１と同様に、放電灯Ｌａの半波放電を検出してインバータ回路２を停止する構成を調光制御回路４に設ければ、さらに安全性の向上が図れる。
【００４５】
（実施形態３）
図７に本発明の実施形態３の回路構成図を示す。本実施形態は予熱回路８’の構成に特徴があり、予熱回路８’以外の構成は実施形態２と共通である。よって、実施形態２と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。
【００４６】
本実施形態における予熱回路８’は、直流カット用のコンデンサＣ２と予熱トランスＴ１の１次巻線がスイッチング素子Ｑ３を介してインバータ回路２の出力端間に接続されるとともに、予熱トランスＴ１の一対の２次巻線が放電灯Ｌａの各フィラメントにそれぞれ接続されて構成されている。このスイッチング素子Ｑ３はノーマリ・オフ形のＭＯＳＦＥＴからなり、予熱タイマ回路１０によってオン、オフ制御されるものであって、先行予熱期間および始動期間にオンされ、放電灯Ｌａが点灯した後はオフされる。
【００４７】
而して、先行予熱期間並びに始動期間には予熱タイマ回路１０によってスイッチング素子Ｑ３がオンされて予熱回路８’から放電灯Ｌａのフィラメントに予熱電流が供給されるが、点灯時には予熱タイマ回路１０によってスイッチング素子Ｑ３がオフされて予熱回路８’から放電灯Ｌａのフィラメントへの電流供給が行われず、その結果、点灯時に予熱回路８’から放電灯Ｌａのフィラメントに供給される電流をほぼゼロにすることでフィラメント温度の上昇を抑え、エミッタの消耗を抑制して短寿命化を防ぐことができる。但し、点灯時にはスイッチング素子Ｑ３がオフされるので、比較回路２２の比較結果に応じた停止回路１８の制御動作は放電灯Ｌａの先行予熱期間から始動期間の間に行う必要がある。また本実施形態では異なる種類の放電灯が装着された場合にインバータ回路２を停止させているが、必ずしも停止させる必要はなく、インバータ回路２の出力を抑制するようにしても構わない。なお、本実施形態においても実施形態１と同様に、放電灯Ｌａの半波放電を検出してインバータ回路２を停止する構成を調光制御回路４に設ければ、さらに安全性の向上が図れる。
【００４８】
ここで、本実施形態の予熱回路８’では予熱トランスＴ１を具備しているので、実施形態２の予熱回路８に比較してインバータ回路２の動作状態や放電灯Ｌａの点灯状態に関わらず常時安定した電流をフィラメントに供給することができる。そのため、フィラメントのインピーダンスの違いに基づく放電灯Ｌａの種類の判定がし易いという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る放電灯点灯装置の実施形態１を示す回路構成図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は同上の動作説明図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は同上の動作説明図である。
【図４】本発明に係る照明器具の実施形態１を示し、（ａ）は下方から見た斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図５】本発明に係る放電灯点灯装置の実施形態２を示す回路構成図である。
【図６】同上の動作説明図である。
【図７】本発明に係る放電灯点灯装置の実施形態３を示す回路構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
２  インバータ回路
３  共振回路
４  調光制御回路
５  インバータ制御部
６  補正制御部
７  不揮発性メモリ
１４  計時タイマ部
１５  信号生成部
２１  直流電圧検出回路
２２  比較回路
２３  しきい値電圧生成部
Ｑ１，Ｑ２  スイッチング素子
Ｌａ  放電灯
【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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