(57)【要約】【課題】整合回路を構成する電子部品の定数が少しでもばらついた場合において、始動直後から無電極放電灯を深く調光するときにも、無電極放電灯が立ち消えを起しにくい無電極放電灯点灯装置及び照明装置を提供する。【解決手段】無電極放電灯５の始動時にはチョッパ回路１の出力する直流電圧Ｅを第１の直流電圧Ｅ１に設定するとともに周波数制御回路６によりスイッチング素子Ｑ２及びＱ３の周波数を制御し、電圧検出回路７により無電極放電灯５が点灯したことを検出し、無電極放電灯５の点灯後にはチョッパ回路１の出力する直流電圧Ｅを第１の直流電圧Ｅ１よりも大きい第２の直流電圧Ｅ２に設定する無電極放電灯点灯装置であって、第１の直流電圧Ｅ１は、（第２の直流電圧Ｅ２）×（無電極放電灯の下限調光比）×１．１で定義される。【選択図】　　　　図１
2004119039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を出力するチョッパ回路と、少なくとも１つのスイッチング素子を有しチョッパ回路からの直流電力を高周波電力に変換する電力変換回路と、電力変換回路からの高周波電力を整合する整合回路と、整合回路からの高周波電力が印加される誘導コイルと、誘導コイルに近接配置され高周波電力により点灯する無電極放電灯と、スイッチング素子の周波数を制御する周波数制御回路と、誘導コイルの両端電圧を検出する電圧検出回路と、を備え、無電極放電灯の始動時にはチョッパ回路の出力する直流電圧を第１の直流電圧に設定するとともに周波数制御回路によりスイッチング素子の周波数を制御し、電圧検出回路により無電極放電灯が点灯したことを検出し、無電極放電灯の点灯後にはチョッパ回路の出力する直流電圧を第１の直流電圧よりも大きい第２の直流電圧に設定する無電極放電灯点灯装置であって、第１の直流電圧は、（第２の直流電圧）×（無電極放電灯の下限調光比）×１．１で定義されることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項２】
（第２の直流電圧）×（無電極放電灯の下限調光比）×１．１に代えて、（第２の直流電圧）×（無電極放電灯の下限調光比）×０．９で定義され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】
無電極放電灯が始動状態から点灯状態へ移行せずに不点の場合には、電圧検出回路により不点動作を検出し、所定の時間後に再び始動状態に移行する無電極放電灯点灯装置であって、再び始動状態に移行したときの周波数が前の始動状態に移行したときの周波数よりも低くする制御を行う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】
周波数を一定の間隔で低くする制御を行うことを特徴とする請求項３記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項５】
無電極放電灯が、少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており断面凹形状の空洞部を有する略球形状のバルブと、空洞部内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイルと、誘導コイルが巻回される磁気性材料で円筒状のコアと、コアの内側であってコアと接触する熱伝導性材料の部材と、を備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置を備え、請求項５記載の無電極放電灯を点灯させることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に放電ガスを封入したバルブに高周波電磁界を印加して発光させる無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置及び照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来例として、たとえば、特開２００２−１３４２９５号公報のものが挙げられる。このものは、図８に示すように直流電圧を出力する直流電源回路Ｊ１と、直流電源回路Ｊ１からの電力供給により高周波電力を出力する高周波電源回路ＰＳと、この高周波電源回路ＰＳから供給される高周波電力が印加される誘導コイルＪＬ３と、誘導コイルＪＬ３に近接して配置されて高周波電力により点灯する無電極放電灯Ｊ５と、高周波電源回路ＰＳの高周波電力を調整して調光制御を行う調光回路Ｊ７とを備えるとともに、調光回路Ｊ７より調光制御信号が出力された状態で始動する調光始動時において、直流電源回路Ｊ１の出力電圧ＪＥを上昇させる出力電圧可変手段Ｊ６を設けている。
【０００３】
このような構成により調光始動の場合には、無電極放電灯Ｊ５を点灯させるのに十分大きな電圧ＪＥ２を最初に発生し、点灯後に所定のＪＥ１に切り換えるので無電極放電灯Ｊ５が安定した点灯状態になるまでの始動性が向上し、調光比が小さい場合でも始動が容易になり、調光範囲を広げることができる。
【０００４】
【特許文献】
特開２００２−１３４２９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例において整合回路Ｊ４は、反射による損失をできるだけ小さくするために、Ｑ値が高く（共振が鋭くなるように）設定されている。Ｑ値を高く設定しているということは、整合回路Ｊ４を構成するコンデンサＪＣ３等の電子部品の定数が少しでもばらついた場合には、Ｑ値が大幅に変化することを意味し、電子部品の定数がばらつきＱ値が大幅に小さくなった場合において始動直後から無電極放電灯を深く調光するときには、無電極放電灯が立ち消えを起す場合がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、整合回路Ｊ４を構成する電子部品の定数が少しでもばらついた場合において、始動直後から無電極放電灯を深く調光するときにも、無電極放電灯が立ち消えを起しにくい無電極放電灯点灯装置及び照明装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の無電極放電灯点灯装置は、直流電圧を出力するチョッパ回路と、少なくとも１つのスイッチング素子を有しチョッパ回路からの直流電力を高周波電力に変換する電力変換回路と、電力変換回路からの高周波電力を整合する整合回路と、整合回路からの高周波電力が印加される誘導コイルと、誘導コイルに近接配置され高周波電力により点灯する無電極放電灯と、スイッチング素子の周波数を制御する周波数制御回路と、誘導コイルの両端電圧を検出する電圧検出回路と、を備え、無電極放電灯の始動時にはチョッパ回路の出力する直流電圧を第１の直流電圧に設定するとともに周波数制御回路によりスイッチング素子の周波数を制御し、電圧検出回路により無電極放電灯が点灯したことを検出し、無電極放電灯の点灯後にはチョッパ回路の出力する直流電圧を第１の直流電圧よりも大きい第２の直流電圧に設定する無電極放電灯点灯装置であって、第１の直流電圧は、（第２の直流電圧）×（無電極放電灯の下限調光比）×１．１で定義されることを特徴とするものである。
【０００８】
このような無電極放電灯点灯装置においては、始動時に無電極放電灯の点灯後の第２の直流電圧よりも低い第１の直流電圧を保持したままで、スイッチング素子の周波数を制御することにより、無電極放電灯を点灯させる。
【０００９】
請求項２記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１記載の無電極放電灯点灯装置において、（第２の直流電圧）×（無電極放電灯の下限調光比）×１．１に代えて、（第２の直流電圧）×（無電極放電灯の下限調光比）×０．９で定義されることを特徴とするものである。
【００１０】
このような無電極放電灯点灯装置においても、始動時に無電極放電灯の点灯後の第２の直流電圧よりも低い第１の直流電圧を保持したままで、スイッチング素子の周波数を制御することにより、無電極放電灯を点灯させる。
【００１１】
請求項３記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１又は２記載の無電極放電灯点灯装置において、無電極放電灯が始動状態から点灯状態へ移行せずに不点の場合には、電圧検出回路により不点動作を検出し、所定の時間後に再び始動状態に移行する無電極放電灯点灯装置であって、再び始動状態に移行したときの周波数が前の始動状態に移行したときの周波数よりも低くする制御を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
このような無電極放電灯点灯装置においては、再び始動状態に移行したときの周波数が前の始動状態に移行したときの周波数よりも低くなっている、すなわち、無電極放電灯の両端に印加される電圧が高くなる。
【００１３】
請求項４記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項３記載の無電極放電灯点灯装置において、周波数を一定の間隔で低くする制御を行うことを特徴とするものである。
【００１４】
このような無電極放電灯点灯装置においても、再び始動状態に移行したときの周波数が前の始動状態に移行したときの周波数よりも低くなっている、すなわち、無電極放電灯の両端に印加される電圧が高くなる。
【００１５】
請求項５記載の無電極放電灯点灯装置は、請求項１から４のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置において、無電極放電灯が、少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており断面凹形状の空洞部を有する略球形状のバルブと、空洞部内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイルと、誘導コイルが巻回される磁気性材料で円筒状のコアと、コアの内側であってコアと接触する熱伝導性材料の部材と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
このような無電極放電灯点灯装置においては、無電極放電灯の空洞部内に誘導コイルが配設、収容されているので、無電極放電灯点灯装置全体の形状をコンパクトにすることができる。
【００１７】
請求項６記載の照明装置は、請求項１から４のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置を備え、請求項５記載の無電極放電灯を点灯させることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１から図６までを参照して説明する。図１は本実施の形態の回路図を示しており、図２は無電極放電灯５の断面図を示している。また、図３は照明装置の断面図を示しており、図４は駆動周波数ｆと誘導コイルの両端電圧Ｖ０２又は下限調光比φとの関係を示している。さらに、図５は駆動周波数ｆ、直流電圧Ｅ及び誘導コイルの両端電圧Ｖ０２の経時変化を示しており、図６は直流電圧Ｅと入力電力Ｐｉｎとの関係を示している。
【００１９】
以下、各部の構成を詳述する。
【００２０】
交流電源ＡＣは、商用の交流電源であり、電圧は、たとえば、１００Ｖ、２００Ｖ又は２４０Ｖである。
【００２１】
整流回路ＤＢは、交流電源ＡＣからの交流電圧を脈流状の直流電圧に整流し出力するものであり、たとえば、ダイオードブリッジで構成する。交流電源ＡＣの電圧が１００Ｖの場合、ダイオードブリッジの代わりに、たとえば、倍電圧整流回路を用いてもよい。倍電圧整流回路を用いると、交流電源ＡＣの電圧が実質的に２００Ｖと同等とみなせ、倍電圧整流回路以後に接続されている回路に流れる電流が、ダイオードブリッジを用いた場合と比べ約半分となるので、無電極放電灯点灯装置の効率を上げることができる。
【００２２】
チョッパ回路１は、整流回路ＤＢからの脈流状の直流電圧を所望の直流電圧Ｅに変換し出力するものであり、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ１、インダクタＬ１及びコンデンサＣ１と、から構成されている。このチョッパ回路１は、整流回路ＤＢからの直流電圧を所定の直流電圧Ｅに変換するものであり、本実施の形態では、昇圧チョッパ回路を用いている。もちろんチョッパ回路は、その他、昇降圧チョッパ回路であっても構わない。要は、ある直流電圧を別の直流電圧に変換し出力するものであれば、どのような回路構成でも構わない。また、コンデンサＣ１は直流電圧Ｅを平滑するものであり、たとえば、電解コンデンサで構成する。
【００２３】
電力変換回路２は、コンデンサＣ１からの直流電圧Ｅをスイッチング素子Ｑ２及びＱ３のオン／オフ動作により矩形波電圧に変換するものであり、スイッチング素子Ｑ２及びＱ３は、たとえば、電界効果トランジスタで構成する。電力変換回路２として本実施の形態では、いわゆるハーフブリッジ型のインバータ回路を用いている。もちろん電力変換回路２は、その他フルブリッジ型、１石型、あるいは、プッシュプル型であってもよい。
【００２４】
インダクタＬ２及びコンデンサＣ２は、直列共振回路を構成するものであり、この直列共振回路の共振動作により、始動時に、後述する無電極放電灯５に数ｋＶの高電圧が印加され、無電極放電灯５は点灯を開始する。
【００２５】
整合回路３は、電力変換回路２と後述する誘導コイル４との間のインピーダンスを整合し、電力変換回路２からの高周波電力を効率よく誘導コイル４に伝達するものであり、本実施の形態ではコンデンサＣ３及びＣ４から構成されている。
【００２６】
無電極放電灯５は、後述する誘導コイル４に近接配置され高周波電力により点灯するものである。ここで無電極放電灯５を図２を参照して、さらに詳しく説明する。
【００２７】
この無電極放電灯５は少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており断面凹形状の空洞部１５を有する略球形状のバルブ１１と、空洞部１５内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイル４と、誘導コイル４が巻回される磁気性材料で円筒状のコア１３と、コア１３の内側であってコア１３と接触する熱伝導性材料の部材１２と、を備えている。
【００２８】
バルブ１１は、略球形状であってその内部に少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスを封入しておくものであり、バルブ１１の下端側には有底状であって断面凹形状の空洞部１５が設けられている。バルブ１１の材料は石英ガラス等の透光性材料であり、放電ガスは水銀、希ガス及び金属ハロゲン化物である。また、バルブ１１の内側は蛍光体１６及び保護膜１７が塗布されている。蛍光体１６は水銀からの放射された紫外線を可視光に変換するものであり、蛍光体１６の材料としてはハロ燐酸カルシウム、赤色蛍光体である（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ、緑色蛍光体であるＣａＰＯ４、青色蛍光体であるＢａＭｇＡｌｌ４Ｏ２３：Ｅｕが用いられる。保護膜１７は水銀とバルブ１１の材料である石英ガラスとの反応を抑えることにより、バルブ１１の光束維持率を向上させるものである。保護膜１７の材料としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）、セリア（ＣｅＯ２）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）等の微粒子が用いられる。保護膜１７は、通常のバルブ１１では透過率が高い方が望ましいため、蛍光体１６に比べ薄くバルブ１１内面に形成される。
【００２９】
誘導コイル４は、バルブ１１内部の放電ガスに１３．５６ＭＨｚで発振する高周波電磁界を供給するものであり、一方は後述するコア１３に巻回されており、他方は整合回路３に接続されている。本実施の形態では、放電ガスに１３．５６ＭＨｚの高周波電磁界を供給しているが、放射雑音による他の電気機器への悪影響を少なくできる２．６ＭＨｚ〜１５ＭＨｚ程度であれば、他の周波数でもよい。ここで、誘導コイル４は銅又は銅合金による条材を所定回数巻回して形成している。そして、誘導コイル４には電力変換回路２が動作すると高周波電流が流れ、誘導コイル４の周りに高周波電磁界が発生するように構成されている。つぎに、発生した高周波電磁界によりバルブ１１内部の電子が加速され、放電ガスの原子に衝突して放電ガスを電離させ、新たな電子を発生させる。このようにして発生した電子は、誘導コイル４の周りに発生した高周波電磁界によりエネルギーを受け取り、放電ガス原子に衝突しエネルギーを与える。放電プラズマ内の原子は、電離したり励起したりする。励起された原子は、基底状態に戻るときに発光する。この発光を光エネルギーとして利用するのである。
【００３０】
部材１２は、断面略凸状であって、部材１２の凸部１２ａの外側にコア１３が接触するように設けられている。
【００３１】
コア１３は、空洞部１５の内部にコア１３の一端がバルブ１１の中心に向かうようにコア１３の他端が基台１８に固定され立設おり、略円筒状であって略円筒状の部材１２の凸部１２ａの外面と接触するように設けられている。本実施の形態ではこのコア１３の材料として、透磁率が略１５０である軟磁性体であるニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）フィライトを用いている。もちろん、マンガン亜鉛（Ｍｎ−Ｚｎ）フェライト、軟磁性金属を含むものであればどのようなものでも構わない。また、軟磁性金属単体でもよい。ここで、軟磁性体とはバルク状態での保磁力Ｈｃが１０Ｏｅ程度以下のものである。
【００３２】
基台１８は、アルミダイカストにて形成された上面開口の有底状の略円筒体で、この基台１８の底面には、上述した部材１２がバルブ１１の中心に向かうように立設固定されている。さらに、底部には蓋体（図示しない）が設けられている。
【００３３】
ここで２１は、整流回路ＤＢ、チョッパ回路１等から構成される無電極放電灯点灯装置を示している。本実施の形態では、無電極放電灯点灯装置２１を基台１８内に収納している。もちろん、無電極放電灯点灯装置２１を基台１８の外部に設けても構わない。
【００３４】
また、この無電極放電灯５と無電極放電灯点灯装置２１とから図３に示すような照明装置が構成されている。この照明装置はバルブ１１の上方を取り外し自在であって、無電極放電灯５からの放射ノイズ等を吸収するシールドケース２０が覆っており、基台１８には部材１２が立設固定されている。もちろん、無電極放電灯５を点灯させる照明装置としては、このものに限られない。
【００３５】
周波数制御回路６は、無電極放電灯５が始動及び点灯しているときに電力変換回路２が有するスイッチング素子Ｑ２及びＱ３の周波数（以下、駆動周波数ｆという。）を制御するものであり、本実施の形態では日本電気株式会社製のμＰＣ１９３４を用いている。このμＰＣ１９３４は低電圧入力の２出力ＤＣ−ＤＣコンバータ制御用ＩＣであり、１番ピン（図示しない）に接続するコンデンサの容量値、あるいは２番ピン（図示しない）に接続する抵抗の抵抗値を変えるだけで、７番ピン（図示しない）あるいは１０番ピン（図示しない）から出力される基準クロック信号の周波数を変化させることができる。そして、この基準クロック信号を後述するドライブ回路８に入力する。
【００３６】
ドライブ回路８は、周波数制御回路６からの基準クロック信号に基づいてスイッチング素子Ｑ２及びＱ３を交互にオン／オフ動作させるために、スイッチング素子Ｑ２及びＱ３のゲートにドライブ信号を出力するものであり、本実施の形態では、三菱電機株式会社製の高耐圧ハーフブリッジドライバＭ６３９９１を用いている。そして、基準クロック信号の周波数が変化するとスイッチング素子Ｑ２及びＱ３のゲートへのドライブ信号の周波数が変化し、無電極放電灯５の出力を変化させることができる。
【００３７】
チョッパ制御回路７は、チョッパ回路１が有するスイッチング素子Ｑ１の周波数を制御するものであり、本実施の形態では、モトローラ社製の集積回路ＭＣ３４２６１を用いている。このＭＣ３４２６１は、１番ピン（図示しない）と２番ピン（図示しない）との間に接続するコンデンサの容量値、あるいは直流電圧Ｅから分圧して１番ピン（図示しない）に接続する抵抗の抵抗値を変えるだけで、３番ピン（図示しない）から出力されるスイッチング素子Ｑ１のゲートへの入力信号の周波数を変化させることができる。
【００３８】
電圧検出回路９は、無電極放電灯５が始動状態から点灯状態に移行したときの誘導コイル４の両端電圧Ｖ０２の変化を検出するものである。この電圧検出回路９は、抵抗Ｒ９２からＲ９４までと、ダイオードＤ９２及びＤ９３と、コンデンサＣ９１からＣ９５までと、ツェナ−ダイオードＺＤ９１と、トランジスタＱ９１と、から構成されている。
【００３９】
ＩＰＤ（インテリジェントパワーデバイス）降圧回路１０は、直流電圧Ｅを、たとえば、１５Ｖの直流電圧に変換し、周波数制御回路６、チョッパ制御回路７、ドライブ回路８及び後述するタイマ回路１９に電源を供給するものである。このＩＰＤ降圧回路１０は、抵抗Ｒ４１と、ダイオードＤ４１及びＤ４２と、コンデンサＣ４１からＣ４４までと、インダクタＬ４１と、ツェナ−ダイオードＺＤ４１及びＺＤ４２と、フォトカプラＰＣ４１と、ＩＣ４１と、から構成されている。そして、ＩＣ４１として松下電器産業株式会社製のスイッチング電源用ＭＩＰシリーズを用いている。
【００４０】
タイマ回路１９は、交流電源ＡＣが投入されてから所定の時間後にスイッチング素子Ｑ２及びＱ３の周波数を変化させるものであり、さらに無電極放電灯５が点灯した後のトランジスタＱ９１のオフを受けて、周波数制御回路６及びチョッパ制御回路７に信号を送信するものである。この信号を受けてスイッチング素子Ｑ１の周波数が変化し直流電圧Ｅは上昇し始めるとともにスイッチング素子Ｑ２及びＱ３の周波数は一定値に保たれる。このタイマ回路１９としてシグネティクス社製の８ピンタイプのＩＣであるＮＥ５５５を使用している。このＮＥ５５５の動作は周知なので詳しい動作説明は省略するが、タイマ時間は、６番ピン（図示しない）のスレッシュホールド電圧がタイマ回路１９の電源電圧である８番ピン（図示しない）の電圧の２／３を超えると終了する。
【００４１】
つぎに、本実施の形態の動作を説明するに先だって、本実施の形態の背景技術を説明する。
【００４２】
図４（■）の横軸は駆動周波数ｆを示しており、縦軸は誘導コイル４の両端電圧Ｖ０２を示している。また、Ｖｌａは無電極放電灯５が放電を開始するときの放電開始電圧を示しており、さらに、直流電圧Ｅをパラメータ（（ａ）の１４０Ｖ及び（ｂ）の４００Ｖであり、図４（■）において、１４０Ｖを第１の直流電圧Ｅ１とし、４００Ｖを第２の直流電圧Ｅ２とする。そして、この第２の直流電圧Ｅ２は、無電極放電灯５が通常点灯しているときの直流電圧の値とする。）とした場合において、誘導コイル４の両端電圧Ｖ０２と駆動周波数ｆとの関係を示している。電力変換回路２と誘導コイル４との間のインピーダンスが最もよく整合した状態（以下、最適整合状態という。の駆動周波数をｆ０とすると、図４（■）から両端電圧Ｖ０２は駆動周波数ｆ０で最大値を持つことがわかる。無電極放電灯５の始動時にスイッチング素子Ｑ２及びＱ３の同時オン状態を避けるために、駆動周波数ｆ０よりも高い駆動周波数において、駆動周波数を高い方から低い方へ変化させていき、誘導コイル４の両端電圧Ｖ０２が放電開始電圧Ｖｌａを超えると、無電極放電灯５は点灯する。ここで、第１の直流電圧Ｅ１のときの誘導コイル４の両端電圧Ｖ０２が放電開始電圧Ｖｌａを超える駆動周波数をｆ２、第２の直流電圧Ｅ２のときの誘導コイル４の両端電圧Ｖ０２が放電開始電圧Ｖｌａを超える駆動周波数をｆ１とすると、駆動周波数ｆ２の方が駆動周波数ｆ１よりも駆動周波数ｆ０に接近していることがわかる。すなわち、駆動周波数ｆ２ときの方がより最適整合状態に近い状態で無電極放電灯５が点灯していることになり、立ち消えを起すことなく、より深い調光が可能となる。
【００４３】
また、図４（■）の横軸は駆動周波数ｆを示しており、縦軸は無電極放電灯５の下限調光比φｍｉｎを示している。下限調光比φｍｉｎは、駆動周波数がｆ０のときに最小となる。図４（■）より駆動周波数ｆ２の下限調光比φｍｉｎ２の方が駆動周波数ｆ１の下限調光比φｍｉｎ１よりも低くなることがわかる。
【００４４】
以上より、無電極放電灯５の始動時に第２の直流電圧Ｅ２よりも低い第１の直流電圧Ｅ１に設定しておき、駆動周波数ｆ０よりも高い駆動周波数において、駆動周波数を高い方から低い方へ変化させ、無電極放電灯５が点灯すると、その駆動周波数に固定したままで直流電圧Ｅを徐々に上げていくと、立ち消えを起すことなく、無電極放電灯５が点灯した直後からより深い調光をすることができる。
【００４５】
ここで、第１の直流電圧Ｅ１の設定方法を考える。
【００４６】
直流電圧Ｅ１で無電極放電灯５が点灯するということは、駆動周波数を固定し、直流電圧Ｅを変化させた場合に、直流電圧Ｅを直流電圧Ｅ１まで下げても無電極放電灯５は点灯を維持するということである。したがって、より深い調光を必要とする場合には、直流電圧Ｅ１を低く設定する必要がある。
【００４７】
図６の横軸は直流電圧Ｅ（Ｖ）を示しており、縦軸は無電極放電灯点灯装置の入力電力Ｐｉｎ（Ｗ）を示している。直流電圧Ｅが１５０Ｖ〜５００Ｖ程度においては、直流電圧Ｅは入力電力Ｐｉｎに比例していることがわかる。そして、本願出願人の実験結果では、この範囲内においては、無電極放電灯点灯装置の効率は略一定であった。すなわちこの範囲内においては、無電極放電灯５に供給される電力は直流電圧Ｅに比例し、無電極放電灯５の光出力も直流電圧Ｅに比例すると考えられる。以上より、下限調光比が５０％のときの第１の直流電圧Ｅ１は、Ｅ１＝Ｅ２×０．５となり、下限調光比が２５％のときの第１の直流電圧Ｅ１は、Ｅ１＝Ｅ２×０．２５となる。
【００４８】
実際には無電極放電灯点灯装置を構成する電子部品等のバラツキを考慮して、Ｅ１＝Ｅ２×（下限調光比）×１．１又はＥ１＝Ｅ２×（下限調光比）×０．９と設定する。
【００４９】
ここで下限調光比によっては、始動時にチョッパ制御回路７の動作を停止させておいてもよい。この場合、第１の直流電圧Ｅ１は交流電源ＡＣの約√２倍となり、この状態で駆動周波数を高い方から低い方へ変化させ、無電極放電灯５が点灯するとチョッパ制御回路７を動作させ、第１の直流電圧Ｅ１を徐々に上昇させ、たとえば、第２の直流電圧Ｅ２＝４００Ｖとしてもよい。
【００５０】
また、無電極放電灯５を調光するために、チョッパ制御回路７を制御し、第２の直流電圧Ｅ２を下げていった場合に、無電極放電灯点灯装置に入力される電流が歪む場合がある。このような入力電流の歪みを防止するために、スイッチング素子Ｑ２及びＱ３のオンデューティを変化させて、無電極放電灯５を調光する、いわゆるデューティ調光方式を採用してもよい。このとき、スイッチング素子Ｑ２とＱ３との同時オン状態を避けるために、スイッチング素子Ｑ２とＱ３とオンデューティの割合を、５０％／５０％を通常点灯時として、４０％／６０％、３０％／７０％、２０％／８０％と変化させる代わりに、４５％／４５％を通常点灯時として、３５％／５５％、２５％／６５％、１５％／７５％と変化させることが好ましい。
【００５１】
なお、入力電流の歪みを防止するための調光態様としては、その他たとえば、特開平７−５７８８６号公報に記載されており、制御信号のＨレベル、Ｌレベルの信号の比率を適当に設定して、無電極放電灯５を人間の視知覚の確認可能な点滅周波数より高く、目にちらつき感を与えない程度の繰り返し周期で点灯させる時分割制御の調光態様でもよい。この調光態様は、無電極放電灯５の点滅応答性が優れている。
【００５２】
つぎに、本実施の形態の動作を図５（ａ）から（ｃ）までを参照して説明する。
【００５３】
ｔ＝ｔ１において交流電源ＡＣが投入されると、周波数制御回路６、チョッパ制御回路７及びタイマ回路１９が動作を開始し、図５（ｂ）に示すように直流電圧Ｅとして第１の直流電圧Ｅ１が出力され、無電極放電灯５の始動期間が開始する。
【００５４】
つぎに、ｔ＝ｔ２において、タイマ回路１９からの信号が周波数制御回路６に入力されると、図５（ａ）に示すように基準クロック信号の周波数が所定の期間（図５のｔ２からｔ３までの期間）内に連続的に変化し、駆動周波数ｆがｆ２からｆ１（ｆ２＞ｆ１）へと変化する。駆動周波数ｆがｆ２からｆ１へと変化すると、図５（ｃ）に示すように誘導コイル４の両端電圧Ｖ０２が上昇する。
【００５５】
つぎに、ｔ＝ｔ３において、図５（ｃ）に示すように両端電圧Ｖ０２が放電開始電圧Ｖｌａを超えると無電極放電灯５は点灯し、両端電圧Ｖ０２は低下する。両端電圧Ｖ０２が低下するとツェナ−ダイオードＺＤ９１がオンし、トランジスタＱ９１がオンする。そして、トランジスタＱ９１のオン信号を受けて、タイマ回路１９から周波数制御回路６及びチョッパ制御回路７に信号が送信され、スイッチング素子Ｑ１の周波数が変化し、図５（ｂ）に示すように直流電圧Ｅは上昇し始めるとともにスイッチング素子Ｑ２及びＱ３の周波数は一定値に保たれる。そして、チョッパ制御回路７からのスイッチング素子Ｑ１のゲートへの入力信号の周波数が所定の期間（図５のｔ３からｔ４までの期間）内に連続的に変化し、直流電圧Ｅは図５（ｂ）に示すように、第２の直流電圧Ｅ２まで変化する
ｔ＝ｔ４以降は、無電極放電灯５は安定調光又はフル点灯をする。
【００５６】
ここで本実施の形態では、交流電源ＡＣが１００Ｖ、定格入力電力が略６４Ｗの無電極放電灯で始動時の両端電圧Ｖ０２が略１．２ｋＶ、点灯時の両端電圧Ｖ０２が略５００Ｖ、第１の直流電圧Ｅ２＝１４０Ｖ、第２の直流電圧Ｅ２＝４００Ｖとなっている。
【００５７】
以上、本実施の構成によれば、無電極放電灯５の始動時に無電極放電灯５が通常点灯しているときの第２の直流電圧Ｅ２よりも小さい第１の直流電圧Ｅ１に固定しておき、駆動周波数ｆを駆動周波数ｆ０よりも高い駆動周波数において、駆動周波数を高い方から低い方へ変化させていき、無電極放電灯５を点灯させることにより、始動直後から無電極放電灯を深く調光するときにも、無電極放電灯が立ち消えを起しにくい無電極放電灯点灯装置を提供することができる。
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施の形態を図７を参照して説明する。図７は本実施の形態の回路図を示している。ここで、第１の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００５８】
図７に示す放電灯点灯装置と図１に示した放電灯点灯装置との相違点は、図７の放電灯点灯装置では、トランジスタＱ９１のオン信号を受けて周波数制御回路６を制御するマイコン２２を設けた点である。
【００５９】
マイコン２２は、無電極放電灯５が初始動に失敗した場合でトランジスタＱ９１がオンしたときに、該オン信号を受けて周波数制御回路６の基準クロック信号の周波数が初始動時よりも再始動時の方が低くなるように制御する。この駆動周波数を低くしていく態様として、本実施の形態では駆動周波数を一定の間隔で低くしていく。
【００６０】
この種のマイコン２２として本実施の形態では、ＳＴマイクロエレクトロニクス社製のＳＴ７２Ｇシリーズを用いている。このようなマイコンを用いると、プログラムを設定するだけで上述ような駆動周波数の制御を簡単に行うことができる。本実施の形態では、周波数制御回路６を制御する部分のみをマイコン化したが、もちろん、周波数制御回路６やチョッパ制御回路７をすべてマイコン化してもよい。このように制御回路をすべてマイコン化すると、無電極放電灯点灯装置をコンパクトにすることができる。
【００６１】
以上、本実施の構成によれば、再び始動状態に移行したときの周波数が前の始動状態に移行したときの周波数よりも低くなっている、すなわち、無電極放電灯５の両端に印加される電圧Ｖ０２が高くなっているので、始動直後から無電極放電灯５を深く調光する場合であって、かりに無電極放電灯５が初始動に失敗したときでも、再び電圧Ｖ０２が無電極放電灯５に印加されるので、確実に無電極放電灯５を点灯させることができる。
【００６２】
ここで、本実施の形態では再び始動状態に移行したときの周波数が前の始動状態に移行したときの周波数よりも低くなるように制御したが、もちろん、再び始動状態に移行したときの周波数と前の始動状態に移行したときの周波数とが等しくなるような制御をしても構わない。
【００６３】
また、一度始動状態に移行すると、たとえ、始動に失敗しても無電極放電灯５内に高エネルギーを持った電子が増加するので、再び始動状態に移行したときに、最初の始動状態に移行したときよりも無電極放電灯５が点灯しやすくなっている場合がある。このような場合には、再び始動状態に移行したときの周波数を高くなるような制御をしてもよい。周波数が高いほど両端電圧Ｖ０２は小さくなり、電子部品に与えるストレスを小さくすることができる。
【００６４】
なお、本実施の形態で特に言及していない作用・効果等は第１の実施の形態と同様である。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１又は２記載の無電極放電灯点灯装置は、無電極放電灯の点灯後の第２の直流電圧よりも低い第１の直流電圧を保持したままで、スイッチング素子の周波数を制御することにより、無電極放電灯を点灯させているので、点灯直後から深い調光状態で無電極放電灯を点灯させることができる。
【００６６】
請求項３又は４記載の無電極放電灯点灯装置は、再び始動状態に移行したときの周波数が前の始動状態に移行したときの周波数よりも低くなっている、すなわち、無電極放電灯の両端に印加される電圧が高くなっているので、無電極放電灯が初始動に失敗したときでも、確実に無電極放電灯を点灯させることができる。
【００６７】
請求項５記載の無電極放電灯点灯装置は、無電極放電灯が、少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており断面凹形状の空洞部を有する略球形状のバルブと、空洞部内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイルと、誘導コイルが巻回される磁気性材料で円筒状のコアと、コアの内側であってコアと接触する熱伝導性材料の部材と、を備えており、無電極放電灯の空洞部内に誘導コイルが配設、収容されているので、無電極放電灯点灯装置全体の形状をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示す回路図である。
【図２】第１の実施の形態において、無電極放電灯を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態において、照明装置を示す断面図である。
【図４】第１の実施の形態において、駆動周波数と誘導コイルの両端電圧又は下限調光比との関係を示す図である。
【図５】第１の実施の形態において、駆動周波数、直流電圧及び誘導コイルの両端電圧の経時変化を示す図である。
【図６】第１の実施の形態において、直流電圧と入力電力との関係を示す図である。
【図７】第２の実施の形態を示す回路図である。
【図８】従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
１　　　チョッパ回路
２　　　電力変換回路
３　　　整合回路
４　　　誘導コイル
５　　　無電極放電灯
６　　　周波数制御回路
７　　　電圧検出回路
Ｅ１　　第１の直流電圧
Ｅ２　　第２の直流電圧
１１　　バルブ
１２　　部材
１３　　コア
１５　　空洞部
【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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