(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予熱電極を有する蛍光管と、
前記蛍光管の予熱電極に直列接続された共振回路と、
抵抗体及びコンデンサが直列接続されてなる時定数回路と、
前記時定数回路のコンデンサに前記抵抗体を介して電荷を蓄積させ、電荷の蓄積量が所定量になれば前記コンデンサに前記抵抗体を介さずに電荷を放出させ、当該電荷の蓄積及び放出の周期に応じた周波数の交流電圧を前記共振回路に印加するインバータ回路と、
前記電荷の蓄積及び放出の周期が、前記蛍光管が放電を開始する周波数帯の最高周波数よりも高い第１の周波数に対応する第１の周期と、前記蛍光管が放電を開始する周波数帯の最高周波数よりも低い第２の周波数に対応する第２の周期とのいずれかになるように、前記時定数回路に含まれる抵抗体の抵抗値を、前記第１の周期に対応する第１の抵抗値と前記第２の周期に対応する第２の抵抗値とのいずれかに切り替えるスイッチ素子と、
前記蛍光管の点灯始動開始から所定時間が経過するまで、前記抵抗体の抵抗値が第１の抵抗値になるように前記スイッチ素子に切り替えさせ、前記所定時間が経過すれば、前記抵抗体の抵抗値が第２の抵抗値になるように前記スイッチ素子に切り替えさせるスイッチ制御手段と
を備えることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項２】
前記抵抗体は、第１及び第２の抵抗素子からなり、
前記第２の抵抗素子は、前記第２の抵抗値を有し、
前記第１の抵抗素子は、前記第２の抵抗素子との並列合成抵抗が前記第１の抵抗値となるような抵抗値を有し、
前記第２の抵抗素子は、前記第１の抵抗素子と前記スイッチ素子との直列接続体に並列接続されており、
前記スイッチ制御手段は、前記蛍光管の点灯始動開始から所定時間が経過するまで前記スイッチ素子をオン状態とし、前記所定時間が経過すれば前記スイッチ素子をオフ状態とすること
を特徴とする請求項１に記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項３】
前記抵抗体は、第１及び第２の抵抗素子からなり、
前記第１の抵抗素子は、前記第１の抵抗値を有し、
前記第２の抵抗素子は、前記第１の抵抗素子との直列合成抵抗が前記第２の抵抗値となるような抵抗値を有し、
前記第１の抵抗素子は、前記第２の抵抗素子と前記スイッチ素子との並列接続体に直列接続されており、
前記スイッチ制御手段は、前記蛍光管の点灯始動開始から所定時間が経過するまで前記スイッチ素子をオン状態とし、前記所定時間が経過すれば前記スイッチ素子をオフ状態とすること
を特徴とする請求項１に記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項４】
前記スイッチ素子は、Ｐチャネル形電界効果トランジスタであること
を特徴とする請求項２又は３に記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項５】
前記スイッチ素子は、ＰＮＰ形バイポーラトランジスタであること
を特徴とする請求項２又は３に記載の電球形蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電球形蛍光ランプに関し、特に、点灯回路の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
電球形蛍光ランプの点灯回路では、ＰＴＣサーミスタを用いて点灯始動時における電極の予熱時間を設定するタイプが広く普及している。このタイプの欠点は、ＰＴＣサーミスタの初期温度によっては予熱時間が不足する場合があることである。例えば、ランプ消灯後の所定期間、電極は低温であるがＰＴＣサーミスタは未だ高温である状態がある。この期間内にランプを再点灯させれば電極の予熱が不足して電極の寿命を縮める。近年では人感センサ等を用いて必要なときだけ自動的にランプを点灯させる自動点灯制御が多用されるようになっている。このような自動点灯制御では、点灯及び消灯のタイミングに融通が利かないので、上記のようなケースが発生しやすく特に問題となる。そこで、ＰＴＣサーミスタを排除して、予熱時間が固定的に設定されるタイプの蛍光ランプの点灯回路が開示、提案されてきている（特許文献１乃至３、非特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、非特許文献１に開示された電球形蛍光ランプの点灯回路を示す回路図である。
電球形蛍光ランプの点灯回路は、直流電源１、駆動回路２及び負荷回路３から構成される。直流電源１及び負荷回路３は、一般的な仕様なので説明を省略する。駆動回路２は、主たる構成部品としてインバータ回路９（フィリップス社、UBA2024）を備える。インバータ回路９は、電圧制御形スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂと、発振制御回路１１とから構成される。発振制御回路１１は、スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂが交互にオンオフするように、スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂの制御端子にそれぞれ制御電圧を印加する。スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂが交互にオンオフすれば、インバータ回路９の端子５を介して負荷回路３に交流電圧が印加される。この交流電圧の周波数は、インバータ回路９に接続された抵抗素子１２、コンデンサ１３、１５により定められる。
【０００４】
図７は、非特許文献１に開示された電球形蛍光ランプの点灯回路の動作を示すタイミングチャートである。
図７（ａ）はインバータ回路９の端子７の電圧、図７（ｂ）はインバータ回路９の端子１の電圧、図７（ｃ）はインバータ回路９の端子５に発生する交流電圧の周波数、図７（ｄ）は蛍光管２１の予熱電極２２Ａ、２２Ｂに流れる電流を示す。
【０００５】
図７（ａ）に示すように、端子７の電圧は、電源投入後０Ｖから１２Ｖまで上昇する。端子７の電圧が１１Ｖに達した時刻ｔ１からコンデンサ１５への充電が開始される。そのため、図７（ｂ）に示すように、端子１の電圧は、時刻ｔ１から上昇し始める。
図７（ｃ）に示すように、交流電圧の周波数は、時刻ｔ１においてｆ１であり、端子１の電圧の上昇に伴って直線的に低下し、端子１の電圧が４Ｖに達した時刻ｔ２でｆ２になる。時刻ｔ２以降は周波数ｆ２が維持される。ここで、ｆ１は、インバータ回路９の仕様に基づき、蛍光管２１の安定点灯時の周波数ｆ２の２．５倍になる。ｆ２は、ｆ２＝１／（１．１×コンデンサ１３の容量値×抵抗素子１２の抵抗値）で設定される。負荷回路３の共振周波数ｆ０は、周波数ｆ１とｆ２の間になるように設定されているので、周波数がｆ１からｆ２に低下する途中でコンデンサ１８に蛍光管２１を始動させるのに十分な共振電圧が発生する。その結果、時刻ｔ０で蛍光管２１が点灯する。
【０００６】
図７（ｄ）に示すように、予熱電極２２Ａ、２２Ｂを流れる電流は、時刻ｔ１から時刻ｔ０まで指数関数的に徐々に増加し、時刻ｔ０において蛍光管２１の点灯に伴って減少し、これ以降は略一定になる。この時刻ｔ１から時刻ｔ０までの時間が、予熱時間に相当する。
このような構成によれば、予熱時間はコンデンサ１５の容量により定まるので、いかなる場合であっても予熱時間を固定的に設定することができる。
【特許文献１】特開２０００−２１５９２号公報
【特許文献２】特開２００２−１５８８７号公報
【特許文献３】特開２００３−１７３８８６号公報
【非特許文献１】フィリップス社、UBA2024;Half-bridge power IC for CFL lamps、データシートFig.5、2004年2月3日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の電球形蛍光ランプの点灯回路では、予熱電流を時間の経過とともに増大させるため予熱開始直後では予熱電流が小さく、その分だけ予熱時間を長くする必要がある。このことは、ランプに電源を投入してから点灯するまでの時間を短縮したいというユーザの要請に反する。
そこで、本発明は、予熱時間を従来よりも短縮することができる電球形蛍光ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電球形蛍光ランプは、予熱電極を有する蛍光管と、前記蛍光管の予熱電極に直列接続された共振回路と、抵抗体及びコンデンサが直列接続されてなる時定数回路と、前記時定数回路のコンデンサに前記抵抗体を介して電荷を蓄積させ、電荷の蓄積量が所定量になれば前記コンデンサに前記抵抗体を介さずに電荷を放出させ、当該電荷の蓄積及び放出の周期に応じた周波数の交流電圧を前記共振回路に印加するインバータ回路と、前記電荷の蓄積及び放出の周期が、前記蛍光管が放電を開始する周波数帯の最高周波数よりも高い第１の周波数に対応する第１の周期と、前記蛍光管が放電を開始する周波数帯の最高周波数よりも低い第２の周波数に対応する第２の周期とのいずれかになるように、前記時定数回路に含まれる抵抗体の抵抗値を、前記第１の周期に対応する第１の抵抗値と前記第２の周期に対応する第２の抵抗値とのいずれかに切り替えるスイッチ素子と、前記蛍光管の点灯始動開始から所定時間が経過するまで、前記抵抗体の抵抗値が第１の抵抗値になるように前記スイッチ素子に切り替えさせ、前記所定時間が経過すれば、前記抵抗体の抵抗値が第２の抵抗値になるように前記スイッチ素子に切り替えさせるスイッチ制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、蛍光管は交流電圧の周波数が第１の周波数から第２の周波数に変化したときに点灯するので、前記所定時間が予熱時間に相当する。また共振回路のインピーダンスは交流電圧の周波数に応じて定まるので、共振回路に流れる予熱電流の大きさも交流電圧の周波数に応じて定まる。すなわち共振回路には、第１の周波数に応じた一定の電流が予熱電流として流れる。そうすると予め大きな電流が流れるように第１の周波数を設定しておくことにより、予熱開始直後から大きな電流が共振回路に流れるようにすることができる。したがって、予熱時間を従来よりも短縮することができる。
【００１０】
なお、時定数回路の時定数を変えるには、抵抗体の抵抗値を変えるだけでなく、一般的にはコンデンサの容量値を変えることによっても実現することができる。しかしながら、本発明に係る仕様のインバータ回路を用いた電球形蛍光ランプにおいて容量値を変える場合、抵抗値を変える場合よりもスイッチ素子を制御する回路の部品数が多くなるという問題がある。すなわち、コンデンサには電荷の蓄積期間と放出期間とで逆方向の電流が流れるので、いずれの方向の電流も流せるスイッチ素子が必要である。この場合、スイッチ素子をトランジスタで構成すれば、２個のトランジスタと２個のトランジスタ保護用ダイオードとを要する。一方、抵抗体には蓄積期間には電流が流れるが放出期間には電流が流れないので一方向の電流を流せるスイッチ素子で足りる。この場合、スイッチ素子をトランジスタで構成すれば、１個のトランジスタで足りる。
【００１１】
特に、電球形蛍光ランプでは、美観上及び配光特性上、点灯回路を収容する樹脂ケースが可能な限り小さいことが望まれる。そのため点灯回路の設計においてスイッチ素子を制御する回路の部品数は重要なファクターになる。本発明によれば、時定数回路の抵抗値を変えるので、容量値を変える場合に比べてスイッチ素子を制御する回路の部品数を少なくすることができ、美観及び配光特性が優れた電球形蛍光ランプを実現することができる。
【００１２】
なお、蛍光管が放電を開始する周波数帯とは、インバータ回路が共振回路に交流電圧を印加した場合に、蛍光管にかかる電圧が蛍光管の放電開始電圧よりも高くなるような交流電圧の周波数帯をいう。
また、前記抵抗体は、第１及び第２の抵抗素子からなり、前記第２の抵抗素子は、前記第２の抵抗値を有し、前記第１の抵抗素子は、前記第２の抵抗素子との並列合成抵抗が前記第１の抵抗値となるような抵抗値を有し、前記第２の抵抗素子は、前記第１の抵抗素子と前記スイッチ素子との直列接続体に並列接続されており、前記スイッチ制御手段は、前記蛍光管の点灯始動開始から所定時間が経過するまで前記スイッチ素子をオン状態とし、前記所定時間が経過すれば前記スイッチ素子をオフ状態とすることとしてもよい。
【００１３】
また、前記抵抗体は、第１及び第２の抵抗素子からなり、前記第１の抵抗素子は、前記第１の抵抗値を有し、前記第２の抵抗素子は、前記第１の抵抗素子との直列合成抵抗が前記第２の抵抗値となるような抵抗値を有し、前記第１の抵抗素子は、前記第２の抵抗素子と前記スイッチ素子との並列接続体に直列接続されており、前記スイッチ制御手段は、前記蛍光管の点灯始動開始から所定時間が経過するまで前記スイッチ素子をオン状態とし、前記所定時間が経過すれば前記スイッチ素子をオフ状態とすることとしてもよい。
【００１４】
上記構成によれば、交流電圧の周波数を第１の周波数から第２の周波数に変化させる構成を、第１及び第２の抵抗素子とスイッチ素子とを組み合わせて実現することができる。
また、前記スイッチ素子は、Ｐチャネル形電界効果トランジスタであることとしてもよい。
また、前記スイッチ素子は、ＰＮＰ形バイポーラトランジスタであることとしてもよい。
【００１５】
上記構成のように汎用的なスイッチ素子を用いることで、コストの増大を抑制することができる。さらに、バイポーラトランジスタを用いた場合、オン状態からオフ状態へ遷移するに際して不飽和領域を通過するため、交流電圧の周波数は第１の周波数から第２の周波数に連続的に変化する。したがって蛍光管をソフトスタートさせることができ、電極への負担を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る電球形蛍光ランプについて実施の形態について図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
＜構成＞
図１は、実施の形態１に係る電球形蛍光ランプの点灯回路を示す回路図である。
【００１７】
電球形蛍光ランプの点灯回路は、直流電源１、駆動回路２及び負荷回路３から構成される。
直流電源１は、商用交流電源４から交流電圧を受けて、抵抗素子５を介してダイオード６Ａ及び６Ｂ、コンデンサ７Ａ及び７Ｂで整流平滑し、ノイズフィルタ８を介して直流電圧を出力する。
【００１８】
負荷回路３は、直流成分をカットするコンデンサ１７Ａ、１７Ｂの直列接続体と、蛍光管２１の一対の予熱電極２２Ａ、２２Ｂにコンデンサ１８及びインダクタ１９が直列接続された共振回路とからなる。直列接続体は、直流電源１の正極側と接地側の出力間に接続されている。共振回路は、コンデンサ１７Ａ、１７Ｂの接続点と駆動回路２の出力端子であるインバータ回路９の端子５との間に接続されている。蛍光管２１は、コンデンサ１８と並列に接続されている。
【００１９】
駆動回路２は、主たる構成部品としてインバータ回路９（フィリップス社、UBA2024）を備える。インバータ回路９は、電圧制御形スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂの直列接続体と、スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂの制御端子にスイッチング素子１０Ａ、１０Ｂを交互にオンオフさせるための制御電圧を発生させる発振制御回路１１を備える。スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂ、発振制御回路１１は、８本の端子を有するパッケージに統合された構成となっており、駆動回路２の小形化が可能となっている。インバータ回路９の端子６には直流電源１の正極が接続され、端子４には直流電源１の接地極が接続されている。
【００２０】
インバータ回路９の内部では、スイッチング素子１０Ａは、ドレイン端子が端子６に接続され、ソース端子が端子５に接続されている。スイッチング素子１０Ｂは、ドレイン端子が端子５に接続され、ソース端子が端子４に接続されている。
発振制御回路１１は、端子６及び端子４に接続されている。
コンデンサ１４は、インバータ回路９の動作電源電圧を充電する役割を果たし、その一端はインバータ回路９の端子７に接続され、他端はインバータ回路９の端子２に接続されている。インバータ回路９の端子４と端子２はインバータ回路９の外部で接続されている。
【００２１】
コンデンサ１５は、蛍光管２１をソフトスタートさせる役割を果たし、その一端はインバータ回路９の端子を介して発振制御回路１１に接続され、他端はインバータ回路９の端子２に接続されている。
コンデンサ１６は、スイッチング素子１０Ａを駆動するための電源電圧を充電する役割を果たし、インバータ回路９の端子３と端子５との間に接続されている。
【００２２】
コンデンサ２０は、スイッチング素子１０Ａ、１０Ｂのスイッチングロスを軽減する役割を果たし、インバータ回路９の端子５と端子４との間に接続されている。
抵抗素子１２及びコンデンサ１３は直列回路を構成し、抵抗素子１２はインバータ回路９の端子７と端子８との間に接続され、コンデンサ１３はインバータ回路９の端子８と端子２との間に接続されている。
【００２３】
ＰＮＰ形バイポーラトランジスタ２３及び抵抗素子２４の直列接続体は、抵抗素子１２に並列に接続されている。トランジスタ２３のエミッタとベースとの間に抵抗素子２５、トランジスタ２３のベースとインバータ回路９の端子２との間に抵抗素子２６とコンデンサ２７とが接続されている。抵抗素子２５、２６及びコンデンサ２７は、蛍光管２１の点灯始動開始から所定時間が経過するまで、トランジスタ２３をオン状態にし、所定時間が経過すれば、トランジスタ２３をオフ状態にする。
＜動作＞
次に点灯回路の動作について説明する。
【００２４】
直流電源１の動作は一般によく知られている倍電圧整流平滑方式なので省略する。商用交流電源４の電圧実効値が１００Ｖの場合、直流電源１の直流出力電圧はおおよそ１００Ｖ×２×１．４＝２８０Ｖとなる。この２８０Ｖの直流電圧が直流電源１よりインバータ回路９の端子６にかかる。インバータ回路９内部の発振制御回路１１は、端子６に印加した電圧を降圧させるレギュレータ機能を有し、端子７に約１２Ｖの直流電圧を出力する。この電圧はコンデンサ１４に数ｍｓ程度で充電される。端子７の電圧が充電され１１Ｖに達した時点から発振制御が開始する。
【００２５】
図２は、発振の様子を示すタイミングチャートである。
図２（ａ）はインバータ回路９の端子８の電圧、図２（ｂ）はスイッチング素子１０Ａのゲート電圧、図２（ｃ）はスイッチング素子１０Ｂのゲート電圧、図２（ｄ）はインバータ回路９の端子５の電圧を示す。
インバータ回路９は、端子７に定電圧１２Ｖを印加することにより、抵抗素子１２を介して（トランジスタ２３がオン状態の場合には、抵抗素子１２及び抵抗素子２４を介して）コンデンサ１３を充電し、端子８の電圧をコンデンサ１３の充電電圧として検出している。本明細書では、特に指定の無い場合、電圧はインバータ回路９の端子４と端子２である接地側電位からみた電圧を意味することとする。コンデンサ１３の充電電圧が端子１の電圧に相当する電圧になった時点で端子８を介してコンデンサ１３の電荷を一瞬で放電させる。インバータ回路９は、この動作を繰り返す。その結果、図２（ａ）に示すようにＣＲ発振により、インバータ回路９の端子８の電圧波形はのこぎり波で発振する。
【００２６】
図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、インバータ回路９は、端子８に発生するのこぎり波に基づいてスイッチング素子１０Ａ、１０Ｂのゲート・ソース端子間に印加する電圧波形を生成する。
そうすると、図２（ｄ）に示すように、インバータ回路９の端子５の電圧は、ほぼ矩形波状の電圧波形を示すことになる。
【００２７】
インバータ回路９の端子５の交流電圧は、コンデンサ１８とインダクタ１９を含む負荷回路３に共振電流を発生させる。コンデンサ１７Ａ、１７Ｂは直流電源１から負荷回路３に直流電流が流れるのを阻止し、かつノイズフィルター８と共働して負荷回路に流れる高周波電流を商用交流電源４に漏れるのを低減する機能を有している。なお、これらの容量値はコンデンサ１８に比べて十分大きい値としているため、負荷回路の共振周波数はコンデンサ１８とインダクタ１９の値によりほぼ決定される。
【００２８】
図３は、実施の形態１に係る電球形蛍光ランプの点灯回路の動作を示すタイミングチャートである。
図３（ａ）は、インバータ回路９の端子７の電圧を示す。端子７の電圧は、商用交流電源４の投入後、０Ｖから１２Ｖまで上昇する。
図３（ｂ）は、インバータ回路９の端子１の電圧を示す。インバータ回路９は、端子７の電圧が１１Ｖに達した時刻ｔ１に、コンデンサ１５の充電を開始する。そのため、端子１の電圧は、時刻ｔ１から上昇し始める。商用交流電源４が投入されてから時刻１までの時間は数ｍｓである。また、時刻ｔ１から端子１の電圧が１２Ｖに達するまでの時間は、０．１秒以下になるように設定されている。この時間は、コンデンサ１５の容量により定められる。
【００２９】
図３（ｃ）はトランジスタ２３の状態を示す図である。トランジスタ２３は、エミッタ−ベース間の電圧が−０．６Ｖを負の方向に超えればオン状態となり、超えなければオフ状態となる。エミッタ−ベース間の電圧は、抵抗素子２５に電流が流れることにより誘起される。
端子７の電圧は、商用交流電源４の投入後１２Ｖまで上昇する。商用交流電源４の投入直後には、コンデンサ２７はほとんど充電されていないので、抵抗素子２５にはコンデンサ２７を充電するための充電電流が流れる。したがってトランジスタ２３のエミッタ−ベース間には、端子７の電圧を抵抗素子２５と２６で分圧した抵抗素子２５の負性電圧がかかる。抵抗素子２５と２６の抵抗比は１対５程度にしているので、エミッタ−ベース間の電圧は−２Ｖ程度になる。実際はトランジスタ２３のエミッタからベースを介して抵抗素子２６、コンデンサ２７に電流が流れ、エミッタからみたベース電圧はＮＰ接合の順方向電圧である約−０．６Ｖとなりオン状態を維持する。その結果、トランジスタ２３はオン状態となる。
【００３０】
その後、時間の経過とともにコンデンサ２７が充電され、時刻ｔ４においてコンデンサ１３の充電電圧が８．４Ｖに達すると、抵抗素子２５と２６にかかる電圧和は３．６Ｖとなる。このときトランジスタ２３のエミッタ−ベース間の電圧が抵抗素子２５と２６とで分圧され−０．６Ｖを負の方向に超えない電圧になり、トランジスタ２３はベース電流を流すことができなくなってオフ状態へと移行する。そして、時刻ｔ２で完全にオフ状態になる。なお、抵抗素子２５、２６及びコンデンサ２７からなるＣＲ回路の時定数は、０．５秒〜１秒になるように設定されている。
【００３１】
図３（ｄ）はインバータ回路９の端子５に発生する交流電圧の周波数を示す。トランジスタ２３がオン状態のとき、発振用抵抗体は、抵抗素子１２と抵抗素子２４との並列接続体となる。一方、トランジスタ２３がオフ状態のとき、発振用抵抗体は、抵抗素子１２となる。
交流電圧の周波数は、時刻ｔ１では周波数ｆ１であり、端子１の電圧の上昇とともに低下して時刻ｔ３に周波数ｆ３に達する。周波数ｆ１は、発振用抵抗体が抵抗素子１２と抵抗素子２４との並列接続体となるので、発振用抵抗体が抵抗素子１２のみとなる安定時の周波数ｆ２の２．５倍より高い。また、周波数ｆ３は、ｆ３＝１／（１．１×コンデンサ１３の容量値×発振用抵抗体の抵抗値）で設定される。周波数ｆ３は、周波数ｆ１よりも低く、かつ、蛍光管２１が放電を開始する周波数帯の最高周波数よりも高くなるように設定されている。
【００３２】
時刻ｔ４においてトランジスタ２３がオフ状態に移行するので、交流電圧の周波数は、時刻ｔ０で共振周波数ｆ０を通過して、安定時周波数ｆ２へと低下する。
図３（ｅ）は、蛍光管２１の予熱電極２２Ａ、２２Ｂに流れる電流を示す。予熱時間における予熱電流の大きさは、交流電圧の周波数に応じて定まる。時刻ｔ１から時刻ｔ３まで周波数が共振周波数ｆ０に近づくにつれて予熱電流が増大する。時刻ｔ３からｔ４まで周波数がｆ３で一定なので、予熱電流も略一定となる。周波数ｆ３は蛍光管２１が放電を開始する周波数帯の最高周波数よりも高いので、蛍光管２１は未だ放電を開始しない。
【００３３】
時刻ｔ４からｔ０まで周波数が共振周波数ｆ０に近づくにつれて予熱電流がさらに増大する。蛍光管２１は、蛍光管２１が放電を開始する周波数帯の最高周波数に達した時刻（共振周波数ｆ０に達する時刻ｔ０の直前）に放電を開始する。放電開始後は、蛍光管２１が点灯状態なので、予熱電極２２Ａ、２２Ｂに流れる電流は略一定となる。
上記の通り、予熱電極２２Ａ、２２Ｂに流れる予熱電流の大きさは、交流電圧の周波数に応じて定まる。予め大きな予熱電流が流れるように周波数ｆ３を設定しておくことにより、大きな予熱電流を予熱開始直後から流すようにすることができる。また、予熱時間は、抵抗素子２６とコンデンサ２７の時定数を変えることによって例えば０．５秒から１秒の適切な時間に設定することができる。
【００３４】
実際に、消灯時の抵抗が約９Ωの予熱電極２２Ａ、２２Ｂに実効電流値約２５０ｍＡの電流を約０．８秒間流すように設定して試験を行った。その結果、０．８秒間予熱した後、予熱電極２２Ａ、２２Ｂの抵抗値は３０Ω以上に上昇しており、電極温度も８００℃以上となっていた。すなわち熱電子を放出可能であり、蛍光管２１が点灯する瞬間の電極のスパッタリングを防止できることが確認された。
【００３５】
図４は、実施の形態１に係る電球形蛍光ランプの構造図である。
直流電源１、駆動回路２及び負荷回路３からなる点灯回路３１が樹脂ケース３２に収容されている。樹脂ケースの一端には電球用口金３０が装着され、口金３０の反対方向には蛍光管２１が配置され、蛍光管２１を覆うごとく光透過性グローブ３３が配置されている。
【００３６】
実施の形態１では、トランジスタ２３のエミッタは抵抗素子１２の一端でコンデンサ１３と接続されていない点に接続され、その点の電圧は約１２Ｖである。トランジスタ２３のコレクタは抵抗素子１２の他端とコンデンサ１３との接続点に抵抗素子２４を介して接続されており、その点の電圧は約４Ｖ以下である。トランジスタ２３のベース電流を流すための抵抗素子２６とコンデンサ２７の直列接続体は、コンデンサ１３の他端に接続されており、その点の電圧は０Ｖである。ベース電流を流すための電圧はほぼ−１２Ｖとなり、かつコレクタからみても−１２Ｖとなる。従って、トランジスタ２３を安定にオンさせることができる。
（実施の形態２）
＜構成＞
図５は、実施の形態２に係る電球形蛍光ランプの点灯回路を示す回路図である。
【００３７】
実施の形態２では、抵抗素子１２、２４及びＰＮＰ形バイポーラトランジスタ２３の接続関係が実施の形態１と異なる。これ以外の点については実施の形態１と同様なので説明を省略する。
ＰＮＰ形バイポーラトランジスタ２３及び抵抗素子１２の並列接続体は、抵抗素子２４と直列に接続されている。トランジスタ２３のエミッタとベースとの間に抵抗素子２５、トランジスタ２３のベースとインバータ回路９の端子２との間に抵抗素子２６とコンデンサ２７とが接続されている。
＜動作＞
次に点灯回路の動作について説明する。
【００３８】
トランジスタ２３、抵抗素子２５、２６、コンデンサ２７の動作については実施の形態１と同一である。商用交流電源４を投入直後に、所定時間、例えば０．５秒から１秒間、トランジスタ２３がオン状態になるように設定されている。トランジスタ２３がオン状態になると抵抗素子１２が短絡されるため、発振用抵抗は抵抗素子２４のみとなる。トランジスタ２３がオフ状態になれば発振用抵抗は抵抗素子２４と抵抗素子１２の直列合成抵抗となる。
【００３９】
この結果、トランジスタ２３の状態は図３（ｃ）、インバータ回路９の端子５に発生する交流電圧の周波数は図３（ｄ）、蛍光管２１の予熱電極２２Ａ、２２Ｂに流れる電流は図３（ｅ）に示すように動作する。
以上、本発明に係る電球形蛍光ランプについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
（１）実施の形態では、ＰＮＰ形バイポーラトランジスタを使用しているが、スイッチ素子であればこれに限らない。例えば、Ｐチャネル形電界効果トランジスタを使用しても同等の動作が可能である。
（２）実施の形態では、インバータ回路９としてフィリップス社製のUBA2024を用いることとして説明している。しかしながら、本発明は、ＣＲ回路のコンデンサに抵抗体を介して充電させ、充電電圧が所定電圧になればコンデンサに抵抗体を介さずに放電させ、当該充放電の周期に応じた周波数の交流電圧を共振回路に印加するインバータ回路であれば、UBA2024に限らない。
（３）実施の形態では、安定周波数ｆ２が共振周波数ｆ０よりも低い例で説明しているが、本発明は、これに限らない。安定周波数ｆ２が、蛍光管２１が放電を開始する周波数帯の最高周波数よりも低くなるようにしておけば、たとえ安定周波数ｆ２が共振周波数ｆ０より高くても、交流電圧の周波数が周波数ｆ３から周波数ｆ２に変化したときに蛍光管２１は放電を開始することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係る電球形蛍光ランプは、照明分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施の形態１に係る電球形蛍光ランプの点灯回路を示す回路図である。
【図２】発振の様子を示すタイミングチャートである。
【図３】実施の形態１に係る電球形蛍光ランプの点灯回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】実施の形態１に係る電球形蛍光ランプの構造図である。
【図５】実施の形態２に係る電球形蛍光ランプの点灯回路を示す回路図である。
【図６】非特許文献１に開示された電球形蛍光ランプの点灯回路を示す回路図である。
【図７】非特許文献１に開示された電球形蛍光ランプの点灯回路の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１    直流電源
２    駆動回路
３    負荷回路
４    商用交流電源
５    抵抗素子
６Ａ、６Ｂ    ダイオード
７Ａ、７Ｂ    コンデンサ
８    ノイズフィルタ
９    インバータ回路
１０Ａ、１０Ｂ    電圧制御形スイッチング素子
１１    発振制御回路
１２、２４、２５、２６    抵抗素子
１３、１４、１５、１６、１７、１８、２０、２７    コンデンサ
１９    インダクタ
２１    蛍光管
２２Ａ、２２Ｂ    予熱電極
２３    ＰＮＰ形バイポーラトランジスタ
３０    電球用口金
３１    点灯回路
３２    樹脂ケース
３３    光透過性グローブ
【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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