(57)【要約】【課題】  無電極放電灯の低温始動時又は暗所始動時において、無電極放電灯の始動性を向上させるとともに無電極放電灯点灯装置を構成する電子部品に過度のストレスがかからな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】  周波数制御回路ＣＮによって、無電極放電灯１ａの始動期間内に無電極放電灯１ａが点灯しない第１の動作周波数ｆ１で誘導コイル１ｂに電圧を印加した後に、第１の動作周波数ｆ１よりも低い第２の動作周波数ｆ２に移行し無電極放電灯１ａを点灯させる制御を行っている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、直流電源を高周波電力に変換するとともに交互にオンオフ動作をする第１及び第２のスイッチング素子を有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、第１及び第２のスイッチング素子の動作周波数を制御する周波数制御回路と、を備え、周波数制御回路によって、無電極放電灯の始動期間内に無電極放電灯が点灯しない第１の動作周波数で誘導コイルに電圧を印加した後に、第１の動作周波数よりも低い第２の動作周波数に移行し無電極放電灯を点灯させる制御を行うことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
【請求項２】
第１の動作周波数で誘導コイルに電圧を印加した後に、第１の動作周波数よりも低く第２の動作周波数よりも高い第３の動作周波数に移行し、さらに第３の動作周波数から第２の動作周波数に連続的に移行し無電極放電灯を点灯させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項３】
周波数制御回路によって、無電極放電灯の点灯後に無電極放電灯が定格点灯するように動作周波数を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の無電極放電灯点灯装置。
【請求項４】
第１の動作周波数は１５０ｋＨｚより大きく数十ＭＨｚ以下であり、第２の動作周波数は数十ｋＨｚより大きく１５０ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに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から請求項４まで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から請求項５までのいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来例として、特開平１０−２０８８９４号公報のものが挙げられる（以下、従来例１という。）。この従来例１は、図８に示すように制御回路６Ｊ１は無電極放電灯１Ｊ１が点灯するまで徐々に周波数可変発振回路ＯＳＣ２Ｊ１からの出力周波数を変化させ、無電極放電灯１Ｊ１が点灯すると今度は点灯までとは逆向きに出力周波数を変化させ、基準周波数ｆあるいはその近傍まで周波数を戻す。その後スイッチＳＪ１を切替え、増幅回路５Ｊ１のスイッチング素子Ｑ１Ｊ１、Ｑ２Ｊ１のゲートにトランスＴＪ１を介して周波数固定発振回路ＯＳＣ１Ｊ１からの一定周波数の信号を与え、無電極放電灯１Ｊ１の点灯を維持する。このようにして周波数の切替時における無電極放電灯のちらつき発生や不安定になることを防止している。
【０００３】
また、別の従来例として、特開２００１−１１８６９５号公報のものが挙げられる（以下、従来例２という。）。この従来例２は、図９に示すように整合回路４Ｊ２の入力電圧及び入力電流の位相が同位相となるように、又は高周波電源回路３Ｊ２のスイッチング素子８ｂＪ２がターンオン又はターンオフする瞬間の電流値を検出し、検出信号がゼロになるように発振周波数を制御しており、これにより、始動時は負荷の共振周波数付近、安定点灯時は整合回路４Ｊ２の入力電力が一定となるように発振周波数を制御することが可能となり、回路素子の値のばらつきによって負荷の状態がばらついても始動性及び消費電力安定性に優れた無電極放電ランプ点灯装置を実現している。
【特許文献１】特開平１０−２０８８９４号公報
【特許文献２】特開２００１−１１８６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来例１においては、無電極放電灯１Ｊ１の始動時に出力周波数を徐々に周波数可変発振回路ＯＳＣ２Ｊ１の発振周波数を増加方向に変化させ、無電極放電灯１Ｊ１が点灯すると今度は点灯までとは逆向きに出力周波数を変化させているが、無電極放電灯１Ｊ１の周囲温度が低い場合において、無電極放電灯１Ｊ１を始動させようとするとき（以下、低温始動時という。）や無電極放電灯１Ｊ１が長い間暗所に放置されていた場合において、無電極放電灯１Ｊ１を始動させようとするとき（以下、暗所始動時という。）には、無電極放電灯１Ｊ１が始動しにくい場合があった。また、無電極放電灯１Ｊ１を始動させるために上記のような周波数制御をすると、無電極放電灯点灯装置を構成する電子部品に過度のストレスがかかる場合があった。
【０００５】
また、従来例２においては、無電極放電灯１Ｊ２の始動時に発振周波数を増加させ、共振周波数の一定値となるように制御しているが、従来例１と同様に低温始動時や暗所始動時には、無電極放電灯１Ｊ１が始動しにくい場合があり、共振周波数が一定値となるように制御すると無電極放電灯点灯装置を構成する電子部品に過度のストレスがかかる場合があった。
【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、無電極放電灯の低温始動時又は暗所始動時において、無電極放電灯の始動性を向上させるとともに、無電極放電灯点灯装置を構成する電子部品に過度のストレスがかからな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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願発明においては、周波数制御回路によって、無電極放電灯の始動期間内に無電極放電灯が点灯しない第１の動作周波数で誘導コイルに電圧を印加した後に、第１の動作周波数よりも低い第２又は第３の動作周波数に移行し無電極放電灯を点灯させる制御を行っている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の無電極放電灯点灯装置においては、無電極放電灯が正常点灯する前に、無電極放電灯が点灯しない第１の動作周波数で誘導コイルに電圧を印加し、無電極放電灯が点灯しやすい状態にした後に、第２の動作周波数で誘導コイルに始動電圧を印加しているので、比較的低い始動電圧で無電極放電灯を正常点灯させることができるとともに、無電極放電灯点灯装置を構成する電子部品に過度のストレスがかかることを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１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１ａ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は経過時間ｔと動作周波数ｆ及び印加電圧Ｖ０２との関係を示している。さらに、図５はインダクタＬ、コンデンサＣ、コンデンサＣ３及びＣ４から構成される回路の入力インピーダンスの周波数特性を示しており、図６は他の経過時間ｔと動作周波数ｆ及び印加電圧Ｖ０２との関係を示している。
【００１０】
つぎに、各部の構成を説明する。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
チョッパ回路は、整流回路ＤＢからの脈流状の直流電圧を所望の直流電圧に変換し出力するものであり、スイッチング素子Ｓｃ、ダイオードＤｃ、インダクタＬｃ及びコンデンサＣｃ及びスイッチング素子Ｓｃの動作周波数を制御するチョッパ制御回路ＣＮｃと、から構成されている。ここで、チョッパ制御回路ＣＮｃは、たとえば、モトローラ社製の集積回路ＭＣ３４２６１から構成されており、該集積回路の１番ピンをスイッチング素子Ｓｃのゲートに接続し動作周波数を制御する。また、コンデンサＣｃは、チョッパ回路の出力電圧を平滑するものであり、たとえば、電解コンデンサで構成されている。
このチョッパ回路として本実施の形態では、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。
【００１４】
この交流電源ＡＣ、整流回路ＤＢ及びチョッパ回路により直流電源Ｅを構成している。
【００１５】
つぎに、電力変換回路２は、コンデンサＣｃからの直流電圧を第１及び第２のスイッチング素子であるスイッチング素子Ｑ１及びＱ２の交互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Ｑ１及びＱ２の直列回路はコンデンサＣｃと並列に接続されている。そして、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２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。
インダクタＬ及びコンデンサＣ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１ａに数ｋＶの高電圧が印加され、無電極放電灯１ａは点灯を開始する。
【００１６】
整合回路３は、電力変換回路２と後述する誘導コイル１ｂ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１ｂ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。
無電極放電灯１ａは、後述する誘導コイル１ｂ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１ａを図２を参照して、さらに詳しく説明する。
この無電極放電灯１ａ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４５を有する略球形状のバルブ４１と、空洞部４５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１ｂと、誘導コイル１ｂが巻回される磁気性材料で円筒状のコア４３と、コア４３の内側であってコア４３と接触する熱伝導性材料の部材４２と、を備えている。
バルブ４１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４１の下端側には有底状であって断面凹形状の空洞部４５が設けられている。バルブ４１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４１の内側は蛍光体３６及び保護膜３７が塗布されている。蛍光体３６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３６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３７は水銀とバルブ４１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４１の光束維持率を向上させるものである。保護膜３７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３７は、通常のバルブ４１では透過率が高い方が望ましいため、蛍光体３６に比べ薄くバルブ４１内面に形成される。
【００１７】
誘導コイル１ｂは、バルブ４１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４３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１ｂ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１ｂ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１ｂ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４１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１ｂ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。
【００１８】
部材４２は、断面略凸状であって、部材４２の凸部４２ａの外側にコア４３が接触するように設けられている。
【００１９】
コア４３は、空洞部４５の内部にコア４３の一端がバルブ４１の中心に向かうようにコア４３の他端が基台４８に固定され立設おり、略円筒状であって略円筒状の部材４２の凸部４２ａ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４３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。
【００２０】
基台４８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４８の底面には、上述した部材４２がバルブ４１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。
ここで２１は、整流回路ＤＢ、チョッパ回路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４８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４８の外部に設けても構わない。
また、この無電極放電灯１ａ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４１の上方を取り外し自在であって、無電極放電灯１ａからの放射ノイズ等を吸収するシールドケース４０が覆っており、基台４８には部材４２が立設固定されている。もちろん、無電極放電灯１ａを点灯させる照明装置としては、このものに限られない。
【００２１】
周波数制御回路ＣＮは、基準クロック信号を発生させるクロック信号生成部（図示しない）と、該基準クロック信号を受けてスイッチング素子Ｑ１及びＱ２のゲートにドライブ信号を出力するドライブ部（図示しない）とから構成されている。
クロック信号生成部は、無電極放電灯１ａが始動及び点灯しているときにスイッチング素子Ｑ１及びＱ２の周波数（以下、動作周波数という。）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ドライブ部に入力する。
ドライブ部は、クロック信号生成部からの基準クロック信号に基づいてスイッチング素子Ｑ１及びＱ２を交互にオンオフ動作させるために、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２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Ｑ１及びＱ２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１ａの出力を変化させることができる。
電圧検出回路９は、無電極放電灯１ａの始動期間内に無電極放電灯１ａが点灯しない程度の電圧を誘導コイル１ｂに電圧を印加した後から、誘導コイル１ｂに始動電圧を印加した状態に移行したときの誘導コイル１ｂの両端電圧を検出するものである（ここで、誘導コイル１ｂの両端電圧と無電極放電灯１ａに印加される電圧とは等しく、以下、この電圧を印過電圧Ｖ０２という。）。すなわち、無電極放電灯１ａが点灯しない程度における印過電圧Ｖ０２は小さいのだが、無電極放電灯１ａに始動電圧を印加しているときは印過電圧Ｖ０２も大きい。電圧検出回路９は、この印過電圧Ｖ０２の大小を検出するのである。
そして、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。また、電圧の検出態様としては、無電極放電灯１ａの始動状態においては、印過電圧Ｖ０２は大きいので、コンデンサＣ９４、ダイオードＤ９２及び抵抗Ｒ９２を介したコンデンサＣ９２の電圧は、ツェナ−ダイオードＺＤ９１のオン電圧を超えており、このようにツェナ−ダイオードＺＤ９１のオン電圧が超えると、トランジスタＱ９１がオンし、周波数切替手段ＣＮｆにロー信号が入力される。逆に無電極放電灯１ａの微弱放電状態においては、印過電圧Ｖ０２は小さいので、コンデンサＣ９２の電圧がツェナ−ダイオードＺＤ９１のオン電圧に達することができず、周波数切替手段ＣＮｆにハイ信号が入力される。
なお、本実施の形態では、コンデンサＣ９４の一端を誘導コイル１ｂの一端と接続しているが、コンデンサＣ９４の一端を接続する箇所は、コンデンサＣ１とＣ２との接続点でもよい。要は、印過電圧Ｖ０２に比例又は反映する電圧が発生する箇所であれば、いなかる箇所の電圧を検出してもよい。
周波数切替手段ＣＮｆは、電圧検出回路９からの検出信号を受けて無電極放電灯１ａが微弱放電状態に移行したことを検知し、周波数制御回路ＣＮのクロック信号生成部に基準クロック信号の周波数の変更信号を送信するものである。そして本実施の形態では、マイクロプロセッサ等により構成されている演算回路（ＣＰＵ）、メモリ及びインターフェイス回路を備えたマイコンを使用している。そして、この種のマイコンとして、ＳＴマイクロエレクトロニクス製の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制御を簡単に行うことができる。
【００２２】
つぎに、本実施の形態の動作を図１及び図４を参照して説明する。
ｔ＝０において、交流電源ＡＣが投入されると、チョッパ制御回路ＣＮｃ、周波数制御回路ＣＮ及び周波数切替手段ＣＮｆに電力が供給され動作を開始し、無電極放電灯１ａの始動期間が開始する。すると、周波数切替手段ＣＮｆからの第１の基準クロック信号によって、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２の動作周波数は、無電極放電灯１ａが点灯しない程度の印過電圧Ｖ０２を誘導コイル１ｂに印加する第１の動作周波数ｆ１で動作を開始する。また、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２が動作すると同時に、コンデンサＣ９４及びコンデンサＣ９５の分圧電圧を電源として、ダイオードＤ９２、抵抗Ｒ９２を介しコンデンサＣ９２が充電される。コンデンサＣ９３の電圧がツェナ−ダイオードＺＤ９１のオン電圧を超えるとトランジスタＱ９１がオンし、周波数切替手段ＣＮｆにロー信号が入力される。
ところで、無電極放電灯１ａが点灯する前に先立って、無電極放電灯１ａが点灯しない程度の電圧を誘導コイル１ｂに印加しておくと、誘導コイル１ｂからの高周波電磁界によって、バルブ４１内の自由電子にエネルギーが与えられることとなる。このとき、沃化物などのハロゲン化物がバルブ４１内に持ち込んだ水分などが原因となって生じる不純ガス（たとえば、ＨＩなど）が自由電子を捕獲しようとしても、エネルギーを与えられ活性化した自由電子は不純ガスに捕獲されず、バルブ４１内は自由電子が多い状態となっている。この状態で無電極放電灯１ａに始動電圧を印加すると始動性が向上することとなる。また、誘導コイル１ｂからの高周波電磁界によって、水銀や希ガスの電離も多少起って、バルブ４１内の自由電子の個数がさらに多くなる。さらに、誘導コイル１ｂからの高周波電磁界によって、ＨＩなどの不純ガス分子が解離される場合もあると考えられる。そして、この解離された不純ガス分子はバルブ４１の管壁に付着しやすくなり、したがって、放電空間中の不純ガスの量が少なくなる。以上のような原因により、無電極放電灯１ａが点灯する前に先立って、無電極放電灯１ａが点灯しない程度の電圧を誘導コイル１ｂに印加しておくと、無電極放電灯１ａの始動性が向上させることができるのである。
つぎにｔ＝ｔ１において、周波数切替手段ＣＮｆにロー信号が入力されると、周波数切替手段ＣＮｆは、第１の基準クロック周波数から第１の基準クロック周波数よりも低い第２の基準クロック周波数に離散的に変化を開始する。この周波数切替手段ＣＮｆからの基準クロック信号の変化を受けて、周波数制御回路ＣＮは、図４（ａ）に示すようにスイッチング素子Ｑ１及びＱ２の動作周波数を、第１の動作周波数ｆ１から第１の動作周波数ｆ１よりも低い第２の動作周波数ｆ２へ離散的に変化させる。このとき動作周波数が低くなるので、図４（ｂ）に示すように印加電圧Ｖ０２は大きくなる。
ここで、第２の動作周波数ｆ２の設定条件を考える。図５にインダクタＬ、コンデンサＣ、コンデンサＣ３及びＣ４から構成される回路の入力インピーダンスの周波数特性を示す。│Ｚ│は入力インピーダンスの絶対値を示しており、θは入力インピーダンスの位相角を示している。図５からわかるように、θ＝０となる共振周波数が３つ存在する。最も低い共振周波数を、２番目に高い共振周波数をＦ０、最も高い共振周波数をｆ０とする。本実施の形態のように、電力変換回路２として、ハーフブリッジ型のインバータ回路を用いた場合、電力変換回路２から無電極放電灯１ａをみたインピーダンスが容量性になると、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２が同時にオンしてしまい、交流電源ＡＣから大きな電流が流れ、無電極放電灯点灯装置を構成する部品に過大なストレスを与えてしまう場合がある。
このような場合を回避するために、電力変換回路２から無電極放電灯１ａをみたインピーダンスを誘導性（θ＞０）又は抵抗性（θ＝０）にする必要がある。図５に示す入力インピーダンスの場合、インピーダンスが容量性になる周波数ｆは、Ｆ０＜ｆ＜ｆ０である。すなわち、第２の動作周波数ｆ２＞共振周波数ｆ０と設定しておくと、インピーダンスが容量性になることはない。
つぎにｔ＝ｔ２において、無電極放電灯１ａが点灯すると、無電極放電灯点灯装置の動作点は図５に示す無負荷の共振カーブから点灯時の共振カーブに移行するので、無電極放電灯１ａに印加される電圧Ｖ０２は、期間（ｔ２−ｔ１）の印加電圧Ｖ０２よりも小さくなる。
そして最後にｔ＝ｔ３において、無電極放電灯１ａが定格点灯するように周波数制御回路ＣＮによって動作周波数を調整する。図５においてはｔ＝ｔ２の動作周波数ｆ２とｔ＝ｔ３の動作周波数ｆ２とが等しくなっているが、両者は等しくなくてもよい。たとえば、図示はしないが、図１に誘導コイル１ｂに流れる電流と誘導コイル１ｂに印加される電圧と両者の位相差とをそれぞれ検出する回路を別途設けておき、図６（ａ）に示す期間（ｔ４−ｔ３）において、無電極放電灯１ａの電力を計測する。そして、予め周波数制御回路ＣＮのメモリに記憶している無電極放電灯１ａの定格電力とを比較し、ｔ＝ｔ４以降において両者が一致するように動作周波数を適宜制御してもよい。このように無電極放電灯１ａが点灯した後に、再度無電極放電灯１ａの電力を計測し無電極放電灯１ａの電力を再調整すると、無電極放電灯点灯装置を構成する各電子部品がばらついた場合においても、常に無電極放電灯１ａを定格電力で点灯させることができる。
【００２３】
ここで、インダクタＬに２次巻線を設けるとともに、この２次巻線の巻数を適宜設定し、２次巻線に発生する電圧を周波数切替手段ＣＮｆに直接入力してもよい。このようにすると、誘導コイル１ｂの両端に発生する高電圧を検出する電圧検出回路９を設ける必要がない。さらに、周波数切替手段ＣＮｆに入力される信号の配線長を短くすることができ、配線による雑音を抑制することができる。
【００２４】
また、別途タイマー回路を設けるか、あるいは、マイコン機能を有する周波数切替手段ＣＮｆにタイマー機能をプログラミングにより付加し、一定時間周波数変化を繰り返しても無電極放電灯１ａが点灯しない場合は、無電極放電灯点灯装置が異常状態にあるとみなし、電力変換回路２又はチョッパ回路を停止させてもよい。さらに、タイマー回路を用いずに、周波数可変回数をカウントし、周波数変化の回数が、ある一定の回数に達すると電力変換回路２又はチョッパ回路を停止させてもよい。
さらにまた、本実施の形態では、周波数切替手段ＣＮｆのみをマイコン化したが、もちろん、チョッパ制御回路ＣＮｃ、周波数制御回路ＣＮ及び電圧検出回路９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。
なお、動作周波数が数十ｋＨｚ未満になると誘導コイル１ｂにおける損失が非常に多くなり、点灯維持が困難になるため実用的でない。また、動作周波数が数十ＭＨｚ以上になると、電力変換回路２などの損失が多くなるだけでなく、表皮効果によって誘導コイル１ｂの巻線による銅損が非常に多くなって、発光効率が低くなる。したがって、動作周波数は数十ｋＨｚ以上数十ＭＨｚ以下が好ましい。また、無電極放電灯１ａの種類によっては無電極放電灯１ａの定格電力を出力するための動作周波数が第２の動作周波数ｆ２の場合もあり得るが、第２の動作周波数ｆ２を１５０ｋＨｚ以下に設定しておくと、電気用品安全法における雑音対策が容易となる場合があり、雑音対策を考慮して無電極放電灯１ａの点灯時の動作周波数を１５０ｋＨｚ以下に設定しておくことが望ましい。
【００２５】
以上、本実施の形態によれば、無電極放電灯１ａが正常点灯する前に、第１の動作周波数ｆ１において無電極放電灯１ａを微弱放電させ無電極放電灯１ａが点灯しやすい状態にした後に、無電極放電灯１ａに始動電圧を印加しているので、比較的低い始動電圧で無電極放電灯１ａを正常点灯させることができ、無電極放電灯点灯装置を構成する電子部品に過度のストレスがかかることを防ぐことができる。また、無電極放電灯１ａの周囲温度が低いときや暗所始動のときの始動性を向上させることができる。
【００２６】
（第２の実施の形態）
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は経過時間ｔと動作周波数ｆ及び印加電圧Ｖ０２との関係を示している。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。
【００２７】
本実施の形態においては、図７に示すように、ｔ＝ｔ１までは、第１の動作周波数ｆ１で誘導コイル１ｂに電圧を印加し、ｔ＝ｔ１において、動作周波数を第１の動作周波数ｆ１よりも低く第２の動作周波数ｆ２よりも高い第３の動作周波数ｆ３に離散的に移行している。その後、期間（ｔ２−ｔ１）の間に、第３の動作周波数ｆ３から第２の動作周波数ｆ２に連続的に移行し、無電極放電灯１ａを点灯させている。
【００２８】
このように無電極放電灯１ａが正常点灯する前に、第１の動作周波数ｆ１において無電極放電灯１ａを微弱放電させ無電極放電灯１ａが点灯しやすい状態にした後にさらに、期間（ｔ２−ｔ１）に動作周波数を低くしていく、すなわち、印加電圧Ｖ０２が大きくなっていくことにより、第１の実施の形態よりも確実に無電極放電灯１ａを正常点灯させることができ、無電極放電灯１ａの周囲温度が低いときや暗所始動のときの始動性を向上させることができる。
【００２９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施の形態を示す回路図である。
【図２】無電極放電灯の断面図である。
【図３】照明装置の断面図である。
【図４】経過時間ｔと動作周波数ｆ及び印加電圧Ｖ０２との関係を示す特性図である。
【図５】入力インピーダンスの周波数特性を示す図である。
【図６】他の経過時間ｔと動作周波数ｆ及び印加電圧Ｖ０２との関係を示す特性図である。
【図７】第２の実施の形態において、経過時間ｔと動作周波数ｆ及び印加電圧Ｖ０２との関係を示す特性図である。
【図８】第１の従来例を示す回路図である。
【図９】第２の従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３１】
Ｅ        直流電源
Ｑ１      第１のスイッチング素子
Ｑ２      第２のスイッチング素子
２        電力変換回路
３        整合回路
１ｂ      誘導コイル
１ａ      無電極放電灯
ＣＮ      周波数制御回路
ｆ１      第１の動作周波数
ｆ２      第２の動作周波数
ｆ３      第３の動作周波数
４５      空洞部
４１      バルブ
４３      コア
４２      部材
【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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