(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧源と；
直流電圧源の出力間に接続されたスイッチ素子、このスイッチ素子が交互にオンオフすることにより高周波電圧が供給されて点灯する放電ランプに流れるランプ電流の直流成分をカットする直流カット用コンデンサおよびこの直流カット用コンデンサに並列的に接続され、放電ランプの最冷点温度が５〜４０℃または周囲温度が０〜３５℃のときに直列接続された両端間に前記ランプ電流の直流成分によって０．５〜１．６Ｖの直流電圧が発生するように抵抗値が設定された第１および第２の抵抗を有する高周波点灯回路と；
高周波点灯回路の出力電圧により点灯される放電ランプと；
一端側が前記第１および第２の抵抗の接続点に接続され他端側がそれぞれ逆流防止用ダイオードを介して直列接続された前記第１および第２の抵抗の両端間に接続され、直列接続された前記第１および第２の抵抗の一端側から他端側にランプ電流の直流成分が流れるときに第１の抵抗の両端間に発生する直流電圧によって充電され、直列接続された前記第１および第２の抵抗の他端側から一端側にランプ電流の直流成分が流れるときに第２の抵抗の両端間に発生する直流電圧によって充電されるコンデンサと、このコンデンサと並列的に接続され当該コンデンサの両端間電圧を検出する第３の抵抗とを有してなり、第３の抵抗の両端間電圧が予め設定された所定値以上のときに異常信号を出力するように構成された直流電圧検出回路と；
高周波点灯回路のスイッチ素子のオンオフ動作を制御し、直流電圧検出回路から出力された異常信号に応じて前記スイッチ素子のオンオフ動作を停止または低減させて放電ランプを消灯または減光させる制御回路と；
を具備していることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
【請求項２】
請求項１記載の放電ランプ点灯装置と；
この放電ランプ点灯装置を配設している照明器具本体と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプのカタホリシスおよびストライエーションを防止した放電ランプ点灯装置および照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波点灯用の蛍光ランプは、低温下で高周波点灯されると、管壁に縞模様が現れる現象、いわゆるストライエーションが発生する。このストライエーションを防止するために、蛍光ランプに流れるランプ電流の電流値を正負の極性で非対称にすることが行われている（例えば特公昭６４−３３１８号公報）。
【０００３】
一方、ランプ電流波形を非対称にすると、蛍光ランプの管端部の発光強度が極端に異なる現象、いわゆるカタホリシスが発生する。このカタホリシスを防止する対策として、例えば特開２００１−２３７８１号公報（従来技術）に開示されたものがあり、これによると、蛍光ランプのランプ電圧の直流成分ＶＤＣと最冷点温度ＴＣ（℃）との関係が、０＜ＶＤＣ≦２のときＴＣ≧５であり、２＜ＶＤＣ≦４のときＴＣ≧２０であり、４＜ＶＤＣのときＴＣ≧３５であるとき、カタホリシスが発生しないとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術によると、蛍光ランプのランプ電圧の直流成分ＶＤＣが低くかつ最冷点温度ＴＣ（℃）が低温であると、ストライエーション現象が発生することが判明した。すなわち、従来技術は、カタホリシス現象の防止に主眼をおいているので、ストライエーション現象の防止に対する条件の設定が十分ではなく、カタホリシス現象およびストライエーション現象の両現象を防止する対策としては、不十分である。
【０００５】
本発明は、放電ランプのカタホリシスおよびストライエーションを防止した放電ランプ点灯装置および照明器具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の放電ランプ点灯装置の発明は、直流電圧源と；直流電圧源の出力間に接続されたスイッチ素子、このスイッチ素子が交互にオンオフすることにより高周波電圧が供給されて点灯する放電ランプに流れるランプ電流の直流成分をカットする直流カット用コンデンサおよびこの直流カット用コンデンサに並列的に接続され、放電ランプの最冷点温度が５〜４０℃または周囲温度が０〜３５℃のときに直列接続された両端間に前記ランプ電流の直流成分によって０．５〜１．６Ｖの直流電圧が発生するように抵抗値が設定された第１および第２の抵抗を有する高周波点灯回路と；高周波点灯回路の出力電圧により点灯される放電ランプと；一端側が前記第１および第２の抵抗の中点に接続され他端側がそれぞれ逆流防止用ダイオードを介して直列接続された前記第１および第２の抵抗の両端間に接続され、直列接続された前記第１および第２の抵抗の一端側から他端側にランプ電流の直流成分が流れるときに第１の抵抗の両端間に発生する直流電圧によって充電され、直列接続された前記第１および第２の抵抗の他端側から一端側にランプ電流の直流成分が流れるときに第２の抵抗の両端間に発生する直流電圧によって充電されるコンデンサと、このコンデンサと並列的に接続され当該コンデンサの両端間電圧を検出する第３の抵抗とを有してなり、第３の抵抗の両端間電圧が予め設定された所定値以上のときに異常信号を出力するように構成された直流電圧検出回路と；高周波点灯回路のスイッチ素子のオンオフ動作を制御し、直流電圧検出回路から出力された異常信号に応じて前記スイッチ素子のオンオフ動作を停止または低減させて放電ランプを消灯または減光させる制御回路と；を具備していることを特徴とする。
【０００７】
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。
【０００８】
直流電圧源は、バッテリ、交流電圧を整流または整流平滑するものなど、直流電圧を供給するものであればよい。
【０００９】
スイッチ素子は、直流電圧源の出力間に直接的または間接的のいずれに接続されていてもよい。
【００１０】
放電ランプに流れるランプ電流のうち、高周波電流は直流カット用コンデンサを介して流れ、直流成分は直列接続された第１および第２抵抗を介して流れる。そして、直列接続された第１および第２の抵抗の両端間に発生する電圧は、ランプ電圧の直流成分と同等となる。したがって、第１および第２抵抗の抵抗値を適宜設定することにより、ランプ電圧の直流成分が０．５〜１．６Ｖとなるようにすることができる。放電ランプの最冷点温度が５〜４０℃または周囲温度が０〜３５℃のときに、ランプ電圧の直流成分が０．５〜１．６Ｖであると、放電ランプにカタホリシスおよびストライエーションの両現象が発生しないことが確認された。放電ランプは、寿命などにより半波放電すると、直流電流（直流電圧）が発生し、ランプ電流（ランプ電圧）の直流成分に重畳する。したがって、ランプ電圧の直流成分は、半波放電によって発生した直流電圧を包含する。すなわち、半波放電によって発生した直流電圧は、ランプ電圧の直流成分に重畳され、この重畳された直流成分の電圧値が上昇していく。そして、所定値は、半波放電が進行し、放電ランプが異常点灯する前記直流成分の電圧値に設定される。
【００１１】
本発明によれば、放電ランプの最冷点温度が５〜４０℃または周囲温度が０〜３５℃のときに放電ランプのランプ電流の直流成分が０．５〜１．６Ｖとなるように構成されているので、放電ランプは、カタホリシスおよびストライエーションの両現象の発生が防止される。また、直流電圧検出回路は、放電ランプのランプ電圧の直流成分を検出し、当該直流成分が予め設定された所定値以上のときに異常信号を出力するので、放電ランプの寿命などによる半波放電の異常状態が検出される。そして、この異常信号に応じて、制御回路はスイッチ素子のオンオフ動作を停止または低減させるので、放電ランプは消灯または減光し、放電ランプの寿命が視認され、ランプ交換が報知される。
【００２２】
請求項２に記載の照明器具の発明は、請求項１記載の放電ランプ点灯装置と；この放電ランプ点灯装置を配設している照明器具本体と；を具備していることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、放電ランプのランプ電圧の直流成分がカタホリシスおよびストライエーションの両現象を発生させにくく設定されているので、放電ランプに前記両現象が発生しにくい照明器具が提供され、また、放電ランプの寿命時、放電ランプが消灯または減光するので、放電ランプの寿命が容易に視認され、ランプ交換が報知される照明器具が提供される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２５】
図１〜図４は、本発明の第１の実施形態を示し、図１は放電ランプ点灯装置の回路図、図２はランプ電流の電流波形図、図３は放電ランプの最冷点温度およびランプ電圧の直流成分の測定箇所を示す概略ブロック図、図４はランプ電圧の直流成分と放電ランプの最冷点温度を示す特性図である。
【００２６】
図１において、放電ランプ点灯装置１は、直流電圧源としての直流電圧発生回路２、高周波点灯回路３、放電ランプとしての蛍光ランプ４、制御回路５および直流電圧検出回路６を有して構成されている。
【００２７】
直流電圧発生回路２は、整流装置７の入力側にコンデンサＣ１およびインダクタＬ１からなるノイズフィルタ８を介して商用交流電源Ｖｓが接続され、出力側に力率改善用のコンデンサＣ２が接続されて構成されている。そして、整流装置７の負極側はアースＥに接続されている。ノイズフィルタ８は、主として整流装置７の出力側から商用交流電源Ｖｓ側に伝播する高周波成分を除去する。整流装置７は、商用交流電源Ｖｓの交流電圧を整流する。コンデンサＣ２は、入力電流の高調波の低減に作用し、入力力率を改善させる。こうして、直流電圧発生回路２は、直流電圧を発生させる。
【００２８】
そして、直流電圧発生回路２の出力間に高周波点灯回路３が接続されている。すなわち、コンデンサＣ２の両端に、漏洩型のインバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａおよびスイッチ素子としてのＮＰＮ形バイポーラトランジスタＴｒ１の直列回路が接続され、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａと並列的に共振用コンデンサＣ３が接続されている。バイポーラトランジスタＴｒ１は、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａを介して直流電圧発生回路２の出力間に接続されている。
【００２９】
そして、バイポーラトランジスタＴｒ１のベース（制御端子）およびエミッタ間には、電界効果トランジスタＦＥＴ１が接続され、また、電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂ、コンデンサＣ４およびダイオードＤ１の直列回路が接続されている。そして、電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂおよびコンデンサＣ４の直列回路と並列にカソードをコンデンサＣ４側にしてダイオードＤ２が接続されている。また、ダイオードＤ１は、バイポーラトランジスタＴｒ１のベースにベース電流を供給できるようにベースに対して順方向に接続されている。そして、電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲート（制御端子）は、制御回路５に接続されており、また、バイポーラトランジスタＴｒ１のベースは、起動用の抵抗Ｒ１を介して制御回路５に接続されている。
【００３０】
制御回路５は、放電ランプ点灯装置１の起動時、抵抗Ｒ１を介してバイポーラトランジスタＴｒ１のベースに起動電流を供給する。これにより、バイポーラトランジスタＴｒ１はオンする。そして、ダイオードＤ１の順方向となるように電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに電流が流れると、バイポーラトランジスタＴｒ１のベースにベース電流が供給され、バイポーラトランジスタＴｒ１はオンする。そして、ダイオードＤ１の逆方向に電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに電流が流れると、この電流は、電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂ、ダイオードＤ２およびコンデンサＣ４の閉回路内で流れる。なお、コンデンサＣ４は、電流変成器ＣＴ１の一次巻線ＣＴ１ａに流れる電流と、バイポーラトランジスタＴｒ１のベースに供給される電流の位相を合わせるためのものである。
【００３１】
そして、電界効果トランジスタＦＥＴ１は、制御回路５の制御によりオンオフ動作し、バイポーラトランジスタＴｒ１のベースおよびエミッタ間を短絡（オン）または非短絡（オフ）させる。そして、電界効果トランジスタＦＥＴ１がオンすると、電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂによりバイポーラトランジスタＴｒ１のベースにベース電流が供給されていても、バイポーラトランジスタＴｒ１はオフし、電界効果トランジスタＦＥＴ１がオフすると、バイポーラトランジスタＴｒ１はオンすることができる。ここで、制御回路５は、ダイオードＤ１の逆方向に電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに電流が流れている期間に電界効果トランジスタＦＥＴ１をオフするようにしている。
【００３２】
すなわち、制御回路５は、電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに流れる電流によりバイポーラトランジスタＴｒ１がオンしているときに、電界効果トランジスタＦＥＴ１をオンさせてバイポーラトランジスタＴｒ１をオフさせ、ダイオードＤ１の逆方向に電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに電流が流れている期間に電界効果トランジスタＦＥＴ１をオフさせている。
【００３３】
このように、制御回路５は、高周波点灯回路３のバイポーラトランジスタＴｒ１のオンオフ動作を、オフ期間は電圧共振動作に合わせ、オン期間は所定の出力が得られるようにオン期間とオフ期間を独立して制御するものである。すなわち、バイポーラトランジスタＴｒ１は、直流電圧発生回路２に発生した出力電圧をオンオフし、高周波点灯回路３の出力電圧に直流成分はないが、正負非対称の電圧波形にする。
【００３４】
そして、高周波点灯回路３の出力電圧は、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂの両端側に形成されており、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂの両端には、直流カット用コンデンサＣ５および電流変成器ＣＴ１の一次巻線ＣＴ１ａの直列回路を介して蛍光ランプ４が接続されている。すなわち、蛍光ランプ４の一対のフィラメント電極４ａ，４ｂは、電源側が直流カット用コンデンサＣ５および電流変成器ＣＴ１の一次巻線ＣＴ１ａの直列回路を介してインバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂに接続され、非電源側が予熱用コンデンサＣ６の両端に接続されている。
【００３５】
予熱用コンデンサＣ６は、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａ，４ｂがインバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂと閉回路を形成するようにさせるものであり、蛍光ランプ４の始動時、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂに誘起された出力電流によりフィラメント電極４ａ，４ｂを予熱させる。また、直流カット用コンデンサＣ５は、蛍光ランプ４に流れるランプ電流の直流成分を遮断するものである。そして、電流変成器ＣＴ１は、一次巻線ＣＴ１ａに流れる高周波電流を二次巻線ＣＴ１ｂに誘起して、二次巻線ＣＴ１ｂに流れる電流をベース電流としてバイポーラトランジスタＴｒ１に供給させるものである。本実施形態では、電流変成器ＣＴ１の一次巻線ＣＴ１ａ側から直流カット用コンデンサＣ５側に高周波電流が流れるときに、バイポーラトランジスタＴｒ１にベース電流が供給されるように、電流変成器ＣＴ１の一次巻線ＣＴ１ａおよび二次巻線ＣＴ１ｂの極性等が予め設定されている。
【００３６】
そして、直流カット用コンデンサＣ５および電流変成器ＣＴ１の一次巻線ＣＴ１ａの直列回路に対して、第１の抵抗としての抵抗Ｒ２および第２の抵抗としての抵抗Ｒ３の直列回路が並列に接続されている。すなわち、この抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路は、直流カット用コンデンサＣ５に並列的に接続している。この抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路には、蛍光ランプ４に流れるランプ電流の直流成分が流れ、両端間に直流電圧が発生する。
【００３７】
ランプ電流の直流成分は、直流カット用コンデンサＣ５によりカットされるので、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路に流れる。これにより、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の両端間に直流電圧が発生する。この直流電圧は、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の抵抗値を可変することにより変化する。すなわち、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の抵抗値を小さくすると、当該直流電圧は低くなり、抵抗値を大きくすると、当該直流電圧は高くなる。本実施形態では、蛍光ランプ４の最冷点温度が５〜４０℃のときに、または蛍光ランプ４の周囲温度が０〜３０℃のときに、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の両端間に０．５〜１．６Ｖの直流電圧が発生するように、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の抵抗値が設定されている。
【００３８】
また、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の両端間に発生する直流電圧は、直流電圧検出回路６により検出されるように構成されている。すなわち、直流電圧検出回路６は、抵抗Ｒ２と並列に逆流防止用ダイオードとしてのダイオードＤ３およびコンデンサとしての電解コンデンサＣ７の直列回路が接続され、抵抗Ｒ３と並列に逆流防止用ダイオードとしてのダイオードＤ４および電解コンデンサＣ７の直列回路が接続されている。ここで、ダイオードＤ３のアノードが電流変成器ＣＴ１の一次巻線ＣＴ１ａおよび抵抗Ｒ２の接続点ａに接続され、ダイオードＤ４のアノードが直流カット用コンデンサＣ５および抵抗Ｒ３の接続点ｂに接続されている。そして、電解コンデンサＣ７と並列に第３の抵抗としての抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５の直列回路が接続され、さらに抵抗Ｒ４と並列にフォトカプラＰＣ１のダイオードＰＤ１が接続されている。
【００３９】
電解コンデンサＣ７は、蛍光ランプ４に流れるランプ電流の直流成分によって充電され、その両端間に直流電圧が発生する。ここでのランプ電流の直流成分とは、バイポーラトランジスタＴｒ１のオンオフ動作による高周波電流に重畳された直流成分に加え、蛍光ランプ４の半波放電により発生した直流成分を包含している。蛍光ランプ４が寿命となり半波放電の程度が大きくなるにつれ、当該直流成分は大きくなる。そして、電解コンデンサＣ７は、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路に流れる当該直流成分が接続点ａ（一端側）から接続点ｂ(他端側)に流れるときにダイオードＤ３を介して充電され、接続点ｂ（他端側）から接続点ａ(一端側)に流れるときにダイオードＤ４を介して充電される。
【００４０】
そして、電解コンデンサＣ７の両端電圧は、抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５により分圧され、抵抗Ｒ４の両端電圧が予め設定された設定値以上のときに、ダイオードＰＤ１が発光するようにしている。すなわち、直流電圧検出回路６は、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の両端間電圧が予め設定された所定値以上、例えば２Ｖ以上のときにダイオードＰＤ１が発光するように、電解コンデンサＣ７の容量、抵抗Ｒ４，Ｒ５の抵抗値およびダイオードＰＤ１の動作電圧などが予め設定されている。
【００４１】
そして、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタＰＴｒ１は、抵抗Ｒ６を介して定電圧源ＶｃｃおよびアースＥ間に接続されている。そして、抵抗Ｒ６およびフォトトランジスタＰＴｒ１の接続点ｃが制御回路５に接続されている。フォトトランジスタＰＴｒ１の非導通時、制御回路５には定電圧源Ｖｃｃの定電圧が抵抗Ｒ６を介して入力され、制御回路５はバイポーラトランジスタＴｒ１に対して通常のオンオフ制御動作を行う。一方、フォトトランジスタＰＴｒ１の導通時、抵抗Ｒ６はアースＥに接続され、制御回路５には０Ｖが入力される。このとき、制御回路５は、バイポーラトランジスタＴｒ１のオンオフ動作を停止または低減させるように構成されている。
【００４２】
フォトトランジスタＰＴｒ１の導通している時は、ダイオードＰＤ１が発光している時である。ダイオードＰＤ１が発光する時は、蛍光ランプ４が寿命となり半波放電をしてランプ電流の直流成分が大きくなり、すなわちランプ電圧の直流成分が大きくなり、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の両端電圧が予め設定された所定値以上、例えば２Ｖ以上となったときである。蛍光ランプ４が寿命となり半波放電をしてランプ電圧の直流成分が大きくなった状態は、蛍光ランプ４の異常状態であるので、直流電圧検出回路６は、ダイオードＰＤ１の発光により異常信号を出力していることになる。そして、この異常信号は、制御回路５に入力される電圧信号に変換されていることになる。
【００４３】
このように、直流電圧検出回路６は、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の両端電圧が予め設定された所定値以上のときに、異常信号を制御回路５に出力し、制御回路５は、この異常信号に応じてバイポーラトランジスタＴｒ１のオンオフ動作を停止または低減させるように構成されている。そして、バイポーラトランジスタＴｒ１のオンオフ動作を停止または低減されると、高周波点灯回路３の出力間に高周波電圧が出力されなくなり、または出力電圧が低下する。この結果、蛍光ランプ４は、消灯または減光する。
【００４４】
そして、直流電圧発生回路２および高周波点灯回路３の間には、部分平滑回路９が設けられている。すなわち、電解コンデンサＣ８、インダクタＬ２およびダイオードＤ５からなる直列回路が共振用コンデンサＣ３と並列的に接続されている。バイポーラトランジスタＴｒ１のオン時に、この直列回路に電流を流すことにより、商用交流電源Ｖｓの電圧値が小さい谷の期間においても商用交流電源Ｖｓから入力電流を流すことができ、もって、入力電流を正弦波に近づけるものである。また、電解コンデンサＣ８およびインダクタＬ２の直列回路と並列接続されているダイオードＤ７は、インダクタＬ２の電磁エネルギーによる回生電流を電解コンデンサＣ８、インダクタＬ２およびダイオードＤ７の閉回路内で還流させるものである。また、インダクタＬ２およびダイオードＤ５の接続点ｄと直流電圧発生回路２の負極側の間に接続されているダイオードＤ６は、電解コンデンサＣ８の放電電流をインバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａ、バイポーラトランジスタＴｒ１、ダイオードＤ６、インダクタＬ２および電解コンデンサＣ８の閉回路内で還流させるものである。
【００４５】
次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。
【００４６】
商用交流電源Ｖｓから交流電圧が投入されると、直流電圧発生回路２の出力端であるコンデンサＣ２の両端に直流電圧が発生し、この直流電圧は、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａおよびバイポーラトランジスタＴｒ１の直列回路に印加される。
【００４７】
そして、制御回路５は、作動開始すると、起動用の抵抗Ｒ１を介してバイポーラトランジスタＴｒ１のベースに起動電流を供給する。すると、バイポーラトランジスタＴｒ１がオンする。
【００４８】
バイポーラトランジスタＴｒ１がオンすると、直流電圧発生回路２の正極側からインバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａ、バイポーラトランジスタＴｒ１および直流電圧発生回路２の負極側の経路で電流が流れる。このとき、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａに電磁エネルギーが蓄積される。また、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂに電流が誘起され、この誘起電流は、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａ、予熱用コンデンサＣ６、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ｂ、接続点ａ、電流変成器ＣＴ１の一次巻線ＣＴ１ａ、直流カット用コンデンサＣ５、接続点ｂおよびインバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂの経路で流れる。このとき、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａ，４ｂが予熱され、電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに二次電流が誘起される。
【００４９】
電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに誘起された二次電流は、ダイオードＤ１を介してバイポーラトランジスタＴｒ１のベースに供給され、ベースからエミッタ側に流れる。これにより、バイポーラトランジスタＴｒ１は、電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに流れる二次電流がベースに供給されてオン状態を維持する。そして、制御回路５は、電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに流れる二次電流によりバイポーラトランジスタＴｒ１がオン状態を維持すると、抵抗Ｒ１を介して起動電流をバイポーラトランジスタＴｒ１に供給することを停止する。以降、バイポーラトランジスタＴｒ１は、電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに流れる二次電流がベースに供給されることによりオンされる。
【００５０】
そして、制御回路５は、バイポーラトランジスタＴｒ１のオン期間が所定期間になった時点で、電界効果トランジスタＦＥＴ１をオンさせる。すると、電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに流れる二次電流は、電界効果トランジスタＦＥＴ１側に流れ、バイポーラトランジスタＴｒ１のベース側に流れなくなり、また、ベース電荷が電界効果トランジスタＦＥＴ１により放電されるので、バイポーラトランジスタＴｒ１はオフする。
【００５１】
バイポーラトランジスタＴｒ１がオフすると、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａに蓄積された電磁エネルギーによる回生電流が、接続点ｅ、共振用コンデンサＣ３、接続点ｆおよび一次巻線Ｔ１ａの閉回路内で流れる。そして、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂに誘起された誘起電流は、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａ側からフィラメント電極４ｂ側の方向、すなわち接続点ａから接続点ｂの方向への流れを維持している。なお、接続点ｅは、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａ、バイポーラトランジスタＴｒ１のコレクタおよび共振用コンデンサＣ３の接続点であり、接続点ｆは、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａ、コンデンサＣ２および共振用コンデンサＣ３の接続点である。
【００５２】
そして、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａに蓄積された電磁エネルギーが消費されると、共振用コンデンサＣ３に蓄積された電荷による放電電流が、接続点ｅ、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａ、接続点ｆおよび共振用コンデンサＣ３の閉回路内で流れる。このとき、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂに誘起された誘起電流は、接続点ｂ、直流カット用コンデンサＣ５、電流変成器ＣＴ１の一次巻線ＣＴ１ａ、接続点ａ、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ｂ、予熱用コンデンサＣ６、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａおよびインバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂの経路で流れて、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａ，４ｂを予熱する。
【００５３】
そして、電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに誘起された二次電流は、ダイオードＤ２、コンデンサＣ４および電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂの閉回路内に流れ、バイポーラトランジスタＴｒ１のベースに供給されない。この時、制御回路５は、電界効果トランジスタＦＥＴ１をオフさせる。電界効果トランジスタＦＥＴ１をオフしても、電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに誘起された二次電流がバイポーラトランジスタＴｒ１のベースに供給されないので、バイポーラトランジスタＴｒ１はオフ状態を維持する。
【００５４】
そして、接続点ｅ側から共振用コンデンサＣ３に蓄積された電荷が消費されると、接続点ｆ側から共振用コンデンサＣ３に蓄積された電荷による放電電流が接続点ｆ、インバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａ、接続点ｅおよび共振用コンデンサＣ３の経路で流れる。このとき、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂに誘起された誘起電流は、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａ側からフィラメント電極４ｂ側の方向、すなわち接続点ａから接続点ｂの方向に流れ、電流変成器ＣＴ１の二次巻線ＣＴ１ｂに誘起された二次電流は、ダイオードＤ１を介してバイポーラトランジスタＴｒ１のベースに供給され、バイポーラトランジスタＴｒ１がオンする。
【００５５】
バイポーラトランジスタＴｒ１がオンすると、直流電圧発生回路２の正極側からインバータトランスＴ１の一次巻線Ｔ１ａ、バイポーラトランジスタＴｒ１および直流電圧発生回路２の負極側の経路で電流が流れ、以後、上述を繰り返す。そして、数回の繰り返しにおいて、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａ，４ｂが十分に予熱されて、フィラメント電極４ａ，４ｂ間に始動電圧が印加されて、蛍光ランプ４が点灯する。蛍光ランプ４が点灯すると、フィラメント電極４ａ，４ｂ間にランプ電流が流れ、ランプ電圧が発生する。
【００５６】
上述したように、バイポーラトランジスタＴｒ１がオンオフ動作することにより、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂ間に非対称の出力電圧が発生し、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａ，４ｂ間に印加される。そして、蛍光ランプ４の電圧−電流の非線形性により、図２に示すように、ランプ電流ｉに直流成分が発生する。そして、蛍光ランプ４のランプ電圧に直流成分（直流電圧）が重畳される。すなわち、蛍光ランプ４のランプ電流ｉは高周波電流と直流成分からなり、ランプ電圧は高周波電圧と直流成分（直流電圧）からなっている。
【００５７】
そして、蛍光ランプ４のランプ電流ｉのうち、高周波電流は、直流カット用コンデンサＣ５を介して接続点ａおよび接続点ｂ間を双方向に流れ、直流成分は、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路を介して接続点ａ側から接続点ｂ側に流れる。この結果、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の両端間には、ランプ電流ｉの直流成分による直流電圧Ｖｄｃが発生する。この直流電圧Ｖｄｃは、フィラメント電極４ａ，４ｂ間に発生するランプ電圧の直流成分（直流電圧）と同等である。
【００５８】
本発明者は、ランプ電流ｉの直流成分、すなわちランプ電圧の直流成分Ｖｄｃに対して、蛍光ランプ４がカタホリシスおよびストライエーションの両現象を発生しない条件を試験した。
【００５９】
図３は、蛍光ランプ４の最冷点温度Ｔｃおよびランプ電圧の直流成分の測定箇所を示す概略ブロック図である。図中、１０は放電ランプ用点灯装置であり、図１に示す放電ランプ点灯装置１から蛍光ランプ４が除去されて構成されている。そして、蛍光ランプ４は、例えば３２Ｗの直管形蛍光ランプを用い、適合する照明器具１１に装着した。そして、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の両端間に発生する直流電圧、すなわちランプ電流ｉの直流成分による直流電圧Ｖｄｃは、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａ，４ｂ間に直流電圧計１２を接続して測定した。そして、蛍光ランプ４の最冷点温度Ｔｃは、蛍光ランプ４の管端部表面の温度を測定した。蛍光ランプ４の各箇所の温度を測定した結果、管端部表面が最も温度が低かった箇所である。また、照明器具１１は、密閉された広い空間の室内に配設され、蛍光ランプ４の周囲温度は、蛍光ランプ４の熱影響を受けない箇所、例えば蛍光ランプ４から約１ｍ離間した空間で測定した。
【００６０】
図４は、その試験結果であり、周囲温度を変化させたときのランプ電圧の直流成分（直流電圧）Ｖｄｃと蛍光ランプ４の最冷点温度Ｔｃを示す特性図である。図中、Ａ〜Ｄは、本試験品による試験結果である。本試験品Ａ〜Ｄの直流電圧Ｖｄｃは、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の抵抗値を可変して設定したものである。例えば、試験品Ｃは、最冷点温度Ｔｃが５℃のとき、直流電圧Ｖｄｃが１．５７Ｖとなるように抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の抵抗値を設定したものである。
【００６１】
そして、図４に示すように、蛍光ランプ４の周囲温度が上昇し、最冷点温度Ｔｃが上昇すると、ランプ電流ｉも変化するので、直流電圧Ｖｄｃも変化している。そして、試験品Ａは、最冷点温度Ｔｃが５〜１０℃のときにストライエーションの発生があった。そして、試験品Ｂおよび試験品Ｃは、最冷点温度Ｔｃが５〜４０℃の範囲では、カタホリシスおよびストライエーションの両現象の発生は観測されなかった。そして、試験品Ｂは、最冷点温度Ｔｃが４０℃のときに、直流電圧Ｖｄｃが０．５３Ｖであった。また、試験品Ｄは、最冷点温度Ｔｃが１３℃以下でカタホリシス現象の発生が観測された。
【００６２】
上記の試験結果より、蛍光ランプ４は、最冷点温度Ｔｃが５〜４０℃のときにランプ電圧の直流成分が０．５〜１．６Ｖとなるように設定されていると、カタホリシスおよびストライエーションの両現象が発生しないことが判明した。そして、蛍光ランプ４の最冷点温度Ｔｃは、蛍光ランプ４の周囲温度を調節することにより行ったが、この周囲温度は、最冷点温度Ｔｃよりも約５℃低い値であった。したがって、蛍光ランプ４は、上記同様、周囲温度が０〜３５℃のときにランプ電圧の直流成分が０．５〜１．６Ｖとなるように設定されていると、カタホリシスおよびストライエーションの両現象の発生を防止できる。
【００６３】
図１において、蛍光ランプ４の最冷点温度Ｔｃが５〜４０℃のときに、または蛍光ランプ４の周囲温度が０〜３５℃のときに、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の両端間に０．５〜１．６Ｖの直流電圧Ｖｄｃが発生するように、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の抵抗値を予め設定することにより、蛍光ランプ４は、カタホリシスおよびストライエーションの両現象の発生が防止される。
【００６４】
そして、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の両端間に発生する直流電圧Ｖｄｃは、直流電圧検出回路６により検出されている。蛍光ランプ４は、長期間点灯すると、フィラメント電極４ａ，４ｂに塗布されている電子放射物質の飛散やフィラメント電極４ａ，４ｂの消耗などにより、やがて半波放電するようになり、寿命となる。蛍光ランプ４が半波放電すると、直流電流が発生し、ランプ電流ｉの直流成分（直流電流）に重畳される。
【００６５】
例えば、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ｂに塗布されている電子放射物質がなくなると、半波放電による直流電流がフィラメント電極４ａ側からフィラメント電極４ｂ側、すなわち接続点ａ側から接続点ｂ側に流れる。そして、この半波放電による直流電流は、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路に流れ、その両端間に発生する直流電圧Ｖｄｃを上昇させる。そして、半波放電が大きくなり、半波放電による直流電流が大きくなるにしたがい、当該直流電圧Ｖｄｃは上昇していく。そして、直流電圧Ｖｄｃが予め設定された所定値以上、例えば２Ｖ以上になると、直流電圧検出回路６は、異常信号を制御回路５に出力する。すなわち、フォトカプラＰＣ１のダイオードＰＤ１が発光してフォトトランジスタＰＴｒ１が導通することにより、定電圧源Ｖｃｃの定電圧（電圧信号）が制御回路５に入力しないようにする。
【００６６】
そして、制御回路５は、直流電圧検出回路６から出力された異常信号に応じて、すなわち、定電圧源Ｖｃｃの電圧信号が入力されなくなると、電界効果トランジスタＦＥＴ１をオンさせてバイポーラトランジスタＴｒ１をオフさせる、または電界効果トランジスタＦＥＴ１のオフ期間を短くしてバイポーラトランジスタＴｒ１の動作周波数を高くする。この結果、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｔ１ｂ間に高周波電圧が出力されなくなり、または出力される高周波電圧が低下して、蛍光ランプ４は消灯または減光する。これにより、蛍光ランプ４の寿命が報知され、ランプ交換が促進される。
【００６７】
また、蛍光ランプ４のフィラメント電極４ａに塗布されている電子放射物質がなくなると、半波放電による直流電流がフィラメント電極４ｂ側からフィラメント電極４ａ側、すなわち接続点ｂ側から抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路に流れる。そして、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路には、ランプ電流ｉの直流成分が接続点ａ側から接続点ｂ側に流れているので、この半波放電による直流電流は、ランプ電流ｉの直流成分を超える電流量のときに、接続点ｂ側を正極として抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路の両端間に直流電圧Ｖｄｃを発生させる。そして、この直流電圧Ｖｄｃが予め設定された所定値以上、例えば２Ｖ以上になると、直流電圧検出回路６は、異常信号を制御回路５に出力する。
【００６８】
上述したように、放電ランプ点灯装置１は、蛍光ランプ４の最冷点温度が５〜４０℃のときに、または蛍光ランプ４の周囲温度が０〜３５℃のときに、蛍光ランプ４のランプ電圧の直流成分が０．５〜１．６Ｖとなるように設定されているので、通常の使用状態において、蛍光ランプ４に対するカタホリシスおよびストライエーションの両現象の発生を防止することができる。
【００６９】
そして、高周波点灯回路３は、直流カット用コンデンサＣ５に並列的に抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路を接続し、この直列回路にランプ電流ｉの直流成分を流して、０．５〜１．６Ｖの直流電圧Ｖｄｃを発生させているので、当該直流電圧Ｖｄｃの設定は、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の抵抗値を適宜設定することにより容易に行うことができる。
【００７０】
また、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３の直列回路には、蛍光ランプ４の半波放電による直流電流が流れ、この直列回路の両端電圧が予め設定された所定値以上に上昇したときに、蛍光ランプ４を消灯または減光させるようにしているので、蛍光ランプ４の寿命を視認することができて、直ちにランプ交換をすることができる。
【００７１】
なお、高周波点灯回路は、図１に示す高周波点灯回路３に限らず、蛍光ランプ４の最冷点温度Ｔｃが５〜４０℃または周囲温度が０〜３５℃のときに蛍光ランプ４のランプ電圧の直流成分が０．５〜１．６Ｖとなるように構成されていればよいものである。
【００７２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００７３】
図５は、本発明の第２の実施形態を示す照明器具の外観図である。なお、図１または図３と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００７４】
図５に示す照明器具１３は、天井等に直付けされる直付照明器具である。照明器具１３は、照明器具本体１４の下面の両端にランプソケット１５，１５が設けられ、これらランプソケット１５，１５間に蛍光ランプ４が挟持され接続されている。また、蛍光ランプ４に光学的に対向し、蛍光ランプ４からの放射光を反射させる反射面１６ａが形成された反射体１６が照明器具本体１４に取付けられている。また、照明器具本体１４は、反射面１６ａの背面側に放電ランプ用点灯装置１０を配設している。
【００７５】
照明器具１３は、蛍光ランプ４の最冷点温度が５〜４０℃のときに、または蛍光ランプ４の周囲温度が０〜３５℃のときに、ランプ電圧の直流成分が０．５〜１．６Ｖとなるように構成された放電ランプ用点灯装置１０を配設しているので、通常の使用環境において、蛍光ランプ４にカタホリシスおよびストライエーションの両現象を発生させなくすることができる。また、蛍光ランプ４の寿命時、蛍光ランプ４が消灯または減光するので、蛍光ランプ４の寿命を容易に視認できて、直ちにランプ交換をすることができる。
【００７６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、放電ランプの最冷点温度が５〜４０℃または周囲温度が０〜３５℃のときに放電ランプのランプ電圧の直流成分が０．５〜１．６Ｖとなるように構成されているので、放電ランプのカタホリシスおよびストライエーションの両現象の発生を防止することができ、直流カット用コンデンサに並列的に接続された直列的に接続された第１および第２の抵抗にランプ電流の直流成分が流れるので、この第１および第２の抵抗の抵抗値を適宜設定することにより、ランプ電圧の直流成分が０．５〜１．６Ｖとなるように容易に設定することができ、直流電圧発生回路が放電ランプのランプ電圧の直流成分を検出し、当該直流成分が予め設定された所定値以上のときに異常信号を出力し、この異常信号に応じて制御回路がスイッチ素子のオンオフ動作を停止または低減させるので、放電ランプは消灯または減光し、放電ランプの寿命などによる半波放電の異常状態を視認することができて、直ちにランプ交換をすることができる。
【００８０】
請求項２の発明によれば、放電ランプのランプ電圧の直流成分が０．５〜１．６Ｖとなるように構成された放電ランプ点灯装置を具備するので、カタホリシスおよびストライエーションの両現象が発生しにくい放電ランプを備えた照明器具を提供することができ、また、放電ランプの寿命などの半波放電が発生した時に、放電ランプが消灯または減光するので、放電ランプの寿命を容易に視認することができ、直ちにランプ交換をすることができる照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す放電ランプ点灯装置の回路図。
【図２】同じく、ランプ電流の電流波形図。
【図３】同じく、放電ランプの最冷点温度およびランプ電圧の直流成分の測定箇所を示す概略ブロック図。
【図４】同じく、ランプ電圧の直流成分と放電ランプの最冷点温度を示す特性図。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す照明器具の外観図。
【符号の説明】
１…放電ランプ点灯装置、２…直流電圧源としての直流電圧発生回路、３…高周波点灯回路、４…放電ランプとしての蛍光ランプ、５…制御回路、６…直流電圧検出回路、１３…照明器具、１４…照明器具本体
【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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