JP2009158184A - 無電極放電ランプ装置、及びそれを用いた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】始動補助光源の短寿命化を招くことなく、暗所に長時間置いた後でも短時間で点灯始動し、長期間の使用において確実に暗所でのバルブの点灯始動を確保できる無電極放電ランプ装置と、それを用いた照明器具を提供する。
【解決手段】内部に放電ガスを封入したバルブ２００と、バルブ２００を保持するカプラ３００と、カプラ３００の誘導コイル３３０に点灯電力を供給する点灯回路４００と、バルブ２００の始動時にバルブ２００に光を照射する始動補助光源５１０を備えた始動補助回路５００とからなる無電極放電ランプ装置１００において、始動補助回路５００にバルブ２００の光及びバルブ２００に照射される光を検知するＣｄＳセル５２１を設け、始動補助光源５１０を、明所でのバルブ２００の点灯始動時には点灯せず、暗所でのバルブ２００の点灯後には消灯することにより、始動補助光源５１０の寿命を長くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、無電極放電ランプ装置、及びこの無電極放電ランプ装置を用いた照明器具に関するものである。

従来から、放電ガスを封入したバルブ（気密容器）に近接された誘導コイルに対して高周波電流を流し、バルブ内の放電ガスに高周波電磁界を作用させてバルブを点灯させる、無電極放電ランプ装置が提供されている。

この種の無電極ランプ装置は、図１０に示すようなものが提供されている。図１０の無電極放電ランプ装置９００は、ガラスなどの透光性材料からなるバルブ９１０と、バルブ９１０を保持するカプラ９２０と、外部からの電力から高周波電流を発生してカプラ９２０に高周波電流を供給する点灯回路９３０とで構成されている。

バルブ９１０は、内側に金属蒸気と希ガスとの混合気体である放電ガスが封入された気密容器であり、内面には全面に蛍光体膜９１２や保護膜９１３が塗布されている。また、バルブ９１０には、内側に落ち窪んだ凹状のキャビティ９１１が形成されており、キャビティ９１１の底部９１４から開口部９１７に向かって、内部に水銀蒸気の供給源である水銀化合物９１６を封入した排気細管９１５が溶着されている。

カプラ９２０は、円筒状のボビン９２１と、高周波磁気特性の良好な軟磁性材料からなる略円筒状に形成されたコア９２２と、そのコア９２２の外周に巻装される誘導コイル９２３とを備えており、ボビン９２１にコア９２２と誘導コイル９２３とが取り付けられる。

そして、ボビン９２１が、バルブ９１０のキャビティ９１１の内部に挿入されて、バルブ９１０はカプラ９２０に保持される。この無電極放電ランプ装置９００は、点灯回路９３０から高周波電流をカプラ９２０の誘導コイル９２３に流して、高周波電磁界を発生させて放電ガスを励起し、このときに放射された紫外線をバルブ９１０の蛍光体膜９１２によって可視光に変換する。

このような無電極放電ランプ装置は、道路灯や高天井灯、街路灯などの様々な場所に使用されている。このため、様々な環境下での使用に対応させるために、様々な改良が行われている。

例えば、無電極放電ランプの周囲温度が変化しても、広い温度範囲で高い光出力が得られるようにするために、水銀蒸気の供給源である水銀化合物に、ビスマス−インジウム−水銀アマルガムを使用したものがある。しかし、このビスマス−インジウム−水銀アマルガムは、高い光出力を実現するには、高い水銀蒸気圧を確保する必要があり、必要な温度に達するまでの時間がかかってしまう。つまり、点灯始動時間が長いという短所があり、ビスマス−インジウム−水銀アマルガムを使用した無電極放電ランプ装置では、安定点灯時の光出力に対して６０％の光出力を確保するのには１分程度の時間がかかるという結果が得られている。

そこで、無電極放電ランプ装置の点灯始動時間を短縮するために、水銀蒸気の供給源として純粋な水銀滴を使用した無電極放電ランプが提供されている。この水銀滴は、上述のビスマス−インジウム−水銀アマルガムに比べて、低い温度でも高い水銀蒸気圧を得ることができることから、必要な温度に達するまでの時間が短く、無電極放電ランプが始動した後、２〜３秒以内に最大出力の５０％に達するため、ランプの点灯始動時間を短縮することができる。

しかし、バルブの体積に対して入力電力が大きい高負荷のランプである場合や、周囲温度が高い場合には、バルブの温度が高くなるために内部の水銀蒸気圧が高くなりすぎて、逆に光出力が低下してしまう。したがって、水銀滴を使用する場合には、水銀の蒸気圧を制御するために、最冷点を確保する必要がある。最冷点とは、バルブの表面の中で最も温度が低くなる部位であり、その温度は３５〜４５℃程度とすることが好ましい。そしてこの最冷点を確保については、バルブの表面から外側に向かって突出する突出部を設け、この突出部を最冷点とする手段が知られている。

このような無電極放電ランプ装置では、周囲温度が極端に低下した場合にも、バルブ内に確実に水銀を放出することが可能であり、ランプへの入力電力が低下した場合にも有効である。このような無電極放電ランプでは、調光方式として、点灯のＯＮ−ＯＦＦを繰り返すＰＷＭ調光を採用している。

ところで、蛍光灯などの放電ランプでは、その点灯始動時に放電空間の初期電子を利用して放電を開始している。無電極放電ランプでは、熱電極のような初期電子発生源を有していないため、バルブ内に偶然存在する電子によって放電を開始する。この際、明所では、外部からの紫外線や可視光によってバルブ内の放電ガスがある程度電離し、初期電子が比較的多く存在しているため、バルブの発光までの時間が比較的短い。これに対して、未動作の状態で暗所に長時間放置した後などでは、バルブ内の放電ガスがほとんど電離しておらず、初期電子が少ないため、バルブの発光までの時間が長くなるという問題があった。

そこで、従来の無電極放電ランプ装置などでは、暗所での点灯始動時間を短縮するために、セシウムなどの金属単体、またはその酸化物などの仕事関数の小さい物質をガラスのメッシュ線材に担持させ、バルブの内壁に取り付けて暗所始動補助材を使用することが行われていた。しかし、このような無電極放電ランプ装置では、セシウムの取り扱いが難しく、取り扱いが不適切な場合には無電極放電ランプ装置の短寿命化を招くという問題があった。

また、他の従来の無電極放電ランプ装置では、暗所での点灯始動時間を短縮するために、無電極放電ランプ装置の近傍に始動補助光源を配置し、バルブの点灯始動時に始動補助光源からバルブに光を照射してバルブ内の初期電子を増加させることが行われていた。この始動補助光源は、例えば、無電極放電ランプ装置の誘導コイルと磁気的に結合する補助コイルに接続されており、無電極放電ランプ装置の点灯時に誘導コイルに流れる高周波電流による誘導起電力により点灯させる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−５６８０３号公報

ところで、始動補助光源を用いた無電極放電ランプ装置では、バルブの点灯始動から一定時間経過後に始動補助光源を消灯させたり、バルブの点灯前後での電磁界の変化を利用して始動補助光源を消灯させたりすることで、バルブの発光後に始動補助光源が不必要に点灯し続けることを防いでいた。

しかしながら、上記の方法では、例えば、バルブの周囲が明るく、バルブ内の放電ガスがすでに電離しており、初期電子が存在する場合においても、無電極放電ランプ装置を始動させた際には始動補助光源を点灯させてしまうため、始動補助光源が短寿命化してしまう。また、無電極放電ランプ装置をＰＷＭ調光により点灯すると、始動補助光源は早い周期で点灯と消灯を繰り返してしまい、点灯の際にかかる高い電圧によって、始動補助光源が短寿命化してしまう。これらにより、始動補助光源の不動作が発生し、無電極放電ランプ装置の暗所での点灯始動不良が発生してしまう。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、始動補助光源の短寿命化を招くことなく、長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保し、さらに、暗所でも短時間で点灯始動する無電極放電ランプ装置と、それを用いた照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、内部に放電ガスを封入されて、内面に蛍光体が塗布されたバルブと、バルブの内側に窪んだ凹状のキャビティと、キャビティに挿入されて、高周波電流が供給されることにより高周波電磁界を発生して放電ガスを励起し、発光させる誘導コイルと、誘導コイルに高周波電流を供給する点灯回路と、バルブに光を照射する始動補助光源と、点灯回路によるバルブの点灯始動時に、始動補助光源に点灯電力を供給して点灯させる始動補助回路とを備え、始動補助回路は、バルブの発光及びバルブに照射される光に応じた明るさを検知して、当該検知した明るさが増大すると、始動補助光源への点灯電力を低減して消灯させる第１の始動補助光源消灯手段を設けていることを特徴とする。

この発明によれば、明所での無電極放電ランプ装置の点灯始動時には、始動補助回路の第１の始動補助光源消灯手段が、始動補助光源への点灯電力の供給を低減した状態であり、無電極放電ランプ装置の点灯始動時には、始動補助光源の点灯電力が供給されず、消灯したままとなる。したがって、始動補助光源を不必要に発光させることが無いので、始動補助光源の寿命を長くすることができ、長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保することができる。

また、暗所での無電極放電ランプ装置の点灯始動時には、バルブを始動補助光源で照射しながら高周波電磁界によってバルブの内部の放電ガスを励起させてバルブを発光させる。したがって、暗所でも短時間で点灯させることができる。

さらに、暗所での無電極放電ランプ装置の点灯始動後には、バルブの発光による明るさが増大するにつれて、第１の始動補助光源消灯手段が始動補助光源への点灯電力の供給を低減して消灯する。したがって、バルブの発光後に始動補助光源を点灯し続けることがないため、始動補助光源の寿命を一層長くすることができ、長期間の使用においても確実に暗所での点灯始動を確保することができる。

請求項２の発明は、請求項１において、始動補助光源は、半波整流素子が直列接続されていることを特徴とする。

この発明によれば、半波整流素子により、始動補助光源に半波整流電圧が印加されるため、通電時間が短くなる。これにより、始動補助光源の短寿命化を招くことなく、長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保することができる。

請求項３の発明は、請求項１または２において、始動補助回路は、バルブの発熱に応じた温度を検知して、当該検知した温度が上昇すると、始動補助光源への点灯電力を低減して消灯させる第２の始動補助光源消灯手段を設けていることを特徴とする。

この発明によれば、無電極放電ランプ装置を消灯した直後に、誘導コイルに高周波電流を供給する場合、つまり、バルブが直前まで発光しており、バルブ内部の放電ガスの励起を補助するエネルギーがまだ維持されている場合には、始動補助回路の第２の始動補助光源消灯手段の温度が高いため、始動補助光源への点灯電力の供給が低減された状態であり、点灯始動時には、始動補助光源が消灯したままとなる。したがって、始動補助光源を不必要に発光させることがなく、始動補助光源の寿命をさらに長くすることができ、長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保することができる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかに記載の無電極放電ランプ装置と、無電極放電ランプ装置を搭載した本体とを備えることを特徴とする照明器具である。

この発明によれば、明所での無電極放電ランプ装置の点灯始動時には、始動補助光源を不必要に発光させることが無いため、始動補助光源の寿命が長く、長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保した照明器具を得ることができる。

また、暗所での無電極放電ランプの点灯始動時には、バルブを始動補助光源で照射しながら高周波電磁界によってバルブの内部の放電ガスを励起させてバルブを発光させる。したがって、暗所に長時間置いた後でも短時間で点灯させることができる。

さらに、暗所での無電極放電ランプ装置の点灯始動後には、バルブの光が増大すると、第１の始動補助光源消灯手段が始動補助光源への点灯電力の供給を低減して消灯するため、始動補助光源の寿命を一層長くすることができ、長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保した照明器具を得ることができる。

以上説明したように、本発明では、始動補助光源の短寿命化を招くことなく、長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保し、さらに、暗所でも短時間で点灯始動する無電極放電ランプ装置及び、それを用いた照明器具が得られるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の無電極放電ランプ装置を、図１〜図４を用いて説明する。本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、図１に示すように、気密容器であるバルブ２００と、バルブ２００を装着させるカプラ３００と、カプラ３００に高周波電流を供給する点灯回路４００と、バルブ２００に光を照射する始動補助回路５００とからなる。

バルブ２００は、図３に示すように、略球状の球状部２１０と、球状部２１０から外側に突出したネック部２２０からなり、内径１１０ｍｍの略電球形状に形成されている。このバルブ２００の内部には、放電ガスとして、ネオン・アルゴンの混合ガスが３０Ｐａの圧力で封入されており、バルブ２００の内面には、全面に蛍光体膜２４０及び保護膜２５０が塗布されている（尚、図１では、バルブ２００の内部の蛍光体膜２４０及び保護膜２５０を、一部のみ図示している）。

バルブ２００のネック部２２０は、先端の外周には溝部２２１が形成されており、先端から球状部２１０の内側に窪んだ有底筒状のキャビティ２３０が形成されている。そして、キャビティ２３０の底部２３１には、キャビティ２３０の開口部２３２に向かって設けられた排気細管２３３が溶着されている。

バルブ２００のキャビティ２３０に形成された排気細管２３３は、ガラスにより管状に形成されており、先端２３８は封止されて、管内の略中央には突部２３５が形成されている。そして、排気細管２３３の先端２３８と突部２３５との間には、先端２３８の側からガラスロッド２３７、金属容器２３４、ガラスロッド２３６の順で封入されている。

金属容器２３４は、鉄−ニッケル合金からなり、総量が略２０ｍｇ、重量比で５０：５０のＺｎ−Ｈｇ（亜鉛−水銀）化合物が収納されている。これは、バルブ２００の中に水銀を放出させるためのものである。

ガラスロッド２３６は、水銀蒸発抑制のために設けられており、水銀が過剰にバルブ２００の中に拡散することを防ぎ、バルブ２００の黒化を抑制するものである。また、ガラスロッド２３６は、ガラスロッド２３７とともに、排気細管２３４中における金属容器２３４の位置決めをしている。

この排気細管２３３は、バルブ２００に所望の最冷点を設けるとともに、内部にＺｎ−Ｈｇ化合物を収納した金属容器２３４を封入することで、無電極放電ランプ装置１００の光束立ち上がりを早めるものである。

カプラ３００は、図４に示すように、バルブ２００を保持する基台３１０と、基台３１０に装着される、Ｍｎ−Ｚｎフェライトなどの軟磁性体からなる円筒状のコア３２０と、コア３２０に巻回して取り付けられる誘導コイル３３０とで構成されている。

基台３１０は、基底部３４０と、一端を基底部３４０の略中央に固定された円筒状のボビン３１３と、一端を基底部３４０に固定された円筒状の口金３１２を備える。ボビン３１３は、絶縁性の樹脂などからなり、外周に沿ってコア３２０及び誘導コイル３３０が装着されている。口金３１２は、バルブ２００のネック部２２０が挿入されて嵌合する開口部を他端に形成しており、この開口部から、ボビン３１３が突出している。さらに、口金３１２の内側面には、内側に突出した突片３１５が形成されている。

そして、バルブ２００はカプラ３００に対して、次のようにして取り付けられる。まず、バルブ２００のキャビティ２３０に形成された排気細管２３３を、その先端２３８から、円筒状のボビン３１３の内部に挿入する。その後、バルブ２００のネック部２２０に形成された溝部２２１に、カプラ３００の口金３１２の内側面に形成された突片３１５を係止させる。これにより、バルブ２００はカプラ３００に取り付けられる。また、カプラ３００のコア３２０及び誘導コイル３３０は、バルブ２００のキャビティ２３０内に配置される。

点灯回路４００は、図１に示すように、プラグ４２０，電力線４１０を介して商用電源を入力されて、数百ｋＨｚの高周波電流に変換して、その高周波電流を、電力線４３０を介してカプラ３００の誘導コイル３３０に供給する。

始動補助回路５００は、口金３１２に設けられており、図２に示すように、バルブ２００に光を照射することで発光の始動を補助する始動補助光源５１０と、始動補助光源５１０の点灯や消灯を制御する第１の始動補助光源消灯手段であるＣｄＳセル５２１と、電流制御抵抗５３０とで構成されている。

始動補助光源５１０は、白熱電球などであり、図１に示すようにカプラ３００の口金３１２の内側に設置されており、ＣｄＳセル５２１は口金３１２の外側の基底部３４０に設置されている。そして、始動補助光源５１０と電流制御抵抗５３０との直列回路は、カプラ３００の誘導コイル３３０に対して並列接続されており、ＣｄＳセル５２１は、始動補助光源５１０に対して並列接続されている。

ＣｄＳセル５２１は、硫化カドミウムを主成分とした光導電素子であり、光が照射されていない場合には電気抵抗が高く、照射される光が増大するにつれて電気抵抗が低下する特性を有している。そして、このＣｄＳセル５２１は、バルブの発光及びバルブに照射される光を受けることができるように、カプラ３００の口金３１２の外側の基底部３４０に設置されており、始動補助光源５１０に対して並列接続されていることから、ＣｄＳセル５２１に光が照射されていない場合には電気抵抗が高く、ＣｄＳセル５２１に高周波電流が流れないため、始動補助光源５１０に高周波電流が流れて点灯する。また、ＣｄＳセル５２１に照射される光が増大するにつれて電気抵抗が低下し、ＣｄＳセル５２１に高周波電流がバイパスされるため、始動補助光源５１０に流れる高周波電流が低減されて消灯する。

次に、本実施形態の無電極放電ランプ装置１００の動作について説明する。

まず、始動時に点灯回路４００に商用電源から電力が供給されると、点灯回路４００では、供給された電力から高周波電流を発生し、電力線４３０を介してカプラ３００の誘導コイル３３０及び始動補助回路５００に高周波電流を供給する。カプラ３００の誘導コイル３３０は、高周波電流が供給されることにより、誘導コイル３３０の周りに高周波電磁界が発生し、バルブ２００の内部の放電ガスの励起が始まる。

ここで、無電極放電ランプ装置１００が明所に設置されている場合では、バルブ２００の内部の放電ガスは、外光などの周囲の光の照射を受けているため、電離して初期電子が存在しており、バルブ２００の内部の放電ガスが高周波電磁界によって励起しやすい状態となっている。そして、カプラ３００の誘導コイル３３０が発生する高周波電磁界により、バルブ２００の内部の放電ガスが直ちに励起して紫外線が放出され、この紫外線を、蛍光体膜２４０を介して可視光に変換することでバルブ２００が発光する。

一方、始動補助光源５００は、ＣｄＳセル５２１に外光が照射されており、電気抵抗が低いため、ＣｄＳセル５２１に電流がバイパスされ、始動補助光源５１０への高周波電流の供給が低減されて消灯されたままの状態となる。

このように、本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、明所での点灯始動では、第１の始動補助光源消灯手段であるＣｄＳセル５２１の電気抵抗が高く、始動補助光源５１０への高周波電流の供給を低減した状態であり、始動補助光源５１０が消灯したままである。したがって、始動補助光源５１０を不必要に発光させることがなく、始動補助光源５１０の寿命を長くすることができ、無電極放電ランプ装置１００の長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保することができる。

次に、無電極放電ランプ装置１００が暗所に設置されている場合では、暗所での始動のため、バルブ２００の内部の放電ガスがほとんど電離しておらず、初期電子が少ないため、バルブ２００は直ちに発光しない。

一方、始動補助回路５００は、ＣｄＳセル５２１に外光が照射されておらず、電気抵抗が高いため、ＣｄＳセル５２１には電流が流れず、高周波電流は始動補助光源５１０に流れる。そして、始動補助光源５１０は、白熱電球などからなるため、直ちに点灯し、バルブ２００に光を照射する。

まだ発光していないバルブ２００の内部の放電ガスは、始動補助光源５１０からの光の照射を受けることにより電離し、初期電子が増加する。これにより、バルブ２００の内部の放電ガスが高周波電磁界によって励起しやすい状態となる。そして、カプラ３００の誘導コイル３３０が発生する高周波電磁界により、バルブ２００の内部の放電ガスが励起し、紫外線が放射され、この紫外線を、蛍光体膜２４０を介して可視光に変換し、バルブ２００が発光する。

このような本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、暗所での点灯始動の際に、始動補助回路５００の始動補助光源５１０に高周波電流を供給して点灯させ、始動補助光源５１０の光をバルブ２００に照射しているため、バルブ２００の点灯が早い。したがって、無電極放電ランプ装置１００を消灯後、暗所に長時間おいた後でも短時間で点灯させることができる。

また、本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、始動補助回路５００の始動補助光源５１０を口金３１２の内部に設けており、ＣｄＳセル５２１は口金３１２の外部に設けているため、始動補助光源５１０の光がＣｄＳセル５２１に直接照射されることがない。このように、始動補助光源５００の光が直接照射されない位置に第１の始動補助光源消灯手段であるＣｄＳセル５２１を設けることにより、無電極放電ランプ装置１００を暗所で始動する際、始動補助光源５００の光がＣｄＳセル５２１に照射されて、始動補助光源５００に供給される高周波電流を低減して消灯してしまうことを防ぐことができ、暗所でも短時間で点灯させることができる。

その後、バルブ２００の発光により、始動補助回路５００のＣｄＳセル５２１に照射される光が増大し、これに伴って、ＣｄＳセル５２１の電気抵抗が低下する。そして、ＣｄＳセル５２１に高周波電流がバイパスされることにより、始動補助光源５１０への高周波電流の供給が低減されて消灯する。

このような本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、バルブ２００の発光を第１の始動補助光源消灯手段であるＣｄＳセル５２１で検知し、ＣｄＳセル５２１に照射される光が増大すると、始動補助光源５１０への高周波電流を低減して消灯させるため、始動補助光源５１０を点灯し続けることがない。これにより、始動補助光源５１０の寿命を長くすることができ、無電極放電ランプ装置１００の長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保することができる。

また、このような本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、第１の始動補助光源消灯手段にＣｄＳセル５２１を使用しているため、始動補助光源５１０の点灯と消灯との切り替えの際の接点を用いることがない。これにより、始動補助光源５１０の点灯と消灯との切り替えを確実に行うことができるため、第１の始動補助光源消灯手段の信頼性が高い。

尚、図５は、本実施形態の無電極放電ランプ装置１００の始動補助回路５００を、補助コイル５２６を用いて、カプラ３００の誘導コイル３３０に対して磁気的に結合させた場合の回路図を示したものである。この場合、始動補助回路５００は、カプラ３００の誘導コイル３３０に流れる高周波電流による誘導起電力によって、上記の実施形態と同様に動作し、同様の効果を奏する。

また、本実施形態の無電極放電ランプ装置１００では、第１の始動補助光源消灯手段としてＣｄＳセル５２１を使用したが、ＣｄＳセル５２１に代えてＣｄＳｅセルやＰｂＳセルなどの光導電素子を使用することにより同様の効果を得ることができる。

（実施形態２）
本実施形態の無電極放電ランプ装置を、図６（ａ）を用いて説明する。本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、上記実施形態１に加えて、始動補助回路５００の始動補助光源５１０にダイオード５２５を直列接続しており、これによって始動補助光源５１０に半波整流電圧を印加したことに特徴がある。尚、その他の構成は実施形態１と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

始動補助回路５００は、図６（ａ）に示すように、バルブ２００の発光の始動を補助する始動補助光源５１０と、始動補助光源５１０の点灯や消灯を制御するＣｄＳセル５２１と、電流制御抵抗５３０と、始動補助光源５１０に供給される高周波電流を半波整流するダイオード５２５とで構成されている。そして、始動補助光源５１０と電流制御抵抗５３０とダイオード５２５との直列回路はカプラ３００の誘導コイル３３０に並列接続され、ＣｄＳセル５２１は、始動補助光源５１０に対して並列接続されている。

このような本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、ダイオード５２５が始動補助光源５１０に対して直列接続されているため、始動補助光源５１０に半波整流電圧が印加され、通電時間が短くなる。したがって、始動補助光源５１０の寿命を長くすることができ、無電極放電ランプ装置１００の長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保することができる。

また、図６（ｂ）に示すように、本実施形態の無電極放電ランプ装置１００の始動補助回路５００を、補助コイル５２６を用いて、カプラ３００の誘導コイル３３０に対して磁気的に結合させた場合でも、上記の実施形態と同様の効果を奏する。

（実施形態３）
本実施形態の無電極放電ランプ装置を、図７を用いて説明する。本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、上記実施形態１と比べて、始動補助回路５００の始動補助光源５１０の設置場所が異なっており、これにより、無電極放電ランプ装置１００を灯具に取り付けて、照明器具として使用した場合においても、バルブ２００に照射される外光を確実に検知し、始動補助光源５１０の点灯と消灯との制御を行うことに特徴がある。尚、その他の構成は実施形態１と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

本実施形態の始動補助回路５００は、図７に示すように、口金３１２に設けられており、始動補助光源５１０と、第１の始動補助光源消灯手段であるＣｄＳセル５２１と、電流制御抵抗５３０とで構成されている。始動補助光源５１０はカプラ３００の口金３１２の内側に設置されており、ＣｄＳセル５２１は口金３１２の開口部近傍の外側面に設けられている。そして、始動補助光源５１０と電流制御抵抗５３０との直列回路は、補助コイル５２６によって、カプラ３００の誘導コイル３３０に対して磁気的に結合し、ＣｄＳセル５２１は、始動補助光源５１０に対して並列接続されている。

そして、バルブ２００がカプラ３００に取り付けられることにより、始動補助回路５００のＣｄＳセル５２１はバルブ２００の近傍に配置される。また、この無電極放電ランプ装置１００は、バルブ２００が発した光を配光制御する略半球状の反射板６５０に、図示しない取付手段によってカプラ３００の基底部３４０が取り付けられて、照明器具として使用される。

このような本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、ＣｄＳセル５２１がカプラ３００の口金３１２の開口部近傍の外側面に設けられており、バルブ２００の近傍に配置されているため、反射板６５０の開口部から外光などが入射して、バルブ２００に光が照射されるときにはＣｄＳセル５２１にも略同様に照射される。したがって、反射板６５０に取り付けられて使用された場合においても、外光などがバルブ２００に照射されているときには始動補助光源５１０を点灯させず、照射されていないときのみ始動補助光源５１０を点灯させるという制御をより確実に行うことができる。これにより、始動補助光源５１０を不必要に発光させることが無く、始動補助光源５１０の寿命を長くすることができ、長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保することができる。

（実施形態４）
本実施形態の無電極放電ランプ装置を、図８（ａ）を用いて説明する。本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、上記実施形態１に加えて、始動補助回路５００にＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタ５２３を備えており、これにより、バルブ２００の点灯始動時にバルブ２００が高温である場合には、始動補助回路５００の始動補助光源５１０への高周波電流の供給を低減し消灯することに特徴がある。尚、その他の構成は実施形態１と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

本実施形態の始動補助回路５００は、図８（ａ）に示すように、始動補助光源５１０と、第１の始動補助光源消灯手段であるＣｄＳセル５２１と、電流制御抵抗５３０と、第２の始動補助光源消灯手段であるＰＴＣサーミスタ５２３とで構成されている。そして、始動補助光源５１０と、電流制御抵抗５３０と、ＰＴＣサーミスタ５２３との直列回路はカプラ３００の誘導コイル３３０に並列接続されており、ＣｄＳセル５２１は、始動補助光源５１０に対して並列接続されている。

ＰＴＣサーミスタ５２３は、その温度が低い場合には電気抵抗が低く、温度が上昇するにつれて電気抵抗が増大する特性を持っている。そして、このＰＴＣサーミスタ５２３は、始動補助光源５１０に対して直列接続されているため、ＰＴＣサーミスタ５２３の温度が低く、電気抵抗が低い場合には、ＰＴＣサーミスタ５２３に高周波電流が流れるとともに始動補助光源５１０にも高周波電流が流れて点灯する。そして、バルブ２００の発熱に応じ、ＰＴＣサーミスタ５２３の温度が上昇し、電気抵抗が高くなった場合にはＰＴＣサーミスタ５２３に電流が流れないため、始動補助光源５１０にも高周波電流が流れずに消灯したままとなる。

本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、カプラ３００の誘導コイル３３０は、高周波電流が供給されることにより、誘導コイル３３０の周りに高周波電磁界が発生し、バルブ２００の内部の放電ガスの励起が始まり発光する。しかし、暗所での始動では、バルブ２００の内部の放電ガスがほとんど電離しておらず、初期電子が少ないため、バルブ２００は直ちには発光しない。

一方、始動補助回路５００は、ＣｄＳセル５２１には光が照射されておらず、電気抵抗が高いため、ＣｄＳセル５２１には電流が流れない。また、ＰＴＣサーミスタ５２３の温度が低く、電気抵抗が低いため、ＰＴＣサーミスタ５２３には電流が流れ、高周波電流は始動補助光源５１０に供給される。そして、始動補助光源５１０は、白熱電球などからなるため、直ちに点灯し、バルブ２００に光を照射する。

まだ発光していないバルブ２００の内部の放電ガスは、始動補助光源５１０から光の照射を受けることにより電離し、初期電子が増加する。これにより、バルブ２００の内部の放電ガスが高周波電磁界によって励起しやすい状態となる。そして、カプラ３００の誘導コイル３３０が発生する高周波電磁界により、バルブ２００の内部の放電ガスが励起し、紫外線が放射され、この紫外線を、蛍光体膜２４０を介して可視光に変換し、バルブ２００が発光する。

そして、バルブ２００の発光により、始動補助回路５００のＣｄＳセル５２１に光が照射され、これに伴って、ＣｄＳセル５２１の電気抵抗が低下し、ＣｄＳセル５２１に高周波電流がバイパスされることにより、始動補助光源５１０への高周波電流の供給が低減されて消灯する。

その後、バルブ２００は、内部の励起した放電ガスの放電や、放電ガスの励起により放射された紫外線が蛍光体膜２４０を介して発光することによって発熱する。この発熱により、始動補助回路５００のＰＴＣサーミスタ５２３の温度が上昇し、これに伴ってＰＴＣサーミスタ５２３の電気抵抗が増大して、始動補助回路５００の始動補助光源５１０と点灯回路４００とが電気的に絶縁状態となる。

このような本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、バルブ２００の発光を第１の始動補助光源消灯手段であるＣｄＳセル５２１で検知し、ＣｄＳセル５２１に照射される光が増大すると電気抵抗が低下し、始動補助光源５１０への高周波電流の供給を低減して消灯させるため、始動補助光源５１０を点灯し続けることがない。

また、バルブ２００の発熱に応じた温度を、第２の始動補助光源消灯手段であるＰＴＣサーミスタ５２３で検知し、ＰＴＣサーミスタ５２３の温度が上昇すると、電気抵抗が増大し、始動補助回路５００の始動補助光源５１０と点灯回路とが電気的に絶縁状態となる。これにより、ＣｄＳセル５２１に劣化や異常が発生し、電気抵抗が低下せず、始動補助光源５１０への高周波電流の供給が低減されなくなった場合においても、ＰＴＣサーミスタ５２３の電気抵抗が高いため始動補助光源５１０への高周波電流の供給を低減して消灯させるため、始動補助光源５１０を点灯し続けることが無い。

このように、ＣｄＳセル５２１とＰＴＣサーミスタ５２３とを用いることで、バルブ２００の発光後の始動補助光源５１０の消灯を確実に行うことができるため、始動補助光源５００を消灯する信頼性が高まり、始動補助光源５１０の寿命を長くすることができ、無電極放電ランプ装置１００の長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保することができる。

次に、無電極放電ランプ装置１００を消灯し、すぐにカプラ３００の誘導コイル３３０に高周波電流を供給すると、バルブ２００は直前まで発光していたため、バルブ２００の内部の放電ガスの励起を補助するエネルギーが維持されている。そのため、誘導コイル３３０に高周波電磁界を発生させることによって直ちにバルブ２００の内部の放電ガスが励起し、バルブ２００が点灯始動する。

一方、始動補助回路５００は、バルブ２００の消灯直後であり、ＰＴＣサーミスタ５２３の温度がまだ高く、電気抵抗が高いため、ＰＴＣサーミスタ５２３に高周波電流が流れない。したがって、始動補助光源５１０にも高周波電流が流れず、消灯したままとなる。

このような本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、バルブ２００の消灯直後において、バルブ２００の内に放電ガスの励起を補助するエネルギーがあるときには、始動補助光源５１０が消灯したままである。したがって、始動補助光源５１０を不必要に発光させることがなく、始動補助光源５１０の寿命を長くすることができ、無電極放電ランプ装置１００の長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保することができる。

また、このような本実施形態の無電極放電ランプ装置１００は、第２の始動補助光源消灯手段にＰＴＣサーミスタ５２３を使用しているため、始動補助光源５１０の点灯と消灯との切り替えの際の接点を用いることがない。これにより、始動補助光源５１０の点灯と消灯との切り替えを確実に行うことができ、第２の始動補助光源消灯手段の信頼性を高めることができる。

尚、本実施形態の無電極放電ランプ装置１００では、始動補助光源５１０に対するＰＴＣサーミスタ５２３の直列接続に代えて、ＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタを並列接続としても、上記の実施形態と同様の効果を奏する。また、本実施形態の無電極放電ランプ装置１００のＰＴＣサーミスタ５２３に代えて、バイメタルを用いてもよい。この場合、第２の始動補助光源消灯手段に接点を持つが、その他の構成は同様であり、本実施形態と同様の効果を奏する。

また、図８（ｂ）に示すように、本実施形態の無電極放電ランプ装置１００の始動補助回路５００を、補助コイル５２６を用いて、カプラ３００の誘導コイル３３０に対して磁気的に結合させた場合でも、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（実施形態５）
本実施形態の照明器具を、図９を用いて説明する。

本実施形態の照明器具は、実施形態１乃至４いずれかで示した無電極放電ランプ装置１００と、灯具６００とからなる。

灯具６００は、略半球状で一面に開口部６１０を有した反射板６２０と、反射板６２０の開口部６１０に覆設される透光性のパネル６３０とからなる。この反射板６２０は、例えば金属材料や樹脂などで、断面円弧状に形成されており、内部にカプラ３００の基底部３４０を取り付けるための図示しない固定部が設けられ、灯具６００の内部にバルブ２００とカプラ３００とが収納される。

このような本実施形態の照明器具は、実施形態１乃至４のいずれかの無電極放電ランプ装置１００を備えており、明所での始動時には、始動補助光源５１０を不必要に発光させることが無いため、始動補助光源５１０の寿命が長く、長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保した照明器具が得られる。

また、バルブ２００の点灯始動の際には、始動補助光源５１０の光をバルブ２００に照射しているため、暗所でのバルブ２００の点灯が早い。したがって、無電極放電ランプ装置１００を消灯後、長時間置いた後でも短時間で点灯させることができる照明器具が得られる。

さらに、バルブ２００の発光を第１の始動補助光源消灯手段であるＣｄＳセル５２１で検知し、バルブ２００の光が増大すると始動補助光源５１０を消灯させるため、始動補助光源５１０の寿命が長く、長期間の使用において確実に暗所での点灯始動を確保することができる照明器具が得られる。

また、第１の始動補助光源消灯手段にＣｄＳセル５２１を使用しており、始動補助光源５１０の点灯と消灯との切り替えの際の接点を用いることがないため、始動補助光源５１０の点灯と消灯との切り替えを確実に行うことができ、第１の始動補助光源消灯手段の信頼性が高い。

実施形態１の無電極放電ランプ装置の側面断面図である。 同上の始動補助回路の回路図である。 同上のバルブの断面図である。 同上のカプラ、点灯回路及び始動補助回路の側面断面図である。 同上の始動補助回路の別の形態を示す回路図である。 （ａ）（ｂ）実施形態２の無電極放電ランプの始動補助回路の回路図である。 実施形態３の無電極放電ランプ装置の側面断面図である。 （ａ）（ｂ）実施形態４の無電極放電ランプ装置の始動補助回路の回路図である。 実施形態５の照明器具を示した図である。 従来の無電極放電ランプ装置の側面断面図である。

符号の説明

１００ 無電極放電ランプ装置
２００ バルブ
３００ カプラ
３３０ 誘導コイル
４００ 点灯回路
５００ 始動補助回路
５１０ 始動補助光源
５２１ ＣｄＳセル（第１の始動補助光源消灯手段）

Claims (4)

1. 内部に放電ガスを封入されて、内面に蛍光体が塗布されたバルブと、
   バルブの内側に窪んだ凹状のキャビティと、
   キャビティに挿入されて、高周波電流が供給されることにより高周波電磁界を発生して放電ガスを励起し、発光させる誘導コイルと、
   誘導コイルに高周波電流を供給する点灯回路と、
   バルブに光を照射する始動補助光源と、
   点灯回路によるバルブの点灯始動時に、始動補助光源に点灯電力を供給して点灯させる始動補助回路とを備え、
   始動補助回路は、バルブの発光及びバルブに照射される光に応じた明るさを検知して、当該検知した明るさが増大すると、始動補助光源への点灯電力を低減して消灯させる第１の始動補助光源消灯手段を設けていることを特徴とする無電極放電ランプ装置。
2. 前記始動補助光源は、半波整流素子が直列接続されていることを特徴とする請求項１に記載の無電極放電ランプ装置。
3. 前記始動補助回路は、バルブの発熱に応じた温度を検知して、当該検知した温度が上昇すると、始動補助光源への点灯電力を低減して消灯させる第２の始動補助光源消灯手段を設けていることを特徴とする請求項１または２に記載の無電極放電ランプ装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の無電極放電ランプ装置と、無電極放電ランプ装置を搭載した本体とを備えることを特徴とする照明器具。

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