JP2010102960A - 無電極放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照度の低下を招くことなく始動電圧の上昇を抑制した低コストの無電極放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】無電極放電灯点灯装置１Ａ，１Ｂは、複数の無電極放電灯２を点灯させるために用いられる点灯装置であって、無電極放電灯２に点灯電力を供給する点灯回路部１１と、点灯始動時において上記複数の無電極放電灯２がタイミングをずらして間欠点灯するように点灯回路部１１を制御する制御部１２とを備えており、各無電極放電灯２間で間欠点灯のタイミングをずらすことで他の無電極放電灯２からの光が照射されない点灯期間が生じ、その結果各無電極放電灯２の始動電圧の上昇が抑えられ、始動性が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の無電極放電灯を安定点灯させるための無電極放電灯点灯装置に関するものである。

複数の蛍光ランプと、各蛍光ランプをそれぞれ点灯させる複数のバラストとを備えた多灯点灯形の照明器具が従来から提供されている。このような多灯点灯形の照明器具では、最初に点灯した何れかの蛍光ランプからの光が、まだ点灯していない残りの蛍光ランプに照射されることで残りの蛍光ランプの始動電圧が上昇し、始動しにくくなるという問題があった。

そこで、始動電圧の上昇を抑えるために、他の蛍光ランプからの光が入射しないように対策された照明器具が提案されている（例えば特許文献１参照）。この照明器具は、始動電圧を上昇させる原因となる光の波長と部位に着目したものであり、所定波長の光を透過させない遮光膜を電極部分に対応する発光管の両端部に塗布することで始動電圧の上昇を抑制している。
特許第３９２２０７２号公報（段落［００２７］−段落［００３１］、及び、第１図）

ここに、蛍光ランプには特許文献１に示した有電極のものと、電極が存在しない無電極のものとがあり、有電極の蛍光ランプの場合には上述のように電極部分に対応する発光管の両端部に遮光膜を塗布するだけで始動電圧の上昇を抑えることができるが、無電極の蛍光ランプの場合には他の蛍光ランプとの対向面すべてに遮光膜を塗布する必要がある。したがってこの場合、遮光膜が占める面積が大きくなることで十分な照度が確保できなかったり、所望の配光特性が得られない場合があった。

また、無電極の蛍光ランプは有電極のものに比べて始動電圧が元々高く、例えば５００Ｗ出力の無電極蛍光ランプの場合、−２０℃までの温度変化を考慮すると始動電圧は２ｋＶ程度になってしまうため、他の蛍光ランプからの光の照射に伴う電圧上昇分を上乗せした始動電圧を出力可能な点灯装置を実現するのは困難であった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、照度の低下を招くことなく始動電圧の上昇を抑制した低コストの無電極放電灯点灯装置を提供することにある。

請求項１の発明は、複数の無電極放電灯を点灯させるために用いられる点灯装置であって、無電極放電灯に点灯電力を供給する点灯回路部と、点灯始動時において複数の無電極放電灯がタイミングをずらして間欠点灯するように点灯回路部を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

請求項２の発明は、間欠点灯における消灯期間は、点灯期間において発生した水銀イオンがすべて消滅するまでの期間よりも短い期間に設定されることを特徴とする。

請求項３の発明は、制御部は、複数の無電極放電灯を間欠点灯させる際に、何れか１灯の無電極放電灯が点灯している間は他の無電極放電灯がすべて消灯するように点灯回路部を制御することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、複数の無電極放電灯を、タイミングをずらした状態で間欠点灯させることで互いに重複しない点灯期間が生じることになり、この期間では他の無電極放電灯からの光が照射されることがないので始動電圧の上昇が抑制され、その結果各無電極放電灯の始動性が向上する。また、各無電極放電灯を上述のように間欠点灯させることで、従来例に示した遮光膜を他の無電極放電灯との対向面に塗布しなくてもいいから、照度の低下を招くことなく且つコストアップを抑えた無電極放電灯点灯装置を実現できるという効果がある。

請求項２の発明によれば、点灯期間に発生する水銀イオンにより各無電極放電灯の始動電圧を低下させることができるので、上記水銀イオンが消滅するまでに各無電極放電灯を再点灯させることで、各無電極放電灯の始動性をさらに向上させることができるという効果がある。

請求項３の発明によれば、複数の無電極放電灯を間欠点灯させる際に、何れか１灯の無電極放電灯が点灯している間は他の無電極放電灯をすべて消灯させているので、他の無電極放電灯からの光によって各無電極放電灯の始動電圧が上昇することがなく、各無電極放電灯の始動性をさらに向上させることができるという効果がある。

以下に本発明に係る無電極放電灯点灯装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る無電極放電灯点灯装置１Ａ，１Ｂは、図２に示すように照明器具Ａを構成し、複数の無電極放電灯２を安定点灯させるために用いられる多灯点灯形照明器具用の点灯装置である。

（実施形態１）
図２は実施形態１の無電極放電灯点灯装置１Ａ，１Ｂを用いた照明器具Ａを示し、複数（本実施形態では２個）の無電極放電灯（以下、放電灯と称す。）２，２と、各放電灯２，２をそれぞれ点灯させるための無電極放電灯点灯装置（以下、点灯装置と称す。）１Ａ，１Ｂと、放電灯２から照射される光を制御するための略放物面状のセード３とを備えている。

放電灯２は、透光性材料（例えばガラスなど）により略電球形状に形成されたバルブ２１と、誘導コイルを内蔵し、バルブ２１が装着される合成樹脂製の口金２２とで構成されている。この放電灯２では、電力線４を介して点灯装置１Ａ（または点灯装置１Ｂ）から供給された高周波電流が上記誘導コイルに印加されると、バルブ２１内部に高周波電磁界が生じ、この高周波電磁界によりバルブ２１内に封入されたアルゴンガスの放電が起こり、この放電中に水銀蒸気が励起され紫外線が発生する。そして、紫外線はバルブ２１の内壁に塗布された蛍光体（図示せず）によって可視光に変換され、バルブ２１を透過して可視光が外部に放出される。なお、本実施形態では従来周知の放電灯２を採用しているから、詳細な説明については省略する。

点灯装置１Ａは、図１に示すように放電灯２に点灯電力を供給する点灯回路部１１と、該点灯回路部１１を制御するための制御部１２と、点灯装置１Ｂの制御部１２に対してパルス信号を出力するパルス信号出力部１４と、点灯装置１Ａ，１Ｂを起動するための操作部１３とを備えている。制御部１２は、点灯始動時において、上記放電灯２，２がタイミングをずらした状態でそれぞれ間欠点灯するように上記点灯回路部１１を制御し、パルス信号出力部１４は、制御部１２からの出力信号に応じて点灯装置１Ｂの制御部１２に対して所定のパルス信号を出力する。なお、点灯装置１Ｂは、図１に示すように点灯回路部１１と制御部１２とを備えており、これらの構成については点灯装置１Ａと同様であるから説明は省略する。また、点灯装置１Ａ，１Ｂ間は信号線５により接続されており、上記パルス信号出力部１４からのパルス信号は該信号線５を介して点灯装置１Ｂの制御部１２に入力されるようになっている。

次に、本実施形態の点灯装置１Ａ，１Ｂの動作について図３に基づいて説明する。図３（ａ）は点灯装置１Ａ，１Ｂの点灯／消灯のタイミングチャートを示しており、点灯装置１Ａに設けた操作部１３を操作して点灯装置１Ａ，１Ｂを起動すると、まず時刻ｔ１のときに点灯装置１Ａの点灯回路部１１から対応する放電灯２への給電が開始され、時刻ｔ２のときに給電が停止される。すなわち、点灯装置１Ａに対応する放電灯２は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間では点灯回路部１１から給電されて点灯状態となり、時刻ｔ２から時刻ｔ５までの期間では消灯状態となる。なお、時刻ｔ２において、点灯装置１Ａの制御部１２は、対応する放電灯２の消灯状態を示す信号をパルス信号出力部１４に対して出力し、パルス信号出力部１４からは上記信号に基づく消灯信号が出力される。

一方、点灯装置Ｂでは、制御部１２がパルス信号出力部１４から上記消灯信号を受け取ると、時刻ｔ３（ｔ３＞ｔ２）のときに点灯回路部１１から対応する放電灯２への給電が開始され、時刻ｔ４（ｔ４＜ｔ５）のときに給電が停止される。すなわち、点灯装置１Ｂに対応する放電灯２は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間では点灯回路部１１から給電されて点灯状態となり、時刻ｔ４から時刻ｔ６までの期間では消灯状態となる。以下同様に、各放電灯２が、上述のようにタイミングをずらした状態で３回ずつ間欠点灯を繰り返した後、時刻ｔ７のときに点灯装置１Ａの点灯回路部１１から対応する放電灯２に給電されるとともに、パルス信号出力部１４から点灯装置１Ｂの制御部１２に対して常時点灯信号が出力される。その後、点灯装置１Ｂの制御部１２が上記常時点灯信号を受け取ると、時刻ｔ８（ｔ８＞ｔ７）のときに点灯回路部１１から対応する放電灯２に給電され、その結果時刻ｔ８以降、両放電灯２，２がともに安定点灯することになる。なお、時刻ｔ８において、点灯装置１Ｂに対応する放電灯２を点灯させる際には、点灯装置１Ａに対応する放電灯２が先に点灯しているため、点灯装置１Ｂに対応する放電灯２には先に点灯した放電灯２からの光が照射されることになるが、後述するように間欠点灯期間に生じた水銀イオンにより始動電圧が低下するため、後から点灯する放電灯２も低い始動電圧で点灯することになる。

すなわち、本実施形態では、点灯始動時において、点灯装置１Ａが対応する放電灯２を点灯させている間は点灯装置１Ｂが対応する放電灯２を消灯させ、逆に点灯装置１Ｂが対応する放電灯２を点灯させている間は点灯装置１Ａが対応する放電灯２を消灯させている。したがって、始動期間において、一方の放電灯２が点灯している間は他方の放電灯２を消灯させることで、各放電灯２には他方の放電灯２からの光が照射されることがないから、各放電灯２の始動電圧の上昇を抑制することができ、その結果、各放電灯２の始動性を向上させることができる。ここにおいて、上記間欠点灯時における消灯とは放電灯２が発光していない状態であり、例えば点灯装置１の周波数を変えることで放電灯２がほとんど発光していない状態も含まれる。上記例として、例えば点灯時の周波数を１３５ｋＨｚ、消灯時の周波数を２８０ｋＨｚ、点灯／消灯の周期を５００Ｈｚとした場合、１秒間の間欠点灯動作により両放電灯２，２がともに安定始動、安定点灯することが確認された。

ここで、各放電灯２を点灯させると、バルブ２１内部には多量の水銀イオンが発生するが、この水銀イオンは各放電灯２の始動電圧を低下させるように作用する。しかしながら、この水銀イオンは時間の経過とともに消滅するため、本実施形態では図３（ｂ）に示すようにバルブ２１内に発生する水銀イオンが完全に消滅する前に放電灯２が再点灯するように点灯回路部１１を制御している。すなわち、各放電灯２の消灯期間を、水銀イオンの消滅期間よりも短い期間に設定している。なお、図３（ｂ）中の点線ａは時間経過に伴う水銀イオンの残存量を示している。したがって、本実施形態によれば、バルブ２１内に残存する水銀イオンにより放電灯２の始動電圧を低下させることができるので、該放電灯２の始動性をさらに向上させることができる。

ここにおいて、上記消灯期間については、水銀イオンがすべて消滅する期間よりも短い期間に設定すれば放電灯２の始動電圧の低下は見込まれるが、上述のように水銀イオンは時間の経過とともに減少するため、出来る限り消灯期間を短く設定するほうが好ましい。例えば、最初の始動電圧がＶｏｐ＝１．５ｋＶの放電灯２の場合、消灯期間を２．５ｍｓとすることで再点灯時の始動電圧がＶｏｐ＝７８０Ｖとなり、約１／２まで低下させることができる。

なお、本実施形態では、点灯装置１Ａ，１Ｂに対応する各放電灯２の間欠点灯期間が互いに重ならないように点灯回路部１１を制御しているが、各放電灯２の点灯期間の一部が他方の放電灯２の消灯期間に重なるようにずれていればよく、互いに重複しない点灯期間が生じることで、この期間では他方の放電灯２からの光が照射されることがないので始動電圧の上昇が抑制され、その結果各放電灯２の始動性が向上する。さらに、各放電灯２を上述のように間欠点灯させることで、従来例に示した遮光膜を他の放電灯２との対向面に塗布しなくてもいいから、照度の低下を招くことなく且つコストアップを抑えた点灯装置１を実現できる。

（実施形態２）
本発明に係る点灯装置１の実施形態２について図４〜図６に基づいて説明する。実施形態１では、点灯装置１Ａのパルス信号出力部１４から出力されるパルス信号により点灯装置１Ｂを制御することで両点灯装置１Ａ，１Ｂに対応する放電灯２を間欠点灯させているが、本実施形態では点灯装置１とは別に設けられた主制御部６により各点灯装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃを制御することで各放電灯２をそれぞれ間欠点灯させている。なお、実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付して説明は省略する。

図５は本実施形態の点灯装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃを用いた照明器具Ａを示し、複数（本実施形態では３個）の放電灯２と、各放電灯２に点灯電力を供給する点灯装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃと、上記点灯装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃを制御する主制御部６と、主制御部６を起動するための操作部７と、セード３とを備えている。なお、各点灯装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、図４に示すように点灯回路部１１と制御部１２とを備えており、これらの構成については実施形態１と同様であるから説明は省略する。

次に、本実施形態の点灯装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃの動作について図６に基づいて説明する。操作部７を操作して主制御部６を起動すると、主制御部６から点灯装置１Ａの制御部１２に対して点灯信号が出力され、時刻ｔ１のときに点灯装置１Ａの点灯回路部１１から対応する放電灯２への給電が開始され、時刻ｔ２のときに給電が停止される。すなわち、点灯装置１Ａに対応する放電灯２は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間では点灯回路部１１から給電されて点灯状態となり、時刻ｔ２から時刻ｔ７までの期間では消灯状態となる。なお、時刻ｔ２において、点灯装置１Ａの制御部１２からは、主制御部６に対して消灯状態を示す信号が出力される。

主制御部６が点灯装置１Ａから上記信号を受け取ると、点灯装置１Ｂの制御部１２に対して点灯信号が出力され、時刻ｔ３（ｔ３＞ｔ２）のときに点灯装置１Ｂの点灯回路部１１から対応する放電灯２への給電が開始され、時刻ｔ４（ｔ４＜ｔ７）のときに給電が停止される。すなわち、点灯装置１Ｂに対応する放電灯２は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間では点灯回路部１１から給電されて点灯状態となり、時刻ｔ４から時刻ｔ８までの期間では消灯状態となる。なお、時刻ｔ４において、点灯装置１Ｂの制御部１２からは、主制御部６に対して消灯状態を示す信号が出力される。

さらに、主制御部６が点灯装置１Ｂから上記信号を受け取ると、主制御部６は点灯装置１Ｃの制御部１２に対して点灯信号を出力し、時刻ｔ５（ｔ５＞ｔ４）のときに点灯装置１Ｃの点灯回路部１１から対応する放電灯２への給電が開始され、時刻ｔ６（ｔ６＜ｔ７およびｔ６＜ｔ８）のときに給電が停止される。すなわち、点灯装置１Ｃに対応する放電灯２は、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間では点灯回路部１１から給電されて点灯状態となり、時刻ｔ６から時刻ｔ９までの期間では消灯状態となる。なお、時刻ｔ６において、点灯装置１Ｃの制御部１２からは、主制御部６に対して消灯状態を示す信号が出力される。

以下同様に、各放電灯２が、上述のようにタイミングをずらした状態で３回ずつ間欠点灯を繰り返した後、主制御部６から点灯装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃに対して順次常時点灯信号が出力され、時刻ｔ１０のときに点灯装置１Ａの点灯回路部１１から対応する放電灯２に給電され、時刻ｔ１１のときに点灯装置１Ｂの点灯回路部１１から対応する放電灯２に給電され、さらに時刻ｔ１２のときに点灯装置１Ｃの点灯回路部１１から対応する放電灯２に給電される。その結果、時刻ｔ１２以降、すべての放電灯２が安定点灯することになる。なお、本実施形態においても、点灯期間において各バルブ２１内に発生する水銀イオンがすべて消滅する前に再点灯させている（すなわち、間欠点灯における消灯期間を、水銀イオンがすべて消滅するまでの時間よりも短い時間に設定している。）。また、本実施形態でも、後から点灯する点灯装置１Ｂ，１Ｃに対応する放電灯２には、先に点灯する放電灯２からの光が照射されることになるが、実施形態１と同様に水銀イオンにより始動電圧が低下するため、低い始動電圧で点灯することになる。

而して、本実施形態によれば、実施形態１と同様に何れかの放電灯２が点灯している間は他の放電灯２を消灯させることで、各放電灯２には他の放電灯２からの光が照射されることがないから、各放電灯２の始動電圧の上昇を抑制することができ、各放電灯２の始動性を向上させることができる。

なお、実施形態１，２では、各放電灯２を各３回ずつ間欠点灯させた後に常時点灯させているが、間欠点灯の回数は本実施形態に限定されるものではなく、少なくとも１回行えばよい。また、実施形態１，２では、放電灯２と、該放電灯２に点灯電力を供給する点灯装置１を１対１で対応させているが、例えば１つの点灯装置１で複数の放電灯２を点灯させるように構成してもよい。

実施形態１の無電極放電灯を用いた照明器具の概略ブロック図である。 同上を用いた照明器具の一部破断せる概略図である。 （ａ）（ｂ）は同上の動作を説明するタイムチャートである。 実施形態２の無電極放電灯を用いた照明器具の概略ブロック図である。 同上を用いた照明器具の一部破断せる概略図である。 同上の動作を説明するタイムチャートである。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ 無電極放電灯点灯装置
２ 無電極放電灯
１１ 点灯回路部
１２ 制御部

Claims (3)

1. 複数の無電極放電灯を点灯させるために用いられる点灯装置であって、無電極放電灯に点灯電力を供給する点灯回路部と、点灯始動時において前記複数の無電極放電灯がタイミングをずらして間欠点灯するように前記点灯回路部を制御する制御部とを備えることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
2. 前記間欠点灯における消灯期間は、点灯期間において発生した水銀イオンがすべて消滅するまでの期間よりも短い期間に設定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。
3. 前記制御部は、前記複数の無電極放電灯を間欠点灯させる際に、何れか１灯の無電極放電灯が点灯している間は他の無電極放電灯がすべて消灯するように前記点灯回路部を制御することを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の無電極放電灯点灯装置。

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