JP2010250972A - 高圧放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧放電灯の寿命末期などにおける始動失敗に対し、不要な始動用高電圧の発生を抑制し、省電力と安全性を確保すると共に、正常な高圧放電灯に対しては、確実な始動性および再始動性を確保する。
【解決手段】高圧放電灯ＤＬの点灯・非点灯を判別する点灯判別手段３１の判別結果に基づいて、高圧放電灯ＤＬの放電を開始させるための始動電圧発生回路２を動作させる第１の動作期間と、高圧放電灯ＤＬが放電を開始した後、安定なアーク放電を維持させる第２の動作期間とを切り替える制御回路３は、第１の動作期間の動作情報を計測する計測手段３２と、計測手段３２の計測結果に基づいて、第１の動作期間の動作を制御する手段３３，３４と、第２の動作期間が基準時間以上継続した場合に、計測手段３２で計測される第１の動作期間の動作情報を初期化するリセット手段３６を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は高圧水銀ランプやメタルハライドランプなど高輝度高圧放電灯を点灯させる高圧放電灯点灯装置及びそれを用いた照明器具に関するものである。

図２１は従来の高圧放電灯点灯装置の回路図であり、図２２はその動作波形図である。その詳細な構成と動作については図２及び図３の説明において後述することとし、ここでは概略の動作について説明する。高圧放電灯ＤＬが非点灯時には、高圧放電灯ＤＬを始動させる始動モードで動作する。始動モードでは、降圧チョッパ回路１２は、高圧放電灯ＤＬを良好に始動させるために、高圧放電灯ＤＬの安定点灯時の電圧よりも高い直流電圧を出力する。この直流電圧を極性反転回路１３により矩形波交流電圧に変換して、始動電圧発生回路２を介して高圧放電灯ＤＬに印加する。始動電圧発生回路２は、矩形波交流電圧の極性が反転したときに、電圧応答型のスイッチング素子Ｑ７がオンとなり、始動用高電圧を発生させる。始動用高電圧が高圧放電灯ＤＬに印加され、絶縁破壊し、グロー放電を生じ、その後、アーク放電へ移行すると、点灯判別手段３１により、高圧放電灯ＤＬが始動したことを検出する。これにより、点灯モードへ移行すると、出力検出部１２ａにより降圧チョッパ回路１２の出力電圧を検出し、出力電圧に応じた所定の電流となるようチョッパ制御部１２ｂにより降圧チョッパ回路１２の動作を制御し、極性反転回路１３を介して高圧放電灯ＤＬに矩形波状の適正な電力を供給し、安定に点灯する。高圧放電灯ＤＬは、始動時から徐々に発光管内部が高温・高圧となり、やがて安定な点灯状態となる。

高圧放電灯ＤＬが何らかの原因により立消えを生じると、点灯判別手段３１により非点灯状態を検知し、消灯したと判断する。このとき、再度点灯するために、始動電圧発生回路２により始動用高電圧を発生し、高圧放電灯ＤＬに印加する。高圧放電灯ＤＬが安定な点灯状態から消灯すると、発光管内部が非常に高温・高圧となっているため、この状態での絶縁破壊電圧は数１０ｋＶとなることが知られている。この状態で、直ぐに再始動させるためには、上述の数１０ｋＶの電圧を高圧放電灯に印加する必要がある。その場合、器具や配線の絶縁確保の問題や高圧放電灯の構造上の問題が生じる。例えば、図２３に示すようなエジソン・べースの口金２３を持つ一般的な高圧放電灯の場合、数１０ｋＶの電圧を印加すると、エジソン・べース部分や外管２２内のＡ部分で絶縁破壊が生じ、発光管２１に必要な電圧が印加されないことになる。従って、一般的な高圧放電灯点灯装置では、対象とする高圧放電灯が充分に冷えている状態での絶縁破壊電圧（例えば４ｋＶ程度）を始動時に発生し、印加するように設計されている。このため、高圧放電灯が安定点灯状態から消灯された場合、直ぐには再始動することはできず、発光管内部の温度が低下して絶縁破壊電圧が低下し、始動電圧発生回路２が発生する始動用高電圧以下となると再始動する。

このように、高圧放電灯は安定点灯状態から消灯した直後においては発光管内部が高温・高圧となり、絶縁破壊電圧が非常に高い状態である。この状態では、高圧放電灯点灯装置の出力は、高圧放電灯が接続されていない無負荷状態と略同一である。無負荷状態と高圧放電灯の消灯直後の状態を区別して検出することは容易ではないため、無負荷状態においても始動用高電圧を発生することになる。また、高圧放電灯が例えば寿命末期となり、始動失敗を生じるような場合においても、高圧放電灯点灯装置は、始動用高電圧を発生することになる。

このような無負荷状態や高圧放電灯の寿命末期などに、始動用高電圧を長時間にわたり発生させると、点灯装置の損傷を招く恐れがある。そこで、特許文献１（特許２７７８２５７号公報）では、始動失敗の場合、所定回数までは始動用高電圧の発生を繰り返し、所定回数に達すると、始動用高電圧の発生を停止させる技術が提案されている。

また、高圧放電灯が安定点灯状態から消灯した場合、高圧放電灯の種類、器具の構造や設置状況にもよるが、再始動するには１０分程度必要とされている。その間、連続的に始動用高電圧を発生させても高圧放電灯を始動できず、高圧放電灯の両端に例えば４ｋＶ程度の高電圧が印加され続けることになる。これは無駄な電力消費となり、安全上も好ましくないことから、特許文献２（特開２００１−３５６７４号公報）では、間欠的に始動用高電圧を発生することが提案されている。

ところで、高圧放電灯が消灯する原因を考察すると、（１）電源が遮断された場合（人的な切断あるいは停電など）、（２）瞬時停電や瞬時降電圧など、短時間の電源変動が発生した場合などが考えられる。（１）電源が遮断された場合には、比較的長時間、高圧放電灯点灯装置に電源が供給されないため、不揮発性のメモリなどを内蔵していない限り、制御回路もリセットされるので、電源復帰後、高圧放電灯を再始動するための動作を行うことになる。一方、（２）瞬時停電や瞬時降電圧など、短時間の電源変動が発生した場合、高圧放電灯は立消えを生じるが、制御電源用のコンデンサなどに蓄積された電荷により制御回路の動作は維持される。この制御回路の動作情報として、特許文献１のように、高圧放電灯の始動過程での始動失敗の回数が保持された状態であると、電源復帰後の高圧放電灯を再始動させる際に、再始動に必要な時間にわたり、始動用高電圧が印加される前に、所定の始動失敗の回数に達することになり、動作が停止してしまう。あるいは、特許文献２のように、間欠的な始動用高電圧の発生サイクルが保持された状態であると、間欠的な始動用高電圧の発生周期における休止期間から動作が開始され、始動用高電圧を高圧放電灯に直ぐに印加させることができないなどの不具合が生じる。

これらの不具合を解消できる手段として、特許文献３（特開昭６３−３０７６９６号公報）に開示された高圧放電灯点灯装置においては、高圧放電灯が点灯状態から消灯状態へ変化したことを検出する立消え検出回路を設け、立消えを検出すると、先の始動過程での情報をリセットし、立消えに対し、直ぐに始動用高電圧を印加可能であると共に、再始動に充分な始動用高電圧の印加時間を確保する技術が提案されている。

特許２７７８２５７号公報 特開２００１−３５６７４号公報 特開昭６３−３０７６９６号公報

上述の特許文献３の技術では、高圧放電灯が点灯状態から消灯状態へ変化したときには、先の始動過程での情報をリセットしてしまう。ところが、高圧放電灯が安定点灯に至るまでに短時間点灯した後に消灯した場合、先の始動過程での情報をリセットしない方が良い場合がある。

例えば寿命末期の高圧放電灯が接続された場合、寿命末期の一つの状態として、始動用高電圧により絶縁破壊を生じ、グロー放電が形成された後、ごく短時間、アーク放電に移行した後、立ち消えを生じる現象が知られている。このような場合に、特許文献３に示すように、始動過程での動作情報を、高圧放電灯の立消えを検出することでリセットした場合、高圧放電灯が立消えを生じる度に始動過程での動作情報がリセットされてしまう。このため、立消えの度に始動用高電圧が印加され、絶縁破壊→グロー放電→アーク放電→立消え→始動用高電圧の印加というサイクルがいつまでも継続され、始動用高電圧の発生を停止することができないという不具合が生じる。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、高圧放電灯の寿命末期などにおける始動失敗に対し、不要な始動用高電圧の発生を抑制し、省電力と安全性を確保すると共に、正常な高圧放電灯に対しては、確実な始動性および再始動性を確保することができる高圧放電灯点灯装置を提供することを課題とする。

請求項１の高圧放電灯点灯装置は、上記の課題を解決するために、図１に示すように、高圧放電灯ＤＬに電力を供給する電力供給回路１と、高圧放電灯ＤＬの放電を開始させる始動用高電圧を発生する始動電圧発生回路２と、前記電力供給回路１及び始動電圧発生回路２を制御する制御回路３を備え、前記制御回路３は、高圧放電灯ＤＬの点灯・非点灯を判別する点灯判別手段３１と、前記点灯判別手段３１の判別結果に基づいて、高圧放電灯ＤＬの放電を開始させるための始動電圧発生回路２を動作させる第１の動作期間と、高圧放電灯ＤＬが放電を開始した後、安定なアーク放電を維持させる第２の動作期間とを切り替える手段と、第１の動作期間の動作情報を計測する計測手段３２と、前記計測手段３２の計測結果に基づいて、第１の動作期間の動作を制御する手段３３，３４と、第２の動作期間が基準時間以上継続した場合に、前記計測手段３２で計測される第１の動作期間の動作情報を初期化するリセット手段３６を有することを特徴とするものである。ここで、初期化するとは、最初に電源を投入した時の状態に戻すということである。また、リセット手段３６について、第２の動作期間の動作情報を計測する計測手段３５を別途設けることは必須ではなく、第１の動作期間の動作情報を計測する計測手段３２で兼用しても良い（図１８）。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、第１の動作期間の動作情報を計測する計測手段として、第１の動作期間中に、始動用高電圧を発生する始動電圧発生期間を計測する手段（図７の＃２ｂ）と、始動用高電圧の発生を休止する始動電圧休止期間を計測する手段（図７の＃２ｄ）を有していることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記計測手段で計測される第１の動作期間の動作情報とは、第１の動作期間中に、始動用高電圧を発生する始動電圧発生期間の計測時間であることを特徴とする（図７、図１０、図１２の＃１１ａ参照）。

請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、前記計測手段で計測される第１の動作期間の動作情報は、第１の動作期間の継続時間であることを特徴とする（図４、図１０、図１２の＃１１参照）。

請求項５の発明は、請求項１〜４の発明において、前記基準時間は０．５秒以上であることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記基準時間は３０秒以下であることを特徴とする（図２４参照）。

請求項７の発明は、請求項２〜４の発明において、第１の動作期間中に、始動用高電圧を発生する始動電圧発生期間を計測する手段は、高圧放電灯が点灯し、第２の動作期間に移行した後も始動電圧発生期間の計測を継続し、始動電圧発生期間が終了した際に、高圧放電灯が継続して点灯していれば、第２の動作期間が基準時間以上継続したと判定することを特徴とする（図１８参照）。

請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置を備える照明器具である（図１９、図２０）。

本発明によれば、高圧放電灯が放電を開始し、第２の動作期間に移行した場合に無条件で第１の動作期間の動作情報を初期化してしまうのではなく、第２の動作期間が予め決められた基準時間以上継続した場合に、第１の動作期間の動作情報を初期化するものであるから、寿命末期の高圧放電灯が接続された場合でも無駄な始動用高電圧の発生が継続されることはなく、なおかつ、正常な高圧放電灯が接続された場合には、瞬時停電や瞬時降電圧など、短時間の電源変動が発生した場合でも確実に再始動させることができる。

本発明の実施形態１の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１の具体的回路構成を示す回路図である。 本発明の実施形態１の各部の動作波形を示す波形図である。 本発明の実施形態１の制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１の動作を概念的に示す説明図である。 本発明の実施形態２の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施形態２の制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２の動作を概念的に示す説明図である。 本発明の実施形態２の一変形例の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施形態２の一変形例の制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２の一変形例の動作を概念的に示す説明図である。 本発明の実施形態２の他の変形例の制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２の他の変形例の動作を概念的に示す説明図である。 本発明の実施形態３の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施形態３の各部の動作波形を示す波形図である。 本発明の実施形態４の回路構成を示す回路図である。 本発明の実施形態４の制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態４の動作を概念的に示す説明図である。 本発明の高圧放電灯点灯装置を用いた照明器具の概略構成図である。 本発明の高圧放電灯点灯装置を用いた照明器具の斜視図である。 従来の高圧放電灯点灯装置の回路図である。 従来の高圧放電灯点灯装置の各部の動作波形を示す波形図である。 本発明に適する高圧放電灯の概略構成を示す正面図である。 本発明に適する高圧放電灯の特性を例示する特性図である。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る高圧放電灯点灯装置の構成を示すブロック図である。この点灯装置は、高圧放電灯ＤＬに電力を供給する電力供給回路１と、高圧放電灯ＤＬの放電を開始させる始動用高電圧を発生する始動電圧発生回路２と、前記電力供給回路１及び始動電圧発生回路２を制御する制御回路３を備えている。制御回路３は、高圧放電灯ＤＬの点灯・非点灯を判別する点灯判別手段３１を有している。この点灯判別手段３１の判別結果に基づいて、高圧放電灯ＤＬの放電を開始させるための始動電圧発生回路２を動作させる第１の動作期間（始動モード）と、高圧放電灯ＤＬが放電を開始した後、安定なアーク放電を維持させる第２の動作期間（点灯モード）とを切り替えて動作する。第１の動作期間では、制御回路３は始動電圧発生回路２が始動用高電圧を発生させるように制御する。第２の動作期間では、制御回路３は高圧放電灯２がアーク放電を維持するのに適した出力となるように電力供給回路１を制御する。

制御回路３は、第１の動作期間（始動モード）の動作情報を計測する計測手段として、始動電圧発生時間カウント部３２を備えている。この計測手段の計測結果に基づいて、第１の動作期間の動作を制御する手段として、比較部３３と始動電圧発生回路制御部３４を備えている。比較部３３では、始動電圧発生時間カウント部３２で計測された始動電圧発生時間を所定の制限時間と比較し、所定の制限時間を越えていれば、始動電圧発生回路制御部３４により始動電圧発生回路２の動作を停止させる。

制御回路３は、１回の始動ないし再始動における始動用高電圧の発生から放電を開始し、アーク放電へ移行する動作過程において、点灯判別手段３１が点灯と判別し、第２の動作期間に移行すると、第２の動作期間の継続時間を計測する点灯時間カウント部３５を備えている。第２の動作期間の継続時間が所定の基準時間に達すると、リセット手段３６により始動電圧発生時間カウント部３２のカウント値をリセットする。

図２は本実施形態の具体回路構成を示す回路図である。電力供給回路１は、全波整流回路ＤＢと、昇圧チョッパ回路１１と、降圧チョッパ回路１２と、極性反転回路１３からなる。全波整流回路ＤＢは、商用交流電源Ｖｓに接続され、その交流電圧を整流し、脈流電圧を出力するダイオードブリッジ回路である。昇圧チョッパ回路１１は、全波整流回路ＤＢで整流された電圧を入力として昇圧された直流電圧Ｖｄｃを出力する。降圧チョッパ回路１２は、直流電圧Ｖｄｃを電源として、高圧放電灯ＤＬに適正な電力を供給するよう制御される。極性反転回路１３は、降圧チョッパ回路２の直流出力を矩形波交流電圧に変換して、高圧放電灯ＤＬに印加する。

昇圧チョッパ回路１１の回路構成について説明する。全波整流回路ＤＢの出力端には、入力コンデンサＣ１が並列接続されると共に、インダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ１の直列回路が接続されており、スイッチング素子Ｑ１の両端にはダイオードＤ１を介して平滑コンデンサＣ２が接続されている。スイッチング素子Ｑ１のオン・オフは制御回路３のチョッパ制御部１１ｂにより制御される。スイッチング素子Ｑ１が商用交流電源Ｖｓの商用周波数よりも十分に高い周波数でオン・オフ制御されることにより、全波整流回路ＤＢの出力電圧は、規定の直流電圧Ｖｄｃに昇圧されて平滑コンデンサＣ２に充電されると共に、商用交流電源Ｖｓからの入力電流と入力電圧の位相がずれないように回路に抵抗性を持たせる力率改善制御を行っている。なお、全波整流回路ＤＢの交流入力端に高周波漏洩阻止用のフィルタ回路を設けても良い。

降圧チョッパ回路１２は負荷である高圧放電灯ＤＬに目標電力を供給するための安定器としての機能を有している。また、始動時からアーク放電移行期間を経て安定点灯期間に至るまで高圧放電灯ＤＬに適正な電力を供給するように、制御回路３により降圧チョッパ回路１２の出力電圧を可変制御される。

降圧チョッパ回路１２の回路構成について説明する。直流電源である平滑コンデンサＣ２の正極はスイッチング素子Ｑ２、インダクタＬ２を介してコンデンサＣ３の正極に接続されており、コンデンサＣ３の負極は平滑コンデンサＣ２の負極に接続されている。コンデンサＣ３の負極には回生電流通電用のダイオードＤ２のアノードが接続されており、ダイオードＤ２のカソードはスイッチング素子Ｑ２とインダクタＬ２の接続点に接続されている。

降圧チョッパ回路１２の回路動作について説明する。スイッチング素子Ｑ２は制御回路３のチョッパ制御部１２ｂの出力により高周波でオン・オフ駆動され、スイッチング素子Ｑ２がオンのとき、直流電源である平滑コンデンサＣ２からスイッチング素子Ｑ２、インダクタＬ２、コンデンサＣ３を介して電流が流れ、スイッチング素子Ｑ２がオフのとき、インダクタＬ２、コンデンサＣ３、ダイオードＤ２を介して回生電流が流れる。これにより、直流電圧Ｖｄｃを降圧した直流電圧がコンデンサＣ３に充電される。チョッパ制御部１２ｂによりスイッチング素子Ｑ２のオンデューティ（一周期に占めるオン時間の割合）を変えることにより、コンデンサＣ３に得られる電圧を可変制御できる。

降圧チョッパ回路１２の出力には極性反転回路１３が接続されている。極性反転回路１３はスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６よりなるフルブリッジ回路であり、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６のペアとＱ４，Ｑ５のペアが極性反転制御回路１３ａからの制御信号により低周波で交互にオンされることで、降圧チョッパ回路１２の出力電力を矩形波交流電力に変換して高圧放電灯ＤＬに供給するものである。負荷である高圧放電灯ＤＬは、メタルハライドランプや高圧水銀ランプのような高輝度高圧放電灯（ＨＩＤランプ）である。

始動電圧発生回路２は、極性反転回路１３の出力と高圧放電灯ＤＬとの間に２次巻線Ｎ２を接続されたパルストランスＰＴ、両端の電圧が所定値を越えた際にオンする電圧応答型のスイッチング素子Ｑ７、パルストランスＴ１の１次巻線Ｎ１及びスイッチング素子Ｑ７と直列に接続されるコンデンサＣ４、スイッチング素子Ｑ７と並列に接続されてスイッチング素子Ｑ７がオフ時にコンデンサＣ４を充電する抵抗Ｒ１からなる。

始動電圧発生回路２において、コンデンサＣ４は、パルストランスＰＴの１次巻線Ｎ１、抵抗Ｒ１を介して充電される。ここで、電圧応答型のスイッチング素子Ｑ７には、極性反転回路１３の出力電圧とコンデンサＣ４の電圧Ｖｃ４の和が印加されることとなる。極性反転回路１３の出力電圧は、降圧チョッパ回路１２の出力電圧値Ｖｃ３とほぼ同じであり、矩形波電圧の安定時には、スイッチング素子Ｑ７の両端電圧は、｜Ｖｃ３｜−｜Ｖｃ４｜となり、スイッチング素子Ｑ７のオン電圧には達せず、スイッチング素子Ｑ７はオンしない。

しかしながら、矩形波電圧の極性が反転すると、コンデンサＣ４の電圧は、抵抗Ｒ１を介して充電されるため急速には変化せず、スイッチング素子Ｑ７には｜Ｖｃ３｜＋｜Ｖｃ４｜の電圧が印加され、スイッチング素子Ｑ７のオン電圧に達し、スイッチング素子Ｑ７をオンさせる。これにより、コンデンサＣ３およびＣ４を電源として、パルストランスＴ１の１次巻線Ｎ１には、急峻なパルス電流が流れ、２次巻線Ｎ２には、１次巻線Ｎ１に発生する電圧を巻数比倍した電圧が発生し、高圧放電灯ＤＬに印加される。

次に、制御回路３について説明する。上述の昇圧チョッパ回路１１、降圧チョッパ回路１２、極性反転回路１３は、制御回路３により適正に動作するように制御される。また、始動電圧発生回路２は、制御回路３により、降圧チョッパ回路１２と極性反転回路１３を制御することにより、始動電圧の発生と停止を制御される。

制御回路３は、昇圧チョッパ回路１１を制御する手段として、昇圧チョッパ回路１１の出力電圧Ｖｄｃを検出する出力検出部１１ａと、出力検出部１１ａにより検出される出力電圧Ｖｄｃが一定の電圧となるようにスイッチング素子Ｑ１を制御するチョッパ制御部１１ｂを備えている。

また、降圧チョッパ回路１２を制御する手段として、降圧チョッパ回路１２の出力電圧を検出する出力検出部１２ａと、出力検出部１２ａにより検出される出力電圧に応じた所定の出力電流となるようにスイッチング素子Ｑ２を制御するチョッパ制御部１２ｂを備えている。これらの回路により高圧放電灯ＤＬに適正な電力を供給するように降圧チョッパ回路１２を制御している。

また、極性反転回路１３を制御する手段として、極性反転回路１３のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６の制御を行う極性反転制御回路１３ａを備えている。

さらに、制御回路３は、降圧チョッパ回路１２の出力電圧により、高圧放電灯ＤＬの点灯・非点灯を判別する点灯判別手段３１と、点灯判別手段３１の判別結果を受け、点灯時の経過時間を計測する点灯時間カウント部３５と、始動電圧発生回路２の動作時間を計測する始動電圧発生時間カウント部３２と、始動電圧発生時間カウント部３２で計測される始動電圧発生回路２の動作時間を所定の制限時間と比較する比較部３３と、比較部３３の結果を受けて、始動電圧発生回路２の動作および停止を制御する始動電圧発生回路制御回路３４と、点灯時間カウント部３５で計測される点灯時間が所定の基準時間を経過した場合に、始動電圧発生時間カウント部３２で計測された始動電圧発生回路２の動作時間をリセットするリセット手段３６を備えている。

図２では、制御回路３の構成を機能的にブロック化して示しているが、制御回路３の全部または一部をマイクロコンピュータに置き換えて、ソフトウェアにより制御回路３の機能を実現しても構わない。

図３は本実施形態の動作波形図である。高圧放電灯ＤＬが非点灯時、高圧放電灯ＤＬを始動させるための第１の動作期間として、降圧チョッパ回路１２は、高圧放電灯ＤＬの安定点灯時の電圧よりも高い直流電圧を出力し、極性反転回路１３により、矩形波交流電圧に変換して、始動電圧発生回路２を介して、高圧放電灯ＤＬに印加する。始動用高電圧の印加により高圧放電灯ＤＬが始動すると、安定なアーク放電を維持させる第２の動作期間に切り替わる。高圧放電灯ＤＬが立消えすると、高圧放電灯ＤＬの両端電圧が上昇する。これを検出して、点灯判別手段３１により、高圧放電灯ＤＬが不点灯と判別されると、第１の動作期間に戻る。

図４は本実施形態における始動時の制御を示すフローチャートである。＃１で電源投入すると、＃２で第１の動作期間（始動モード）を開始し、＃３で点灯判別手段３１により高圧放電灯ＤＬが始動したか否かを判別する。始動電圧発生時間カウント部３２では、高圧放電灯ＤＬが始動し、点灯判別手段３１が点灯と判別するまでの始動用高電圧が発生している時間を計測している（＃４）。高圧放電灯ＤＬが何らかの原因で始動しない、あるいは、高圧放電灯ＤＬが接続されずに、高圧放電灯点灯装置に商用電源が印加された場合には、始動電圧発生回路２は動作し続け、始動用高電圧が発生し続ける。このとき、比較部３３において、始動用高電圧が発生している時間と所定の制限時間を比較する（＃５）。第１の動作期間の継続時間のカウント値が所定の制限時間を超えた場合には、始動電圧発生回路制御部３４から極性反転制御回路１３ａに対して、極性反転回路１３のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６をオフするように制御信号を送り、極性反転回路１３の動作を停止させることで、始動電圧発生回路２の動作を停止する（＃６）。

高圧放電灯ＤＬが始動すると、点灯判別手段３１により、高圧放電灯ＤＬが始動したことを検出し（＃３）、高圧放電灯ＤＬを安定に点灯させるための第２の動作期間に移行する（＃７）。第２の動作期間では、出力検出部１２ａにより降圧チョッパ回路１２の出力電圧を検出し、出力電圧に応じた所定の出力電流となるようにチョッパ制御部１２ｂにより降圧チョッパ回路１２の動作を制御し、極性反転回路１３を介して高圧放電灯ＤＬに矩形波状の適正な電力を供給し、高圧放電灯ＤＬを安定に点灯維持させる。

点灯時間カウント部３５では、点灯判別手段３１により高圧放電灯ＤＬが始動したことを検出したことを受け、高圧放電灯ＤＬの点灯時間をカウントする（＃８）。途中で高圧放電灯ＤＬが立消えした場合には、＃２に戻って第１の動作期間を再開する（＃９）。高圧放電灯ＤＬの点灯時間が所定の基準時間を経過すると（＃１０）、始動電圧発生時間カウント部３２にて計測された始動用高電圧が発生している時間（第１の動作期間の継続時間のカウント値）をリセット手段３６によってリセットする（＃１１）。

図５は本実施形態における始動時の動作を概念的に示す説明図である。横軸は動作開始後の経過時間であり、縦軸は高圧放電灯ＤＬの両端電圧の包絡線を概略的に示している。同図（Ａ）は、寿命末期の高圧放電灯が接続された場合の動作である。この場合、始動用高電圧により高圧放電灯が始動し、一旦はアーク放電が形成されるが、安定な放電が維持できないから、第２の動作期間が基準時間を越えて持続しない。すると、計測された始動用高電圧の発生時間（第１の動作期間の継続時間のカウント値）がリセットされないまま、始動→点灯→消灯の動作を繰り返すことになる。やがて、始動用高電圧の発生時間の累計が比較部３３での制限時間を経過すると、始動電圧発生回路２の動作が停止し、始動用高電圧の発生の継続を抑えることができる。

一方、同図（Ｂ）は正常な高圧放電灯が接続された場合の動作である。通常の正常な高圧放電灯においても、始動過程においては、始動用高電圧による絶縁破壊→グロー放電→アーク放電への移行の過程で、立ち消えや半波放電の現象は見られるが、その継続時間は短い。したがって、高圧放電灯ＤＬの始動後、例えば０．５秒程度にわたりアーク放電を維持し、第２の動作期間を継続すれば、その後、立消えを生じる可能性は低いと言える。そこで、安定なアーク放電が所定の基準時間（例えば０．５秒以上）にわたり維持されると、始動電圧発生時間カウント部３２の計測時間をリセット手段３６によってリセットする。その後、何らかの原因で高圧放電灯ＤＬが立ち消えを生じた場合においても、比較部３３で設定されている基準時間を経過した後であれば、初期状態から始動用高電圧の発生が可能である。これにより、高圧放電灯ＤＬの再始動に必要な時間に対し、十分な始動用高電圧の発生時間を確保することができる。

また、高圧放電灯ＤＬが安定点灯した後、何らかの原因で立消えが生じた際には、再始動のために始動用高電圧を発生し、高圧放電灯ＤＬに印加する必要がある。仮に、始動電圧発生時間カウント部３２の計測時間をリセットするタイミングが高圧放電灯ＤＬが十分に安定点灯した後であると、計測時間がリセットされる以前に立消えが生じる可能性が高まる。この場合、再始動時に十分な始動電圧発生時間を確保することができない。このことより、リセットするか否かを判定する基準時間は、例えば０．５秒から３０秒程度の時間に設定されるのが良いと言える。

（実施形態２）
図６は本発明の実施形態２に係る高圧放電灯点灯装置の回路図である。実施形態１と異なる点は、図２の始動電圧発生回路制御部３４として、始動用高電圧を間欠的に発生させるための始動電圧間欠タイマ３４ａを有すると共に、点灯時間カウント部３５で計測される点灯時間が基準時間を経過した場合に、リセット手段３６により始動電圧間欠タイマ３４ａのカウントをリセットする点である。その他の構成及び動作は実施形態１と同じであるので、重複する説明は省略する。

図７に本実施形態の制御のフローチャートを示す。図４の制御において、＃２の第１の動作期間を＃２ａ〜＃２ｄの制御の組み合わせで構成することで、第１の動作期間を始動電圧発生期間と始動電圧休止期間に分割している。また、＃１０で第２の動作期間が基準時間以上継続したときに、第１の動作期間における始動電圧発生期間Ｔ１のカウントをリセットしている。

図８に本実施形態の動作の概念図を示す。横軸は動作開始後の経過時間であり、縦軸は高圧放電灯ＤＬの両端電圧の包絡線を概略的に示している。高圧放電灯ＤＬを始動させる第１の動作期間において、始動電圧発生回路２は、始動電圧発生回路制御部としての始動電圧間欠タイマ３４ａの周期により、始動用高電圧を発生する始動電圧発生期間Ｔ１と、始動用高電圧を発生動作を休止する始動電圧休止期間Ｔ０とを交互に繰り返す。

図７のフローチャートで説明すると、＃２ａで始動電圧発生期間を開始し、＃３で不点灯であれば、＃２ｂで始動電圧発生期間Ｔ１が経過するまで始動電圧発生期間を継続する。始動電圧発生期間Ｔ１が経過すれば、＃４〜＃６で第１の動作期間の継続時間が制限時間以内のときは、＃２ｃで始動電圧休止期間を開始し、＃２ｄで始動電圧休止期間Ｔ０が経過するまで始動電圧休止期間を継続する。

始動電圧発生期間Ｔ１中に発生する始動用高電圧により、高圧放電灯ＤＬが始動すると、点灯判別手段３１により高圧放電灯ＤＬが始動したことを検出し（＃３）、高圧放電灯ＤＬを安定に点灯するための第２の動作期間（＃７）に移行すると共に、点灯時間カウント部３５にて点灯時間の計測を開始する（＃８）。点灯時間が基準時間経過する前に、高圧放電灯が立消えを生じると、点灯判別手段３１により、再度、第１の動作期間へ移行し、始動用高電圧を発生する。図７のフローチャートで説明すると、＃１０で基準時間が経過する前に、＃９で不点灯と判定されると、＃２ａに戻り、第１の動作期間の始動電圧発生期間を再開する。この際、始動電圧間欠タイマ３４ａはリセットされていないので、先の始動電圧発生期間の途中のタイミングより、始動電圧発生期間のカウント動作が再開されることになる。

点灯時間が基準時間経過する前に立消えする現象を繰り返した場合、始動用高電圧の発生時間の合計が始動電圧間欠タイマ３４ａの始動電圧発生期間に至ると（＃２ｂ）、始動電圧休止期間に移行し、始動用高電圧の発生を休止する（＃２ｃ）。始動電圧休止期間が経過すると（＃２ｄ）、再度、始動電圧発生期間（＃２ａ）に移行し、始動用高電圧が発生し、高圧放電灯を始動させる。

高圧放電灯が始動し、第２の動作期間に移行した後、基準時間以上、点灯動作を継続すると、リセット手段３６により、始動電圧間欠タイマ３４ａがリセットされるので、その後、何らかの原因で高圧放電灯ＤＬが立消えした場合などの再始動においては、初期状態からの動作となり、十分な始動電圧発生期間を確保することが可能となる。

なお、第１の動作期間の継続時間のカウント値が所定の制限時間を超えた場合には、極性反転回路１３の動作を停止させることで、始動電圧発生回路２の動作を停止することは、実施形態１と同様である（＃４〜＃６）。

上述のように、高圧放電灯は安定点灯後の再始動時には、発光管内部が高温・高圧となっており、消灯直後に始動用高電圧が印加されても再始動しない。その後、高圧放電灯の温度が低下するにつれて、絶縁破壊電圧も徐々に低下し、始動用高電圧により絶縁破壊を生じ、グロー放電を生じる。更に、温度が低下すると、始動用高電圧により絶縁破壊を生じ、グロー放電を生じた後、アーク放電へ移行し、安定な点灯状態となる。その過程において、短時間アーク放電へ移行した後、再度立消えを生じる場合がある。

高圧放電灯点灯装置は、アーク放電へ移行した場合、速やかに安定な点灯状態へと移行するように、高圧放電灯の電圧に応じた所定の電流を流し、適切な電力を供給するように制御されるが、再始動時にアーク放電へ移行した後、再度、立消えを生じた場合、高圧放電灯点灯装置は、第１の動作期間と第２の動作期間を繰り返すことになる。

ここで、上述の特許文献３のように、高圧放電灯の点灯状態から消灯状態への変化を検出したとき、あるいは消灯状態から点灯状態への変化を検出したときに、始動過程での動作情報を無条件でリセットしてしまうと、高圧放電灯が立消えを生じる度に始動電圧間欠タイマ３４ａのカウント動作が初期状態までリセットされるため、高圧放電灯の立消えの度に、始動用高電圧が初期状態から印加されることになり、絶縁破壊→グロー放電→アーク放電→立消え→始動用高電圧の印加というサイクルが継続される。その結果、高圧放電灯の温度が低下せず、再始動時間が通常より長くなる、あるいは、再始動できずに、始動用高電圧が継続して印加されるという、不具合が生じる。このような場合、始動電圧発生期間Ｔ１を初期状態からカウントする場合よりも早めに終了し、始動電圧休止期間Ｔ０に移行させることで、高圧放電灯ＤＬの温度を低下させることが有効となる。

また、ある種の高圧放電灯によっては、安定点灯に至るまでの短時間点灯した後に消灯した場合、直ぐに電源を投入すると、高圧放電灯が始動しにくい状態に陥るものがある。例えば、図２４は高演色・高効率のメタルハライドランプを短時間点灯した後、消灯し、一定時間経過した後、電源を再投入した場合に、再始動可能か否かを調査した結果を示す。図２４に示すように、１０秒から３０秒程度の短時間点灯した後に消灯した場合に、消灯時間に応じて再始動が失敗する領域（三角で囲まれた領域）が見られる。これは、特に金属沃化物を含んだ高圧放電灯に見られる現象であり、始動用高電圧により電極周辺の管壁周辺に、水銀化合物であるアマルガムや沃化物が飛散して付着し、管壁に沿って放電しやすい経路が生じ、その放電経路に沿って放電が形成される。通常は、放電が継続され、発光管内部が高温・高圧になるにつれ、それらも蒸発して、安定した点灯状態に移行するが、これらが蒸発する前の短時間点灯で消灯すると、高圧放電灯の発光管内部が不安定な状態を維持し、徐々に初期の状態に戻ろうとする。この不安定な状態では、始動用高電圧により始動するが、沃化物が放電を形成する電子を消費し、立消えを生じるモードが継続する。

このような状態になった場合は、高圧放電灯を一旦消灯し、所定時間休止させることにより高圧放電灯を初期状態に戻し、始動を容易にすることができる。具体的には、本実施形態のように始動電圧間欠タイマ３４ａにより始動電圧を間欠的に印加し、始動電圧発生期間Ｔ１で高圧放電灯が始動しない場合に始動電圧休止期間Ｔ０で高圧放電灯への始動用高電圧の印加を休止するような制御が有効である。ところが、第２の動作期間に移行した後、高圧放電灯が立消えした場合に無条件で始動電圧間欠タイマ３４ａをリセットしてしまうと、再始動時に初期状態からの始動となるため、なかなか始動電圧休止期間Ｔ０へ移行せず、まず、始動電圧発生期間Ｔ１の始動用高電圧が印加され、絶縁破壊→グロー放電→アーク放電→立消え→始動用高電圧の印加というサイクルが継続されることになり、通常の再始動よりも始動時間が長くなる。そこで、本実施形態のように、第２の動作期間が基準時間以上継続した時点で始動電圧間欠タイマ３４ａをリセットすれば、第２の動作期間が短時間継続しただけの場合には、始動電圧間欠タイマ３４ａはリセットされないから、その後の再始動時には、初期状態からの始動ではなく、短時間の始動電圧発生期間と十分な始動電圧休止期間を経て、高圧放電灯が始動しやすい状態となってから、再度、始動電圧発生期間に移行することができる。これにより高圧放電灯を初期状態に戻し、始動を容易にすることができる。

（実施形態２’）
図９は本発明の実施形態２の一変形例に係る高圧放電灯点灯装置の回路図である。図６においては、リセット手段３６にてリセットされるのは、始動電圧間欠タイマ３４ａであったが、図９の回路では、始動電圧発生時間カウント部３２にて計測された、第１の動作期間の継続時間のカウント値も同時にリセットしている。

図１０に本実施形態の制御のフローチャートを示す。図７の制御において、第２の動作期間が基準時間以上継続したときに、＃１１ａで第１の動作期間における始動電圧発生期間のカウントをリセットすると共に、＃１１で第１の動作期間の継続時間のカウントも同時にリセットしている。

図１１に本実施形態の動作の概念図を示す。横軸は動作開始後の経過時間であり、縦軸は高圧放電灯ＤＬの両端電圧の包絡線を概略的に示している。図１１の動作では、図８の動作において、始動電圧間欠タイマ３４ａをリセットするタイミングで、第１の動作期間の継続時間のカウント値も同時にリセットしている。

このように、第１の動作期間の継続時間のカウント値も同時にリセットすることにより、高圧放電灯の再始動時において、始動用高電圧の発生時間を＃５の制限時間が経過するまで十分に確保することができる。

（実施形態２”）
図１２は本発明の実施形態２の他の変形例の制御のフローチャートを示す。図１０の制御において、第１の動作期間における始動電圧発生期間のカウント値（＃２ｂの判定に用いるカウント値）をリセットするタイミングと、第１の動作期間の継続時間のカウント値（＃５の判定に用いるカウント値）をリセットするタイミングを別々のタイミングとしたものである。回路構成は図９と同じで良い。

図１３に本実施形態の動作の概念図を示す。横軸は動作開始後の経過時間であり、縦軸は高圧放電灯ＤＬの両端電圧の包絡線を概略的に示している。図１３の動作では、図１１の動作において、始動電圧間欠タイマ３４ａをリセットするタイミングと、第１の動作期間の継続時間のカウント値をリセットするタイミングを分けている。つまり、第２の動作期間が所定時間経過した時点で始動電圧間欠タイマ３４ａをリセットし、第２の動作期間が基準時間経過した時点で第１の動作期間の継続時間のカウント値をリセットしている。

なお、＃５の制限時間、＃１０の基準時間、＃１０ａの所定時間の名称は、これらを区別するために用いた便宜的な呼称であり、それぞれ第１の基準時間、第２の基準時間、第３の基準時間と言い換えても構わない。＃５の制限時間は、第１の動作期間がそれ以上継続することが好ましくないと考えられる時間以内に第１の動作期間の継続時間を制限するための時間であり、＃１０の基準時間は第１の動作期間の継続時間のカウント値をリセットするか否かを判定する基準となる時間であり、＃１０ａの所定時間は第１の動作期間における始動電圧発生期間のカウント値をリセットするのに適した所定の時間という意味である。

（実施形態３）
図１４は本発明の実施形態３に係る高圧放電灯点灯装置の回路図である。実施形態１、２と異なる点は、電力供給回路１において、降圧チョッパ回路１２と極性反転回路１３を一体化した極性反転型降圧チョッパ回路１４を用いた点と、始動電圧発生回路２として共振型昇圧回路を用いた点である。

極性反転型降圧チョッパ回路１４は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点とスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続点の間に、降圧チョッパ回路の出力フィルタとなるインダクタＬ２とコンデンサＣ３の直列回路を接続したものである。

始動電圧発生回路２は、パルストランスＰＴとコンデンサＣ４からなる共振回路で構成され、極性反転型降圧チョッパ回路１４に印加された直流電圧Ｖｄｃを電源として、極性反転型降圧チョッパ回路１４のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６の高周波的なスイッチング動作により、高圧放電灯ＤＬに印加される始動・再始動のための共振昇圧電圧を発生する。

制御回路３は、昇圧チョッパ回路１１のスイッチング素子Ｑ１と、極性反転型降圧チョッパ回路１４のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６を制御している。制御回路３は、昇圧チョッパ回路１１の出力電圧Ｖｄｃを検出する出力検出部１１ａと、出力検出部１１ａの検出結果に応じて、スイッチング素子Ｑ１を制御するチョッパ制御部１１ｂを有している。また、高圧放電灯ＤＬの状態を検出する出力検出部１２ａと、その検出結果により高圧放電灯ＤＬの点灯・非点灯を判別する点灯判別手段３１を備えている。

極性反転・出力制御回路１４ａは、点灯判別手段３１の判別信号により、極性反転型降圧チョッパ回路１４の動作を、高圧放電灯ＤＬの始動用の高電圧を発生するための第１の動作期間（始動モード）と、高圧放電灯ＤＬを安定に点灯するための第２の動作期間（点灯モード）に切替える機能を備えている。演算回路１２ｃは、出力検出部１２ａにより検出された高圧放電灯ＤＬの両端電圧に応じて、スイッチング素子Ｑ５およびＱ６の動作周波数およびＯＮ期間を決定する演算機能を備えている。演算回路１２ｃの出力は、極性反転・出力制御回路１４ａを通して、第２の動作期間において、各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６を制御する。第１の動作期間では、始動電圧間欠タイマ３４ａの周期により、始動用高電圧を発生する始動電圧発生期間と、動作を休止する始動電圧休止期間を交互に繰り返す。

点灯時間カウント部３５は、点灯判別手段３１の判別結果を受けて点灯時の経過時間を計測する。始動電圧発生時間カウント部３２は、第１の動作期間において始動電圧発生回路２が始動電圧を発生している時間を計測する。比較部３３は始動電圧発生時間カウント部３２で計測される始動電圧発生回路２の動作時間を所定の制限時間と比較する。始動電圧間欠タイマ３４ａは、比較部３３からの比較結果を受けて始動電圧発生回路２の動作および停止を制御する。リセット手段３６は、点灯時間カウント部３２で計測される点灯時間が所定の基準時間を経過した場合に、少なくとも始動電圧発生時間カウント部３２で計測された始動電圧発生回路２の動作時間をリセットする。また、始動電圧間欠タイマ３４ａを同時にリセットしても良い。

図１５は本実施形態の動作波形図である。商用交流電源Ｖｓが投入されると、制御回路３が昇圧チョッパ回路１１のスイッチング素子Ｑ１を数１０ｋＨｚ程度でＯＮ／ＯＦＦさせ、直流電圧Ｖｄｃに応じてパルス幅を適正に制御することにより、高圧放電灯ＤＬが点灯していない非点灯時、ならびに高圧放電灯ＤＬが点灯している点灯時ともに、直流電圧Ｖｄｃを所定値に一定化している。また、昇圧チョッパ回路１１は、商用交流電源Ｖｓからの入力力率を高め、入力電流歪を抑制する機能をも有している。

直流電圧Ｖｄｃが所定値に達すると、極性反転型降圧チョッパ回路１４が動作を開始する。この時点で、高圧放電灯ＤＬは点灯していない非点灯状態であり、高圧放電灯ＤＬは開放状態と同一で、等価インピーダンスは無限大に近い、高インピーダンス状態である。このとき、極性反転型降圧チョッパ回路１４は、高圧放電灯ＤＬを始動するための第１の動作期間（始動モード）で動作を開始し、スイッチング素子Ｑ３とＱ６がＯＮの状態と、スイッチング素子Ｑ４とＱ５がＯＮの状態とを、所定の周波数ｆ０（数１００ｋＨｚ程度）で交互に繰り返す。この周波数ｆ０は、パルストランスＰＴの１次巻線ｎ１とコンデンサＣ４からなる直列共振回路の共振周波数ｆｒに近い周波数であり、正弦波状の高電圧が１次巻線ｎ１に発生する。１次巻線ｎ１に発生した正弦波状の高電圧は、パルストランスＰＴの１次巻線ｎ１と２次巻線ｎ２の巻数比によって昇圧され、コンデンサＣ３を介して高圧放電灯ＤＬに印加される。これによって、高圧放電灯ＤＬは絶縁破壊し、始動する。

始動電圧発生時間カウント部３２では、高圧放電灯ＤＬが始動し、点灯判別手段３１が点灯と判別するまでの始動用高電圧が発生している時間を計測している。高圧放電灯ＤＬが何らかの原因で始動しない、あるいは、高圧放電灯ＤＬが接続されずに、高圧放電灯点灯装置に商用電源が印加された場合には、始動電圧発生回路２は動作し続け、始動用高電圧が発生し続けるが、比較部３３において、始動用高電圧が発生している時間と所定の制限時間を比較し、制限時間を超えた場合には、始動電圧間欠タイマ３４ａを停止させ、極性反転・出力制御回路１４ａへ、極性反転型降圧チョッパ回路１４のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６をオフするよう制御信号を送り、極性反転型降圧チョッパ回路１４の動作を停止することで、始動電圧発生回路２の動作を停止する。

始動電圧発生期間中に発生する始動用高電圧により、高圧放電灯ＤＬが始動すると、高圧放電灯ＤＬは、短絡に近い低インピーダンス状態になり、高圧放電灯ＤＬの両端電圧は、略０Ｖに低下する。高圧放電灯ＤＬの両端電圧が点灯判別電圧しきい値を下回ると、点灯判別手段３１は、高圧放電灯ＤＬが点灯したと判別し、その判別信号は演算回路１２ｃに入力される。演算回路１２ｃは、この信号を受けて、極性反転型降圧チョッパ回路１４の動作を、高圧放電灯ＤＬを安定に点灯するための、第２の動作期間（点灯モード）に切り替える。

極性反転型降圧チョッパ回路１４は、第２の動作期間（点灯モード）では、スイッチング素子Ｑ３とＱ４が所定の周波数ｆａ（数１００Ｈｚ程度）で交互にＯＮ／ＯＦＦし、その際、スイッチング素子Ｑ５およびＱ６は、スイッチング素子Ｑ３がＯＮの期間では、スイッチング素子Ｑ６が所定の周波数ｆｂ（数１０ｋＨｚ程度）でＯＮ／ＯＦＦし、スイッチング素子Ｑ４がＯＮの期間では、スイッチング素子Ｑ５が所定の周波数ｆｂ（数１０ｋＨｚ程度）でＯＮ／ＯＦＦする動作を繰り返す。この極性反転型降圧チョッパ動作により、高圧放電灯ＤＬには、周波数ｆａの矩形波交流電圧が印加される。このとき、コンデンサＣ３とインダクタＬ２は降圧チョッパ回路のフィルタ回路として機能し、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６に内蔵された逆並列ダイオードは降圧チョッパ回路の回生電流通電用ダイオードとして機能する。

高圧放電灯ＤＬは、始動直後はランプ両端電圧が低く、発光管内部が高温・高圧になるにつれてランプ両端電圧が上昇し、定格値に至り、安定点灯状態になる。制御回路３では、出力検出部１２ａにより高圧放電灯ＤＬの状態を検出し、高圧放電灯ＤＬの両端電圧に応じて、演算回路１２ｃにより、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６のチョッピング周波数やＯＮ期間を適正に制御することにより、適正な電力が高圧放電灯ＤＬに供給されるように制御し、高圧放電灯ＤＬを安定点灯させる。

高圧放電灯ＤＬを始動させる第１の動作期間において、始動電圧発生回路２は、始動電圧間欠タイマ３４ａの周期により、始動用高電圧を発生する始動電圧発生期間と、動作を休止する始動電圧休止期間とを交互に繰り返す。始動電圧発生期間中に発生する始動用高電圧により、高圧放電灯ＤＬが始動すると、点灯判別手段３１により高圧放電灯ＤＬを安定に点灯するための第２の動作期間に移行すると共に、点灯時間カウント部３５にて点灯時間の計測を開始する。点灯時間が基準時間経過する前に、高圧放電灯ＤＬが立消えを生じると、点灯判別手段３１の判別結果を受けて、極性反転・出力制御回路１４ａは、第１の動作期間へ再度移行し、始動用高電圧を発生する。この際、始動電圧間欠タイマ３４ａはリセットされていないので、先の始動電圧発生期間の途中のタイミングより、動作が開始される。

図１５の例で説明すると、最初の始動電圧発生期間Ｔ１では、高圧放電灯ＤＬが始動せず、始動電圧休止期間に移行する。次の始動電圧発生期間Ｔ２では、高圧放電灯ＤＬが始動し、第２の動作期間に移行する。しかし、基準時間が経過する前に高圧放電灯ＤＬが立ち消えすることにより、始動電圧間欠タイマ３４ａがリセットされないまま、第１の動作期間へと再度移行する。この場合、始動電圧間欠タイマ３４ａは先の始動電圧発生期間の途中のタイミングより動作が開始され、Ｔ３（＝Ｔ１−Ｔ２）という短い始動電圧発生期間を経て、速やかに始動電圧休止期間へと移行する。つまり、点灯時間が基準時間経過する前に立消えする現象を繰り返した場合、始動用高電圧の発生時間の合計が、始動電圧間欠タイマ３４ａの始動電圧発生期間に至ると、始動電圧休止期間に移行し、始動用高電圧の発生を休止する。この休止期間に高圧放電灯ＤＬの発光管の温度が下がり、始動しやすくなる。また、図２４に例示したような特性の高圧放電灯であっても、発光管の内部が初期状態に戻ることにより再始動に失敗する確率が低くなる。

始動電圧休止期間が経過すると、再度、始動電圧発生期間に移行し、始動用高電圧が発生し、高圧放電灯を始動させる。次の始動電圧発生期間Ｔ４では、高圧放電灯ＤＬが始動し、第２の動作期間に移行する。このとき、Ｔ４＜Ｔ１の段階で始動しているから、始動電圧間欠タイマ３４ａの始動電圧発生期間は、本来は、あと（Ｔ１−Ｔ４）だけカウント値が残っている。しかし、第２の動作期間が長く継続し、高圧放電灯ＤＬが立ち消えする前に基準時間が経過すると、その時点で始動電圧間欠タイマ３４ａはリセットされる。つまり、高圧放電灯が始動し、第２の動作期間に移行した後、基準時間が経過すると、リセット手段３６により、始動電圧発生時間カウント部３２で計測される始動電圧発生時間および始動電圧間欠タイマ３４ａがリセットされるので、何らかの原因で高圧放電灯が立消えした場合などの再始動においては、初期状態からの動作となり、十分な始動電圧発生期間を確保することが可能となる。この段階で高圧放電灯ＤＬが立消えした場合、次回の始動電圧発生期間は、途中からカウントされる（Ｔ１−Ｔ４）の長さではなく、最大でＴ１の期間にわたり続くことになる。

なお、始動電圧発生時間カウント部３２で計測された始動電圧の発生時間が、比較部３３で設定された制限時間を経過すると、始動電圧間欠タイマ３４ａの動作を停止し、始動電圧発生回路２からの始動用高電圧の発生を停止し、連続的な始動用高電圧の発生を抑制することは実施形態２と同様である。本実施形態の制御フローは図１０と同じで良い。

本実施形態で述べた極性反転型降圧チョッパ回路や共振型昇圧回路を用いた始動電圧発生回路は他の実施形態においても使用できることは言うまでも無い。

（実施形態４）
図１６は本発明の実施形態４に係る高圧放電灯点灯装置の回路図である。先の実施形態２と異なる点は、点灯時間カウント部３５を省略し、代わりに、始動電圧間欠タイマ３４ａにおける始動電圧発生期間の計時状態を判断部３７でモニターし、始動電圧発生期間の終了時に点灯判別手段３１の判別結果が点灯であれば、第２の動作期間が基準時間以上継続したとみなす点である。

図１７に本実施形態の制御のフローチャートを示す。図１０の＃８，＃１０を図１７の＃８ａ、＃１０ｂのように置き換えたものである。まず、図１０の＃８で第２の動作期間の継続時間をカウントするのに代えて、図１７の＃８ａでは、第１の動作期間の始動電圧発生期間のカウントを継続している。また、図１０の＃１０で第２の動作期間の継続時間が基準時間を経過したか否かを判定するのに代えて、図１７の＃１０ｂでは、第１の動作期間の始動電圧発生期間が経過したか否かを判定している。その他の動作は図１０と同じであり、第１の動作期間の始動電圧発生期間が経過すると、＃１１ａで第１の動作期間における始動電圧発生期間のカウントをリセットすると共に、＃１１で第１の動作期間の継続時間のカウントも同時にリセットしている。

図１８に本実施形態の動作の概念図を示す。始動電圧間欠タイマ３４ａにおける始動電圧発生期間タイマの動作と高圧放電灯ＤＬの両端電圧の包絡線を概略的に示している。第１の動作期間において、始動電圧発生期間に発生する始動用高電圧により、高圧放電灯が始動し、第２の動作期間に移行した後も始動電圧間欠タイマのカウント動作を継続させる。始動電圧発生期間に相当する時間が終了した際に、判断部３７にて点灯判別手段３１の判別結果を読み取る。その時点で高圧放電灯が点灯維持しており、第２の動作期間を継続している場合には、始動電圧間欠タイマ３４ａ並びに始動電圧発生時間カウント部３２をリセットする。このリセットはいずれか一方でも良い。

高圧放電灯が何らかの原因で始動しない、あるいは、高圧放電灯が接続されない状態で、高圧放電灯点灯装置に商用電源が印加された場合は、先の実施形態２と同様、始動電圧間欠タイマ３４ａに従い、始動電圧発生期間と始動電圧休止期間を繰り返し、第１の動作期間を継続する。始動電圧発生時間カウント部３２で計測される第１の動作期間の継続時間が制限時間に達したと比較部３３が判定した場合、始動電圧発生回路２の動作を停止させる（＃５、＃６）。

本実施形態では、高圧放電灯が始動し、第２の動作期間に移行した後の点灯時間を計測する点灯時間カウント部３５が不要であり、簡易な構成で、高圧放電灯の寿命末期などにおける始動失敗に対し、不要な始動用高電圧の発生を抑制し、安全性を確保すると共に、正常な高圧放電灯に対しては、確実な始動性および再始動性を確保することができる。

これまで説明した実施形態においては、電力供給回路１としてフルブリッジ構成を備えるものを例示したが、これに限定するものではなく、ハーフブリッジ構成なども適用可能であることは明らかである。始動電圧発生回路２についても、共振型昇圧回路を高周波駆動する構成（図１４）と極性反転時に始動パルスを発生する電圧応答型スイッチング素子Ｑ７を用いた構成（図２等）を例示したが、これらに限らず、任意のタイミングで始動パルスを発生する構成を用いても良いことは明らかである。例えば、制御電極を有するスイッチング素子をパルストランスの１次巻線と電荷蓄積用のコンデンサと直列に接続した構成を有する始動電圧発生回路を用いれば、制御電極にパルス信号が入力されたタイミングで始動パルスを発生することが出来る。

（実施形態５）
本発明の高圧放電灯点灯装置を用いた照明器具の構成を図１９、図２０に示す。図中、ＤＬは高圧放電灯、１５は点灯装置の回路を格納した安定器、１６は高圧放電灯ＤＬを装着した灯体、１７は配線である。これらの照明器具を複数組み合わせて照明システムを構築しても良い。図２０（ａ）、（ｂ）はそれぞれスポットライトに高圧放電灯を用いた例、（ｃ）はダウンライトに高圧放電灯を用いた例である。

これらの照明器具に、先述の高圧放電灯点灯装置を利用することで、高圧放電灯の寿命末期などにおける始動失敗に対し、不要な始動用高電圧の発生を抑制し、省電力と安全性を確保すると共に、正常な高圧放電灯に対しては、確実な始動性および再始動性を確保することができる。

１ 電力供給回路
２ 始動電圧発生回路
３ 制御回路
３１ 点灯判別手段
３２ 始動電圧発生時間カウント部
３６ リセット手段
ＤＬ 高圧放電灯

Claims (8)

1. 高圧放電灯に電力を供給する電力供給回路と、
   高圧放電灯の放電を開始させる始動用高電圧を発生する始動電圧発生回路と、
   前記電力供給回路及び始動電圧発生回路を制御する制御回路を備え、
   前記制御回路は、
   高圧放電灯の点灯・非点灯を判別する点灯判別手段と、
   前記点灯判別手段の判別結果に基づいて、高圧放電灯の放電を開始させるための始動電圧発生回路を動作させる第１の動作期間と、高圧放電灯が放電を開始した後、安定なアーク放電を維持させる第２の動作期間とを切り替える手段と、
   第１の動作期間の動作情報を計測する計測手段と、
   前記計測手段の計測結果に基づいて、第１の動作期間の動作を制御する手段と、
   第２の動作期間が基準時間以上継続した場合に、前記計測手段で計測される第１の動作期間の動作情報を初期化するリセット手段を有することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
2. 請求項１において、第１の動作期間の動作情報を計測する計測手段として、第１の動作期間中に、始動用高電圧を発生する始動電圧発生期間を計測する手段と、始動用高電圧の発生を休止する始動電圧休止期間を計測する手段を有していることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
3. 請求項２において、前記計測手段で計測される第１の動作期間の動作情報とは、第１の動作期間中に、始動用高電圧を発生する始動電圧発生期間の計測時間であることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
4. 請求項１又は２において、前記計測手段で計測される第１の動作期間の動作情報は、第１の動作期間の継続時間であることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記基準時間は０．５秒以上であることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
6. 請求項５において、前記基準時間は３０秒以下であることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
7. 請求項２〜４のいずれかにおいて、第１の動作期間中に、始動用高電圧を発生する始動電圧発生期間を計測する手段は、高圧放電灯が点灯し、第２の動作期間に移行した後も始動電圧発生期間の計測を継続し、始動電圧発生期間が終了した際に、高圧放電灯が継続して点灯していれば、第２の動作期間が基準時間以上継続したと判定することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置を備えることを特徴とする照明器具。

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