JPH0765970A

JPH0765970A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH0765970A
Application number: JP21198093A
Authority: JP
Inventors: Nariyuki Yamauchi; 得志山内; Yoshifumi Kuroki; 芳文黒木; Naoki Onishi; 尚樹大西; Akio Okude; 章雄奥出; Katsuyuki Kiyozumi; 克行清積
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】放電灯の状態にかかわらず、始動時並びに再始
動時において、フィラメントの先行予熱中に放電を開始
しないようにした放電灯点灯装置を提供する。【構成】放電灯１の放電開始前に予熱電流のみを流す先
行予熱制御手段を備える放電灯点灯装置において、放電
灯１の消灯後に再始動を行うときの先行予熱電流の大き
さを、放電灯の消灯時間、消灯前の点灯レベル及び消灯
前の点灯時間のうち、少なくとも１つ以上に基づいて変
化させる先行予熱レベル設定手段を備える。放電灯の消
灯後に再始動を行うときの先行予熱電流の大きさは、放
電灯のコールドスタート時の先行予熱電流以下に設定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放電灯のフィラメントに
先行予熱を与えた後に、放電灯を始動点灯させる放電灯
点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、放電灯点灯装置においては、点灯
始動前にフィラメントへの先行予熱を行うことが一般的
である。これにより、冷陰極放電を防止して、放電灯の
寿命を確保することができる。フィラメントへの先行予
熱は放電灯が点灯しないレベルで、できるだけ多くの電
流を流せば先行予熱時間が短くて済む。従って、電源投
入後、出来るだけ早い点灯が可能となる。一方、電源切
断を行わずに放電灯を消灯できるような安定器では、消
灯時の待機予熱を行う場合がある。例えば、調光用の安
定器等を用いて、調光信号等により放電灯の消灯制御を
場合には、消灯制御後、次の点灯始動に備えて、放電灯
の予熱状態を維持する。この状態を消灯時の待機予熱と
呼ぶ。このような予熱制御を行えば、実開平４−６１７
９９号に開示されているように、再始動時に先行予熱時
間を確保する必要がなく、直ちに放電灯を点灯できる。
以上のように、フィラメントの先行予熱により放電灯の
寿命を延ばし、さらに再始動に備えるために、待機予熱
をしておけば、放電灯の即時再点灯が可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、放電灯
の点灯始動前にフィラメントの先行予熱制御を行い、冷
陰極放電を防止する放電灯点灯装置において、放電灯の
消灯後、予熱が無い状態から先行予熱で再始動を始める
場合、消灯後再始動までの時間が短い場合、点灯により
ランプ管壁温度が上昇している為、コールドスタート時
とはランプ管内の水銀蒸気圧が異なり、低い印加電圧で
放電灯が放電する状態となっている。従って、充分に予
熱を行う為にコールドスタート時と同じ予熱電流を供給
しようとすると、放電灯への印加電圧が低くても前記始
動電圧低下の為に放電が開始されてしまう。このとき、
フィラメントの予熱が充分に行われないうちに放電を開
始することから冷陰極放電を生じ、ランプ寿命を早期に
終える原因となる。しかも所望の光出力以外の光出力と
なって点灯するので、調光用安定器の場合には特に見苦
しいものとなり、故障ではないかという誤解をユーザー
に与える恐れがある。

【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、放電灯の状態にか
かわらず、始動時並びに再始動時にフィラメントの先行
予熱中に放電を開始しないようにした放電灯点灯装置を
提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の基本構成
を示す。図１の回路において、予熱回路３は放電灯１の
フィラメントに予熱電流を供給し、放電灯１の両端には
交流電源ＡＣからバラスト回路３を介して電圧を印加し
ている。放電灯１の始動前に先行予熱としてフィラメン
トに予熱回路３から電流を供給し、充分な予熱電流を供
給した後、バラスト回路３からの出力電圧を上昇させ
て、放電灯１を点灯始動させる。このとき、予熱電流に
より放電灯１のフィラメントを加熱し、熱電子を充分に
放出しているので、冷陰極放電は防止される。本発明に
よれば、放電灯１のコールドスタート（消灯時間が非常
に長いときの点灯始動）時の先行予熱電流値より再始動
時（消灯してから点灯させるまでの時間が比較的短いと
き）の先行予熱電流値を少なくすることにより、先行予
熱時の不要な電流消費を低減し、先行予熱中の放電を防
止する。

【０００６】

【作用】以下、本発明における再始動時の予熱制御につ
いて説明する。放電灯１の点灯後、バラスト回路２から
の出力電圧を低下させ、放電灯１を消灯させる。次に、
放電灯１を再始動させるとき、放電灯１のランプ管壁温
度や熱電子分布等の影響により先行予熱中に放電しない
ように、そして冷陰極放電とならず、過剰に熱電子を放
出することのないように、再始動時の先行予熱中は、バ
ラスト回路２の出力電圧を低下させ、予熱電流をコール
ドスタートの場合に比べて少なくする。なぜなら、消灯
時間が短い場合、放電灯１の点灯によりランプ管壁温度
が上昇し、コールドスタート時よりも始動電圧が低くな
っている。そして、点灯中に生成された熱電子が消灯中
にもランプ管内に残留しており、少ない予熱電流でも冷
陰極放電とならない熱電子の濃度にできるからである。
したがって、再始動時の先行予熱中はバラスト回路２の
出力電圧を低くし、予熱電流を少なくして予熱中の放電
を防止し、フィラメントからの過剰な熱電子の放出を防
止する。

【０００７】また、別の手段として、消灯時に、予熱電
流を予熱回路３が供給し続けて、即時再点灯に備える場
合もある。その場合、待機予熱中の予熱電流を先行予熱
時の予熱電流値よりも低く設定すれば、待機予熱中に、
過剰なフィラメントからの熱電子の放出を抑えて、放電
灯１が放電を開始することを防止できる。このように、
消灯後の即時再点灯に備えて先行予熱時の予熱電流値よ
りも少ない待機予熱電流を供給する場合において、さら
に、即時再点灯の不必要時（深夜等のユーザーが居ない
場合や、昼間の外光のある場合のように、全ての灯具が
即時再点灯しなくても良い場合）に、外部から制御回路
４に省電力制御信号を入力し、バラスト回路２、予熱回
路３から放電灯１への電力の供給を停止させれば、不要
な消費電力を低減できる。

【０００８】

【実施例】図３は本発明の第１実施例の回路図である。
図３に示した回路においては、交流電源ＡＣをダイオー
ドブリッジＤＢで整流し、電源回路４で平滑を行い、イ
ンバータ回路５により高周波電圧に変換し、インダクタ
ＬとコンデンサＣと放電灯１を含む負荷回路に供給して
いる。インダクタＬとコンデンサＣは直列共振回路を構
成している。また、コンデンサＣに流れる電流が放電灯
１のフィラメントに流れるように、コンデンサＣを放電
灯１のフィラメントの非電源側端子間に並列接続してい
る。フィラメントに流れる電流、及び放電灯１への印加
電圧は、インバータ回路５の発振周波数を変化させるこ
とにより制御することができる。

【０００９】本実施例における予熱制御方式を図２に示
した。この図は、放電灯に供給するエネルギーレベルの
時間的な変化を簡易的に示したものである。図２
（ａ），（ｂ）において、放電灯を消灯してから再始動
するまでの時間をＴ₁，Ｔ₂とすると、Ｔ₁＜Ｔ₂とい
う関係になっている。まず、先行予熱では、放電灯が点
灯しないように、インバータ回路の発振周波数を、イン
ダクタＬとコンデンサＣによる直列共振回路の共振周波
数ｆｏ＝１／２π√（ＬＣ）よりも十分に高く設定し、
負荷回路の共振条件の成立しない動作周波数とする。こ
の周波数でインバータ回路を動作させ、放電灯に始動電
圧を与えずにフィラメントに予熱電流を供給する。ま
た、先行予熱のエネルギーレベルを大きくする為には、
インバータ回路の発振周波数を低くして行って共振周波
数ｆｏに近づけて行けば良い。ところが、インバータ回
路の発振周波数を低くして行くと、予熱電流が多くなる
以外に、コンデンサＣの両端電圧も大きくなり、放電灯
の始動電圧に達してしまう恐れがある。したがって、先
行予熱のエネルギーレベルは始動電圧に満たない印加電
圧を放電灯に印加し、予熱電流をフィラメントに流すよ
うなエネルギーレベルとしておく。

【００１０】次に、始動・点灯の間は、次式で示される
予熱量を確保した後、先行予熱を終了し、放電灯の点灯
始動に移行する。陰極を電子放出が可能になるまでの温
度に上昇させるために必要な総熱量は、時間・電流及び
陰極の物理的特性によって決まる定数によって、Ｔｅ＝
ａ（Ｉｋ²−Ｉｍ²）^-1で表される。ここで、Ｔｅは陰
極から熱電子放出が可能になるまでの時間（秒）、ａは
陰極定数、Ｉｋは熱電子放出のための最小予熱電流値
（Ａ）、Ｉｍは予熱時間が十分長い（例えば３０秒以
上）時に、熱電子を放出するのに必要な絶対最小予熱電
流値（Ａ）である。先行予熱後、インバータ回路の動作
周波数を低くして行き、共振周波数ｆｏに近づけてコン
デンサＣの両端電圧を大きくして行く。その電圧が放電
灯の始動電圧を越えた時、放電灯は放電を開始する。放
電開始後、負荷回路はコンデンサＣと並列に低インピー
ダンス素子が接続された状態となり、予熱時の負荷回路
の共振条件はなくなる。放電灯点灯後は、放電灯にラン
プ電流と点灯時の予熱電流が与えられ、点灯時のランプ
電圧が放電灯に印加される。従って、始動・点灯時のエ
ネルギーレベルＥは放電灯を始動させ、所望の光出力と
なるエネルギーである。

【００１１】次に、点灯状態からエネルギーを低減して
放電灯を消灯し、放電灯及びフィラメントに電力を与え
ない消灯時間が存在する場合に再点灯始動を行う場合に
ついて述べる。放電灯の再始動を行う場合には、再び先
行予熱を行い、始動点灯に至るのであるが、放電灯の点
灯始動がコールドスタートの時とは異なり、点灯により
ランプ管壁温度が上昇しており、管内の水銀蒸気圧が放
電灯の最冷点温度に影響されるので、低い印加電圧で放
電灯が始動してしまう。そこで、先行予熱のエネルギー
を前記コールドスタートと同じエネルギーレベルとして
おくと、放電灯が再始動するときの先行予熱時に放電を
開始してしまう。このため、前述のように、冷陰極放電
を引き起こし、所望の光出力以外の光出力となり、調光
用安定器の場合は、特に見苦しいものとなる。そこで、
消灯時のランプ管壁温度の自然冷却に応じて、再起動時
の先行予熱のエネルギーレベルを変化させ、先行予熱時
の放電の開始を防止する。例えば、図２（ａ）に示すよ
うに、消灯後再始動を行うまでの消灯時間が比較的短い
Ｔ₁の場合には、ランプ管壁温度が点灯時に上昇してか
ら冷却される度合が小さい。したがって、始動電圧が低
くなっているので、インバータ回路の動作周波数をコー
ルドスタート時の動作周波数よりも高く設定し、放電灯
に印加される電圧を低くして、再始動の先行予熱時にお
ける放電開始を防止する。また、この場合には、消灯時
間Ｔ₁が短いので、点灯中に生成された熱電子が、管内
に比較的多く残留しており、動作周波数を高くして予熱
電流を減らしても、先行予熱時間を適正に与えれば冷陰
極放電とはならない。したがって、消灯時間がＴ₁のと
きの再始動時の先行予熱のエネルギーレベルＰ１はコー
ルドスタート時の先行予熱のエネルギーレベルと比べて
小さくなるように制御され、再始動時の先行予熱中に放
電を開始しないエネルギーレベルとされる。

【００１２】次に、図２（ｂ）に示すように、消灯時間
がＴ₁に比べて長いＴ₂の場合には、消灯時間がＴ₁の
ときに比べてランプ管壁温度が下がっており、始動電圧
は上昇してきている。そして、点灯中に生成された熱電
子の管内に残留している分が、消灯時間Ｔ₂となったこ
とにより消滅している。したがって、予熱電流は消灯時
間がＴ₁のときに比べて多く流して、冷陰極放電の起こ
らない状態にしなければならない。そこで、インバータ
回路の動作周波数をコールドスタート時の動作周波数よ
りも高く設定しながら、消灯時間がＴ₁のときの再始動
時の動作周波数よりも低く設定し、コールドスタート時
よりも予熱電流を増加させてやる。これに伴い、予熱時
の放電灯への印加電圧は消灯時間がＴ₁のときよりも大
きくなるが、始動電圧の増加により予熱中に放電灯が点
灯することはない。したがって、消灯時間がＴ₂である
場合の再始動時の先行予熱のエネルギーレベルＰ２は、
消灯時間がＴ₁である場合の再始動時の先行予熱のエネ
ルギーレベルＰ１よりも大きく設定され、予熱電流を多
く流しながらも先行予熱中に放電を開始しないエネルギ
ーレベルとする。また、消灯時間が十分に長い場合の再
始動時の先行予熱のエネルギーレベルは、放電灯のコー
ルドスタート時のレベルに設定する。

【００１３】なお、図３のコンデンサ予熱方式に代え
て、図４に示すように、インバータ回路５の出力電圧を
トランスＴを介して放電灯１とそのフィラメントに供給
する方式においても、インバータ回路５から出力される
エネルギーレベル（インバータ回路５の出力電圧と考え
ても良い）を図２で示されるエネルギーレベルとなるよ
うに制御すれば、同様の効果を達成できる。また、この
他にも、予熱電流を増加させれば、放電灯１への印加電
圧が大きくなるような回路方式であれば、本実施例によ
らず同様の効果を得ることができる。

【００１４】図５は他の実施例の動作説明図であり、図
２と同様に放電灯に供給されるエネルギーレベルを簡易
的に示したものである。上述の図２の実施例では、消灯
後の先行予熱のエネルギーレベルを消灯時間に応じて変
化させたが、図５の実施例では、消灯前の点灯レベルＥ
１，Ｅ２に応じて先行予熱のエネルギーレベルを変化さ
せるものである。消灯前の点灯出力がＥ１＞Ｅ２となっ
ている場合、点灯時のランプ管壁温度は点灯時の供給エ
ネルギーが大きいＥ１の方が高くなる。したがって、消
灯時のランプ管壁温度は図５（ａ）の方が高くなる。ま
た、放電灯の放電始動電圧は放電灯内の水銀蒸気圧によ
り変化する。そして放電灯内の水銀蒸気圧はランプ管壁
温度に支配される。ランプ管壁温度が高い程、始動電圧
は低くなる。これらのことを考え合わせると、図５
（ａ）の状態での先行予熱時のレベルＰ１が大きいと、
始動電圧が低くなっているので、先行予熱中に放電を開
始してしまう。また、図５（ｂ）の状態では、図５
（ａ）に比べると始動電圧が高くなっているので、先行
予熱時のエネルギーレベルは大きくできる。したがっ
て、先行予熱のエネルギーレベルＰ１及びＰ２は消灯時
間が同じであっても、消灯前の出力が大きいときには、
再始動の先行予熱時に放電しない比較的少ないエネルギ
ーレベルとし、消灯前の出力が小さいときには始動電圧
の上昇により、Ｐ１＜Ｐ２となるエネルギーレベルと
し、予熱電流を十分流してやるものとする。このように
すれば、消灯前の点灯レベルによらず、再始動時の先行
予熱中に放電が開始することを防止できる。

【００１５】図６はさらに他の実施例の動作説明図であ
り、図２と同様に放電灯に供給されるエネルギーレベル
を簡易的に示したものである。図６（ａ）に示すよう
に、再始動を開始する前の点灯時間Ｔａが短い場合は再
始動時の先行予熱電流を比較的多く流し、図６（ｂ）に
示すように、再始動を開始する前の点灯時間Ｔｂが長い
場合は再始動時の先行予熱電流を少なくする。このよう
に、放電灯内の水銀蒸気圧の安定度合により、再点灯時
の先行予熱電流を変化させてやってもよい。本実施例に
より、再点灯前の点灯時間の差により生じる放電灯内の
水銀蒸気圧の安定度合の違いにかかわらず、再点灯時の
先行予熱中の放電を防止することができる。

【００１６】図７は本発明の先行予熱制御を実現するた
めの具体的回路の一例を示している。この回路では、交
流電源ＡＣをダイオードブリッジＤＢで整流し、電解コ
ンデンサＣで平滑して、直流電圧に変換し、スイッチン
グ素子Ｑ₁，Ｑ₂を高周波で交互にオン／オフさせて高
周波電源に変換する。負荷回路にはバラスト用のインダ
クタＬと予熱用のコンデンサＣｐの直列接続による直列
共振回路を備えており、その直列共振回路と並列にコン
デンサＣｐに流れる電流がフィラメント電極に流れるよ
うに放電灯１を接続している。さらに、直流成分をカッ
トする為に、直列共振回路と直列にコンデンサＣｏを接
続している。インダクタＬの２次巻線から得られる信号
は、スイッチング素子Ｑ₁の自励制御信号となってい
る。スイッチング素子Ｑ₂は制御回路４から得られる他
励制御信号により制御される。この他励制御信号によ
り、スイッチング素子Ｑ₂のオン区間を制御してデュー
ティ幅や周波数を調整する。制御回路４は同期検出回路
７を備えており、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の接続点
の電位を検出して、スイッチング素子Ｑ₁がオフすれ
ば、スイッチング素子Ｑ₂が一定時間オンするように構
成されている。つまり、スイッチング素子Ｑ₁がオフし
た瞬間に、コンパレータＣＰの反転入力側に接続してい
るコンデンサＣ₂の容量を引き抜き、その時点から抵抗
Ｒ₁を通じて制御電源ＶｃｃによりコンデンサＣ₂を充
電し、コンデンサＣ₂の電位がコンパレータＣＰの非反
転入力電位に達するまで、スイッチング素子Ｑ₂をオン
させる。コンパレータＣＰの非反転入力に印加される電
圧は、出力制御回路８により所定レベルになるように調
整される。出力切替回路９により、第１または第２の先
行予熱レベル設定回路１１，１２または点灯時出力設定
回路１０のいずれかを出力制御回路８に接続する。これ
により、所定の先行予熱エネルギーまたは点灯エネルギ
ーが得られるように、スイッチング素子Ｑ₂のオン区間
が出力制御回路８により調整される。前記先行予熱レベ
ル設定回路１１，１２は、消灯後の時間や、消灯前の点
灯時間、消灯前の点灯出力等を監視して、図２又は図５
又は図６の動作を実現するように、少なくとも２つ以上
備えており、先行予熱中に放電しないように先行予熱レ
ベル設定回路１１，１２を切り替えるものである。この
ような回路構成により、図２又は図５又は図６の動作を
実現できる。また、回路構成は本実施例によらず、放電
灯１に与えるエネルギーを変化できる安定器であれば、
どのようなものでもよく、上述のように、放電灯１が先
行予熱中に放電しないように調整できれば何でもよい。
また、消灯時の制御回路４の動作を保持するには電池等
を用いて保持させても良いし、制御電源Ｖｃｃの平滑用
コンデンサＣ₁に大きな容量のものを用いて、その制御
電源Ｖｃｃの電位が降下して行くことを利用して、再始
動時の先行予熱出力を制御する等の方法がある。

【００１７】次に、消灯時に即時再点灯の為に予熱電流
を流しておく制御を行う放電灯点灯装置において、消灯
後、待機予熱の状態からその予熱電流を停止させた後、
先行予熱による再点灯を行う場合も、予熱電流を停止さ
せてから再点灯するまでの電流休止時間が短いほど、先
行予熱時の予熱電流を少なくするように制御すれば、上
述の各実施例と同様に先行予熱中の放電を防止できる。

【００１８】図９は別の実施例の動作説明図であり、図
２と同様に放電灯に供給されるエネルギーレベルを簡易
的に示したものである。この実施例では、始動・点灯の
状態から放電灯に供給されるエネルギーを低減して放電
灯を消灯し、消灯中にフィラメントへ電流を流し続ける
待機予熱を実施している。放電灯消灯後は負荷回路の共
振周波数がｆｏ＝１／２π・√（ＬＣ）となり、先行予
熱時と同じ共振条件となるが、放電灯が点灯していた期
間に管壁温度が上昇している為、先行予熱時とは放電灯
内の水銀蒸気圧が異なり、図８に示すように、低い電圧
印加で放電が開始できる状態となっている。そこで、待
機予熱中に放電灯が点灯しないように、放電灯への印加
電圧を低くする為に、インバータ回路の動作周波数を先
行予熱時の動作周波数よりも高く設定し、放電灯に与え
るエネルギーレベルを低くする。したがって、待機予熱
時のエネルギーレベルＷは、先行予熱時のエネルギーレ
ベルＰに比べて、Ｐ＞Ｗとなるようなエネルギーレベル
である。また、Ｗの下限レベルは、予熱時間が十分に長
い（例えば３０秒以上）のときに熱電子を放出するのに
必要な絶対最小予熱電流値Ｉｍよりもフィラメントへの
予熱電流値が大きくなるような値に設定する。

【００１９】このように、先行予熱時と待機予熱時で、
放電灯に与えるエネルギーレベルを変えてやれば、電源
投入時に冷陰極放電とならず、しかも立ち上がりの早い
予熱から点灯への移行を可能とし、且つ、待機予熱時に
点灯することがなく、瞬時に再点灯できる放電灯点灯装
置を実現できる。

【００２０】また、待機予熱時に放電灯に与えるエネル
ギーレベルは、図１０に示すように、消灯後の時間に応
じて、多段階に変化させてもよい。つまり、放電灯に予
熱を与えていても、消灯後の時間経過によりランプ管壁
の温度が下がることにより、図８に示すように、熱電子
の消滅が行われるが、時間経過により予熱レベルを変化
させることにより、ほぼ全消灯時間にわたって放電灯の
両電極間における熱電子の分布が、放電を開始しやすく
なるような濃度に保てる。よって、常に瞬時に再点灯を
行える状態を実現できる。図１０の例では、消灯後の経
過時間ｔ₁，ｔ ₂，…，に応じて、放電灯に与えるエネ
ルギーレベルがＷ₁，Ｗ₂，…，Ｗｎとなるように段階
的に上昇させているが、図１１に示すように、消灯後の
経過時間ｔの関数Ｗ（ｔ）として、連続的に上昇させ
て、所定値Ｗに収束させるように制御しても構わない。

【００２１】図１２はさらに別の実施例の動作説明図で
ある。この実施例では、待機予熱時に放電灯に与えるエ
ネルギーレベルを消灯前の点灯時間の長短に応じて変化
させている。図１２（ａ）のように、点灯時間Ｔ₁が比
較的短い場合には、待機予熱時に放電灯に与えるエネル
ギーレベルＷ１を大きく設定する。また、図１２（ｂ）
のように、点灯時間Ｔ₂が比較的長い場合には、待機予
熱時に放電灯に与えるエネルギーレベルＷ２を小さく設
定する。放電灯内の水銀蒸気圧の安定度合いにより、待
機予熱レベルを変化させてやってもよい。

【００２２】図１３はさらに別の実施例の動作説明図で
ある。この実施例では、待機予熱時に放電灯に与えるエ
ネルギーレベルを消灯前の調光度に応じた点灯レベルに
応じて変化させている。点灯時に放電灯に与えるエネル
ギーレベルＥ１が比較的大きい場合には、待機予熱時に
放電灯に与えるエネルギーレベルＷ１を小さく設定す
る。また、点灯時に放電灯に与えるエネルギーレベルＥ
２が比較的小さい場合には、待機予熱時に放電灯に与え
るエネルギーレベルＷ２を大きく設定する。放電灯内の
水銀蒸気圧の安定度合いにより、待機予熱レベルを変化
させてやってもよい。

【００２３】図１４は本発明の待機予熱制御を実現する
ための具体的回路の一例を示している。この回路は、上
述の図７の回路において、第２の先行予熱レベル設定回
路１２に代えて、待機予熱レベル設定回路１３を設けた
ものである。出力切替回路９により、先行予熱レベル設
定回路１１または点灯時出力設定回路１０または待機予
熱レベル設定回路１３のいずれかを出力制御回路８に接
続する。待機予熱レベル設定回路１３は、図９乃至図１
３の動作を実現するように、消灯時の待機予熱レベルを
設定するものである。

【００２４】また、上述のように、放電灯の消灯後に即
時再点灯できるように、消灯時に常に予熱電流をフィラ
メントに流す放電灯点灯装置において、電源を切断する
ことなく、外部からの制御信号によりインバータ回路の
発振動作を停止させ、消灯後の即時再点灯が不要な場合
の消費電力を低減させることができる。例えば、深夜等
の人の出入りの無い場合や、緊急時即時再点灯を全灯具
にて行わなくて良い場合などに、インバータ回路の発振
動作を停止させて、放電灯へのエネルギーの供給を止め
ることにより、即時再点灯不要時の消費電力を低減でき
る。

【００２５】図１５は別の実施例の動作説明図である。
図１５の縦軸は調光レベルを示し、横軸は調光信号のデ
ューティを示す。この実施例では、デューティ可変の矩
形波信号よりなる調光信号のデューティに応じて、放電
灯に与えるエネルギーレベルを調整するような放電灯点
灯装置において、デューティが０％〜８５％の間では、
所定の光出力になるように制御し、８５％〜９５％の間
では、放電灯を消灯しながら待機予熱の状態を維持し、
９５％以上ではインバータ回路の発振動作を停止させ
て、電力消費を低減させる。このようにすれば、調光信
号のデューティにより、消灯時に待機予熱状態と回路停
止状態を切り替えることができ、不要な消費を低減でき
る。図１５の動作を実現するためには、例えば、図１４
の回路において、制御回路４に与えられる調光信号のデ
ューティを検知する回路部を設け、そのデューティ検知
回路部の出力を出力切替回路９に入力し、調光信号のデ
ューティに応じてコンパレータＣＰの非反転入力に印加
される電位を変化させれば良い。

【００２６】また、上述のように、調光信号にデューテ
ィ可変の矩形波信号を用いて、放電灯の調光制御状態や
点灯状態から消灯待機予熱状態への切り替えや発振動作
停止状態への切替えなどを行う場合において、以下のよ
うにすれば、検出誤差の少ない制御を行える。つまり、
本発明のように、電源を切断することなく放電灯への電
力の供給を停止する場合に、調光信号の１００％あるい
は０％のデューティにて切替えを行う。デューティ１０
０％は調光信号の振幅を維持したままで振幅の立ち下が
りが無い状態であり、デューティ０％は調光信号の振幅
が無く、振幅の立ち上がりが無い状態である。つまり、
デューティ１００％、０％共に調光信号が変化しないフ
ラットな状態であるので、前記以外の信号（デューティ
０％を越え、１００％未満の調光信号）で切替えを行う
場合に比べて、容易に調光信号の状態を検出できる。し
たがって、部品のばらつき等による調光信号のデューテ
ィ検出の誤差を回避でき、灯具間の調光信号検出のばら
つきを改善できる。

【００２７】また、放電灯内の残留電子が消滅するに
は、一般に数百μｓｅｃから数ｍｓｅｃを要すると言わ
れている。そこで、消灯時にタイマーにより概ね残留電
子が消滅するのに要する前記の時間分だけインバータ回
路の発振動作を停止させ、次に、熱電子を生成するのに
数百ｍｓｅｃ予熱するという動作を繰り返すように、待
機予熱制御を行う。そうすれば、放電を開始しやすい状
態を維持しながら、しかも電力消費を低減させることが
できる。つまり、放電灯の両電極間の熱電子の分布が放
電を開始しやすい濃度となるよう予熱電流を断続的に流
すことにより、電力消費を低減させることができるもの
である。

【００２８】ところで、図１６に示すように、放電灯１
と白熱ランプ１５を組み合わせて、高照度を得る為に放
電灯１を点灯させ、低照度を得る為に白熱ランプ１５の
みを点灯させるという方式は一般によく用いられてい
る。放電灯の消灯時に予熱電流を流し続ける放電灯点灯
装置において、その予熱電流を制御する機能を有してい
れば、次のような応用が可能である。放電灯の消灯後に
低照度を実現する為に白熱ランプなどのようにフィラメ
ントを赤熱させて、その発光で照度を確保する代わり
に、図１７に示すように、放電灯１のフィラメント電極
に流れる電流を増やして、放電灯のフィラメントを赤熱
させて低照度を実現する。さらに予熱電流を増減制御で
きれば、フィラメント電極の赤熱による発光量を変化で
き、放電灯を放電させることによって得られる低照度よ
りも遙かに低照度の光を得ることができる。

【００２９】このように、白熱ランプやその点灯装置を
必要とせずに、放電灯とその点灯装置により代用がで
き、放電灯の放電によって得られる高照度と放電灯のフ
ィラメント電極の赤熱によって得られる低照度を簡易に
実現できる。これにより、省資材、省スペース、コスト
ダウンを容易に実現でき、従来の放電灯の調光のみでは
実現できない幅広い調光を達成できる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、放電灯の放電開始前に
予熱電流のみを流す先行予熱制御を行う放電灯点灯装置
において、放電灯の消灯後に再始動を行うときの先行予
熱電流の大きさを、放電灯の消灯時間、消灯前の点灯レ
ベル及び消灯前の点灯時間のうち、少なくとも１つ以上
に基づいて変化させるようにしたので、例えば、消灯時
間が長くなるにつれて再始動時の先行予熱電流を多く、
また、消灯前の点灯レベルが大きいほど再始動時の先行
予熱電流を少なく、さらにまた、放電灯の消灯前の点灯
時間が長い程、再始動時の先行予熱電流を少なく設定す
ることにより、過剰な熱電子の放出を防止でき、先行予
熱中に放電が開始することを確実に防止できるという効
果がある。また、いずれの場合にも、放電灯の消灯後に
再始動を行うときの先行予熱電流の大きさは、放電灯の
コールドスタート時の先行予熱電流以下に設定すること
により、放電灯が始動しやすい状態であるときの予熱時
間を短縮でき、速やかな始動が可能となるという効果が
ある。さらに、放電灯の消灯時にもフィラメントに予熱
電流を流す待機予熱手段を備えることにより、消灯状態
から速やかに始動点灯が可能となると共に、消灯時の予
熱電流を電源投入時の先行予熱電流よりも少なく設定す
ることにより、消灯中の電力消費を低減できると共に、
消灯中に放電灯が発光することを防止できるという効果
がある。また、消灯時の予熱電流を、放電灯の消灯時
間、消灯前の点灯レベル及び消灯前の点灯時間のうち、
少なくとも１つ以上に基づいて変化させる待機予熱レベ
ル設定手段を備えることにより、消灯後の再始動を確実
に行える範囲内で消灯中の消費電力を最小化でき、消灯
中の放電も確実に防止できるという効果がある。なお、
消灯時の予熱電流により放電灯のフィラメントを赤熱発
光させることにより、放電灯の放電では実現できない低
照度の発光を実現できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例の動作説明図である。

【図３】本発明の第１実施例の一回路例を示す回路図で
ある。

【図４】本発明の第１実施例の他の回路例を示す回路図
である。

【図５】本発明の第２実施例の動作説明図である。

【図６】本発明の第３実施例の動作説明図である。

【図７】本発明の第１乃至第３実施例の具体回路例を示
す回路図である。

【図８】放電灯の消灯時間と始動電圧及び熱電子数の関
係を示す説明図である。

【図９】本発明の第４実施例の動作説明図である。

【図１０】本発明の第５実施例の動作説明図である。

【図１１】本発明の第６実施例の動作説明図である。

【図１２】本発明の第７実施例の動作説明図である。

【図１３】本発明の第８実施例の動作説明図である。

【図１４】本発明の第４乃至第８実施例の具体回路例を
示す回路図である。

【図１５】本発明の第９実施例の動作説明図である。

【図１６】従来の白熱ランプ付きの放電灯点灯装置の概
略構成を示す説明図である。

【図１７】本発明の白熱機能付きの放電灯点灯装置の概
略構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１放電灯２バラスト回路３予熱回路４制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥出章雄大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者清積克行大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電灯と、放電灯のフィラメントに予
熱電流を供給する手段と、放電灯の両端に電圧を印加す
る手段と、放電灯の放電開始前に予熱電流のみを流す先
行予熱制御手段を備える放電灯点灯装置において、放電
灯の消灯後に再始動を行うときの先行予熱電流の大きさ
を、放電灯の消灯時間、消灯前の点灯レベル及び消灯前
の点灯時間のうち、少なくとも１つ以上に基づいて変化
させる先行予熱レベル設定手段を備えることを特徴とす
る放電灯点灯装置。
【請求項２】放電灯の消灯後に再始動を行うときの
先行予熱電流の大きさは、放電灯のコールドスタート時
の先行予熱電流以下に設定したことを特徴とする請求項
１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】放電灯の消灯時間が長くなるにつれ
て、再始動時の先行予熱電流を多く設定することを特徴
とする請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】放電灯の消灯前の点灯レベルが大きい
ほど、再始動時の先行予熱電流を少なく設定することを
特徴とする請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】放電灯の消灯前の点灯時間が長い程、
再始動時の先行予熱電流を少なく設定することを特徴と
する請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】放電灯の消灯時にもフィラメントに予
熱電流を流す待機予熱手段を更に備えることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】消灯時の予熱電流を電源投入時の先行
予熱電流よりも少なく設定したことを特徴とする請求項
６記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】消灯時の予熱電流を、放電灯の消灯時
間、消灯前の点灯レベル及び消灯前の点灯時間のうち、
少なくとも１つ以上に基づいて変化させる待機予熱レベ
ル設定手段を更に備えることを特徴とする請求項６又は
７に記載の放電灯点灯装置。。
【請求項９】消灯時の予熱電流により放電灯のフィ
ラメントを赤熱発光させる手段を備えることを特徴とす
る請求項６記載の放電灯点灯装置。