放電灯点灯装置並びに照明器具
【課題】低温環境および高温環境の何れにおいても放電灯から安定した光量を得る。
【解決手段】制御回路３が第２の制御モードで電力変換回路２を制御して無電極放電灯ＤＬへの供給電力を増大する。このため、バルブ５１内に封入されているアマルガムの温度が上昇してアマルガムが溶融し、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給を促進することができる。その結果、低温環境および高温環境の何れにおいても無電極放電灯ＤＬから安定した光量を得ることができる。
【解決手段】制御回路３が第２の制御モードで電力変換回路２を制御して無電極放電灯ＤＬへの供給電力を増大する。このため、バルブ５１内に封入されているアマルガムの温度が上昇してアマルガムが溶融し、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給を促進することができる。その結果、低温環境および高温環境の何れにおいても無電極放電灯ＤＬから安定した光量を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブ内に水銀供給用のアマルガムが封入された放電灯を点灯する放電灯点灯装置並びに照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放電灯（例えば、蛍光灯）においては、広範な周囲温度で安定した光量を得ることを目的として、バルブ内の水銀蒸気圧を制御するためにアマルガムを用いることが多い。アマルガムは、バルブ内においてアマルガムが配設されている場所の温度の飽和蒸気圧によって放電空間（バルブ）内の水銀蒸気圧を制御する。マクロ的に見ると、放電空間内の水銀蒸気は飽和状態であるからアマルガムの温度が一定であれば変化しないが、ミクロ的に見るとアマルガム表面では水銀原子の出入りが行われている状態で飽和状態が保たれている。放電灯が長時間点灯されると放電空間内の水銀が消費され、その消費量に相当する水銀がアマルガムから放電空間に供給される。一方、アマルガムでは表面から水銀が蒸発すると、水銀の濃度勾配により水銀量が多いアマルガムの内部から水銀が少なくなったアマルガム表面に拡散して水銀を供給する。
【０００３】
通常、バルブ内に封入されるアマルガムの量は数十から数百ミリグラム程度であって、水銀含有比率は数％であるが、放電空間内の飽和水銀蒸気圧を維持するために必要な水銀量は数マイクログラムであり、水銀が消費されても寿命末期まで十分な量のアマルガムがバルブ内に封入されている。
【０００４】
また、バルブ内に電極を有しない無電極放電灯においても、上述したバルブ内に電極を有する放電灯（以下、「有電極放電灯」と呼ぶ。）と同様にバルブ内の水銀蒸気圧を制御するためにアマルガムを封入したものが提供されている（例えば、特許文献１，２等参照）。
【０００５】
しかしながら、低温環境下での使用や調光点灯のようにバルブ内の温度が十分に上昇しない点灯、あるいはバルブ内の温度が低い箇所にアマルガムが封入されている場合などでは、点灯してもアマルガムが固相状態のままである時がある。このような状態で長時間点灯し続けると、放電空間で消費された水銀を補給するためにアマルガム表面から水銀が蒸発するが、一方でアマルガムが固相状態のままであるために水銀の拡散が遅く、アマルガム内部から表面への水銀の供給に時間がかかり、放電空間に供給すべきアマルガム表面の水銀が不足して光出力が低下するおそれがある。これを防ぐためには、バルブ内に封入されるアマルガム量を増やしてその表面積を大きくする方法があるが、電極を有しないことで有電極放電灯よりも長寿命である無電極放電灯においては、バルブ内に多量のアマルガムを封入する必要があり、地球環境保護の観点からは必要最小限の水銀を用いることが望ましく、多量のアマルガムをバルブ内に封入する上記方法は望ましいものではない。
【０００６】
他の方法として、アマルガム内部からアマルガム表面への拡散を促進させるため、バルブ内においてアマルガムの溶融温度以上に達する箇所にアマルガムを配置した無電極放電灯が提供されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平７−２７２６８８号公報
【特許文献２】実開平６−５００６号公報
【特許文献３】特開２００５−１９７０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３に記載されている従来例では、低温環境下での使用や調光点灯、また、低温環境下での調光点灯等のように放電灯が使用されるあらゆる環境（条件）を想定し、最もアマルガム温度が低くなる条件でアマルガムの溶融温度（通常は１００℃程度）以上となるバルブ内の箇所にアマルガムを配置する必要がある。例えば、零下２０℃の使用環境で調光点灯した場合でもアマルガムの温度を１００℃以上にする必要がある。一方、密閉された空間に放電灯を収納する照明器具が真夏の昼間に定格電力で使用された状態を想定すると、アマルガムの温度は百数十℃以上になることが容易に推測される。アマルガムを用いることで広範な周囲温度で安定した光量が得られる水銀蒸気圧制御が可能であるが、アマルガムの温度が上がりすぎると水銀蒸気圧が高くなり過ぎて光量低下を招くことが知られている。言い換えれば、低温状態では水銀不足を起こさないが、高温状態では光量が低下し、本来の広範な周囲温度で安定した光量が得られるアマルガムの特性を十分に発揮できない。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、低温環境および高温環境の何れにおいても放電灯から安定した光量を得ることができる放電灯点灯装置並びに照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、透光性材料からなるバルブ内に水銀供給用のアマルガムが封入された放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、外部電源から供給される電力を所望の電力に変換して放電灯に供給する電力変換手段と、電力変換手段を制御して放電灯に供給される電力を増減する制御手段とを備え、制御手段は、放電灯に所定の電力を供給するように電力変換手段を制御する第１の制御モードと、前記所定電力よりも大きな電力を放電灯に供給するように電力変換手段を制御する第２の制御モードとを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明によれば、制御手段が第２の制御モードで電力変換手段を制御して放電灯への供給電力を増大すれば、バルブ内に封入されているアマルガムの温度が上昇してアマルガムが溶融し、アマルガムからバルブ内への水銀供給を促進することができる。その結果、低温環境および高温環境の何れにおいても放電灯から安定した光量を得ることができる放電灯点灯装置が提供できる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、制御手段は、外部電源の投入時点から所定時間が経過するまでの期間に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明によれば、通常、外部電源の投入時点ではアマルガムの温度が低くなっているから、外部電源の投入時点から所定時間が経過するまでの期間に制御手段が第２の制御モードで電力変換手段を制御することによって放電灯から安定した光量を得ることができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、制御手段は、外部電源から電源が供給されている間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明によれば、アマルガムからバルブ内への水銀供給不足を未然に回避することができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、第１の制御モードにおいて放電灯に供給される電力が当該放電灯の定格電力に略等しいものであって、制御手段は、定格電力よりも少ない電力を放電灯に供給するように電力変換手段を制御する調光制御モードを有し、調光制御モードで電力変換手段を制御している間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明によれば、第１の制御モードに比べてアマルガムの温度が上昇し難い調光制御モード時において、制御手段が一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することにより、アマルガムからバルブ内への水銀供給不足を未然に回避しつつ省電力化を図ることができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、制御手段は、第１の制御モードから調光制御モードに移行した後に調光制御モードで電力変換手段を制御している間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明によれば、請求項４の発明に比べてさらに省電力化を図ることができる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項３の発明において、バルブ外におけるアマルガム近傍の雰囲気温度を検出する温度検出手段を備え、制御手段は、アマルガムが溶融温度に達していると見なし得るしきい値温度よりも温度検出手段で検出される雰囲気温度が低い間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明によれば、実際にアマルガムの温度が溶融温度に達していないと見なされるときに制御手段が第２の制御モードで電力変換手段を制御するので、アマルガムからバルブ内への水銀供給不足を未然に回避しつつ省電力化を図ることができる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、制御手段は、温度検出手段で検出される雰囲気温度がしきい値温度を下回った時点からの経過時間が一定時間に達する毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００２２】
請求項７の発明によれば、請求項６の発明に比べてさらに省電力化を図ることができる。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項１又は２の発明において、アマルガムからバルブ内への水銀供給不足を検出する検出手段を備え、制御手段は、前記検出手段で水銀供給不足が検出されたときに第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００２４】
請求項８の発明によれば、実際にアマルガムからバルブ内への水銀供給が不足しているときに制御手段が第２の制御モードで電力変換手段を制御するので、アマルガムからバルブ内への水銀供給不足を解消しつつ省電力化を図ることができる。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記検出手段は、負荷である放電灯のインピーダンス変化に基づいてバルブ内への水銀供給不足を検出することを特徴とする。
【００２６】
請求項９の発明によれば、請求項８の発明と同様の作用を奏する。
【００２７】
請求項１０の発明は、請求項８の発明において、前記検出手段は、電力変換手段から一定の電力が供給されているときの放電灯の光量変化に基づいてバルブ内への水銀供給不足を検出することを特徴とする。
【００２８】
請求項１０の発明によれば、請求項８の発明と同様の作用を奏する。
【００２９】
請求項１１の発明は、上記目的を達成するために、請求項１〜１０の何れかに記載された放電灯点灯装置と、放電灯を支持する器具本体とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
請求項１１の発明によれば、低温環境および高温環境の何れにおいても放電灯から安定した光量を得ることができる照明器具が提供できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、低温環境および高温環境の何れにおいても放電灯から安定した光量を得ることができる放電灯点灯装置並びに照明器具が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、放電灯として無電極放電灯を採用した実施形態（無電極放電灯点灯装置）について説明する。但し、本発明の技術思想は、バルブ内にアマルガムが封入された有電極放電灯を点灯する放電灯点灯装置にも適用可能である。
【００３３】
（実施形態１）
本実施形態における無電極放電灯ＤＬは、図２に示すようにランプ部５０とパワーカップラ部６０とで構成される。ランプ部５０はガラスのような透光性材料によって電球形状に形成されたバルブ５１と、バルブ５１の底部に取り付けられた略円筒形の口金５２とを有する。バルブ５１の底には内部に落ち窪んだ円筒形の凹部（キャビティ）５３が封着され、キャビティ５３の底には内部空間がバルブ５１内の放電空間と連通した管状部（排気管）５４が溶着されている。そして、バルブ５１の壁面とキャビティ５３の壁面で囲まれた放電空間に希ガス（例えば、アルゴンガス）が封入される。また、放電空間の内壁にＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの金属酸化物からなる保護膜５５が形成されるとともに保護膜５５の上に蛍光体を塗布した蛍光体膜５６が形成される。尚、凹部５３の外周面にも保護膜５５並びに蛍光体膜５６が形成されている。但し、図２では保護膜５５及び蛍光体膜５６の一部のみ図示している。
【００３４】
排気管５４はバルブ５１内を排気するために用いられるものであって、その下端部がバルブ５１の底から外部に引き出され、バルブ５１内を排気した後、アマルガムを収納した金属容器５７を収めた状態で下端部が封止されてバルブ５１が密閉される。金属容器５７は内部を空洞としたカプセル状に形成され、側面に貫設した２つの孔（図示せず）を通して内部に収納されたアマルガム表面から出入りする水銀を通過させている。アマルガムは、例えばビスマスとインジウムとの合金からなる基体金属に３．５％の含有比率で水銀を含有したものである。
【００３５】
一方、パワーカップラ部６０は、円盤状の支持部６１と、支持部６１の中央に固定された円筒形のフェライトコア６２と、フェライトコア６２の外周に巻回されたソレノイド（誘導コイル）６３とを具備する。そして、排気管５４をフェライトコア６２の内側に挿通するようにしてフェライトコア６２並びに誘導コイル６３をキャビティ５３内に挿入してパワーカップラ部６０がランプ部５０に装着される。ここで、排気管５４内には図示しないガラスロッドが収納されており、このガラスロッドによって放電空間（バルブ５１）から最も離れた位置、つまり、排気管５４の下端部に金属容器５７が配置されている。
【００３６】
而して、本実施形態における無電極放電灯ＤＬは、バルブ５１内の放電空間から離れた位置にアマルガム（金属容器５７）が配置されている。このため、常温環境から高温環境においてアマルガム表面の水銀量を放電空間への供給に必要十分な量だけ維持することができる。
【００３７】
図３は本実施形態における照明器具を示している。この照明器具は、椀形に形成され、天頂部分にパワーカップラ部６０の支持部６１が下向きに固定された器具本体１００と、無電極放電灯点灯装置Ａとで構成される。無電極放電灯点灯装置Ａは箱形の金属製ケース内に後述する回路が収納されてなり、ケースの長手方向一端側より導出された電源ケーブル１０１によって商用交流電源に接続され、ケースの長手方向他端側より導出された給電ケーブル１０２によってパワーカップラ部６０の誘導コイル６３と接続されている。尚、器具本体１００の開口面（図３における下面）は必要に応じて透明なカバー（図示せず）で閉塞される。
【００３８】
本実施形態の無電極放電灯点灯装置Ａは、図１に示すように商用交流電源から電源ケーブル１０１を介して供給される交流電力から所望の直流電力を得る電源回路１と、電源回路１から供給される直流電力を所望の高周波電力に変換し給電ケーブル１０２を介してパワーカップラ部６０の誘導コイル６３、すなわち無電極放電灯ＤＬに供給する電力変換回路２と、電力変換回路２を制御して無電極放電灯ＤＬに供給される高周波電力を増減する制御回路３とを備えている。電源回路１は、例えば、従来周知の昇圧チョッパ回路からなる。また電力変換回路２は、従来周知のインバータ回路からなる。そして、制御回路３は、例えばマイクロコンピュータを主構成要素とし、電力変換回路（インバータ回路）２の動作周波数（発振周波数）を調整（制御）することで電力変換回路２の出力（高周波電力）を増減させる。但し、このような電源回路１、電力変換回路２、制御回路３の回路構成は従来周知であるかは詳細な説明及び図示は省略する。
【００３９】
制御回路３は、外部電源（商用交流電源）が投入されると無電極放電灯ＤＬの始動に必要な大きな電力が得られるように電力変換回路２を制御する（これを「始動モード」と呼ぶ。）。無電極放電灯ＤＬが始動（点灯）すれば、制御回路３は無電極放電灯ＤＬに定格ランプ電力を供給するように電力変換回路２を制御する（これを「第１の制御モード」と呼ぶ。）。また制御回路３は、無電極放電灯ＤＬに供給する高周波電力を定格ランプ電力よりも少ない電力とすることで無電極放電灯ＤＬを調光点灯させる（これを「調光制御モード」と呼ぶ。）。尚、調光制御モードにおいては、電力変換回路２の出力を減少させる以外に、出力を定格ランプ電力に等しい電力に維持したままで電力変換回路２を間欠動作させることによって単位時間当たりに供給される電力を減らすようにしても構わない。
【００４０】
ところで、本実施形態における無電極放電灯ＤＬは、常温環境で定格ランプ電力が供給されているときにアマルガム表面の水銀量を放電空間への供給に十分な量だけ維持することができるように設計されている。しかしながら、無電極放電灯ＤＬを始動直後に調光点灯するような場合においては、アマルガム温度が充分に上昇しないためにアマルガムからバルブ５１内への水銀供給が不足する虞がある。特に低温環境下において水銀の供給不足が顕著になる。
【００４１】
そこで本実施形態の無電極放電灯点灯装置Ａでは、制御回路３を構成するマイクロコンピュータの内蔵タイマで外部電源の投入時点からの経過時間を計時し、経過時間が所定時間に達するまでの間、無電極放電灯ＤＬ（誘導コイル６３）に定格ランプ電力よりも高い電力が供給されるように電力変換回路２を制御する第２の制御モードを実行する。その結果、定格ランプ電力が供給される場合よりも短い時間でアマルガム温度が溶融温度まで上昇し、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を速やかに解消することができる。そして、所定時間が経過したら、制御回路３は電力変換回路２を第１の制御モードあるいは調光制御モードで制御して無電極放電灯ＤＬを定格点灯若しくは調光点灯させるのである。但し、高温環境下や消灯直後のようにアマルガム温度が充分に高くなっている状態であれば、外部電源の投入時点から所定時間経過までの間、制御回路３が電力変換回路２を第１の制御モードで制御することによっても充分な水銀供給量を確保するは可能である。
【００４２】
上述のように本実施形態によれば、制御回路３が第２の制御モードで電力変換回路２を制御して無電極放電灯ＤＬへの供給電力を増大すれば、バルブ５１内に封入されているアマルガムの温度が上昇してアマルガムが溶融し、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給を促進することができるので、低温環境および高温環境の何れにおいても無電極放電灯ＤＬから安定した光量を得ることができる。
【００４３】
（実施形態２）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置Ａは、図４に示すように電源回路１、電力変換回路２、制御回路３に加えて積算タイマ回路４を備えている。
【００４４】
実施形態１のように外部電源の投入時点から所定時間が経過するまでの間に制御回路３が第２の制御モードで電力変換回路２を制御した場合、例えば、無電極放電灯ＤＬを連続して調光点灯しているときや低温環境で連続して点灯しているときにアマルガム温度が溶融温度まで上昇せずに水銀供給不足が生じる虞がある。
【００４５】
そこで本実施形態では、積算タイマ回路４によって無電極放電灯ＤＬが連続して点灯している時間（連続点灯時間）を積算し、その積算値が所定値及びその倍数に達する度、言い換えると連続して点灯している間の一定時間毎に、制御回路３が電力変換回路２を第２の制御モードで制御する。その結果、無電極放電灯ＤＬが連続して点灯しているときでも一定時間毎に電力変換回路２から無電極放電灯ＤＬへ供給される高周波電力が増大されるため、例えば、無電極放電灯ＤＬを低温環境で連続して点灯しているときにおいてもアマルガム温度を溶融温度まで上昇させて水銀供給不足を防ぐことができる。
【００４６】
ところで、制御回路３が第２の制御モードで電力変換回路２を制御した場合、第１の制御モードや調光制御モードに比べて消費電力が増えることになるから、第２の制御モードの実行頻度を必要最小限とすることで省電力化を図ることが望ましい。例えば、積算タイマ回路４において無電極放電灯ＤＬが連続して調光点灯している時間を積算し、無電極放電灯ＤＬが連続して調光点灯している間の一定時間毎に制御回路３が電力変換回路２を第２の制御モードで制御すればよい。つまり、定格点灯時に比較して調光点灯時にアマルガム温度が上昇し難いので、連続して調光点灯している間の一定時間毎に第２の制御モードを実行することにより、無電極放電灯ＤＬから安定した光量を得ながらも省電力化を図ることができる。
【００４７】
ここで、定格点灯と調光点灯を交互に繰り返している場合においては、定格点灯時にアマルガム温度が溶融温度まで上昇している可能性が高く、そのような場合においてまで一定時間毎に第２の制御モードを実行する必要性は低いと考えられる。従って、調光点灯から定格点灯に切り換わったときに積算タイマ回路４の積算値を初期化し、無電極放電灯ＤＬが連続して調光点灯されている間の一定時間毎にのみ制御回路３が第２の制御モードを実行すれば、さらに省電力化を図ることができる。
【００４８】
（実施形態３）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置Ａは、図５に示すように電源回路１、電力変換回路２、制御回路３、積算タイマ回路４に加えて温度センサ５と、温度検知回路６とを備えている。
【００４９】
温度センサ５は、例えばサーミスタからなり、図６に示すようにフェライトコア６２内周面における金属容器５７の近傍に配設される。この温度センサ５によって、バルブ５１外におけるアマルガム近傍の雰囲気温度を検出することができる。温度検知回路６は、温度センサ５で検出される雰囲気温度と、アマルガムが溶融温度に達していると見なし得るしきい値温度とを比較し、雰囲気温度がしきい値温度以下であるときにだけ積算タイマ回路４に信号（例えば、一定周期のパルス信号）を出力する。尚、温度センサ５と温度検知回路６は図示しないリード線で接続されている。温度センサ５がサーミスタで有る場合、温度検知回路６からリード線を介して温度センサ５に定電圧を印加し、リード線を介して温度センサ５に流れる電流を検出して抵抗値を求めることによって雰囲気温度を検出することができる。
【００５０】
一方、積算タイマ回路４は、例えば、温度検知回路６から出力されるパルス信号をカウントすることによってアマルガム温度が溶融温度に達していないと見なし得る時間の積算値を求める。但し、積算タイマ回路４では、外部からの電源供給が停止して無電極放電灯ＤＬが消灯するか、あるいは温度センサ５で検出される雰囲気温度がしきい値温度を超えると、積算値を初期化する。
【００５１】
制御回路３は、積算タイマ回路４の積算値が所定値及びその倍数に達する度、言い換えると無電極放電灯ＤＬが連続して点灯し且つ温度センサ５で検出される雰囲気温度がしきい値温度以下である間の一定時間毎に、電力変換回路２を第２の制御モードで制御する。そして、一定時間毎に電力変換回路２から無電極放電灯ＤＬへ供給される高周波電力が増大されるため、例えば、無電極放電灯ＤＬを低温環境で連続して点灯しているときにおいてもアマルガム温度を溶融温度まで上昇させて水銀供給不足を防ぐことができる。しかも、本実施形態ではアマルガム温度が溶融温度に達していないと見なされるときにだけ、制御回路３が第２の制御モードを実行しているために省電力化を図ることができるものである。
【００５２】
ここで、定格点灯と調光点灯を交互に繰り返しているような場合においては、定格点灯時にアマルガム温度が溶融温度まで上昇している可能性が高く、そのような場合においてまで一定時間毎に第２の制御モードを実行する必要性は低いと考えられる。従って、調光点灯から定格点灯に切り換わったときに積算タイマ回路４の積算値を初期化し、無電極放電灯ＤＬが連続して調光点灯され且つ且つ温度センサ５で検出される雰囲気温度がしきい値温度以下である間の一定時間毎にのみ制御回路３が第２の制御モードを実行すれば、さらに省電力化を図ることができる。
【００５３】
（実施形態４）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置Ａは、図７に示すように電源回路１、電力変換回路２、制御回路３に加えてアマルガムからバルブ内への水銀供給不足を検出する検出手段を備えている。
【００５４】
本実施形態における検出手段は、電力変換回路２の出力電圧及び出力電流から無電極放電灯ＤＬのインピーダンスを測定するインピーダンス測定回路７からなる。つまり、無電極放電灯ＤＬのインピーダンスはバルブ５１内の水銀蒸気圧によって変動するので、インピーダンスの測定値に基づいてバルブ５１内の水銀蒸気圧の大小、言い換えるとアマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を検出することができる。故にインピーダンス測定回路７では、測定値に基づいてアマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を検出し、水銀供給不足を検出したときに制御回路３に検出信号を出力する。
【００５５】
制御回路３は、インピーダンス測定回路７から検出信号が出力されている間、電力変換回路２を第２の制御モードで制御する。そして、電力変換回路２から無電極放電灯ＤＬに供給される高周波電力が増大することでアマルガム温度が溶融温度まで上昇し、その結果、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足が解消される。尚、水銀供給不足が解消されれば、インピーダンス測定回路７から検出信号が出力されなくなる。制御回路３ではインピーダンス測定回路７から検出信号が出力されなければ、電力変換回路２を第１の制御モードで制御して無電極放電灯ＤＬを定格点灯させる。
【００５６】
上述のように本実施形態では、インピーダンス測定回路７で測定する無電極放電灯ＤＬのインピーダンスに基づいてアマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を検出し、水銀供給不足が検出されている間だけ制御回路３が第２の制御モードで電力変換回路２を制御するので、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を解消しつつ省電力化を図ることができる。
【００５７】
（実施形態５）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置Ａは、図８に示すように電源回路１、電力変換回路２、制御回路３に加えてアマルガムからバルブ内への水銀供給不足を検出する検出手段を備えている。
【００５８】
本実施形態における検出手段は、図９に示すように器具本体１００の内周面に配設された光センサ８と、光センサ８の出力から無電極放電灯ＤＬの光量を検知する光量検知回路９とで構成されている。光センサ８は太陽電池あるいはフォトダイオードなどの光電変換素子からなる。光量検知回路９は光センサ８から出力される電気信号を信号処理することで無電極放電灯ＤＬから放射される光（可視光）の光量を検知する。
【００５９】
而して、電力変換回路２から供給される高周波電力が一定であるとすると、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給が不足することで無電極放電灯ＤＬの光量が減少する。故に、光量検知回路９では検知した光量が所定のしきい値以下となったときに水銀供給不足になっていると見なして検出信号を出力する。
【００６０】
制御回路３は、光量検知回路９から検出信号が出力されている間、電力変換回路２を第２の制御モードで制御する。そして、電力変換回路２から無電極放電灯ＤＬに供給される高周波電力が増大することでアマルガム温度が溶融温度まで上昇し、その結果、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足が解消される。尚、水銀供給不足が解消されれば、無電極放電灯ＤＬの光量が増加して光量検知回路９から検出信号が出力されなくなる。制御回路３では光量検知回路９から検出信号が出力されなければ、電力変換回路２を第１の制御モードで制御して無電極放電灯ＤＬを定格点灯させる。
【００６１】
上述のように本実施形態では、光量検知回路９で検知する無電極放電灯ＤＬの光量に基づいてアマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を検出し、水銀供給不足が検出されている間だけ制御回路３が第２の制御モードで電力変換回路２を制御するので、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を解消しつつ省電力化を図ることができる。
【００６２】
ところで、上述した実施形態１〜５の無電極放電灯点灯装置で点灯可能な無電極放電灯ＤＬは図２や図６に示した構造のものに限定されない。例えば、図１０に示すように電球形状のバルブ７０の外側に誘導コイル７１を巻回した構造のものや、あるいは図１１に示すように楕円環形状のバルブ８０の外周に一対の誘導コイル８１，８１を巻回した構造のものであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】無電極放電灯点灯装置の実施形態１を示すブロック図である。
【図２】同上における無電極放電灯の断面図である。
【図３】照明器具の実施形態を示す一部破断した斜視図である。
【図４】無電極放電灯点灯装置の実施形態２を示すブロック図である。
【図５】無電極放電灯点灯装置の実施形態３を示すブロック図である。
【図６】同上における無電極放電灯の断面図である。
【図７】無電極放電灯点灯装置の実施形態４を示すブロック図である。
【図８】無電極放電灯点灯装置の実施形態５を示すブロック図である。
【図９】照明器具の実施形態を示す一部破断した斜視図である。
【図１０】無電極放電灯の平面図である。
【図１１】無電極放電灯の平面図である。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ 無電極放電灯点灯装置（放電灯点灯装置）
１ 電源回路
２ 電力変換回路（電力変換手段）
３ 制御回路（制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブ内に水銀供給用のアマルガムが封入された放電灯を点灯する放電灯点灯装置並びに照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放電灯（例えば、蛍光灯）においては、広範な周囲温度で安定した光量を得ることを目的として、バルブ内の水銀蒸気圧を制御するためにアマルガムを用いることが多い。アマルガムは、バルブ内においてアマルガムが配設されている場所の温度の飽和蒸気圧によって放電空間（バルブ）内の水銀蒸気圧を制御する。マクロ的に見ると、放電空間内の水銀蒸気は飽和状態であるからアマルガムの温度が一定であれば変化しないが、ミクロ的に見るとアマルガム表面では水銀原子の出入りが行われている状態で飽和状態が保たれている。放電灯が長時間点灯されると放電空間内の水銀が消費され、その消費量に相当する水銀がアマルガムから放電空間に供給される。一方、アマルガムでは表面から水銀が蒸発すると、水銀の濃度勾配により水銀量が多いアマルガムの内部から水銀が少なくなったアマルガム表面に拡散して水銀を供給する。
【０００３】
通常、バルブ内に封入されるアマルガムの量は数十から数百ミリグラム程度であって、水銀含有比率は数％であるが、放電空間内の飽和水銀蒸気圧を維持するために必要な水銀量は数マイクログラムであり、水銀が消費されても寿命末期まで十分な量のアマルガムがバルブ内に封入されている。
【０００４】
また、バルブ内に電極を有しない無電極放電灯においても、上述したバルブ内に電極を有する放電灯（以下、「有電極放電灯」と呼ぶ。）と同様にバルブ内の水銀蒸気圧を制御するためにアマルガムを封入したものが提供されている（例えば、特許文献１，２等参照）。
【０００５】
しかしながら、低温環境下での使用や調光点灯のようにバルブ内の温度が十分に上昇しない点灯、あるいはバルブ内の温度が低い箇所にアマルガムが封入されている場合などでは、点灯してもアマルガムが固相状態のままである時がある。このような状態で長時間点灯し続けると、放電空間で消費された水銀を補給するためにアマルガム表面から水銀が蒸発するが、一方でアマルガムが固相状態のままであるために水銀の拡散が遅く、アマルガム内部から表面への水銀の供給に時間がかかり、放電空間に供給すべきアマルガム表面の水銀が不足して光出力が低下するおそれがある。これを防ぐためには、バルブ内に封入されるアマルガム量を増やしてその表面積を大きくする方法があるが、電極を有しないことで有電極放電灯よりも長寿命である無電極放電灯においては、バルブ内に多量のアマルガムを封入する必要があり、地球環境保護の観点からは必要最小限の水銀を用いることが望ましく、多量のアマルガムをバルブ内に封入する上記方法は望ましいものではない。
【０００６】
他の方法として、アマルガム内部からアマルガム表面への拡散を促進させるため、バルブ内においてアマルガムの溶融温度以上に達する箇所にアマルガムを配置した無電極放電灯が提供されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平７−２７２６８８号公報
【特許文献２】実開平６−５００６号公報
【特許文献３】特開２００５−１９７０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３に記載されている従来例では、低温環境下での使用や調光点灯、また、低温環境下での調光点灯等のように放電灯が使用されるあらゆる環境（条件）を想定し、最もアマルガム温度が低くなる条件でアマルガムの溶融温度（通常は１００℃程度）以上となるバルブ内の箇所にアマルガムを配置する必要がある。例えば、零下２０℃の使用環境で調光点灯した場合でもアマルガムの温度を１００℃以上にする必要がある。一方、密閉された空間に放電灯を収納する照明器具が真夏の昼間に定格電力で使用された状態を想定すると、アマルガムの温度は百数十℃以上になることが容易に推測される。アマルガムを用いることで広範な周囲温度で安定した光量が得られる水銀蒸気圧制御が可能であるが、アマルガムの温度が上がりすぎると水銀蒸気圧が高くなり過ぎて光量低下を招くことが知られている。言い換えれば、低温状態では水銀不足を起こさないが、高温状態では光量が低下し、本来の広範な周囲温度で安定した光量が得られるアマルガムの特性を十分に発揮できない。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、低温環境および高温環境の何れにおいても放電灯から安定した光量を得ることができる放電灯点灯装置並びに照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、透光性材料からなるバルブ内に水銀供給用のアマルガムが封入された放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、外部電源から供給される電力を所望の電力に変換して放電灯に供給する電力変換手段と、電力変換手段を制御して放電灯に供給される電力を増減する制御手段とを備え、制御手段は、放電灯に所定の電力を供給するように電力変換手段を制御する第１の制御モードと、前記所定電力よりも大きな電力を放電灯に供給するように電力変換手段を制御する第２の制御モードとを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明によれば、制御手段が第２の制御モードで電力変換手段を制御して放電灯への供給電力を増大すれば、バルブ内に封入されているアマルガムの温度が上昇してアマルガムが溶融し、アマルガムからバルブ内への水銀供給を促進することができる。その結果、低温環境および高温環境の何れにおいても放電灯から安定した光量を得ることができる放電灯点灯装置が提供できる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、制御手段は、外部電源の投入時点から所定時間が経過するまでの期間に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明によれば、通常、外部電源の投入時点ではアマルガムの温度が低くなっているから、外部電源の投入時点から所定時間が経過するまでの期間に制御手段が第２の制御モードで電力変換手段を制御することによって放電灯から安定した光量を得ることができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、制御手段は、外部電源から電源が供給されている間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明によれば、アマルガムからバルブ内への水銀供給不足を未然に回避することができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、第１の制御モードにおいて放電灯に供給される電力が当該放電灯の定格電力に略等しいものであって、制御手段は、定格電力よりも少ない電力を放電灯に供給するように電力変換手段を制御する調光制御モードを有し、調光制御モードで電力変換手段を制御している間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明によれば、第１の制御モードに比べてアマルガムの温度が上昇し難い調光制御モード時において、制御手段が一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することにより、アマルガムからバルブ内への水銀供給不足を未然に回避しつつ省電力化を図ることができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、制御手段は、第１の制御モードから調光制御モードに移行した後に調光制御モードで電力変換手段を制御している間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明によれば、請求項４の発明に比べてさらに省電力化を図ることができる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項３の発明において、バルブ外におけるアマルガム近傍の雰囲気温度を検出する温度検出手段を備え、制御手段は、アマルガムが溶融温度に達していると見なし得るしきい値温度よりも温度検出手段で検出される雰囲気温度が低い間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００２０】
請求項６の発明によれば、実際にアマルガムの温度が溶融温度に達していないと見なされるときに制御手段が第２の制御モードで電力変換手段を制御するので、アマルガムからバルブ内への水銀供給不足を未然に回避しつつ省電力化を図ることができる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、制御手段は、温度検出手段で検出される雰囲気温度がしきい値温度を下回った時点からの経過時間が一定時間に達する毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００２２】
請求項７の発明によれば、請求項６の発明に比べてさらに省電力化を図ることができる。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項１又は２の発明において、アマルガムからバルブ内への水銀供給不足を検出する検出手段を備え、制御手段は、前記検出手段で水銀供給不足が検出されたときに第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする。
【００２４】
請求項８の発明によれば、実際にアマルガムからバルブ内への水銀供給が不足しているときに制御手段が第２の制御モードで電力変換手段を制御するので、アマルガムからバルブ内への水銀供給不足を解消しつつ省電力化を図ることができる。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記検出手段は、負荷である放電灯のインピーダンス変化に基づいてバルブ内への水銀供給不足を検出することを特徴とする。
【００２６】
請求項９の発明によれば、請求項８の発明と同様の作用を奏する。
【００２７】
請求項１０の発明は、請求項８の発明において、前記検出手段は、電力変換手段から一定の電力が供給されているときの放電灯の光量変化に基づいてバルブ内への水銀供給不足を検出することを特徴とする。
【００２８】
請求項１０の発明によれば、請求項８の発明と同様の作用を奏する。
【００２９】
請求項１１の発明は、上記目的を達成するために、請求項１〜１０の何れかに記載された放電灯点灯装置と、放電灯を支持する器具本体とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
請求項１１の発明によれば、低温環境および高温環境の何れにおいても放電灯から安定した光量を得ることができる照明器具が提供できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、低温環境および高温環境の何れにおいても放電灯から安定した光量を得ることができる放電灯点灯装置並びに照明器具が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、放電灯として無電極放電灯を採用した実施形態（無電極放電灯点灯装置）について説明する。但し、本発明の技術思想は、バルブ内にアマルガムが封入された有電極放電灯を点灯する放電灯点灯装置にも適用可能である。
【００３３】
（実施形態１）
本実施形態における無電極放電灯ＤＬは、図２に示すようにランプ部５０とパワーカップラ部６０とで構成される。ランプ部５０はガラスのような透光性材料によって電球形状に形成されたバルブ５１と、バルブ５１の底部に取り付けられた略円筒形の口金５２とを有する。バルブ５１の底には内部に落ち窪んだ円筒形の凹部（キャビティ）５３が封着され、キャビティ５３の底には内部空間がバルブ５１内の放電空間と連通した管状部（排気管）５４が溶着されている。そして、バルブ５１の壁面とキャビティ５３の壁面で囲まれた放電空間に希ガス（例えば、アルゴンガス）が封入される。また、放電空間の内壁にＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの金属酸化物からなる保護膜５５が形成されるとともに保護膜５５の上に蛍光体を塗布した蛍光体膜５６が形成される。尚、凹部５３の外周面にも保護膜５５並びに蛍光体膜５６が形成されている。但し、図２では保護膜５５及び蛍光体膜５６の一部のみ図示している。
【００３４】
排気管５４はバルブ５１内を排気するために用いられるものであって、その下端部がバルブ５１の底から外部に引き出され、バルブ５１内を排気した後、アマルガムを収納した金属容器５７を収めた状態で下端部が封止されてバルブ５１が密閉される。金属容器５７は内部を空洞としたカプセル状に形成され、側面に貫設した２つの孔（図示せず）を通して内部に収納されたアマルガム表面から出入りする水銀を通過させている。アマルガムは、例えばビスマスとインジウムとの合金からなる基体金属に３．５％の含有比率で水銀を含有したものである。
【００３５】
一方、パワーカップラ部６０は、円盤状の支持部６１と、支持部６１の中央に固定された円筒形のフェライトコア６２と、フェライトコア６２の外周に巻回されたソレノイド（誘導コイル）６３とを具備する。そして、排気管５４をフェライトコア６２の内側に挿通するようにしてフェライトコア６２並びに誘導コイル６３をキャビティ５３内に挿入してパワーカップラ部６０がランプ部５０に装着される。ここで、排気管５４内には図示しないガラスロッドが収納されており、このガラスロッドによって放電空間（バルブ５１）から最も離れた位置、つまり、排気管５４の下端部に金属容器５７が配置されている。
【００３６】
而して、本実施形態における無電極放電灯ＤＬは、バルブ５１内の放電空間から離れた位置にアマルガム（金属容器５７）が配置されている。このため、常温環境から高温環境においてアマルガム表面の水銀量を放電空間への供給に必要十分な量だけ維持することができる。
【００３７】
図３は本実施形態における照明器具を示している。この照明器具は、椀形に形成され、天頂部分にパワーカップラ部６０の支持部６１が下向きに固定された器具本体１００と、無電極放電灯点灯装置Ａとで構成される。無電極放電灯点灯装置Ａは箱形の金属製ケース内に後述する回路が収納されてなり、ケースの長手方向一端側より導出された電源ケーブル１０１によって商用交流電源に接続され、ケースの長手方向他端側より導出された給電ケーブル１０２によってパワーカップラ部６０の誘導コイル６３と接続されている。尚、器具本体１００の開口面（図３における下面）は必要に応じて透明なカバー（図示せず）で閉塞される。
【００３８】
本実施形態の無電極放電灯点灯装置Ａは、図１に示すように商用交流電源から電源ケーブル１０１を介して供給される交流電力から所望の直流電力を得る電源回路１と、電源回路１から供給される直流電力を所望の高周波電力に変換し給電ケーブル１０２を介してパワーカップラ部６０の誘導コイル６３、すなわち無電極放電灯ＤＬに供給する電力変換回路２と、電力変換回路２を制御して無電極放電灯ＤＬに供給される高周波電力を増減する制御回路３とを備えている。電源回路１は、例えば、従来周知の昇圧チョッパ回路からなる。また電力変換回路２は、従来周知のインバータ回路からなる。そして、制御回路３は、例えばマイクロコンピュータを主構成要素とし、電力変換回路（インバータ回路）２の動作周波数（発振周波数）を調整（制御）することで電力変換回路２の出力（高周波電力）を増減させる。但し、このような電源回路１、電力変換回路２、制御回路３の回路構成は従来周知であるかは詳細な説明及び図示は省略する。
【００３９】
制御回路３は、外部電源（商用交流電源）が投入されると無電極放電灯ＤＬの始動に必要な大きな電力が得られるように電力変換回路２を制御する（これを「始動モード」と呼ぶ。）。無電極放電灯ＤＬが始動（点灯）すれば、制御回路３は無電極放電灯ＤＬに定格ランプ電力を供給するように電力変換回路２を制御する（これを「第１の制御モード」と呼ぶ。）。また制御回路３は、無電極放電灯ＤＬに供給する高周波電力を定格ランプ電力よりも少ない電力とすることで無電極放電灯ＤＬを調光点灯させる（これを「調光制御モード」と呼ぶ。）。尚、調光制御モードにおいては、電力変換回路２の出力を減少させる以外に、出力を定格ランプ電力に等しい電力に維持したままで電力変換回路２を間欠動作させることによって単位時間当たりに供給される電力を減らすようにしても構わない。
【００４０】
ところで、本実施形態における無電極放電灯ＤＬは、常温環境で定格ランプ電力が供給されているときにアマルガム表面の水銀量を放電空間への供給に十分な量だけ維持することができるように設計されている。しかしながら、無電極放電灯ＤＬを始動直後に調光点灯するような場合においては、アマルガム温度が充分に上昇しないためにアマルガムからバルブ５１内への水銀供給が不足する虞がある。特に低温環境下において水銀の供給不足が顕著になる。
【００４１】
そこで本実施形態の無電極放電灯点灯装置Ａでは、制御回路３を構成するマイクロコンピュータの内蔵タイマで外部電源の投入時点からの経過時間を計時し、経過時間が所定時間に達するまでの間、無電極放電灯ＤＬ（誘導コイル６３）に定格ランプ電力よりも高い電力が供給されるように電力変換回路２を制御する第２の制御モードを実行する。その結果、定格ランプ電力が供給される場合よりも短い時間でアマルガム温度が溶融温度まで上昇し、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を速やかに解消することができる。そして、所定時間が経過したら、制御回路３は電力変換回路２を第１の制御モードあるいは調光制御モードで制御して無電極放電灯ＤＬを定格点灯若しくは調光点灯させるのである。但し、高温環境下や消灯直後のようにアマルガム温度が充分に高くなっている状態であれば、外部電源の投入時点から所定時間経過までの間、制御回路３が電力変換回路２を第１の制御モードで制御することによっても充分な水銀供給量を確保するは可能である。
【００４２】
上述のように本実施形態によれば、制御回路３が第２の制御モードで電力変換回路２を制御して無電極放電灯ＤＬへの供給電力を増大すれば、バルブ５１内に封入されているアマルガムの温度が上昇してアマルガムが溶融し、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給を促進することができるので、低温環境および高温環境の何れにおいても無電極放電灯ＤＬから安定した光量を得ることができる。
【００４３】
（実施形態２）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置Ａは、図４に示すように電源回路１、電力変換回路２、制御回路３に加えて積算タイマ回路４を備えている。
【００４４】
実施形態１のように外部電源の投入時点から所定時間が経過するまでの間に制御回路３が第２の制御モードで電力変換回路２を制御した場合、例えば、無電極放電灯ＤＬを連続して調光点灯しているときや低温環境で連続して点灯しているときにアマルガム温度が溶融温度まで上昇せずに水銀供給不足が生じる虞がある。
【００４５】
そこで本実施形態では、積算タイマ回路４によって無電極放電灯ＤＬが連続して点灯している時間（連続点灯時間）を積算し、その積算値が所定値及びその倍数に達する度、言い換えると連続して点灯している間の一定時間毎に、制御回路３が電力変換回路２を第２の制御モードで制御する。その結果、無電極放電灯ＤＬが連続して点灯しているときでも一定時間毎に電力変換回路２から無電極放電灯ＤＬへ供給される高周波電力が増大されるため、例えば、無電極放電灯ＤＬを低温環境で連続して点灯しているときにおいてもアマルガム温度を溶融温度まで上昇させて水銀供給不足を防ぐことができる。
【００４６】
ところで、制御回路３が第２の制御モードで電力変換回路２を制御した場合、第１の制御モードや調光制御モードに比べて消費電力が増えることになるから、第２の制御モードの実行頻度を必要最小限とすることで省電力化を図ることが望ましい。例えば、積算タイマ回路４において無電極放電灯ＤＬが連続して調光点灯している時間を積算し、無電極放電灯ＤＬが連続して調光点灯している間の一定時間毎に制御回路３が電力変換回路２を第２の制御モードで制御すればよい。つまり、定格点灯時に比較して調光点灯時にアマルガム温度が上昇し難いので、連続して調光点灯している間の一定時間毎に第２の制御モードを実行することにより、無電極放電灯ＤＬから安定した光量を得ながらも省電力化を図ることができる。
【００４７】
ここで、定格点灯と調光点灯を交互に繰り返している場合においては、定格点灯時にアマルガム温度が溶融温度まで上昇している可能性が高く、そのような場合においてまで一定時間毎に第２の制御モードを実行する必要性は低いと考えられる。従って、調光点灯から定格点灯に切り換わったときに積算タイマ回路４の積算値を初期化し、無電極放電灯ＤＬが連続して調光点灯されている間の一定時間毎にのみ制御回路３が第２の制御モードを実行すれば、さらに省電力化を図ることができる。
【００４８】
（実施形態３）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置Ａは、図５に示すように電源回路１、電力変換回路２、制御回路３、積算タイマ回路４に加えて温度センサ５と、温度検知回路６とを備えている。
【００４９】
温度センサ５は、例えばサーミスタからなり、図６に示すようにフェライトコア６２内周面における金属容器５７の近傍に配設される。この温度センサ５によって、バルブ５１外におけるアマルガム近傍の雰囲気温度を検出することができる。温度検知回路６は、温度センサ５で検出される雰囲気温度と、アマルガムが溶融温度に達していると見なし得るしきい値温度とを比較し、雰囲気温度がしきい値温度以下であるときにだけ積算タイマ回路４に信号（例えば、一定周期のパルス信号）を出力する。尚、温度センサ５と温度検知回路６は図示しないリード線で接続されている。温度センサ５がサーミスタで有る場合、温度検知回路６からリード線を介して温度センサ５に定電圧を印加し、リード線を介して温度センサ５に流れる電流を検出して抵抗値を求めることによって雰囲気温度を検出することができる。
【００５０】
一方、積算タイマ回路４は、例えば、温度検知回路６から出力されるパルス信号をカウントすることによってアマルガム温度が溶融温度に達していないと見なし得る時間の積算値を求める。但し、積算タイマ回路４では、外部からの電源供給が停止して無電極放電灯ＤＬが消灯するか、あるいは温度センサ５で検出される雰囲気温度がしきい値温度を超えると、積算値を初期化する。
【００５１】
制御回路３は、積算タイマ回路４の積算値が所定値及びその倍数に達する度、言い換えると無電極放電灯ＤＬが連続して点灯し且つ温度センサ５で検出される雰囲気温度がしきい値温度以下である間の一定時間毎に、電力変換回路２を第２の制御モードで制御する。そして、一定時間毎に電力変換回路２から無電極放電灯ＤＬへ供給される高周波電力が増大されるため、例えば、無電極放電灯ＤＬを低温環境で連続して点灯しているときにおいてもアマルガム温度を溶融温度まで上昇させて水銀供給不足を防ぐことができる。しかも、本実施形態ではアマルガム温度が溶融温度に達していないと見なされるときにだけ、制御回路３が第２の制御モードを実行しているために省電力化を図ることができるものである。
【００５２】
ここで、定格点灯と調光点灯を交互に繰り返しているような場合においては、定格点灯時にアマルガム温度が溶融温度まで上昇している可能性が高く、そのような場合においてまで一定時間毎に第２の制御モードを実行する必要性は低いと考えられる。従って、調光点灯から定格点灯に切り換わったときに積算タイマ回路４の積算値を初期化し、無電極放電灯ＤＬが連続して調光点灯され且つ且つ温度センサ５で検出される雰囲気温度がしきい値温度以下である間の一定時間毎にのみ制御回路３が第２の制御モードを実行すれば、さらに省電力化を図ることができる。
【００５３】
（実施形態４）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置Ａは、図７に示すように電源回路１、電力変換回路２、制御回路３に加えてアマルガムからバルブ内への水銀供給不足を検出する検出手段を備えている。
【００５４】
本実施形態における検出手段は、電力変換回路２の出力電圧及び出力電流から無電極放電灯ＤＬのインピーダンスを測定するインピーダンス測定回路７からなる。つまり、無電極放電灯ＤＬのインピーダンスはバルブ５１内の水銀蒸気圧によって変動するので、インピーダンスの測定値に基づいてバルブ５１内の水銀蒸気圧の大小、言い換えるとアマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を検出することができる。故にインピーダンス測定回路７では、測定値に基づいてアマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を検出し、水銀供給不足を検出したときに制御回路３に検出信号を出力する。
【００５５】
制御回路３は、インピーダンス測定回路７から検出信号が出力されている間、電力変換回路２を第２の制御モードで制御する。そして、電力変換回路２から無電極放電灯ＤＬに供給される高周波電力が増大することでアマルガム温度が溶融温度まで上昇し、その結果、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足が解消される。尚、水銀供給不足が解消されれば、インピーダンス測定回路７から検出信号が出力されなくなる。制御回路３ではインピーダンス測定回路７から検出信号が出力されなければ、電力変換回路２を第１の制御モードで制御して無電極放電灯ＤＬを定格点灯させる。
【００５６】
上述のように本実施形態では、インピーダンス測定回路７で測定する無電極放電灯ＤＬのインピーダンスに基づいてアマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を検出し、水銀供給不足が検出されている間だけ制御回路３が第２の制御モードで電力変換回路２を制御するので、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を解消しつつ省電力化を図ることができる。
【００５７】
（実施形態５）
本実施形態の無電極放電灯点灯装置Ａは、図８に示すように電源回路１、電力変換回路２、制御回路３に加えてアマルガムからバルブ内への水銀供給不足を検出する検出手段を備えている。
【００５８】
本実施形態における検出手段は、図９に示すように器具本体１００の内周面に配設された光センサ８と、光センサ８の出力から無電極放電灯ＤＬの光量を検知する光量検知回路９とで構成されている。光センサ８は太陽電池あるいはフォトダイオードなどの光電変換素子からなる。光量検知回路９は光センサ８から出力される電気信号を信号処理することで無電極放電灯ＤＬから放射される光（可視光）の光量を検知する。
【００５９】
而して、電力変換回路２から供給される高周波電力が一定であるとすると、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給が不足することで無電極放電灯ＤＬの光量が減少する。故に、光量検知回路９では検知した光量が所定のしきい値以下となったときに水銀供給不足になっていると見なして検出信号を出力する。
【００６０】
制御回路３は、光量検知回路９から検出信号が出力されている間、電力変換回路２を第２の制御モードで制御する。そして、電力変換回路２から無電極放電灯ＤＬに供給される高周波電力が増大することでアマルガム温度が溶融温度まで上昇し、その結果、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足が解消される。尚、水銀供給不足が解消されれば、無電極放電灯ＤＬの光量が増加して光量検知回路９から検出信号が出力されなくなる。制御回路３では光量検知回路９から検出信号が出力されなければ、電力変換回路２を第１の制御モードで制御して無電極放電灯ＤＬを定格点灯させる。
【００６１】
上述のように本実施形態では、光量検知回路９で検知する無電極放電灯ＤＬの光量に基づいてアマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を検出し、水銀供給不足が検出されている間だけ制御回路３が第２の制御モードで電力変換回路２を制御するので、アマルガムからバルブ５１内への水銀供給不足を解消しつつ省電力化を図ることができる。
【００６２】
ところで、上述した実施形態１〜５の無電極放電灯点灯装置で点灯可能な無電極放電灯ＤＬは図２や図６に示した構造のものに限定されない。例えば、図１０に示すように電球形状のバルブ７０の外側に誘導コイル７１を巻回した構造のものや、あるいは図１１に示すように楕円環形状のバルブ８０の外周に一対の誘導コイル８１，８１を巻回した構造のものであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】無電極放電灯点灯装置の実施形態１を示すブロック図である。
【図２】同上における無電極放電灯の断面図である。
【図３】照明器具の実施形態を示す一部破断した斜視図である。
【図４】無電極放電灯点灯装置の実施形態２を示すブロック図である。
【図５】無電極放電灯点灯装置の実施形態３を示すブロック図である。
【図６】同上における無電極放電灯の断面図である。
【図７】無電極放電灯点灯装置の実施形態４を示すブロック図である。
【図８】無電極放電灯点灯装置の実施形態５を示すブロック図である。
【図９】照明器具の実施形態を示す一部破断した斜視図である。
【図１０】無電極放電灯の平面図である。
【図１１】無電極放電灯の平面図である。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ 無電極放電灯点灯装置（放電灯点灯装置）
１ 電源回路
２ 電力変換回路（電力変換手段）
３ 制御回路（制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料からなるバルブ内に水銀供給用のアマルガムが封入された放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、
外部電源から供給される電力を所望の電力に変換して放電灯に供給する電力変換手段と、電力変換手段を制御して放電灯に供給される電力を増減する制御手段とを備え、
制御手段は、放電灯に所定の電力を供給するように電力変換手段を制御する第１の制御モードと、前記所定電力よりも大きな電力を放電灯に供給するように電力変換手段を制御する第２の制御モードとを有することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
制御手段は、外部電源の投入時点から所定時間が経過するまでの期間に第２の制御モードで電力変換手段を制御する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】
制御手段は、外部電源から電源が供給されている間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
第１の制御モードにおいて放電灯に供給される電力が当該放電灯の定格電力に略等しいものであって、
制御手段は、定格電力よりも少ない電力を放電灯に供給するように電力変換手段を制御する調光制御モードを有し、調光制御モードで電力変換手段を制御している間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
制御手段は、第１の制御モードから調光制御モードに移行した後に調光制御モードで電力変換手段を制御している間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
バルブ外におけるアマルガム近傍の雰囲気温度を検出する温度検出手段を備え、
制御手段は、アマルガムが溶融温度に達していると見なし得るしきい値温度よりも温度検出手段で検出される雰囲気温度が低い間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
制御手段は、温度検出手段で検出される雰囲気温度がしきい値温度を下回った時点からの経過時間が一定時間に達する毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御する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】
アマルガムからバルブ内への水銀供給不足を検出する検出手段を備え、
制御手段は、前記検出手段で水銀供給不足が検出されたときに第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記検出手段は、負荷である放電灯のインピーダンス変化に基づいてバルブ内への水銀供給不足を検出することを特徴とする請求項８記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、電力変換手段から一定の電力が供給されているときの放電灯の光量変化に基づいてバルブ内への水銀供給不足を検出することを特徴とする請求項８記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載された放電灯点灯装置と、放電灯を支持する器具本体とを備えたことを特徴とする照明器具。
【請求項１】
透光性材料からなるバルブ内に水銀供給用のアマルガムが封入された放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、
外部電源から供給される電力を所望の電力に変換して放電灯に供給する電力変換手段と、電力変換手段を制御して放電灯に供給される電力を増減する制御手段とを備え、
制御手段は、放電灯に所定の電力を供給するように電力変換手段を制御する第１の制御モードと、前記所定電力よりも大きな電力を放電灯に供給するように電力変換手段を制御する第２の制御モードとを有することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
制御手段は、外部電源の投入時点から所定時間が経過するまでの期間に第２の制御モードで電力変換手段を制御する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】
制御手段は、外部電源から電源が供給されている間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
第１の制御モードにおいて放電灯に供給される電力が当該放電灯の定格電力に略等しいものであって、
制御手段は、定格電力よりも少ない電力を放電灯に供給するように電力変換手段を制御する調光制御モードを有し、調光制御モードで電力変換手段を制御している間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
制御手段は、第１の制御モードから調光制御モードに移行した後に調光制御モードで電力変換手段を制御している間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
バルブ外におけるアマルガム近傍の雰囲気温度を検出する温度検出手段を備え、
制御手段は、アマルガムが溶融温度に達していると見なし得るしきい値温度よりも温度検出手段で検出される雰囲気温度が低い間は一定時間毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
制御手段は、温度検出手段で検出される雰囲気温度がしきい値温度を下回った時点からの経過時間が一定時間に達する毎に第２の制御モードで電力変換手段を制御する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】
アマルガムからバルブ内への水銀供給不足を検出する検出手段を備え、
制御手段は、前記検出手段で水銀供給不足が検出されたときに第２の制御モードで電力変換手段を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
前記検出手段は、負荷である放電灯のインピーダンス変化に基づいてバルブ内への水銀供給不足を検出することを特徴とする請求項８記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、電力変換手段から一定の電力が供給されているときの放電灯の光量変化に基づいてバルブ内への水銀供給不足を検出することを特徴とする請求項８記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載された放電灯点灯装置と、放電灯を支持する器具本体とを備えたことを特徴とする照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−９７７５（Ｐ２０１０−９７７５Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６４６７４（Ｐ２００８−１６４６７４）
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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