放電灯点灯装置及び照明器具
【課題】寿命末期状態を報知する構成が、製造コストを増大させず、且つ、使用者に不都合となりにくい放電灯点灯装置及び照明器具を提供する。
【解決手段】累積使用時間が所定の装置寿命時間に達した後は、累積使用時間が装置寿命時間に達する以前よりも、放電灯のフィラメントを予熱する予熱動作ｔ１〜ｔ２の継続時間が長くされる。これにより、放電灯の寿命が短くなりやすくなるから、使用者は装置寿命を知ることができる。また、報知のための別途の発光ダイオード等の部品を必要としないから製造コストの増大が避けられる。さらに、複数の放電灯点灯装置で一斉に累積使用時間が装置寿命時間に達した場合であっても、それら複数の放電灯点灯装置で放電灯の点灯状態の変化や放電灯の消灯が一斉に行われるようなことがないから、使用者に不都合となりにくい。
【解決手段】累積使用時間が所定の装置寿命時間に達した後は、累積使用時間が装置寿命時間に達する以前よりも、放電灯のフィラメントを予熱する予熱動作ｔ１〜ｔ２の継続時間が長くされる。これにより、放電灯の寿命が短くなりやすくなるから、使用者は装置寿命を知ることができる。また、報知のための別途の発光ダイオード等の部品を必要としないから製造コストの増大が避けられる。さらに、複数の放電灯点灯装置で一斉に累積使用時間が装置寿命時間に達した場合であっても、それら複数の放電灯点灯装置で放電灯の点灯状態の変化や放電灯の消灯が一斉に行われるようなことがないから、使用者に不都合となりにくい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯点灯装置及び照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、放電灯を点灯させる放電灯点灯装置として、放電灯点灯装置が使用されている時間の累計である累積使用時間を計時するとともに、放電灯点灯装置の寿命とされる所定の装置寿命時間に累積使用時間が達した状態（以下、「寿命末期状態」と呼ぶ。）となったときに、寿命末期状態の報知や放電灯の消灯を行う放電灯点灯装置が提供されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。上記の報知は例えば放電灯の点滅や発光ダイオードの点灯によって行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８５３７４号公報
【特許文献２】特開２００６−２３６６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、寿命末期状態の報知に放電灯とは別途の発光ダイオード等を用いる場合、製造コストが高くなってしまう。
【０００５】
また、寿命末期状態の報知に放電灯を用いる場合や、寿命末期状態となったときに放電灯を消灯させる場合、同時に使用を開始された複数個の放電灯点灯装置で一斉に放電灯による報知や放電灯の消灯が行われることになり、使用者にとって不都合となりやすい。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、寿命末期状態を報知する構成が、製造コストを増大させず、且つ、使用者に不都合となりにくい放電灯点灯装置及び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】
【０００７】
請求項１の発明は、直流電力を出力する直流電源部と、放電灯とともに共振回路を構成する共振部と、少なくとも１個のスイッチング素子を含み該スイッチング素子のオンオフに伴って直流電源部と共振部との接続を切り替えるスイッチング部と、スイッチング部のスイッチング素子をオンオフ駆動することによって共振部から放電灯に交流電力を供給させるドライブ部と、ドライブ部の動作の周波数を制御することによって共振部から放電灯に出力される交流電力の周波数を制御する制御部と、少なくともドライブ部の動作中には累積して計時され且つリセットされることがない累積使用時間を計時する計時部とを備え、制御部は、放電灯の始動時、放電灯の各フィラメントをそれぞれ予熱する予熱動作の後、放電灯の点灯を開始させる始動動作を行い、その後に、放電灯の点灯を維持させる定常動作に移行するものであって、計時部によって計時された累積使用時間が所定の装置寿命時間に達した後は、累積使用時間が装置寿命時間に達する以前よりも予熱動作の継続時間を長くすることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は予熱動作の継続時間が長くされることで放電灯の寿命が短くなりやすくなるから、使用者は放電灯点灯装置の寿命末期状態を知ることができる。また、報知のための別途の発光ダイオード等の部品を必要としないから製造コストの増大が避けられる。さらに、複数の放電灯点灯装置で一斉に累積使用時間が装置寿命時間に達した場合であっても、それら複数の放電灯点灯装置で放電灯の点灯状態の変化や放電灯の消灯が一斉に行われるようなことがないから、使用者に不都合を与えにくい。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、放電灯を消灯させるべき異常状態か否かを判定する異常判定部を備え、制御部は、異常判定部による判定結果の監視を、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達する以前には定常動作中にのみ行い、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達した後は定常動作の開始前から行い、異常判定部による判定結果の監視中に異常判定部によって異常状態が判定されたときには少なくともドライブ部を停止させることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達した後は定常動作の開始前に異常状態が判定されることでの停止の可能性が生じることで、放電灯の始動が失敗しやすくなるから、異常判定部による判定結果の監視を常に定常動作中にのみ行う場合に比べ、使用者にとって放電灯点灯装置の寿命末期状態がよりわかりやすくなる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置を保持した器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は予熱動作の継続時間が長くされることで放電灯の寿命が短くなりやすくなるから、使用者は装置寿命を知ることができる。また、報知のための別途の発光ダイオード等の部品を必要としないから製造コストの増大が避けられる。さらに、複数の放電灯点灯装置で一斉に累積使用時間が装置寿命時間に達した場合であっても、それら複数の放電灯点灯装置で放電灯の点灯状態の変化や放電灯の消灯が一斉に行われるようなことがないから、使用者に不都合を与えにくい。
【００１３】
請求項２の発明によれば、放電灯を消灯させるべき異常状態か否かを判定する異常判定部を備え、制御部は、異常判定部による判定結果の監視を、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達する以前には定常動作中にのみ行い、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達した後は定常動作の開始前から行い、異常判定部による判定結果の監視中に異常判定部によって異常状態が判定されたときには少なくともドライブ部を停止させるので、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達した後は定常動作の開始前に異常状態が判定されることでの停止の可能性が生じることで、放電灯の始動が失敗しやすくなるから、異常判定部による判定結果の監視を常に定常動作中にのみ行う場合に比べ、使用者にとって装置寿命がわかりやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１の動作の一例を示す説明図であり、（ａ）は制御電圧の時間変化を示し、（ｂ）は停止実行部への入力電圧の時間変化を示し、（ｃ）は停止実行部の出力電圧の時間変化を示し、（ｄ）はシーケンス制御部の出力電圧の時間変化を示し、（ｅ）は制御用コンデンサの両端電圧の時間変化を示し、（ｆ）は動作周波数の時間変化を示し、（ｇ）はクロック周波数の時間変化を示す。
【図２】同上を示す回路ブロック図である。
【図３】同上の動作の一例を示す説明図であり、（ａ）は直流電源部の出力電圧の時間変化を示し、（ｂ）は駆動電圧の時間変化を示し、（ｃ）は制御電圧の時間変化を示し、（ｄ）は停止実行部の出力電圧の時間変化を示し、（ｅ）はドライブ部から電力変換部の一方のスイッチング素子に出力される駆動信号の電圧値の時間変化を示し、（ｆ）は報知電圧の時間変化を示す。
【図４】同上の発振部とドライブ部と停止実行部とを示す回路ブロック図である。
【図５】同上の発振部の動作を示す説明図であり、（ａ）は発振部の発振用コンデンサの両端電圧の時間変化を示し、（ｂ）は発振部のコンパレータの出力電圧の時間変化を示し、（ｃ）は第１矩形信号の電圧値の時間変化を示し、（ｄ）は第１駆動信号の電圧値の時間変化を示す。
【図６】同上の電源検出部及び停止実行部を示す回路ブロック図である。
【図７】同上の動作の一例を示す説明図であり、（ａ）は停止制御部の出力電圧の時間変化を示し、（ｂ）は電源検出部の出力電圧の時間変化を示し、（ｃ）は停止実行部において電源検出部に接続された入力コンパレータの出力電圧の時間変化を示し、（ｄ）は停止実行部の論理和回路の出力電圧の時間変化を示し、（ｅ）は遅延用コンデンサの両端電圧の時間変化を示し、（ｆ）は報知電圧の時間変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
本実施形態は、図２に示すように、一対のフィラメント（図示せず）を有する一般的な熱陰極型の放電灯Ｌａに交流電力を供給して点灯させるものであって、周知のダイオードブリッジからなり外部の交流電源ＡＣから入力された交流電力を全波整流する整流部ＤＢと、整流部ＤＢの出力が入力されて直流電力を出力する直流電源部１と、直流電源部１が出力した直流電力を交流電力に変換して放電灯Ｌａに供給する電力変換部２とを備える。
【００１７】
直流電源部１は周知のいわゆる昇圧チョッパ回路（ブーストコンバータ）である。具体的には、整流部ＤＢの直流出力端間（すなわち整流部ＤＢの高電圧側の直流出力端とグランドとの間）に接続されたインダクタＬ１とダイオードＤ１と出力コンデンサＣ１との直列回路と、一端がインダクタＬ１とダイオードＤ１との接続点に接続され他端がグランドに接続されたスイッチング素子Ｑ１と抵抗Ｒ５との直列回路とを備え、出力コンデンサＣ１の両端電圧を出力電圧としており、周期的にオンオフされるスイッチング素子Ｑ１のオンデューティによって出力電圧が制御される。整流部ＤＢの低電圧側の直流出力端と直流電源部１の低電圧側の出力端とはそれぞれグランドに接続されている。
【００１８】
また、電力変換部２は、直流電源部１の出力端間に接続されて請求項におけるスイッチング部を構成する２個のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点に接続され他端が放電灯Ｌａを介してグランドに接続されたコンデンサＣ２とインダクタＬ２との直列回路と、放電灯Ｌａに並列に（すなわち放電灯Ｌａのフィラメント間に）接続されたコンデンサＣ３とを備える、周知のいわゆるハーフブリッジ形のインバータ回路である。すなわち、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３が交互にオンオフされることで放電灯Ｌａに交流電力が出力される。また、上記のコンデンサＣ２とインダクタＬ２とコンデンサＣ３とは請求項における共振部であって放電灯Ｌａとともに共振回路を構成しており、この共振回路の共振周波数とスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオンオフの周波数との関係により、放電灯Ｌａに出力される電力は増減する。
【００１９】
さらに、本実施形態は、放電灯Ｌａの始動時に放電灯Ｌａの各フィラメントをそれぞれ予熱するための予熱部２０を備える。予熱部２０は、一端がコンデンサＣ６を介してスイッチング部２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点に接続されるとともに他端がグランドに接続された一次巻線と、それぞれコンデンサＣ４，Ｃ５との直列回路が放電灯Ｌａの一方ずつのフィラメントの両端間に接続された２本の二次巻線とを有するトランスＴｒ１を備える。
【００２０】
さらに、本実施形態は、電力変換部２の各スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３に対しそれぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して接続され電力変換部２の各スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３をオンオフ駆動することによって電力変換部２から放電灯Ｌａに交流電力を供給させるドライブ部３１と、ドライブ部３１の動作の周波数を制御することによって電力変換部２から放電灯Ｌａに出力される交流電力の周波数を制御するシーケンス制御部４１とを備える。
【００２１】
ドライブ部３１は高耐圧集積回路（ＨＶＩＣ）からなる駆動用集積回路３に設けられ、シーケンス制御部４１はマイクロコントローラ（マイコン）と呼ばれる集積回路からなる制御用集積回路４に設けられている。制御用集積回路４としては入出力の電圧値が２段階のみであってＡ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器を含まないものを用いれば、制御用集積回路４での消費電力が比較的に抑えられる。
【００２２】
また、本実施形態は、ドライブ部３１の動作開始後に電力変換部２から電力を供給され駆動用集積回路３の電源となる直流電力を出力する駆動電源部５を備える。駆動電源部５は、例えば、出力側コンデンサ（図示せず）と、電力変換部２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点に接続されて出力側コンデンサを充電する充電回路（図示せず）とを有し、出力側コンデンサの両端電圧を出力電圧Ｖｃｃ２としている。ドライブ部３１の動作開始から十分な時間が経過し出力側コンデンサの両端電圧が安定した状態では、出力側コンデンサの両端電圧すなわち駆動電源部５の出力電圧Ｖｃｃ２は例えば１０Ｖとなる。
【００２３】
さらに、駆動用集積回路３には、ドライブ部３１の動作開始前に直流電源部１から電力を供給されて駆動電源部５の電源となる直流電力を出力する起動部３２と、駆動電源部５とから電力を供給され、図３（ｂ）に示す駆動電源部５の出力電圧（以下、「駆動電圧」と呼ぶ。）Ｖｃｃ２が所定の基準電圧Ｖｒ１以上である期間に、図３（ｃ）に示すような制御用集積回路４の電源となる所定の制御電圧Ｖｃｃ１（例えば５Ｖ）を生成して制御用集積回路４に供給する制御電源部３３とがそれぞれ設けられている。駆動用集積回路３から制御用集積回路４に制御電圧Ｖｃｃ１を出力する電路はノイズ除去用のコンデンサＣ５１を介してグランドに接続されている。
【００２４】
また、駆動用集積回路３には、ドライブ部３１と起動部３２とをそれぞれ制御する停止実行部３４が設けられている。図３（ｄ）に示す停止実行部３４の出力がＬレベルである期間にはドライブ部３１が停止されるとともに起動部３２から駆動電源部５への電力供給がオンされるが、停止実行部３４の出力がＨレベルである期間には起動部３２から駆動電源部５への電力供給がオフされる。ただし、停止実行部３４の出力がＨレベルである期間にはドライブ部３１が動作（つまり図３（ｅ）に示すようなスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の駆動用の出力を生成）することにより電力変換部２から駆動電源部５への電力供給がなされる。
【００２５】
また、駆動用集積回路３には、シーケンス制御部４１の出力に応じた周波数の矩形波を出力する発振部３５が設けられており、ドライブ部３１は発振部３５の出力の周波数で電力変換部２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３をオンオフ駆動する。さらに、駆動用集積回路３には、停止実行部３４により制御され、ドライブ部３１の動作中には図３（ｆ）に示す所定の報知電圧Ｖｃｃ３を出力する一方、ドライブ部３１の動作中には出力を停止する駆動電源部３０が設けられている。駆動電源部３０は例えば制御電源部３３と同様の回路構成とすることができる。報知電圧Ｖｃｃ３は、ドライブ部３１の動作状態を制御用集積回路４に報知するために制御用報知回路４へも出力される。また、発振部３５は上記の報知電圧Ｖｃｃ３を電源としている。つまり、停止実行部３４は、報知電源部３０から発振部３５への電力の供給を停止させることで発振部３５及びドライブ部３１をそれぞれ停止させる。
【００２６】
発振部３５は、図４に示すように、非反転入力端子が抵抗Ｒ１０３を介してシーケンス制御部４１に接続されるとともに抵抗Ｒ１０４と制御用コンデンサＣ１０３との並列回路を介してグランドに接続され、出力端子が反転入力端子に接続されるとともに２個の抵抗Ｒ１０６，Ｒ１０２を介してグランドに接続されたオペアンプからなるボルテージフォロワＯＰ１と、非反転入力端子に所定の第２参照電圧Ｖｒ２が入力され反転入力端子が抵抗Ｒ１０６を介してボルテージフォロワＯＰ１の出力端子に接続された制御用オペアンプＯＰ２とを備える。このオペアンプ１０２の出力端子は、各入力端にそれぞれ報知電圧Ｖｃｃ３が入力された充電用カレントミラー回路ＣＭ１の一方の出力端と抵抗Ｒ１０２との間に接続された充電用スイッチング素子Ｑｃのゲートに接続されており、上記の充電用カレントミラー回路ＣＭ１の他方の出力端は発振用コンデンサＣ１０２を介してグランドに接続されている。また、発振部３５は、ゲートが充電用カレントミラー回路ＣＭ１の上記一方の出力端に接続されたｐ型チャネルの電界効果トランジスタからなる第１放電用スイッチング素子Ｑｄを介して一方の入力端に報知電圧Ｖｃｃ３が入力されるとともに他方の入力端に発振用コンデンサＣ１０２が接続され各出力端がそれぞれグランドに接続された放電用カレントミラー回路ＣＭ２を備える。さらに、発振部３５は、反転入力端子が発振用コンデンサＣ１０２に接続されるとともに所定の第３参照電圧Ｖｒ３と第３参照電圧Ｖｒ３よりも低い所定の第４参照電圧Ｖｒ４との一方がトランスファーゲート回路を用いて構成されたマルチプレクサＴＧ２を介して非反転入力端子に入力されるコンパレータＣＰ３を備える。上記のマルチプレクサＴＧ２にはコンパレータＣＰ３の出力端子が接続されており、コンパレータＣＰ３の出力がＨレベルである期間には第３参照電圧Ｖｒ３がコンパレータＣＰ３の非反転入力端子に入力され、コンパレータＣＰ３の出力がＬレベルである期間には第４参照電圧Ｖｒ４がコンパレータＣＰ３の非反転入力端子に入力されるように構成されている。また、放電用カレントミラー回路ＣＭ２には、ｎ型チャネルの電界効果トランジスタからなりゲートがコンパレータＣＰ３の出力端子に接続された第２放電用スイッチング素子Ｑ１０５が並列に接続されている。
【００２７】
発振部３５の動作を説明する。発振用コンデンサＣ１０２が十分に充電されていない状態では、コンパレータＣＰ３の出力がＨレベルとなることにより、コンパレータＣＰ３の非反転入力端子には第３参照電圧Ｖｒ３が入力され、スイッチング素子Ｑ１０５はオンされる。この間、放電用カレントミラー回路ＣＭ２に並列に接続された第２放電用スイッチング素子Ｑ１０５のオンにより、放電用カレントミラー回路ＣＭ２を介した発振用コンデンサＣ１０２の放電は抑えられ、充電用カレントミラー回路ＣＭ１を介した充電により発振用コンデンサＣ１０２の両端電圧は徐々に上昇する。やがて発振用コンデンサＣ１０２の両端電圧が第３参照電圧Ｖｒ３に達すると、コンパレータＣＰ３の出力がＬレベルとなり、コンパレータＣＰ３の非反転入力端子への入力電圧が第４参照電圧Ｖｒ４になるとともに、第２放電用スイッチング素子Ｑ１０５がオフされる。すると、充電用カレントミラー回路ＣＭ１を介した充電電流よりも放電用カレントミラー回路ＣＭ２を介した放電電流が多くなることにより、発振用コンデンサＣ１０２の両端電圧は徐々に低下する。そして発振用コンデンサＣ１０２の両端電圧が第４参照電圧Ｖｒ４に達すると再びコンパレータＣＰ３の出力がＨレベルとなり、以下同様の動作を繰り返す。これにより、発振用コンデンサＣ１０２の両端電圧すなわちコンパレータＣＰ３の反転入力端子への入力電圧は図５（ａ）に示すように第３参照電圧Ｖｒ３と第４参照電圧Ｖｒ４との間で上下を繰り返し、コンパレータＣＰ３の出力は図５（ｂ）に示すような矩形波となる。さらに、発振部３５は、コンパレータＣＰ３の出力を整形してドライブ部３１に出力する出力整形回路３５ａを有する。出力整形回路３５ａは、図５（ｃ）に示すようにコンパレータＣＰ３の出力を例えば２分周することで第１矩形信号を生成する第１矩形信号生成部（図示せず）と、第１矩形信号の出力が反転された第２矩形信号を生成する第２矩形信号生成部（図示せず）と、第１矩形信号のオン（ＬレベルからＨレベルへの反転）のタイミングを所定のデッドタイムｔｄだけ遅らせることで図５（ｄ）に示すような第１駆動信号を生成し第２矩形信号のオンのタイミングを上記と同様に遅らせることで第２駆動信号を生成して第１駆動信号と第２駆動信号とをそれぞれドライブ部３１に出力するデッドタイム生成部（図示せず）とを有する。ドライブ部３１は、電力変換部２の一方のスイッチング素子Ｑ２を第１駆動信号のオン期間（Ｈレベルの期間）にオンさせ第１駆動信号のオフ期間（Ｌレベルの期間）にオフさせる第１ドライブ部３１ａと、電力変換部２の他方のスイッチング素子Ｑ３を第２駆動信号のオン期間にオンさせ第２駆動信号のオフ期間にオフさせる第２ドライブ部３１ｂとを有する。すなわち、上記のデッドタイム生成部により、電力変換部２の２個のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３が同時にオンされることが防止されている。上記構成では発振用コンデンサＣ１０２には特に高い容量値が要求されないので、発振用コンデンサＣ１０２は制御用集積回路４に構成することができる。
【００２８】
ここで、発振用コンデンサＣ１０２の充電電流及び放電電流は、それぞれ、制御用オペアンプＯＰ２の反転入力端子への入力電圧が高いほど、つまり制御用コンデンサＣ１０３の両端電圧が高いほど少なくなる。すなわち、上記の第１駆動信号及び第２駆動信号の周波数、つまりドライブ部３１の動作の周波数であって放電灯Ｌａに出力される交流電力の周波数（以下、「動作周波数」と呼ぶ。）は、制御用コンデンサＣ１０３の両端電圧が高いほど低くなる。
【００２９】
制御用集積回路４のシーケンス制御部４１は、図１（ａ）に示す制御電圧Ｖｃｃ１の供給が開始されてからの時間に応じて、図１（ｅ）に示す制御用コンデンサＣ１０３の両端電圧を変化させることにより、放電灯Ｌａの各フィラメントをそれぞれ予熱する予熱動作ｔ１〜ｔ２の後、放電灯Ｌａの点灯を開始させる始動動作ｔ２〜ｔ３を行い、その後に、放電灯Ｌａの点灯を維持させる定常動作ｔ３〜ｔ４に移行する。例えば、シーケンス制御部４１は、抵抗Ｒ１０３を介して制御用コンデンサＣ１０３に対し図１（ｄ）に示すようなＰＷＭ信号を出力するものであり、このＰＷＭ信号のオンデューティによって制御用コンデンサＣ１０３の両端電圧を変化させる。具体的には、予熱動作ｔ１〜ｔ２中には上記のＰＷＭ信号を停止させ（言い換えると上記のオンデューティを０にし）、定常動作ｔ３〜ｔ４では始動動作ｔ２〜ｔ３よりも上記のオンデューティを高くすることで、段階的に制御用コンデンサＣ１０３の両端電圧を上昇させ、すなわち図１（ｆ）に示すように動作周波数ｆ１〜ｆ３を段階的に低下させる。つまり、動作周波数は、予熱動作ｔ１〜ｔ２中は最も高い動作周波数ｆ１とされ、始動動作ｔ２〜ｔ３中は予熱動作ｔ１〜ｔ２中よりも低い動作周波数ｆ２とされ、定常動作ｔ３〜ｔ４中は始動動作ｔ２〜ｔ３中よりもさらに低い動作周波数ｆ３とされる。なお、シーケンス制御部４１の出力はＰＷＭ信号に限られず、制御用コンデンサＣ１０３の両端電圧を変化させるものであればよい。電力変換部２においてローサイドのスイッチング素子Ｑ３の両端間に接続されて放電灯Ｌａを含む共振回路の共振周波数に比べて動作周波数ｆ１〜ｆ３は高くされており、つまり動作周波数ｆ１〜ｆ３が低いほど電力変換部２から放電灯Ｌａに出力される電力は増加する。すなわち、上記のような動作周波数ｆ１〜ｆ３の段階的な低下により、放電灯Ｌａへの出力電力は段階的に増加する。また、始動動作ｔ２〜ｔ３を開始するタイミングｔ２と定常動作ｔ３〜ｔ４を開始するタイミングｔ３とはそれぞれ計時により決定される。
【００３０】
また、停止実行部３４は、制御用集積回路４への制御電圧Ｖｃｃ１の出力が開始されてから所定の停止時間Ｔ１はドライブ部３１の動作を開始させない。従って、予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始されるタイミングは、制御用集積回路４への制御電圧Ｖｃｃ１の出力が開始されてから所定の停止時間Ｔ１の経過後となっている。停止時間Ｔ１は制御用コンデンサＣ１０３の十分な放電が可能な程度に長くされており、従って、定常動作ｔ３〜ｔ４が停止された後にすぐ再度の始動が行われる場合であっても、次の予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始される前の停止時間Ｔ１中に十分に制御用コンデンサＣ１０３の放電がなされるから、予熱動作ｔ１〜ｔ２の開始時ｔ１に電力変換部２から放電灯Ｌａへの出力電力が過剰となってしまうことがない。
【００３１】
ここで、制御用集積回路４には、停止実行部３４に接続された停止制御部４２が設けられている。制御用集積回路４の停止制御部４２から駆動用集積回路３の停止実行部３４への電路は、抵抗Ｒ５１を介して制御電圧Ｖｃｃ１の電路に接続されている。停止制御部４２は、通常は上記電路の電位をグランドと等しいＬレベルとし、ドライブ部３１を停止させる際には上記電路の電位を制御電圧Ｖｃｃ１と等しいＨレベルとすることでドライブ部３１の停止を指示する。つまり、ドライブ部３１の停止が指示されている期間には上記の抵抗Ｒ５１では電流が流れず電力が消費されないのであり、上記の抵抗Ｒ５１に常に電流が流れる構成とする場合に比べて消費電力が低減されている。そして、停止実行部３４は停止制御部４２の出力がＨレベルである期間にはドライブ部３１を動作させない。図１の例では制御電圧Ｖｃｃ１の出力が開始されてから定常動作ｔ３〜ｔ４の終了時ｔ４までは停止実行部３４への入力（すなわち停止制御部４２の出力）がＬレベルに維持されていることにより、制御電圧Ｖｃｃ１の出力が開始されてから停止時間Ｔ１の経過後に予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始されているが、制御電圧Ｖｃｃ１の出力が開始された後に停止実行部３４への入力がＨレベルとなっていてその後Ｌレベルに変化した場合には、停止実行部３４への入力がＬレベルとなってから停止時間Ｔ１の経過後に予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始される。つまり、厳密には制御電源部３３から制御電圧Ｖｃｃ１が出力されていて且つ停止実行部３４への入力がＬレベルであるという状態が停止時間Ｔ１だけ継続された時点で予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始されるのであり、定常動作ｔ３〜ｔ４が終了されてから次に予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始されるまでの間には少なくとも停止時間Ｔ１の停止は確保される。
【００３２】
さらに、本実施形態は、整流部ＤＢの出力電圧を平滑した電圧に応じた直流電圧を出力する電源検出部６１と、例えば直流電源部１の出力電圧を分圧する分圧抵抗からなり直流電源部１の出力電圧が高いほど高い電圧を出力する直流電源検出部６２とを備える。
【００３３】
また、本実施形態の駆動用集積回路３には、直流電源部１のスイッチング素子Ｑ１を駆動するための回路が設けられている。詳しく説明すると、駆動用集積回路３には、所定の第７参照電圧Ｖｒ７と直流電源検出部６２の出力電圧との差に応じた電圧を出力するエラーアンプＯＰ３と、電源検出部６１の出力とエラーアンプＯＰ３の出力とを乗算する乗算器３６ａと、反転入力端子に乗算器３６ａの出力が入力されて非反転入力端子は直流電源部１のスイッチング素子Ｑ１と抵抗Ｒ５との接続点に接続されたコンパレータＣＰ１と、コンパレータＣＰ１の出力がリセット端子に入力されるフリップフロップ回路３６ｂと、抵抗Ｒ４を介して直流電源部１のスイッチング素子Ｑ１に接続されフリップフロップ回路３６ｂの出力に応じて直流電源部１のスイッチング素子Ｑ１をオンオフ駆動する電源ドライブ部３６ｃとが設けられている。
【００３４】
さらに、直流電源部１のインダクタＬ１には、一端がグランドに接続された２次巻線が設けられており、この２次巻線の他端は、駆動用集積回路３に設けられたゼロ電流検出部３６ｄに接続されている。ゼロ電流検出部３６ｄは、フリップフロップ回路３６ｃのセット端子に接続されており、上記の２次巻線に誘導される電圧に基いてインダクタＬ１のエネルギー放出の完了を検出し、インダクタＬ１のエネルギー放出の完了が検出されたときにフリップフロップ回路３６ｂのセット端子にパルスを入力する。
【００３５】
以上により、直流電源部１のスイッチング素子Ｑ１は周期的にオンオフ駆動され、そのオンデューティは直流電源部１の出力電圧を所定の目標電圧とするようにフィードバック制御される。この目標電圧は、直流電源検出部６２の出力電圧を第７参照電圧Ｖｒ７とするような電圧となる。
【００３６】
また、本実施形態の停止実行部３４は、交流電源ＡＣから入力される電圧（以下、「入力電源電圧」と呼ぶ。）の低下を電源検出部６１の出力に基いて判定し、入力電源電圧の低下が判定されたときに、停止制御部４２の出力がＨレベルとなったときと同様に出力をＬレベルとしてドライブ部３１や報知電源部３０を停止させる。
【００３７】
具体的に説明すると、電源検出部６１は図６に示すように整流器ＤＢの出力電圧を分圧抵抗で分圧するとともにコンデンサで平滑した直流電圧を出力するものである。また、停止実行部３４は、非反転入力端子に所定の第５参照電圧Ｖｒ５が入力され反転入力端子に電源検出部６１の出力電圧が入力された入力コンパレータＣＰ４と、非反転入力端子が停止制御部４２に接続され反転入力端子に第５参照電圧Ｖｒ５が入力された入力コンパレータＣＰ５と、上記２個の入力コンパレータＣＰ４，ＣＰ５の出力の論理和を出力する論理和回路ＯＲ２と、駆動用集積回路３の外部に設けられた遅延用コンデンサＣ１０５を充電する定電流源Ｉｒ２と、ｎチャネル型のＦＥＴからなり遅延用コンデンサＣ１０５に並列に接続されるとともに論理和回路ＯＲ２の出力がゲートに入力されたスイッチング素子Ｑ１０６と、非反転入力端子に遅延用コンデンサＣ１０５が接続され反転入力端子に所定の第６参照電圧Ｖｒ６が入力された出力コンパレータＣＰ６とを備える。この出力コンパレータＣＰ６の出力がＨレベルとなる期間がすなわちドライブ部３１及び報知電源部３０が動作する期間であって報知電圧Ｖｃｃ３が出力される期間である。
【００３８】
上記の停止実行部３４の動作を説明する。停止実行部３４は制御電源部３３から出力される制御電圧Ｖｃｃ１を電源としていることにより、始動時においては遅延用コンデンサＣ１０５の充電は制御電源部３３からの制御電圧Ｖｃｃ１の出力開始とともに開始され、遅延用コンデンサＣ１０５の両端電圧が第６参照電圧Ｖｒ６に達したときに出力コンパレータＣＰ６の出力がＨレベルとなることによりドライブ部３１の動作と報知電圧Ｖｃｃ３の出力とが開始され、このとき起動部３２ではスイッチング素子Ｑ１０１がオフ状態に固定される。つまり、遅延用コンデンサＣ１０５の容量値と第６参照電圧Ｖｒ６との積を、停止実行部３４の定電流源Ｉｒ２の出力電流で除して得られる充電時間Ｔ２が、すなわち停止時間Ｔ１に一致する。
【００３９】
また、電源検出部６１の出力電圧が第５参照電圧Ｖｒ５を下回った場合や、停止制御部４２の出力がＨレベルとなった場合には、いずれかの入力コンパレータＣＰ４，ＣＰ５の出力がＨレベルとなることでスイッチング素子Ｑ１０６がオンされることにより、スイッチング素子Ｑ１０６を介して遅延用コンデンサＣ１０５が急激に放電され、遅延用コンデンサＣ１０５の両端電圧が第６参照電圧Ｖｒ６を下回って出力コンパレータＣＰ６の出力がＬレベルとなることにより、ドライブ部３１や報知電圧Ｖｃｃ３の停止がなされる。ここにおいて、スイッチング素子Ｑ１０６がオフされてから出力コンパレータＣＰ６の出力がＬレベルとなるまでの時間（以下、「保持時間」と呼ぶ。）Ｔ３（図７参照）は十分に短くなっている。
【００４０】
図７に本実施形態の動作の一例を示す。図７の例では、図７（ａ）に示す停止制御部４２の出力がＬレベルとなった時点では図７（ｂ）に示す電源検出部６１の出力電圧が第５参照電圧Ｖｒ５を下回っていることにより図７（ｃ）に示す一方の入力コンパレータＣＰ４の出力がＨレベルであり、従って図７（ｄ）に示す論理和回路２の出力もＨレベルとなっている。やがて電源検出部６１の出力電圧が第５参照電圧Ｖｒ５を上回ると、論理和回路ＯＲ２の出力がＬレベルとなってスイッチング素子Ｑ１０６がオフされることで遅延用コンデンサＣ１０５の充電が開始される。さらに充電時間Ｔ２が経過して遅延用コンデンサＣ１０５の両端電圧が第６参照電圧Ｖｒ６に達すると、出力コンパレータＣＰ６の出力がＨレベルとなってドライブ部３１の動作と図７（ｆ）に示す報知電圧Ｖｃｃ３の出力とが開始される。その後、電源検出部６１の出力電圧が低下して第５参照電圧Ｖｒ５を下回ると、非常に短い保持時間Ｔ３で出力コンパレータＣＰ６の出力がＬレベルとなり、ここにおいてドライブ部３１の動作と報知電圧Ｖｃｃ３の出力とがそれぞれ停止される。
【００４１】
また、本実施形態は、放電灯Ｌａを消灯させるべき異常状態の発生時に変化するパラメータを検出して検出されたパラメータに応じた電圧を出力する異常検出部６３を備える。
【００４２】
さらに、制御用集積回路４には、放電灯Ｌａを消灯させるべき異常状態か否かを異常検出部６３の出力に基いて判定するとともに判定結果に応じた出力を停止制御部４２に入力する異常判定部４３が設けられている。
【００４３】
具体的には例えば、異常状態として放電灯Ｌａの寿命末期を判定する場合、異常検出部６３は上記パラメータとして放電灯Ｌａの寿命末期時に増加する非対称電流を検出するものとし、異常判定部４３は異常検出部６３の出力に基いて放電灯Ｌａが寿命末期か否かを判定する。異常状態は上記に限られず、例えば放電灯Ｌａが正しく接続されていない無負荷状態であってもよい。いずれの場合にも、異常検出部６３及び異常判定部４３は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
【００４４】
停止制御部４２は、定常動作ｔ３〜ｔ４中に異常判定部４３によって異常状態が判定されると、駆動用集積回路３への出力をＨレベルとしてドライブ部３１等を停止させる。
【００４５】
ここで、本実施形態の制御用集積回路４には周期的な電気信号であるクロック信号を生成するクロック部４５が設けられており、クロック信号の周波数が高いほど、制御用集積回路４の消費電力が増大する反面、少なくとも停止制御部４２の動作速度が速くなって異常検出部６３からの入力に対する応答や異常判定部４３での異常状態の判定に対する応答が速くなる。本実施形態では、制御用集積回路４において入力に対する応答の速さが上記のように異常状態の判定に対する動作が行われる定常動作ｔ３〜ｔ４中に特に必要とされることに着目し、クロック部４５が図１（ｇ）に示すように定常動作ｔ３〜ｔ４中のクロック周波数ＴＢを他の期間でのクロック周波数ＴＡよりも高くするという構成を採用している。これにより、定常動作ｔ３〜ｔ４中にはクロック周波数が高い周波数ＴＢとされることで高い応答速度を確保しながらも、ドライブ部３１の停止中にはクロック周波数が低い周波数ＴＡとされて消費電力が抑えられることで起動部３２にかかる電気的ストレスを低減し駆動電圧Ｖｃｃ２を安定させることができる。なお、定常動作ｔ３〜ｔ４中にクロック周波数が高い周波数ＴＢとされればよいのであって、クロック周波数を低い周波数ＴＡから高い周波数ＴＢに切り替えるタイミングは図１（ｇ）のような定常動作ｔ３〜ｔ４の開始時ｔ３に限られず、予熱動作ｔ１〜ｔ２の開始時ｔ２から定常動作ｔ３〜ｔ４の開始時ｔ３までの他のタイミングでクロック周波数が切り替えられてもよい。
【００４６】
また、制御用集積回路４には、放電灯点灯装置が使用されている時間の累計である累積使用時間を計時する計時部４６と、少なくとも電源がオフされている期間に累積使用時間を保持する記憶部４７と、計時部４６によって計時された累積使用時間を、放電灯点灯装置の寿命とされる所定の装置寿命時間（例えば３万時間）と比較するとともに、累積使用時間が装置寿命時間に達した寿命末期状態であるか否かを判定する寿命判定部４８とが設けられている。累積使用時間としては具体的には例えば駆動用集積回路３からの報知電圧Ｖｃｃ３が入力されている時間（すなわちドライブ部３１が動作している時間）が計時される。
【００４７】
シーケンス制御部４１は、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されている期間には、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されていない期間よりも、予熱動作ｔ１〜ｔ２の継続時間を長くする。具体的には例えば、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されていない期間には予熱動作ｔ１〜ｔ２の継続時間を１秒とするのに対し、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されている期間には予熱動作ｔ１〜ｔ２の継続時間を２〜３秒とする。
【００４８】
上記構成によれば、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は予熱動作ｔ１〜ｔ２の継続時間が長くされることで放電灯Ｌａの寿命が短くなりやすくなり放電灯Ｌａが交換される間隔が狭まることで、使用者は寿命末期状態を知ることができる。また、上記の例のように予熱動作ｔ１〜ｔ２の継続時間の延長幅を人が実感できるほど長くすれば、放電灯Ｌａの点灯が遅くなることによっても使用者は寿命末期状態を知ることができる。
【００４９】
さらに、累積使用時間が装置寿命時間に達した後に、例えば電源が投入された後に予熱動作ｔ１〜ｔ２の開始される前に停止制御部４２が所定の追加時間にわたり出力をＨレベルとしてもよい。すなわち、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は、電源が投入されてから予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始されるまでの時間は、上記の追加時間だけ延長され、停止時間Ｔ１に上記の追加時間が加算されただけの時間となる。この構成を採用すれば、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は、電源が投入されてから放電灯Ｌａが実際に点灯されるまでの時間がより長くなることにより、使用者にとって寿命末期状態がより分かりやすくなる。
【００５０】
なお、シーケンス制御部４１が、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されている期間には、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されていない期間よりも、始動動作ｔ２〜ｔ３の継続時間を短くしたり、始動動作ｔ２〜ｔ３中における発振部３５へ出力するＰＷＭ信号のオンデューティを低くして動作周波数ｆ２を高くすることで放電灯Ｌａへの出力電力を少なくする構成としてもよい。この構成を採用すれば、放電灯Ｌａの始動性が低下することで、使用者にとって寿命末期状態がより分かりやすくなる。ただし、寿命末期状態であっても、点灯が不可能となることを防ぐために、上記のように始動性を低下させる動作は例えば２回の始動につき１回のみ行われるようにしてもよい。
【００５１】
または、上記とは逆に、シーケンス制御部４１が、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されている期間には、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されていない期間よりも、始動動作ｔ２〜ｔ３中における発振部３５へ出力するＰＷＭ信号のオンデューティを高くして動作周波数ｆ２を低くすることで放電灯Ｌａへの出力電力を多くする構成としてもよい。この構成を採用すれば、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は始動動作ｔ２〜ｔ３中に放電灯Ｌａにかかる電気的ストレスが増大し放電灯Ｌａの寿命が短くなりやすくなり放電灯Ｌａが交換される間隔がさらに狭まることで、使用者が寿命末期状態に気付きやすくなる。
【００５２】
また、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されている期間には、定常動作ｔ３〜ｔ４が開始される前に、例えば始動動作ｔ２〜ｔ３中に異常判定部４３の判定結果の監視が開始されるようにしてもよい。この構成を採用すれば、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は始動動作ｔ２〜ｔ３中に異常判定部４３の判定による停止で放電灯Ｌａの始動が中止される可能性が生じて始動性が低下することにより、使用者が寿命末期状態に気付きやすくなる。
【００５３】
上記各種の放電灯点灯装置は、放電灯Ｌａとともに適宜の形状の器具本体（図示せず）に保持されて照明器具（図示せず）を構成することができる。このような器具本体及び照明器具は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
【符号の説明】
【００５４】
１ 直流電源部
２ 電力変換部（請求項におけるスイッチング部、共振部）
３１ ドライブ部
４１ シーケンス制御部（請求項における制御部）
４２ 停止制御部（請求項における制御部）
４３ 異常判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯点灯装置及び照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、放電灯を点灯させる放電灯点灯装置として、放電灯点灯装置が使用されている時間の累計である累積使用時間を計時するとともに、放電灯点灯装置の寿命とされる所定の装置寿命時間に累積使用時間が達した状態（以下、「寿命末期状態」と呼ぶ。）となったときに、寿命末期状態の報知や放電灯の消灯を行う放電灯点灯装置が提供されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。上記の報知は例えば放電灯の点滅や発光ダイオードの点灯によって行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８５３７４号公報
【特許文献２】特開２００６−２３６６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、寿命末期状態の報知に放電灯とは別途の発光ダイオード等を用いる場合、製造コストが高くなってしまう。
【０００５】
また、寿命末期状態の報知に放電灯を用いる場合や、寿命末期状態となったときに放電灯を消灯させる場合、同時に使用を開始された複数個の放電灯点灯装置で一斉に放電灯による報知や放電灯の消灯が行われることになり、使用者にとって不都合となりやすい。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、寿命末期状態を報知する構成が、製造コストを増大させず、且つ、使用者に不都合となりにくい放電灯点灯装置及び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】
【０００７】
請求項１の発明は、直流電力を出力する直流電源部と、放電灯とともに共振回路を構成する共振部と、少なくとも１個のスイッチング素子を含み該スイッチング素子のオンオフに伴って直流電源部と共振部との接続を切り替えるスイッチング部と、スイッチング部のスイッチング素子をオンオフ駆動することによって共振部から放電灯に交流電力を供給させるドライブ部と、ドライブ部の動作の周波数を制御することによって共振部から放電灯に出力される交流電力の周波数を制御する制御部と、少なくともドライブ部の動作中には累積して計時され且つリセットされることがない累積使用時間を計時する計時部とを備え、制御部は、放電灯の始動時、放電灯の各フィラメントをそれぞれ予熱する予熱動作の後、放電灯の点灯を開始させる始動動作を行い、その後に、放電灯の点灯を維持させる定常動作に移行するものであって、計時部によって計時された累積使用時間が所定の装置寿命時間に達した後は、累積使用時間が装置寿命時間に達する以前よりも予熱動作の継続時間を長くすることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は予熱動作の継続時間が長くされることで放電灯の寿命が短くなりやすくなるから、使用者は放電灯点灯装置の寿命末期状態を知ることができる。また、報知のための別途の発光ダイオード等の部品を必要としないから製造コストの増大が避けられる。さらに、複数の放電灯点灯装置で一斉に累積使用時間が装置寿命時間に達した場合であっても、それら複数の放電灯点灯装置で放電灯の点灯状態の変化や放電灯の消灯が一斉に行われるようなことがないから、使用者に不都合を与えにくい。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、放電灯を消灯させるべき異常状態か否かを判定する異常判定部を備え、制御部は、異常判定部による判定結果の監視を、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達する以前には定常動作中にのみ行い、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達した後は定常動作の開始前から行い、異常判定部による判定結果の監視中に異常判定部によって異常状態が判定されたときには少なくともドライブ部を停止させることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達した後は定常動作の開始前に異常状態が判定されることでの停止の可能性が生じることで、放電灯の始動が失敗しやすくなるから、異常判定部による判定結果の監視を常に定常動作中にのみ行う場合に比べ、使用者にとって放電灯点灯装置の寿命末期状態がよりわかりやすくなる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置を保持した器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は予熱動作の継続時間が長くされることで放電灯の寿命が短くなりやすくなるから、使用者は装置寿命を知ることができる。また、報知のための別途の発光ダイオード等の部品を必要としないから製造コストの増大が避けられる。さらに、複数の放電灯点灯装置で一斉に累積使用時間が装置寿命時間に達した場合であっても、それら複数の放電灯点灯装置で放電灯の点灯状態の変化や放電灯の消灯が一斉に行われるようなことがないから、使用者に不都合を与えにくい。
【００１３】
請求項２の発明によれば、放電灯を消灯させるべき異常状態か否かを判定する異常判定部を備え、制御部は、異常判定部による判定結果の監視を、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達する以前には定常動作中にのみ行い、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達した後は定常動作の開始前から行い、異常判定部による判定結果の監視中に異常判定部によって異常状態が判定されたときには少なくともドライブ部を停止させるので、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達した後は定常動作の開始前に異常状態が判定されることでの停止の可能性が生じることで、放電灯の始動が失敗しやすくなるから、異常判定部による判定結果の監視を常に定常動作中にのみ行う場合に比べ、使用者にとって装置寿命がわかりやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１の動作の一例を示す説明図であり、（ａ）は制御電圧の時間変化を示し、（ｂ）は停止実行部への入力電圧の時間変化を示し、（ｃ）は停止実行部の出力電圧の時間変化を示し、（ｄ）はシーケンス制御部の出力電圧の時間変化を示し、（ｅ）は制御用コンデンサの両端電圧の時間変化を示し、（ｆ）は動作周波数の時間変化を示し、（ｇ）はクロック周波数の時間変化を示す。
【図２】同上を示す回路ブロック図である。
【図３】同上の動作の一例を示す説明図であり、（ａ）は直流電源部の出力電圧の時間変化を示し、（ｂ）は駆動電圧の時間変化を示し、（ｃ）は制御電圧の時間変化を示し、（ｄ）は停止実行部の出力電圧の時間変化を示し、（ｅ）はドライブ部から電力変換部の一方のスイッチング素子に出力される駆動信号の電圧値の時間変化を示し、（ｆ）は報知電圧の時間変化を示す。
【図４】同上の発振部とドライブ部と停止実行部とを示す回路ブロック図である。
【図５】同上の発振部の動作を示す説明図であり、（ａ）は発振部の発振用コンデンサの両端電圧の時間変化を示し、（ｂ）は発振部のコンパレータの出力電圧の時間変化を示し、（ｃ）は第１矩形信号の電圧値の時間変化を示し、（ｄ）は第１駆動信号の電圧値の時間変化を示す。
【図６】同上の電源検出部及び停止実行部を示す回路ブロック図である。
【図７】同上の動作の一例を示す説明図であり、（ａ）は停止制御部の出力電圧の時間変化を示し、（ｂ）は電源検出部の出力電圧の時間変化を示し、（ｃ）は停止実行部において電源検出部に接続された入力コンパレータの出力電圧の時間変化を示し、（ｄ）は停止実行部の論理和回路の出力電圧の時間変化を示し、（ｅ）は遅延用コンデンサの両端電圧の時間変化を示し、（ｆ）は報知電圧の時間変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
本実施形態は、図２に示すように、一対のフィラメント（図示せず）を有する一般的な熱陰極型の放電灯Ｌａに交流電力を供給して点灯させるものであって、周知のダイオードブリッジからなり外部の交流電源ＡＣから入力された交流電力を全波整流する整流部ＤＢと、整流部ＤＢの出力が入力されて直流電力を出力する直流電源部１と、直流電源部１が出力した直流電力を交流電力に変換して放電灯Ｌａに供給する電力変換部２とを備える。
【００１７】
直流電源部１は周知のいわゆる昇圧チョッパ回路（ブーストコンバータ）である。具体的には、整流部ＤＢの直流出力端間（すなわち整流部ＤＢの高電圧側の直流出力端とグランドとの間）に接続されたインダクタＬ１とダイオードＤ１と出力コンデンサＣ１との直列回路と、一端がインダクタＬ１とダイオードＤ１との接続点に接続され他端がグランドに接続されたスイッチング素子Ｑ１と抵抗Ｒ５との直列回路とを備え、出力コンデンサＣ１の両端電圧を出力電圧としており、周期的にオンオフされるスイッチング素子Ｑ１のオンデューティによって出力電圧が制御される。整流部ＤＢの低電圧側の直流出力端と直流電源部１の低電圧側の出力端とはそれぞれグランドに接続されている。
【００１８】
また、電力変換部２は、直流電源部１の出力端間に接続されて請求項におけるスイッチング部を構成する２個のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点に接続され他端が放電灯Ｌａを介してグランドに接続されたコンデンサＣ２とインダクタＬ２との直列回路と、放電灯Ｌａに並列に（すなわち放電灯Ｌａのフィラメント間に）接続されたコンデンサＣ３とを備える、周知のいわゆるハーフブリッジ形のインバータ回路である。すなわち、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３が交互にオンオフされることで放電灯Ｌａに交流電力が出力される。また、上記のコンデンサＣ２とインダクタＬ２とコンデンサＣ３とは請求項における共振部であって放電灯Ｌａとともに共振回路を構成しており、この共振回路の共振周波数とスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオンオフの周波数との関係により、放電灯Ｌａに出力される電力は増減する。
【００１９】
さらに、本実施形態は、放電灯Ｌａの始動時に放電灯Ｌａの各フィラメントをそれぞれ予熱するための予熱部２０を備える。予熱部２０は、一端がコンデンサＣ６を介してスイッチング部２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点に接続されるとともに他端がグランドに接続された一次巻線と、それぞれコンデンサＣ４，Ｃ５との直列回路が放電灯Ｌａの一方ずつのフィラメントの両端間に接続された２本の二次巻線とを有するトランスＴｒ１を備える。
【００２０】
さらに、本実施形態は、電力変換部２の各スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３に対しそれぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して接続され電力変換部２の各スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３をオンオフ駆動することによって電力変換部２から放電灯Ｌａに交流電力を供給させるドライブ部３１と、ドライブ部３１の動作の周波数を制御することによって電力変換部２から放電灯Ｌａに出力される交流電力の周波数を制御するシーケンス制御部４１とを備える。
【００２１】
ドライブ部３１は高耐圧集積回路（ＨＶＩＣ）からなる駆動用集積回路３に設けられ、シーケンス制御部４１はマイクロコントローラ（マイコン）と呼ばれる集積回路からなる制御用集積回路４に設けられている。制御用集積回路４としては入出力の電圧値が２段階のみであってＡ／Ｄ変換器やＤ／Ａ変換器を含まないものを用いれば、制御用集積回路４での消費電力が比較的に抑えられる。
【００２２】
また、本実施形態は、ドライブ部３１の動作開始後に電力変換部２から電力を供給され駆動用集積回路３の電源となる直流電力を出力する駆動電源部５を備える。駆動電源部５は、例えば、出力側コンデンサ（図示せず）と、電力変換部２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点に接続されて出力側コンデンサを充電する充電回路（図示せず）とを有し、出力側コンデンサの両端電圧を出力電圧Ｖｃｃ２としている。ドライブ部３１の動作開始から十分な時間が経過し出力側コンデンサの両端電圧が安定した状態では、出力側コンデンサの両端電圧すなわち駆動電源部５の出力電圧Ｖｃｃ２は例えば１０Ｖとなる。
【００２３】
さらに、駆動用集積回路３には、ドライブ部３１の動作開始前に直流電源部１から電力を供給されて駆動電源部５の電源となる直流電力を出力する起動部３２と、駆動電源部５とから電力を供給され、図３（ｂ）に示す駆動電源部５の出力電圧（以下、「駆動電圧」と呼ぶ。）Ｖｃｃ２が所定の基準電圧Ｖｒ１以上である期間に、図３（ｃ）に示すような制御用集積回路４の電源となる所定の制御電圧Ｖｃｃ１（例えば５Ｖ）を生成して制御用集積回路４に供給する制御電源部３３とがそれぞれ設けられている。駆動用集積回路３から制御用集積回路４に制御電圧Ｖｃｃ１を出力する電路はノイズ除去用のコンデンサＣ５１を介してグランドに接続されている。
【００２４】
また、駆動用集積回路３には、ドライブ部３１と起動部３２とをそれぞれ制御する停止実行部３４が設けられている。図３（ｄ）に示す停止実行部３４の出力がＬレベルである期間にはドライブ部３１が停止されるとともに起動部３２から駆動電源部５への電力供給がオンされるが、停止実行部３４の出力がＨレベルである期間には起動部３２から駆動電源部５への電力供給がオフされる。ただし、停止実行部３４の出力がＨレベルである期間にはドライブ部３１が動作（つまり図３（ｅ）に示すようなスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の駆動用の出力を生成）することにより電力変換部２から駆動電源部５への電力供給がなされる。
【００２５】
また、駆動用集積回路３には、シーケンス制御部４１の出力に応じた周波数の矩形波を出力する発振部３５が設けられており、ドライブ部３１は発振部３５の出力の周波数で電力変換部２のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３をオンオフ駆動する。さらに、駆動用集積回路３には、停止実行部３４により制御され、ドライブ部３１の動作中には図３（ｆ）に示す所定の報知電圧Ｖｃｃ３を出力する一方、ドライブ部３１の動作中には出力を停止する駆動電源部３０が設けられている。駆動電源部３０は例えば制御電源部３３と同様の回路構成とすることができる。報知電圧Ｖｃｃ３は、ドライブ部３１の動作状態を制御用集積回路４に報知するために制御用報知回路４へも出力される。また、発振部３５は上記の報知電圧Ｖｃｃ３を電源としている。つまり、停止実行部３４は、報知電源部３０から発振部３５への電力の供給を停止させることで発振部３５及びドライブ部３１をそれぞれ停止させる。
【００２６】
発振部３５は、図４に示すように、非反転入力端子が抵抗Ｒ１０３を介してシーケンス制御部４１に接続されるとともに抵抗Ｒ１０４と制御用コンデンサＣ１０３との並列回路を介してグランドに接続され、出力端子が反転入力端子に接続されるとともに２個の抵抗Ｒ１０６，Ｒ１０２を介してグランドに接続されたオペアンプからなるボルテージフォロワＯＰ１と、非反転入力端子に所定の第２参照電圧Ｖｒ２が入力され反転入力端子が抵抗Ｒ１０６を介してボルテージフォロワＯＰ１の出力端子に接続された制御用オペアンプＯＰ２とを備える。このオペアンプ１０２の出力端子は、各入力端にそれぞれ報知電圧Ｖｃｃ３が入力された充電用カレントミラー回路ＣＭ１の一方の出力端と抵抗Ｒ１０２との間に接続された充電用スイッチング素子Ｑｃのゲートに接続されており、上記の充電用カレントミラー回路ＣＭ１の他方の出力端は発振用コンデンサＣ１０２を介してグランドに接続されている。また、発振部３５は、ゲートが充電用カレントミラー回路ＣＭ１の上記一方の出力端に接続されたｐ型チャネルの電界効果トランジスタからなる第１放電用スイッチング素子Ｑｄを介して一方の入力端に報知電圧Ｖｃｃ３が入力されるとともに他方の入力端に発振用コンデンサＣ１０２が接続され各出力端がそれぞれグランドに接続された放電用カレントミラー回路ＣＭ２を備える。さらに、発振部３５は、反転入力端子が発振用コンデンサＣ１０２に接続されるとともに所定の第３参照電圧Ｖｒ３と第３参照電圧Ｖｒ３よりも低い所定の第４参照電圧Ｖｒ４との一方がトランスファーゲート回路を用いて構成されたマルチプレクサＴＧ２を介して非反転入力端子に入力されるコンパレータＣＰ３を備える。上記のマルチプレクサＴＧ２にはコンパレータＣＰ３の出力端子が接続されており、コンパレータＣＰ３の出力がＨレベルである期間には第３参照電圧Ｖｒ３がコンパレータＣＰ３の非反転入力端子に入力され、コンパレータＣＰ３の出力がＬレベルである期間には第４参照電圧Ｖｒ４がコンパレータＣＰ３の非反転入力端子に入力されるように構成されている。また、放電用カレントミラー回路ＣＭ２には、ｎ型チャネルの電界効果トランジスタからなりゲートがコンパレータＣＰ３の出力端子に接続された第２放電用スイッチング素子Ｑ１０５が並列に接続されている。
【００２７】
発振部３５の動作を説明する。発振用コンデンサＣ１０２が十分に充電されていない状態では、コンパレータＣＰ３の出力がＨレベルとなることにより、コンパレータＣＰ３の非反転入力端子には第３参照電圧Ｖｒ３が入力され、スイッチング素子Ｑ１０５はオンされる。この間、放電用カレントミラー回路ＣＭ２に並列に接続された第２放電用スイッチング素子Ｑ１０５のオンにより、放電用カレントミラー回路ＣＭ２を介した発振用コンデンサＣ１０２の放電は抑えられ、充電用カレントミラー回路ＣＭ１を介した充電により発振用コンデンサＣ１０２の両端電圧は徐々に上昇する。やがて発振用コンデンサＣ１０２の両端電圧が第３参照電圧Ｖｒ３に達すると、コンパレータＣＰ３の出力がＬレベルとなり、コンパレータＣＰ３の非反転入力端子への入力電圧が第４参照電圧Ｖｒ４になるとともに、第２放電用スイッチング素子Ｑ１０５がオフされる。すると、充電用カレントミラー回路ＣＭ１を介した充電電流よりも放電用カレントミラー回路ＣＭ２を介した放電電流が多くなることにより、発振用コンデンサＣ１０２の両端電圧は徐々に低下する。そして発振用コンデンサＣ１０２の両端電圧が第４参照電圧Ｖｒ４に達すると再びコンパレータＣＰ３の出力がＨレベルとなり、以下同様の動作を繰り返す。これにより、発振用コンデンサＣ１０２の両端電圧すなわちコンパレータＣＰ３の反転入力端子への入力電圧は図５（ａ）に示すように第３参照電圧Ｖｒ３と第４参照電圧Ｖｒ４との間で上下を繰り返し、コンパレータＣＰ３の出力は図５（ｂ）に示すような矩形波となる。さらに、発振部３５は、コンパレータＣＰ３の出力を整形してドライブ部３１に出力する出力整形回路３５ａを有する。出力整形回路３５ａは、図５（ｃ）に示すようにコンパレータＣＰ３の出力を例えば２分周することで第１矩形信号を生成する第１矩形信号生成部（図示せず）と、第１矩形信号の出力が反転された第２矩形信号を生成する第２矩形信号生成部（図示せず）と、第１矩形信号のオン（ＬレベルからＨレベルへの反転）のタイミングを所定のデッドタイムｔｄだけ遅らせることで図５（ｄ）に示すような第１駆動信号を生成し第２矩形信号のオンのタイミングを上記と同様に遅らせることで第２駆動信号を生成して第１駆動信号と第２駆動信号とをそれぞれドライブ部３１に出力するデッドタイム生成部（図示せず）とを有する。ドライブ部３１は、電力変換部２の一方のスイッチング素子Ｑ２を第１駆動信号のオン期間（Ｈレベルの期間）にオンさせ第１駆動信号のオフ期間（Ｌレベルの期間）にオフさせる第１ドライブ部３１ａと、電力変換部２の他方のスイッチング素子Ｑ３を第２駆動信号のオン期間にオンさせ第２駆動信号のオフ期間にオフさせる第２ドライブ部３１ｂとを有する。すなわち、上記のデッドタイム生成部により、電力変換部２の２個のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３が同時にオンされることが防止されている。上記構成では発振用コンデンサＣ１０２には特に高い容量値が要求されないので、発振用コンデンサＣ１０２は制御用集積回路４に構成することができる。
【００２８】
ここで、発振用コンデンサＣ１０２の充電電流及び放電電流は、それぞれ、制御用オペアンプＯＰ２の反転入力端子への入力電圧が高いほど、つまり制御用コンデンサＣ１０３の両端電圧が高いほど少なくなる。すなわち、上記の第１駆動信号及び第２駆動信号の周波数、つまりドライブ部３１の動作の周波数であって放電灯Ｌａに出力される交流電力の周波数（以下、「動作周波数」と呼ぶ。）は、制御用コンデンサＣ１０３の両端電圧が高いほど低くなる。
【００２９】
制御用集積回路４のシーケンス制御部４１は、図１（ａ）に示す制御電圧Ｖｃｃ１の供給が開始されてからの時間に応じて、図１（ｅ）に示す制御用コンデンサＣ１０３の両端電圧を変化させることにより、放電灯Ｌａの各フィラメントをそれぞれ予熱する予熱動作ｔ１〜ｔ２の後、放電灯Ｌａの点灯を開始させる始動動作ｔ２〜ｔ３を行い、その後に、放電灯Ｌａの点灯を維持させる定常動作ｔ３〜ｔ４に移行する。例えば、シーケンス制御部４１は、抵抗Ｒ１０３を介して制御用コンデンサＣ１０３に対し図１（ｄ）に示すようなＰＷＭ信号を出力するものであり、このＰＷＭ信号のオンデューティによって制御用コンデンサＣ１０３の両端電圧を変化させる。具体的には、予熱動作ｔ１〜ｔ２中には上記のＰＷＭ信号を停止させ（言い換えると上記のオンデューティを０にし）、定常動作ｔ３〜ｔ４では始動動作ｔ２〜ｔ３よりも上記のオンデューティを高くすることで、段階的に制御用コンデンサＣ１０３の両端電圧を上昇させ、すなわち図１（ｆ）に示すように動作周波数ｆ１〜ｆ３を段階的に低下させる。つまり、動作周波数は、予熱動作ｔ１〜ｔ２中は最も高い動作周波数ｆ１とされ、始動動作ｔ２〜ｔ３中は予熱動作ｔ１〜ｔ２中よりも低い動作周波数ｆ２とされ、定常動作ｔ３〜ｔ４中は始動動作ｔ２〜ｔ３中よりもさらに低い動作周波数ｆ３とされる。なお、シーケンス制御部４１の出力はＰＷＭ信号に限られず、制御用コンデンサＣ１０３の両端電圧を変化させるものであればよい。電力変換部２においてローサイドのスイッチング素子Ｑ３の両端間に接続されて放電灯Ｌａを含む共振回路の共振周波数に比べて動作周波数ｆ１〜ｆ３は高くされており、つまり動作周波数ｆ１〜ｆ３が低いほど電力変換部２から放電灯Ｌａに出力される電力は増加する。すなわち、上記のような動作周波数ｆ１〜ｆ３の段階的な低下により、放電灯Ｌａへの出力電力は段階的に増加する。また、始動動作ｔ２〜ｔ３を開始するタイミングｔ２と定常動作ｔ３〜ｔ４を開始するタイミングｔ３とはそれぞれ計時により決定される。
【００３０】
また、停止実行部３４は、制御用集積回路４への制御電圧Ｖｃｃ１の出力が開始されてから所定の停止時間Ｔ１はドライブ部３１の動作を開始させない。従って、予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始されるタイミングは、制御用集積回路４への制御電圧Ｖｃｃ１の出力が開始されてから所定の停止時間Ｔ１の経過後となっている。停止時間Ｔ１は制御用コンデンサＣ１０３の十分な放電が可能な程度に長くされており、従って、定常動作ｔ３〜ｔ４が停止された後にすぐ再度の始動が行われる場合であっても、次の予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始される前の停止時間Ｔ１中に十分に制御用コンデンサＣ１０３の放電がなされるから、予熱動作ｔ１〜ｔ２の開始時ｔ１に電力変換部２から放電灯Ｌａへの出力電力が過剰となってしまうことがない。
【００３１】
ここで、制御用集積回路４には、停止実行部３４に接続された停止制御部４２が設けられている。制御用集積回路４の停止制御部４２から駆動用集積回路３の停止実行部３４への電路は、抵抗Ｒ５１を介して制御電圧Ｖｃｃ１の電路に接続されている。停止制御部４２は、通常は上記電路の電位をグランドと等しいＬレベルとし、ドライブ部３１を停止させる際には上記電路の電位を制御電圧Ｖｃｃ１と等しいＨレベルとすることでドライブ部３１の停止を指示する。つまり、ドライブ部３１の停止が指示されている期間には上記の抵抗Ｒ５１では電流が流れず電力が消費されないのであり、上記の抵抗Ｒ５１に常に電流が流れる構成とする場合に比べて消費電力が低減されている。そして、停止実行部３４は停止制御部４２の出力がＨレベルである期間にはドライブ部３１を動作させない。図１の例では制御電圧Ｖｃｃ１の出力が開始されてから定常動作ｔ３〜ｔ４の終了時ｔ４までは停止実行部３４への入力（すなわち停止制御部４２の出力）がＬレベルに維持されていることにより、制御電圧Ｖｃｃ１の出力が開始されてから停止時間Ｔ１の経過後に予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始されているが、制御電圧Ｖｃｃ１の出力が開始された後に停止実行部３４への入力がＨレベルとなっていてその後Ｌレベルに変化した場合には、停止実行部３４への入力がＬレベルとなってから停止時間Ｔ１の経過後に予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始される。つまり、厳密には制御電源部３３から制御電圧Ｖｃｃ１が出力されていて且つ停止実行部３４への入力がＬレベルであるという状態が停止時間Ｔ１だけ継続された時点で予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始されるのであり、定常動作ｔ３〜ｔ４が終了されてから次に予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始されるまでの間には少なくとも停止時間Ｔ１の停止は確保される。
【００３２】
さらに、本実施形態は、整流部ＤＢの出力電圧を平滑した電圧に応じた直流電圧を出力する電源検出部６１と、例えば直流電源部１の出力電圧を分圧する分圧抵抗からなり直流電源部１の出力電圧が高いほど高い電圧を出力する直流電源検出部６２とを備える。
【００３３】
また、本実施形態の駆動用集積回路３には、直流電源部１のスイッチング素子Ｑ１を駆動するための回路が設けられている。詳しく説明すると、駆動用集積回路３には、所定の第７参照電圧Ｖｒ７と直流電源検出部６２の出力電圧との差に応じた電圧を出力するエラーアンプＯＰ３と、電源検出部６１の出力とエラーアンプＯＰ３の出力とを乗算する乗算器３６ａと、反転入力端子に乗算器３６ａの出力が入力されて非反転入力端子は直流電源部１のスイッチング素子Ｑ１と抵抗Ｒ５との接続点に接続されたコンパレータＣＰ１と、コンパレータＣＰ１の出力がリセット端子に入力されるフリップフロップ回路３６ｂと、抵抗Ｒ４を介して直流電源部１のスイッチング素子Ｑ１に接続されフリップフロップ回路３６ｂの出力に応じて直流電源部１のスイッチング素子Ｑ１をオンオフ駆動する電源ドライブ部３６ｃとが設けられている。
【００３４】
さらに、直流電源部１のインダクタＬ１には、一端がグランドに接続された２次巻線が設けられており、この２次巻線の他端は、駆動用集積回路３に設けられたゼロ電流検出部３６ｄに接続されている。ゼロ電流検出部３６ｄは、フリップフロップ回路３６ｃのセット端子に接続されており、上記の２次巻線に誘導される電圧に基いてインダクタＬ１のエネルギー放出の完了を検出し、インダクタＬ１のエネルギー放出の完了が検出されたときにフリップフロップ回路３６ｂのセット端子にパルスを入力する。
【００３５】
以上により、直流電源部１のスイッチング素子Ｑ１は周期的にオンオフ駆動され、そのオンデューティは直流電源部１の出力電圧を所定の目標電圧とするようにフィードバック制御される。この目標電圧は、直流電源検出部６２の出力電圧を第７参照電圧Ｖｒ７とするような電圧となる。
【００３６】
また、本実施形態の停止実行部３４は、交流電源ＡＣから入力される電圧（以下、「入力電源電圧」と呼ぶ。）の低下を電源検出部６１の出力に基いて判定し、入力電源電圧の低下が判定されたときに、停止制御部４２の出力がＨレベルとなったときと同様に出力をＬレベルとしてドライブ部３１や報知電源部３０を停止させる。
【００３７】
具体的に説明すると、電源検出部６１は図６に示すように整流器ＤＢの出力電圧を分圧抵抗で分圧するとともにコンデンサで平滑した直流電圧を出力するものである。また、停止実行部３４は、非反転入力端子に所定の第５参照電圧Ｖｒ５が入力され反転入力端子に電源検出部６１の出力電圧が入力された入力コンパレータＣＰ４と、非反転入力端子が停止制御部４２に接続され反転入力端子に第５参照電圧Ｖｒ５が入力された入力コンパレータＣＰ５と、上記２個の入力コンパレータＣＰ４，ＣＰ５の出力の論理和を出力する論理和回路ＯＲ２と、駆動用集積回路３の外部に設けられた遅延用コンデンサＣ１０５を充電する定電流源Ｉｒ２と、ｎチャネル型のＦＥＴからなり遅延用コンデンサＣ１０５に並列に接続されるとともに論理和回路ＯＲ２の出力がゲートに入力されたスイッチング素子Ｑ１０６と、非反転入力端子に遅延用コンデンサＣ１０５が接続され反転入力端子に所定の第６参照電圧Ｖｒ６が入力された出力コンパレータＣＰ６とを備える。この出力コンパレータＣＰ６の出力がＨレベルとなる期間がすなわちドライブ部３１及び報知電源部３０が動作する期間であって報知電圧Ｖｃｃ３が出力される期間である。
【００３８】
上記の停止実行部３４の動作を説明する。停止実行部３４は制御電源部３３から出力される制御電圧Ｖｃｃ１を電源としていることにより、始動時においては遅延用コンデンサＣ１０５の充電は制御電源部３３からの制御電圧Ｖｃｃ１の出力開始とともに開始され、遅延用コンデンサＣ１０５の両端電圧が第６参照電圧Ｖｒ６に達したときに出力コンパレータＣＰ６の出力がＨレベルとなることによりドライブ部３１の動作と報知電圧Ｖｃｃ３の出力とが開始され、このとき起動部３２ではスイッチング素子Ｑ１０１がオフ状態に固定される。つまり、遅延用コンデンサＣ１０５の容量値と第６参照電圧Ｖｒ６との積を、停止実行部３４の定電流源Ｉｒ２の出力電流で除して得られる充電時間Ｔ２が、すなわち停止時間Ｔ１に一致する。
【００３９】
また、電源検出部６１の出力電圧が第５参照電圧Ｖｒ５を下回った場合や、停止制御部４２の出力がＨレベルとなった場合には、いずれかの入力コンパレータＣＰ４，ＣＰ５の出力がＨレベルとなることでスイッチング素子Ｑ１０６がオンされることにより、スイッチング素子Ｑ１０６を介して遅延用コンデンサＣ１０５が急激に放電され、遅延用コンデンサＣ１０５の両端電圧が第６参照電圧Ｖｒ６を下回って出力コンパレータＣＰ６の出力がＬレベルとなることにより、ドライブ部３１や報知電圧Ｖｃｃ３の停止がなされる。ここにおいて、スイッチング素子Ｑ１０６がオフされてから出力コンパレータＣＰ６の出力がＬレベルとなるまでの時間（以下、「保持時間」と呼ぶ。）Ｔ３（図７参照）は十分に短くなっている。
【００４０】
図７に本実施形態の動作の一例を示す。図７の例では、図７（ａ）に示す停止制御部４２の出力がＬレベルとなった時点では図７（ｂ）に示す電源検出部６１の出力電圧が第５参照電圧Ｖｒ５を下回っていることにより図７（ｃ）に示す一方の入力コンパレータＣＰ４の出力がＨレベルであり、従って図７（ｄ）に示す論理和回路２の出力もＨレベルとなっている。やがて電源検出部６１の出力電圧が第５参照電圧Ｖｒ５を上回ると、論理和回路ＯＲ２の出力がＬレベルとなってスイッチング素子Ｑ１０６がオフされることで遅延用コンデンサＣ１０５の充電が開始される。さらに充電時間Ｔ２が経過して遅延用コンデンサＣ１０５の両端電圧が第６参照電圧Ｖｒ６に達すると、出力コンパレータＣＰ６の出力がＨレベルとなってドライブ部３１の動作と図７（ｆ）に示す報知電圧Ｖｃｃ３の出力とが開始される。その後、電源検出部６１の出力電圧が低下して第５参照電圧Ｖｒ５を下回ると、非常に短い保持時間Ｔ３で出力コンパレータＣＰ６の出力がＬレベルとなり、ここにおいてドライブ部３１の動作と報知電圧Ｖｃｃ３の出力とがそれぞれ停止される。
【００４１】
また、本実施形態は、放電灯Ｌａを消灯させるべき異常状態の発生時に変化するパラメータを検出して検出されたパラメータに応じた電圧を出力する異常検出部６３を備える。
【００４２】
さらに、制御用集積回路４には、放電灯Ｌａを消灯させるべき異常状態か否かを異常検出部６３の出力に基いて判定するとともに判定結果に応じた出力を停止制御部４２に入力する異常判定部４３が設けられている。
【００４３】
具体的には例えば、異常状態として放電灯Ｌａの寿命末期を判定する場合、異常検出部６３は上記パラメータとして放電灯Ｌａの寿命末期時に増加する非対称電流を検出するものとし、異常判定部４３は異常検出部６３の出力に基いて放電灯Ｌａが寿命末期か否かを判定する。異常状態は上記に限られず、例えば放電灯Ｌａが正しく接続されていない無負荷状態であってもよい。いずれの場合にも、異常検出部６３及び異常判定部４３は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
【００４４】
停止制御部４２は、定常動作ｔ３〜ｔ４中に異常判定部４３によって異常状態が判定されると、駆動用集積回路３への出力をＨレベルとしてドライブ部３１等を停止させる。
【００４５】
ここで、本実施形態の制御用集積回路４には周期的な電気信号であるクロック信号を生成するクロック部４５が設けられており、クロック信号の周波数が高いほど、制御用集積回路４の消費電力が増大する反面、少なくとも停止制御部４２の動作速度が速くなって異常検出部６３からの入力に対する応答や異常判定部４３での異常状態の判定に対する応答が速くなる。本実施形態では、制御用集積回路４において入力に対する応答の速さが上記のように異常状態の判定に対する動作が行われる定常動作ｔ３〜ｔ４中に特に必要とされることに着目し、クロック部４５が図１（ｇ）に示すように定常動作ｔ３〜ｔ４中のクロック周波数ＴＢを他の期間でのクロック周波数ＴＡよりも高くするという構成を採用している。これにより、定常動作ｔ３〜ｔ４中にはクロック周波数が高い周波数ＴＢとされることで高い応答速度を確保しながらも、ドライブ部３１の停止中にはクロック周波数が低い周波数ＴＡとされて消費電力が抑えられることで起動部３２にかかる電気的ストレスを低減し駆動電圧Ｖｃｃ２を安定させることができる。なお、定常動作ｔ３〜ｔ４中にクロック周波数が高い周波数ＴＢとされればよいのであって、クロック周波数を低い周波数ＴＡから高い周波数ＴＢに切り替えるタイミングは図１（ｇ）のような定常動作ｔ３〜ｔ４の開始時ｔ３に限られず、予熱動作ｔ１〜ｔ２の開始時ｔ２から定常動作ｔ３〜ｔ４の開始時ｔ３までの他のタイミングでクロック周波数が切り替えられてもよい。
【００４６】
また、制御用集積回路４には、放電灯点灯装置が使用されている時間の累計である累積使用時間を計時する計時部４６と、少なくとも電源がオフされている期間に累積使用時間を保持する記憶部４７と、計時部４６によって計時された累積使用時間を、放電灯点灯装置の寿命とされる所定の装置寿命時間（例えば３万時間）と比較するとともに、累積使用時間が装置寿命時間に達した寿命末期状態であるか否かを判定する寿命判定部４８とが設けられている。累積使用時間としては具体的には例えば駆動用集積回路３からの報知電圧Ｖｃｃ３が入力されている時間（すなわちドライブ部３１が動作している時間）が計時される。
【００４７】
シーケンス制御部４１は、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されている期間には、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されていない期間よりも、予熱動作ｔ１〜ｔ２の継続時間を長くする。具体的には例えば、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されていない期間には予熱動作ｔ１〜ｔ２の継続時間を１秒とするのに対し、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されている期間には予熱動作ｔ１〜ｔ２の継続時間を２〜３秒とする。
【００４８】
上記構成によれば、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は予熱動作ｔ１〜ｔ２の継続時間が長くされることで放電灯Ｌａの寿命が短くなりやすくなり放電灯Ｌａが交換される間隔が狭まることで、使用者は寿命末期状態を知ることができる。また、上記の例のように予熱動作ｔ１〜ｔ２の継続時間の延長幅を人が実感できるほど長くすれば、放電灯Ｌａの点灯が遅くなることによっても使用者は寿命末期状態を知ることができる。
【００４９】
さらに、累積使用時間が装置寿命時間に達した後に、例えば電源が投入された後に予熱動作ｔ１〜ｔ２の開始される前に停止制御部４２が所定の追加時間にわたり出力をＨレベルとしてもよい。すなわち、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は、電源が投入されてから予熱動作ｔ１〜ｔ２が開始されるまでの時間は、上記の追加時間だけ延長され、停止時間Ｔ１に上記の追加時間が加算されただけの時間となる。この構成を採用すれば、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は、電源が投入されてから放電灯Ｌａが実際に点灯されるまでの時間がより長くなることにより、使用者にとって寿命末期状態がより分かりやすくなる。
【００５０】
なお、シーケンス制御部４１が、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されている期間には、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されていない期間よりも、始動動作ｔ２〜ｔ３の継続時間を短くしたり、始動動作ｔ２〜ｔ３中における発振部３５へ出力するＰＷＭ信号のオンデューティを低くして動作周波数ｆ２を高くすることで放電灯Ｌａへの出力電力を少なくする構成としてもよい。この構成を採用すれば、放電灯Ｌａの始動性が低下することで、使用者にとって寿命末期状態がより分かりやすくなる。ただし、寿命末期状態であっても、点灯が不可能となることを防ぐために、上記のように始動性を低下させる動作は例えば２回の始動につき１回のみ行われるようにしてもよい。
【００５１】
または、上記とは逆に、シーケンス制御部４１が、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されている期間には、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されていない期間よりも、始動動作ｔ２〜ｔ３中における発振部３５へ出力するＰＷＭ信号のオンデューティを高くして動作周波数ｆ２を低くすることで放電灯Ｌａへの出力電力を多くする構成としてもよい。この構成を採用すれば、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は始動動作ｔ２〜ｔ３中に放電灯Ｌａにかかる電気的ストレスが増大し放電灯Ｌａの寿命が短くなりやすくなり放電灯Ｌａが交換される間隔がさらに狭まることで、使用者が寿命末期状態に気付きやすくなる。
【００５２】
また、寿命判定部４８によって寿命末期状態が判定されている期間には、定常動作ｔ３〜ｔ４が開始される前に、例えば始動動作ｔ２〜ｔ３中に異常判定部４３の判定結果の監視が開始されるようにしてもよい。この構成を採用すれば、累積使用時間が装置寿命時間に達した後は始動動作ｔ２〜ｔ３中に異常判定部４３の判定による停止で放電灯Ｌａの始動が中止される可能性が生じて始動性が低下することにより、使用者が寿命末期状態に気付きやすくなる。
【００５３】
上記各種の放電灯点灯装置は、放電灯Ｌａとともに適宜の形状の器具本体（図示せず）に保持されて照明器具（図示せず）を構成することができる。このような器具本体及び照明器具は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
【符号の説明】
【００５４】
１ 直流電源部
２ 電力変換部（請求項におけるスイッチング部、共振部）
３１ ドライブ部
４１ シーケンス制御部（請求項における制御部）
４２ 停止制御部（請求項における制御部）
４３ 異常判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を出力する直流電源部と、
放電灯とともに共振回路を構成する共振部と、
少なくとも１個のスイッチング素子を含み該スイッチング素子のオンオフに伴って直流電源部と共振部との接続を切り替えるスイッチング部と、
スイッチング部のスイッチング素子をオンオフ駆動することによって共振部から放電灯に交流電力を供給させるドライブ部と、
ドライブ部の動作の周波数を制御することによって共振部から放電灯に出力される交流電力の周波数を制御する制御部と、
少なくともドライブ部の動作中には累積して計時され且つリセットされることがない累積使用時間を計時する計時部とを備え、
制御部は、放電灯の始動時、放電灯の各フィラメントをそれぞれ予熱する予熱動作の後、放電灯の点灯を開始させる始動動作を行い、その後に、放電灯の点灯を維持させる定常動作に移行するものであって、
計時部によって計時された累積使用時間が所定の装置寿命時間に達した後は、累積使用時間が装置寿命時間に達する以前よりも予熱動作の継続時間を長くすることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
放電灯を消灯させるべき異常状態か否かを判定する異常判定部を備え、
制御部は、異常判定部による判定結果の監視を、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達する以前には定常動作中にのみ行い、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達した後は定常動作の開始前から行い、異常判定部による判定結果の監視中に異常判定部によって異常状態が判定されたときには少なくともドライブ部を停止させ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】
請求項１又は請求項２に記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置を保持した器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。
【請求項１】
直流電力を出力する直流電源部と、
放電灯とともに共振回路を構成する共振部と、
少なくとも１個のスイッチング素子を含み該スイッチング素子のオンオフに伴って直流電源部と共振部との接続を切り替えるスイッチング部と、
スイッチング部のスイッチング素子をオンオフ駆動することによって共振部から放電灯に交流電力を供給させるドライブ部と、
ドライブ部の動作の周波数を制御することによって共振部から放電灯に出力される交流電力の周波数を制御する制御部と、
少なくともドライブ部の動作中には累積して計時され且つリセットされることがない累積使用時間を計時する計時部とを備え、
制御部は、放電灯の始動時、放電灯の各フィラメントをそれぞれ予熱する予熱動作の後、放電灯の点灯を開始させる始動動作を行い、その後に、放電灯の点灯を維持させる定常動作に移行するものであって、
計時部によって計時された累積使用時間が所定の装置寿命時間に達した後は、累積使用時間が装置寿命時間に達する以前よりも予熱動作の継続時間を長くすることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
放電灯を消灯させるべき異常状態か否かを判定する異常判定部を備え、
制御部は、異常判定部による判定結果の監視を、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達する以前には定常動作中にのみ行い、計時部によって計時された累積使用時間が装置寿命時間に達した後は定常動作の開始前から行い、異常判定部による判定結果の監視中に異常判定部によって異常状態が判定されたときには少なくともドライブ部を停止させ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】
請求項１又は請求項２に記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置を保持した器具本体とを備える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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２５７７９２（Ｐ２０１０−２５７７９２Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０７０７４（Ｐ２００９−１０７０７４）
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【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１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２４日（２００９．４．２４）
【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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