蛍光ランプ点灯装置およびそれを用いた照明器具
【課題】アマルガムの過冷却状態を検出することによって光束の低下を抑えた蛍光ランプ点灯装置およびそれを用いた照明器具を提供する。
【解決手段】蛍光ランプ点灯装置Ａは、透光性材料からなり気密性を備えたバルブを具備し、バルブの内面に蛍光体膜が形成されるとともに内部に放電ガスおよびアマルガムが封入された蛍光ランプ２と、蛍光ランプ２を点灯させるための点灯回路１とを備える。点灯回路１は、蛍光ランプ２の電気特性を検出する制御回路１３と、温度を検出する温度検出手段１５とを有しており、制御回路１３により検出した電気特性から推定される温度域と、温度検出手段１５により検出した温度の高低を比較することでアマルガムの過冷却状態を検出する。そして、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、例えばインバータ回路１２からの出力を増加させることで過冷却状態から通常状態に移行させることができ、光束低下を抑えることができる。
【解決手段】蛍光ランプ点灯装置Ａは、透光性材料からなり気密性を備えたバルブを具備し、バルブの内面に蛍光体膜が形成されるとともに内部に放電ガスおよびアマルガムが封入された蛍光ランプ２と、蛍光ランプ２を点灯させるための点灯回路１とを備える。点灯回路１は、蛍光ランプ２の電気特性を検出する制御回路１３と、温度を検出する温度検出手段１５とを有しており、制御回路１３により検出した電気特性から推定される温度域と、温度検出手段１５により検出した温度の高低を比較することでアマルガムの過冷却状態を検出する。そして、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、例えばインバータ回路１２からの出力を増加させることで過冷却状態から通常状態に移行させることができ、光束低下を抑えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプ点灯装置およびそれを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導コイルによる誘導電磁界によってプラズマを発生させて発光する無電極ランプが従来から提供されているが、この無電極ランプでは、有電極ランプのように電極の消耗がないため有電極ランプよりも長寿命であり、また外部電極からの静電結合による電界によってプラズマを発生させる静電結合方式よりも高効率である。特に、低圧の無電極ランプは、バルブ内の水銀を励起させることで紫外線を発生させ、この紫外線をバルブ内面に塗布した蛍光体によって可視光に変換するものであり、長寿命且つ高効率な光源である。
【０００３】
ここに、一般的な蛍光灯の光出力を高める場合、放電路長を長くする必要があるが、無電極ランプでは放電路長を長くしなくてもよく、比較的簡単に光出力を高めることができる。但し、光出力が高くなるとバルブの管壁温度が高くなることから、液体水銀ではバルブ内の水銀蒸気圧を最適値に維持することが困難となり、そのためアマルガムが用いられる。図１０はアマルガムの水銀蒸気圧の温度特性を示しており（図中の実線ｄ参照）、基体となる金属の配合や水銀比率によって蒸気圧を変えることができる。そして、アマルガムの仕様や設定温度などを最適設計することによって、図１１に示すように広い温度範囲で良好な光出力を得ることができる。
【０００４】
ところが、アマルガムの蒸気圧は、低温から高温に変化する場合と、高温から低温に変化する場合とでヒステリシスが生じる。これは、完全に溶融したアマルガムが、一部凝固を始める温度に低下しても凝固が起こらない現象、いわゆる過冷却現象に起因したものである。図１２中の点線ｆは過冷却現象が生じた場合の水銀蒸気圧の推移を示し、本来高温から低温に温度変化した場合には実線ｄのように推移すべきであるが、過冷却現象が生じた場合には点線ｆのように推移する。このような過冷却状態になると、アマルガム温度がかなり低下した状態と同レベルの水銀蒸気圧になるため、光出力の低下が顕著に現れる。また、過冷却状態から通常状態に移行させる温度は確率的事象であってばらつきが大きく、そのため複数の照明器具を近くに配置した場合には、過冷却状態になったものとならないものとが混在することになり、照度に大きな差が生じるなどの不具合の原因となっていた。
【０００５】
そこで、上記のような問題を解決するために、アマルガムを金属製の支持体に接触させることで接触部分が核となって結晶化を促進し、過冷却を抑制した蛍光ランプ（特許文献１）や、アマルガムを保持するガラス棒の表面に金属層を設けて結晶化を促進した蛍光ランプ（特許文献２）、アマルガムに粒状金属を接触させることで結晶化を促進した蛍光ランプ（特許文献３）などが提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１７４２５９号公報（第３頁右上欄、及び、第２図）
【特許文献２】特開昭６３−２８４７４８号公報（第３頁右上欄、及び、第２図）
【特許文献３】特開２００１−２８３７７４号公報（段落［００２５］−段落［００２６］、及び、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１〜３に示した蛍光ランプでは、バルブ内に封入されたアマルガムの過冷却状態を検出する機能を備えていないため、過冷却のばらつきや程度を低減できるものの過冷却状態から通常状態に移行させることができず、そのため光束の低下を招くものであった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、アマルガムの過冷却状態を検出することによって光束の低下を抑えた蛍光ランプ点灯装置およびそれを用いた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、透光性材料からなり気密性を備えたバルブを具備し、バルブの内面に蛍光体膜が形成されるとともに内部に放電ガスおよびアマルガムが封入された蛍光ランプと、蛍光ランプを点灯させるための点灯回路とを備え、点灯回路は、蛍光ランプの電気特性を検出する電気特性検出手段と、温度を検出する温度検出手段とを有し、電気特性検出手段により検出した電気特性から推定される温度域と、温度検出手段により検出した温度の高低を比較することによってアマルガムの過冷却状態を検出することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、温度検出手段は、点灯回路自体の温度を検出することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、バルブに近接配置されて、点灯回路から供給される高周波電力によってバルブ内に高周波電磁界を発生させる誘導コイルを備え、電気特性検出手段は、誘導コイルに印加される電圧または電流の少なくとも何れか一方を検出することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、点灯回路は、蛍光ランプの始動後における一定期間は過冷却の検出を行わないことを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、点灯回路は、アマルガムの過冷却状態を検出すると、蛍光ランプへの供給電力を増加させることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、アマルガムを加熱する加熱手段を備え、点灯回路は、アマルガムの過冷却状態を検出すると、加熱手段によりアマルガムを加熱することを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、アマルガムに振動を与える振動手段を備え、点灯回路は、アマルガムの過冷却状態を検出すると、振動手段によりアマルガムに振動を与えることを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、バルブに近接配置されて、点灯回路から供給される高周波電力によってバルブ内に高周波電磁界を発生させる誘導コイルを備え、振動手段は、誘導コイルに印加する電圧を間欠発振することを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、振動手段は、アマルガムが収納された金属容器を電磁吸引することによってアマルガムに振動を与える電磁石からなることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０の発明は、振動手段を定期的に動作させるタイマ手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１の発明は、請求項１〜１０の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、電気特性検出手段により検出した蛍光ランプの電気特性から推定される温度域と、温度検出手段により検出した温度の高低を比較することによってアマルガムの過冷却状態を確実に検出することができ、さらにアマルガムの過冷却状態を検出した場合には、例えば点灯回路からの出力を増加させて過冷却状態から通常状態に移行させることで、光束の低下を抑えることができるという効果がある。
【００２１】
請求項２の発明によれば、温度検出手段が点灯回路に設けられることから、温度検出手段を外部に設けた場合に比べて配線などが不要になり、その結果低コスト化が実現できるという効果がある。
【００２２】
請求項３の発明によれば、誘導コイルに印加される電圧または電流を検出することによって放電インピーダンスの変化を検出でき、この放電インピーダンスの変化から温度変化を推定できるので、温度検出手段により検出した温度との比較からアマルガムの過冷却状態を確実に検出することができるという効果がある。
【００２３】
請求項４の発明によれば、過冷却が起こり得ない始動時には過冷却を検出しないので、始動時の大きな温度変化による誤検出を防止することができ、その結果過冷却の検出精度を高めることができるという効果がある。
【００２４】
請求項５の発明によれば、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、蛍光ランプへの供給電力を増加させるので過冷却による光束低下を抑制することができ、その結果安定した光出力を実現できるという効果がある。
【００２５】
請求項６の発明によれば、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、加熱手段によりアマルガムを加熱することでアマルガムの結晶化が促進され、その結果過冷却状態から通常状態に移行させることができ、光束低下を抑制することができるという効果がある。
【００２６】
請求項７の発明によれば、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、振動手段によりアマルガムに振動を与えることでアマルガムの結晶化が促進され、その結果過冷却状態から通常状態に移行させることができ、光束低下を抑制することができるという効果がある。
【００２７】
請求項８の発明によれば、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、誘導コイルに印加する電圧を間欠発振させることでバルブが振動し、その結果バルブ内に封入されたアマルガムも振動することになるからアマルガムの結晶化が促進され、その結果過冷却状態から通常状態に移行させることができ、光束低下を抑制することができるという効果がある。
【００２８】
請求項９の発明によれば、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、アマルガムが収納された金属容器を電磁石により電磁吸引することで、内部に収納されたアマルガムが振動することになるからアマルガムの結晶化が促進され、その結果過冷却状態から通常状態に移行させることができ、光束低下を抑制することができるという効果がある。
【００２９】
請求項１０の発明によれば、タイマ手段によって振動手段を定期的に動作させることで、アマルガムの結晶化が定期的に促進され、その結果過冷却の発生を未然に防止することができるという効果がある。
【００３０】
請求項１１の発明によれば、請求項１〜１０の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置を備えることによって、過冷却による光束低下を抑制し、安定した光出力が可能な照明器具を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態１の蛍光ランプ点灯装置を示す概略回路図である。
【図２】（ａ）は同上の概略斜視図、（ｂ）は同上に用いられる蛍光ランプの正面断面図である。
【図３】同上のランプ出力とコイル電圧との関係を示すグラフである。
【図４】同上のランプ出力の温度特性を示すグラフである。
【図５】実施形態２の蛍光ランプ点灯装置を示す概略回路図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は同上を用いた照明器具の一例である。
【図７】実施形態３の蛍光ランプ点灯装置に用いられる蛍光ランプの正面断面図である。
【図８】実施形態４の蛍光ランプ点灯装置に用いられる誘導コイルへの印加電圧の波形図である。
【図９】実施形態５の蛍光ランプ点灯装置に用いられる蛍光ランプの一部省略せる正面断面図である。
【図１０】液体水銀とアマルガムの水銀蒸気圧の温度特性を示すグラフである。
【図１１】アマルガムを使用した場合のランプ出力の温度特性を示すグラフである。
【図１２】アマルガムの過冷却状態での水銀蒸気圧を示すグラフである。
【図１３】アマルガムが過冷却状態にある場合のランプ出力の温度特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明に係る蛍光ランプ点灯装置およびそれを用いた照明器具の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る蛍光ランプ点灯装置は、例えば無電極の蛍光ランプを点灯させるために用いられるものであり、また本発明に係る照明器具は当該蛍光ランプ点灯装置を用いたものである。
【００３３】
（実施形態１）
図１は本実施形態の蛍光ランプ点灯装置Ａを示す概略回路図であり、本点灯装置Ａは、無電極の蛍光ランプ２と、蛍光ランプ２を点灯させるための点灯回路１とを備えている。
【００３４】
点灯回路１は、商用交流電源ＡＣを所望の電圧値の直流電源に変換する電源回路１１と、電源回路１１の直流出力を受けて蛍光ランプ２を点灯させるインバータ回路１２と、インバータ回路１２の動作周波数を制御する制御回路１３と、蛍光ランプ２のバルブ２１（図２（ｂ）参照）内に高周波電磁界を発生させる誘導コイル１４と、蛍光ランプ２の電気特性を検出する電気特性検出手段と、温度を検出する温度検出手段１５とを備えており、本実施形態ではインバータ回路１２として、２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を用いた所謂ハーフブリッジ型のインバータ回路を採用している。なお、本実施形態では、蛍光ランプ２の電気特性として誘導コイル１４の両端電圧を検出し、制御回路１３に入力している。つまり、本実施形態では、制御回路１３により電気特性検出手段が構成されている。
【００３５】
図２（ａ）は本実施形態の蛍光ランプ点灯装置Ａの概略斜視図であり、図２（ｂ）は蛍光ランプ２の正面断面図である。
【００３６】
蛍光ランプ点灯装置Ａは、図２（ａ）に示すように蛍光ランプ２と、蛍光ランプ２が装着される樹脂製の口金９と、蛍光ランプ２で発生する熱を放熱するための放熱板１６と、上述した点灯回路１とで構成されており、点灯回路１にはプラグ１０を介して商用交流電源ＡＣから所定の電力が供給されるようになっている。
【００３７】
蛍光ランプ２は、図２（ｂ）に示すように透光性材料（例えばガラスなど）からなり気密性を備えた略電球形状のバルブ２１を具備し、バルブ２１の内部には、例えば希ガスなどの放電ガスが封入されている。また、バルブ２１には、電磁誘導によってバルブ２１内に高周波電磁界を発生させる誘導コイル１４とフェライトコア６とを有するカプラ５が挿入されるキャビティ２４が設けられている。
【００３８】
キャビティ２４は、一方の端部が封止された筒体を、封止された面が内側となるようにバルブ２１の底部に封着することで形成され、キャビティ２４の底部中央には、細長い排気管２７がその長手方向に沿って一体に設けられている。この排気管２７には、バルブ２１内の水銀蒸気圧を制御するためのアマルガムを収納した金属容器３と、この金属容器３を適正な位置に保持するためのガラスロッド４とが配置されている。ここに、排気管２７は、バルブ２１の内部空間から空気を排気するとともに、バルブ２１内に放電ガスを充填するために用いられ、放電ガスの充填後開口端が封止される。なお、バルブ２１およびキャビティ２４の内面全体には、それぞれ保護膜２２，２５および蛍光体膜２３，２６が塗布されている。
【００３９】
カプラ５は、例えば銅などの高熱伝導性材料からなる円筒状の放熱パイプ８と、放熱パイプ８の上端側に嵌装された円筒状のフェライトコア６と、フェライトコア６の外周部に巻回された誘導コイル１４などで構成されている。放熱パイプ８の下端側は放熱シリンダ７に接続されており、蛍光ランプ２で発生する熱を、放熱シリンダ７を介して放熱板１６や器具本体（図示せず）などに放熱するのである。なお、バルブ２１は、上記の口金９を介してカプラ５と一体に結合され、また点灯回路１は、管灯線１７を介して誘導コイル１４に電気的に接続されている。
【００４０】
次に、本点灯装置Ａの動作について説明する。プラグ１０を図示しないコンセントに接続して点灯回路１に交流電力を供給すると、点灯回路１から誘導コイル１４に高周波電力が供給され、電磁誘導によって蛍光ランプ２のバルブ２１内に高周波電磁界が発生する。バルブ２１内に充填された放電ガスは、高周波電磁界からのエネルギーによって励起されて紫外線を放射する。そして、放射された紫外線は、バルブ２１およびキャビティ２４の内面に塗布された蛍光体膜２３，２６によって可視光に変換され、変換された可視光はバルブ２１を透過して外部に放出される。
【００４１】
上述のような無電極の蛍光ランプ２は、バルブ２１内に電極を持たない構造であるから電極切れによる不点灯がなく、また有電極の蛍光ランプに比べて寿命が長いという特徴を有する。そして、電極がないことからプラズマ電流を大きくすることが可能であり、比較的高出力を得ることができる。
【００４２】
このように大きな電力によって点灯させる無電極の蛍光ランプ２では、バルブ２１の表面温度が液体水銀に適した温度（４０℃付近）にはならず、したがって液体水銀を用いた場合にはバルブ２１内の水銀蒸気圧が最適値よりも大きくなって、効率が低下するという問題があった。そこで、本実施形態では、液体水銀の代わりに、例えばビスマス、インジウムの合金からなる基体金属に３．５％の含有率で水銀を含有させた水銀アマルガムを用いている。なお、このアマルガムは、例えば鉄−ニッケル合金製の金属容器３に収納され、排気管２７の適正位置に保持される。
【００４３】
図１０は、アマルガムの水銀蒸気圧の温度特性を示しており（図中の実線ｄ参照）、基体となるビスマスやインジウムの配合や水銀比率、設定温度などを最適化することで、図１１のように広い温度範囲で高い光出力を得ることができる。
【００４４】
ところが、このようなアマルガムでは、温度が上昇する場合の蒸気圧と温度が下降する場合の蒸気圧との間にヒステリシスが生じるが（図１３中の実線ｇ，ｈ参照）、これは完全に溶融したアマルガムが、一部凝固を始める温度に低下しても凝固が起こらない過冷却現象に起因したものである。この過冷却状態になると、バルブ２１内の蒸気圧が本来の蒸気圧よりも極端に低くなり（図１２中の破線ｆ参照）、その結果所望の光出力が得られないという問題が生じる。また、この過冷却現象は確率的に大きなばらつきを有しており、例えば複数の照明器具が配置された空間などでは、過冷却現象のばらつきによって器具間の光出力が著しく異なるという問題も生じる。なお、図１２中の実線ｅは液体水銀の水銀蒸気圧の温度特性を示しており、また図１３中の実線ｇは低温から高温に温度変化する場合の光出力の温度特性を、実線ｈは高温から低温に温度変化する場合の光出力の温度特性をそれぞれ示している。
【００４５】
ここで、図３は、高温から低温に温度変化させた場合の光出力（図中の実線ａ参照）と誘導コイル１４のコイル電圧（図中の実線ｂ参照）の関係を示すグラフであり、周囲温度が３０℃〜１５℃の領域では光出力は低下し、過冷却が発生している。このとき、コイル電圧は周囲温度が３０℃以上のときよりも高くなっており、且つ、周囲温度が−１０℃付近のときに近い値になっている。このことから、過冷却状態では周囲温度が低いときの光出力およびコイル電圧を示すことが分かる。したがって、本実施形態では、電気特性検出手段たる制御回路１３が検出した誘導コイル１４のコイル電圧から推定される周囲温度の温度域が、温度検出手段１５により検出した周囲温度よりも低ければ過冷却状態であると判断しており、そして過冷却状態を検出した場合には、例えばインバータ回路１２からの出力電力（供給電力）を増加させることで過冷却状態から通常状態に移行させることができ、その結果光束の低下が抑制され、安定した光出力を実現できる（図４中の破線ｃ参照）。また、本実施形態のように誘導コイル１４に印加される電圧を検出することによって放電インピーダンスの変化を検出でき、この放電インピーダンスの変化から温度変化を推定できるので、温度検出手段１５により検出した温度との比較からアマルガムの過冷却状態を確実に検出することができる。
【００４６】
ここにおいて、蛍光ランプ２の始動時には、ランプ温度は上昇することになるからアマルガムの過冷却は発生せず、したがって過冷却の検出は不要である。そのため、本実施形態では、蛍光ランプ２の始動時から一定期間は過冷却の検出を行わないように構成している。その結果、過冷却が起こり得ない始動時には過冷却を検出しないので、始動時の大きな温度変化による誤検出を防止することができ、過冷却の検出精度を高めることができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、蛍光ランプ２の電気特性として誘導コイル１４に印加される電圧を検出しているが、電気特性はコイル電圧に限定されるものではなく、例えば誘導コイル１４に流れる電流であってもよい。また、本実施形態では、無電極の蛍光ランプの場合を例に説明したが、有電極の蛍光ランプであってもよい。
【００４８】
（実施形態２）
図５は本実施形態の蛍光ランプ点灯装置Ａを示す概略回路図であり、実施形態１では温度検出手段１５により周囲温度を検出しているが、本実施形態では点灯回路１自体の温度を検出するように温度検出手段１５が点灯回路１の筐体（図示せず）内に設けられている。なお、それ以外の構成については実施形態１と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
【００４９】
本実施形態の蛍光ランプ点灯装置Ａは、無電極の蛍光ランプ２と、点灯回路１とを備え、さらに点灯回路１は、電源回路１１と、インバータ回路１２と、制御回路１３と、誘導コイル１４と、電気特性検出手段と、温度検出手段１５とで構成されている。なお、本実施形態においても制御回路１３が電気特性検出手段を構成している。
【００５０】
ここで、図６（ａ）（ｂ）は本点灯装置Ａを用いた照明器具Ｂの一例であり、このような照明器具Ｂでは蛍光ランプ２と点灯回路１とが近接する形で配置されることが多く、蛍光ランプ２周辺の温度と点灯回路１周辺の温度の間には一定の相関関係がある。したがって、本実施形態のように、温度検出手段１５を点灯回路１内に設けた場合でも、実施形態１と同様にアマルガムの過冷却状態を検出することができ、また温度検出手段１５を外部に設けた場合に比べて配線などが不要になり、その結果低コスト化が実現できる。なお、温度検出手段１５の具体例としては、例えば温度センサが挙げられるが、温度特性のある電気素子（例えば感熱抵抗など）を用いることでも温度検出が可能であり、この場合さらに低コスト化を図ることができる。また、本実施形態の蛍光ランプ点灯装置Ａを備えることによって、過冷却による光束低下を抑制し、安定した光出力が可能な照明器具Ｂを提供することができる。
【００５１】
なお、照明器具に用いる蛍光ランプ点灯装置は、上述した実施形態１や後述する実施形態３〜５のものでもよく、同様に過冷却による光束低下を抑制し、安定した光出力が可能な照明器具を提供することができる。また、本実施形態においても有電極の蛍光ランプであってもよい。
【００５２】
（実施形態３）
図７は本実施形態の蛍光ランプ点灯装置に用いられる蛍光ランプ２の正面断面図であり、実施形態１，２ではアマルガムの過冷却状態を検出した場合、インバータ回路１２からの出力電力を増加させることで過冷却状態から通常状態に移行させているが、本実施形態ではアマルガムを加熱することで過冷却状態から通常状態に移行させている。なお、それ以外の構成については実施形態１と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５３】
本実施形態の蛍光ランプ２は、図７に示すように、アマルガムが収納された金属容器３に近接する形で加熱手段（例えばヒータなど）１８が配置されており、制御回路（図示せず）がアマルガムの過冷却状態を検出した場合には、加熱手段１８に通電して金属容器３内のアマルガムを加熱する。その結果、アマルガムが溶融することで過冷却状態から通常状態に移行し、蛍光ランプ２の光束低下が抑制される。
【００５４】
而して、本実施形態によれば、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、加熱手段１８によりアマルガムを加熱することでアマルガムの結晶化が促進され、その結果過冷却状態から通常状態に移行させることができ、光束低下を抑制することができる。
【００５５】
（実施形態４）
本発明に係る蛍光ランプ点灯装置の実施形態４を図１，図２および図８に基づいて説明する。実施形態１，２ではアマルガムの過冷却状態を検出した場合、インバータ回路１２からの出力電力を増加させることで過冷却状態から通常状態に移行させているが、本実施形態では誘導コイル１４に印加する電圧を間欠発振させることで過冷却状態から通常状態に移行させている。なお、それ以外の構成については実施形態１と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５６】
本実施形態の点灯回路１は間欠発振回路（図示せず）を備えており、制御回路１３がアマルガムの過冷却状態を検出した場合には、間欠発振回路が１０００Ｈｚの周波数で間欠発振を繰り返すことで、図８に示すような電圧（以下、再点弧電圧という）が誘導コイル１４に印加される。そして、再点弧電圧が誘導コイル１４に印加されることで、フェライトコア６の磁束が急激に変化して磁歪振動が発生し、この磁歪振動によって放熱パイプ８が振動することで排気管２７内に配置された金属容器３内のアマルガムが振動する。その結果、アマルガムの結晶化が促進されるので、過冷却状態から通常状態に移行させることができ、蛍光ランプ２の光束低下を抑制することができる。ここに、本実施形態では、間欠発振回路により振動手段が構成されている。
【００５７】
（実施形態５）
図９は本実施形態の蛍光ランプ点灯装置に用いられる蛍光ランプ２の一部破断せる正面断面図であり、実施形態４では誘導コイル１４に印加する電圧を間欠発振させることでアマルガムに振動を与えているが、本実施形態では電磁石２０による電磁吸引によってアマルガムに振動を与えている。なお、それ以外の構成については実施形態４と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５８】
本実施形態の蛍光ランプ２は、図９に示すように、アマルガムが収納された金属容器３に近接する形で電磁石２０が配置されており、制御回路（図示せず）がアマルガムの過冷却状態を検出した場合には、電磁石２０がＯＮになることで金属容器３が引きつけられて金属容器３内のアマルガムに振動が与えられる。なお、電磁石２０のＯＮ／ＯＦＦを周期的に繰り返した場合には、より大きな振動をアマルガムに与えることができる。その結果、アマルガムの結晶化が促進されるので、過冷却状態から通常状態に移行させることができ、蛍光ランプ２の光束低下を抑制することができる。ここに、本実施形態では、電磁石２０により振動手段が構成されている。
【００５９】
ここにおいて、上記の実施形態４，５では、アマルガムの過冷却状態を検出した場合にのみ振動手段を動作させているが、例えば蛍光ランプ点灯装置にタイマ手段（図示せず）を設け、このタイマ手段によって定期的に振動手段を動作させるようにしてもよい。この場合、アマルガムの結晶化が定期的に促進されるので、過冷却の発生を未然に防止することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 点灯回路
２ 蛍光ランプ
１２ インバータ回路
１３ 制御回路（電気特性検出手段）
１５ 温度検出手段
Ａ 蛍光ランプ点灯装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプ点灯装置およびそれを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘導コイルによる誘導電磁界によってプラズマを発生させて発光する無電極ランプが従来から提供されているが、この無電極ランプでは、有電極ランプのように電極の消耗がないため有電極ランプよりも長寿命であり、また外部電極からの静電結合による電界によってプラズマを発生させる静電結合方式よりも高効率である。特に、低圧の無電極ランプは、バルブ内の水銀を励起させることで紫外線を発生させ、この紫外線をバルブ内面に塗布した蛍光体によって可視光に変換するものであり、長寿命且つ高効率な光源である。
【０００３】
ここに、一般的な蛍光灯の光出力を高める場合、放電路長を長くする必要があるが、無電極ランプでは放電路長を長くしなくてもよく、比較的簡単に光出力を高めることができる。但し、光出力が高くなるとバルブの管壁温度が高くなることから、液体水銀ではバルブ内の水銀蒸気圧を最適値に維持することが困難となり、そのためアマルガムが用いられる。図１０はアマルガムの水銀蒸気圧の温度特性を示しており（図中の実線ｄ参照）、基体となる金属の配合や水銀比率によって蒸気圧を変えることができる。そして、アマルガムの仕様や設定温度などを最適設計することによって、図１１に示すように広い温度範囲で良好な光出力を得ることができる。
【０００４】
ところが、アマルガムの蒸気圧は、低温から高温に変化する場合と、高温から低温に変化する場合とでヒステリシスが生じる。これは、完全に溶融したアマルガムが、一部凝固を始める温度に低下しても凝固が起こらない現象、いわゆる過冷却現象に起因したものである。図１２中の点線ｆは過冷却現象が生じた場合の水銀蒸気圧の推移を示し、本来高温から低温に温度変化した場合には実線ｄのように推移すべきであるが、過冷却現象が生じた場合には点線ｆのように推移する。このような過冷却状態になると、アマルガム温度がかなり低下した状態と同レベルの水銀蒸気圧になるため、光出力の低下が顕著に現れる。また、過冷却状態から通常状態に移行させる温度は確率的事象であってばらつきが大きく、そのため複数の照明器具を近くに配置した場合には、過冷却状態になったものとならないものとが混在することになり、照度に大きな差が生じるなどの不具合の原因となっていた。
【０００５】
そこで、上記のような問題を解決するために、アマルガムを金属製の支持体に接触させることで接触部分が核となって結晶化を促進し、過冷却を抑制した蛍光ランプ（特許文献１）や、アマルガムを保持するガラス棒の表面に金属層を設けて結晶化を促進した蛍光ランプ（特許文献２）、アマルガムに粒状金属を接触させることで結晶化を促進した蛍光ランプ（特許文献３）などが提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１７４２５９号公報（第３頁右上欄、及び、第２図）
【特許文献２】特開昭６３−２８４７４８号公報（第３頁右上欄、及び、第２図）
【特許文献３】特開２００１−２８３７７４号公報（段落［００２５］−段落［００２６］、及び、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１〜３に示した蛍光ランプでは、バルブ内に封入されたアマルガムの過冷却状態を検出する機能を備えていないため、過冷却のばらつきや程度を低減できるものの過冷却状態から通常状態に移行させることができず、そのため光束の低下を招くものであった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、アマルガムの過冷却状態を検出することによって光束の低下を抑えた蛍光ランプ点灯装置およびそれを用いた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、透光性材料からなり気密性を備えたバルブを具備し、バルブの内面に蛍光体膜が形成されるとともに内部に放電ガスおよびアマルガムが封入された蛍光ランプと、蛍光ランプを点灯させるための点灯回路とを備え、点灯回路は、蛍光ランプの電気特性を検出する電気特性検出手段と、温度を検出する温度検出手段とを有し、電気特性検出手段により検出した電気特性から推定される温度域と、温度検出手段により検出した温度の高低を比較することによってアマルガムの過冷却状態を検出することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、温度検出手段は、点灯回路自体の温度を検出することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、バルブに近接配置されて、点灯回路から供給される高周波電力によってバルブ内に高周波電磁界を発生させる誘導コイルを備え、電気特性検出手段は、誘導コイルに印加される電圧または電流の少なくとも何れか一方を検出することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、点灯回路は、蛍光ランプの始動後における一定期間は過冷却の検出を行わないことを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、点灯回路は、アマルガムの過冷却状態を検出すると、蛍光ランプへの供給電力を増加させることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、アマルガムを加熱する加熱手段を備え、点灯回路は、アマルガムの過冷却状態を検出すると、加熱手段によりアマルガムを加熱することを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、アマルガムに振動を与える振動手段を備え、点灯回路は、アマルガムの過冷却状態を検出すると、振動手段によりアマルガムに振動を与えることを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、バルブに近接配置されて、点灯回路から供給される高周波電力によってバルブ内に高周波電磁界を発生させる誘導コイルを備え、振動手段は、誘導コイルに印加する電圧を間欠発振することを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、振動手段は、アマルガムが収納された金属容器を電磁吸引することによってアマルガムに振動を与える電磁石からなることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０の発明は、振動手段を定期的に動作させるタイマ手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１の発明は、請求項１〜１０の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、電気特性検出手段により検出した蛍光ランプの電気特性から推定される温度域と、温度検出手段により検出した温度の高低を比較することによってアマルガムの過冷却状態を確実に検出することができ、さらにアマルガムの過冷却状態を検出した場合には、例えば点灯回路からの出力を増加させて過冷却状態から通常状態に移行させることで、光束の低下を抑えることができるという効果がある。
【００２１】
請求項２の発明によれば、温度検出手段が点灯回路に設けられることから、温度検出手段を外部に設けた場合に比べて配線などが不要になり、その結果低コスト化が実現できるという効果がある。
【００２２】
請求項３の発明によれば、誘導コイルに印加される電圧または電流を検出することによって放電インピーダンスの変化を検出でき、この放電インピーダンスの変化から温度変化を推定できるので、温度検出手段により検出した温度との比較からアマルガムの過冷却状態を確実に検出することができるという効果がある。
【００２３】
請求項４の発明によれば、過冷却が起こり得ない始動時には過冷却を検出しないので、始動時の大きな温度変化による誤検出を防止することができ、その結果過冷却の検出精度を高めることができるという効果がある。
【００２４】
請求項５の発明によれば、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、蛍光ランプへの供給電力を増加させるので過冷却による光束低下を抑制することができ、その結果安定した光出力を実現できるという効果がある。
【００２５】
請求項６の発明によれば、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、加熱手段によりアマルガムを加熱することでアマルガムの結晶化が促進され、その結果過冷却状態から通常状態に移行させることができ、光束低下を抑制することができるという効果がある。
【００２６】
請求項７の発明によれば、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、振動手段によりアマルガムに振動を与えることでアマルガムの結晶化が促進され、その結果過冷却状態から通常状態に移行させることができ、光束低下を抑制することができるという効果がある。
【００２７】
請求項８の発明によれば、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、誘導コイルに印加する電圧を間欠発振させることでバルブが振動し、その結果バルブ内に封入されたアマルガムも振動することになるからアマルガムの結晶化が促進され、その結果過冷却状態から通常状態に移行させることができ、光束低下を抑制することができるという効果がある。
【００２８】
請求項９の発明によれば、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、アマルガムが収納された金属容器を電磁石により電磁吸引することで、内部に収納されたアマルガムが振動することになるからアマルガムの結晶化が促進され、その結果過冷却状態から通常状態に移行させることができ、光束低下を抑制することができるという効果がある。
【００２９】
請求項１０の発明によれば、タイマ手段によって振動手段を定期的に動作させることで、アマルガムの結晶化が定期的に促進され、その結果過冷却の発生を未然に防止することができるという効果がある。
【００３０】
請求項１１の発明によれば、請求項１〜１０の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置を備えることによって、過冷却による光束低下を抑制し、安定した光出力が可能な照明器具を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態１の蛍光ランプ点灯装置を示す概略回路図である。
【図２】（ａ）は同上の概略斜視図、（ｂ）は同上に用いられる蛍光ランプの正面断面図である。
【図３】同上のランプ出力とコイル電圧との関係を示すグラフである。
【図４】同上のランプ出力の温度特性を示すグラフである。
【図５】実施形態２の蛍光ランプ点灯装置を示す概略回路図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は同上を用いた照明器具の一例である。
【図７】実施形態３の蛍光ランプ点灯装置に用いられる蛍光ランプの正面断面図である。
【図８】実施形態４の蛍光ランプ点灯装置に用いられる誘導コイルへの印加電圧の波形図である。
【図９】実施形態５の蛍光ランプ点灯装置に用いられる蛍光ランプの一部省略せる正面断面図である。
【図１０】液体水銀とアマルガムの水銀蒸気圧の温度特性を示すグラフである。
【図１１】アマルガムを使用した場合のランプ出力の温度特性を示すグラフである。
【図１２】アマルガムの過冷却状態での水銀蒸気圧を示すグラフである。
【図１３】アマルガムが過冷却状態にある場合のランプ出力の温度特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明に係る蛍光ランプ点灯装置およびそれを用いた照明器具の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る蛍光ランプ点灯装置は、例えば無電極の蛍光ランプを点灯させるために用いられるものであり、また本発明に係る照明器具は当該蛍光ランプ点灯装置を用いたものである。
【００３３】
（実施形態１）
図１は本実施形態の蛍光ランプ点灯装置Ａを示す概略回路図であり、本点灯装置Ａは、無電極の蛍光ランプ２と、蛍光ランプ２を点灯させるための点灯回路１とを備えている。
【００３４】
点灯回路１は、商用交流電源ＡＣを所望の電圧値の直流電源に変換する電源回路１１と、電源回路１１の直流出力を受けて蛍光ランプ２を点灯させるインバータ回路１２と、インバータ回路１２の動作周波数を制御する制御回路１３と、蛍光ランプ２のバルブ２１（図２（ｂ）参照）内に高周波電磁界を発生させる誘導コイル１４と、蛍光ランプ２の電気特性を検出する電気特性検出手段と、温度を検出する温度検出手段１５とを備えており、本実施形態ではインバータ回路１２として、２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を用いた所謂ハーフブリッジ型のインバータ回路を採用している。なお、本実施形態では、蛍光ランプ２の電気特性として誘導コイル１４の両端電圧を検出し、制御回路１３に入力している。つまり、本実施形態では、制御回路１３により電気特性検出手段が構成されている。
【００３５】
図２（ａ）は本実施形態の蛍光ランプ点灯装置Ａの概略斜視図であり、図２（ｂ）は蛍光ランプ２の正面断面図である。
【００３６】
蛍光ランプ点灯装置Ａは、図２（ａ）に示すように蛍光ランプ２と、蛍光ランプ２が装着される樹脂製の口金９と、蛍光ランプ２で発生する熱を放熱するための放熱板１６と、上述した点灯回路１とで構成されており、点灯回路１にはプラグ１０を介して商用交流電源ＡＣから所定の電力が供給されるようになっている。
【００３７】
蛍光ランプ２は、図２（ｂ）に示すように透光性材料（例えばガラスなど）からなり気密性を備えた略電球形状のバルブ２１を具備し、バルブ２１の内部には、例えば希ガスなどの放電ガスが封入されている。また、バルブ２１には、電磁誘導によってバルブ２１内に高周波電磁界を発生させる誘導コイル１４とフェライトコア６とを有するカプラ５が挿入されるキャビティ２４が設けられている。
【００３８】
キャビティ２４は、一方の端部が封止された筒体を、封止された面が内側となるようにバルブ２１の底部に封着することで形成され、キャビティ２４の底部中央には、細長い排気管２７がその長手方向に沿って一体に設けられている。この排気管２７には、バルブ２１内の水銀蒸気圧を制御するためのアマルガムを収納した金属容器３と、この金属容器３を適正な位置に保持するためのガラスロッド４とが配置されている。ここに、排気管２７は、バルブ２１の内部空間から空気を排気するとともに、バルブ２１内に放電ガスを充填するために用いられ、放電ガスの充填後開口端が封止される。なお、バルブ２１およびキャビティ２４の内面全体には、それぞれ保護膜２２，２５および蛍光体膜２３，２６が塗布されている。
【００３９】
カプラ５は、例えば銅などの高熱伝導性材料からなる円筒状の放熱パイプ８と、放熱パイプ８の上端側に嵌装された円筒状のフェライトコア６と、フェライトコア６の外周部に巻回された誘導コイル１４などで構成されている。放熱パイプ８の下端側は放熱シリンダ７に接続されており、蛍光ランプ２で発生する熱を、放熱シリンダ７を介して放熱板１６や器具本体（図示せず）などに放熱するのである。なお、バルブ２１は、上記の口金９を介してカプラ５と一体に結合され、また点灯回路１は、管灯線１７を介して誘導コイル１４に電気的に接続されている。
【００４０】
次に、本点灯装置Ａの動作について説明する。プラグ１０を図示しないコンセントに接続して点灯回路１に交流電力を供給すると、点灯回路１から誘導コイル１４に高周波電力が供給され、電磁誘導によって蛍光ランプ２のバルブ２１内に高周波電磁界が発生する。バルブ２１内に充填された放電ガスは、高周波電磁界からのエネルギーによって励起されて紫外線を放射する。そして、放射された紫外線は、バルブ２１およびキャビティ２４の内面に塗布された蛍光体膜２３，２６によって可視光に変換され、変換された可視光はバルブ２１を透過して外部に放出される。
【００４１】
上述のような無電極の蛍光ランプ２は、バルブ２１内に電極を持たない構造であるから電極切れによる不点灯がなく、また有電極の蛍光ランプに比べて寿命が長いという特徴を有する。そして、電極がないことからプラズマ電流を大きくすることが可能であり、比較的高出力を得ることができる。
【００４２】
このように大きな電力によって点灯させる無電極の蛍光ランプ２では、バルブ２１の表面温度が液体水銀に適した温度（４０℃付近）にはならず、したがって液体水銀を用いた場合にはバルブ２１内の水銀蒸気圧が最適値よりも大きくなって、効率が低下するという問題があった。そこで、本実施形態では、液体水銀の代わりに、例えばビスマス、インジウムの合金からなる基体金属に３．５％の含有率で水銀を含有させた水銀アマルガムを用いている。なお、このアマルガムは、例えば鉄−ニッケル合金製の金属容器３に収納され、排気管２７の適正位置に保持される。
【００４３】
図１０は、アマルガムの水銀蒸気圧の温度特性を示しており（図中の実線ｄ参照）、基体となるビスマスやインジウムの配合や水銀比率、設定温度などを最適化することで、図１１のように広い温度範囲で高い光出力を得ることができる。
【００４４】
ところが、このようなアマルガムでは、温度が上昇する場合の蒸気圧と温度が下降する場合の蒸気圧との間にヒステリシスが生じるが（図１３中の実線ｇ，ｈ参照）、これは完全に溶融したアマルガムが、一部凝固を始める温度に低下しても凝固が起こらない過冷却現象に起因したものである。この過冷却状態になると、バルブ２１内の蒸気圧が本来の蒸気圧よりも極端に低くなり（図１２中の破線ｆ参照）、その結果所望の光出力が得られないという問題が生じる。また、この過冷却現象は確率的に大きなばらつきを有しており、例えば複数の照明器具が配置された空間などでは、過冷却現象のばらつきによって器具間の光出力が著しく異なるという問題も生じる。なお、図１２中の実線ｅは液体水銀の水銀蒸気圧の温度特性を示しており、また図１３中の実線ｇは低温から高温に温度変化する場合の光出力の温度特性を、実線ｈは高温から低温に温度変化する場合の光出力の温度特性をそれぞれ示している。
【００４５】
ここで、図３は、高温から低温に温度変化させた場合の光出力（図中の実線ａ参照）と誘導コイル１４のコイル電圧（図中の実線ｂ参照）の関係を示すグラフであり、周囲温度が３０℃〜１５℃の領域では光出力は低下し、過冷却が発生している。このとき、コイル電圧は周囲温度が３０℃以上のときよりも高くなっており、且つ、周囲温度が−１０℃付近のときに近い値になっている。このことから、過冷却状態では周囲温度が低いときの光出力およびコイル電圧を示すことが分かる。したがって、本実施形態では、電気特性検出手段たる制御回路１３が検出した誘導コイル１４のコイル電圧から推定される周囲温度の温度域が、温度検出手段１５により検出した周囲温度よりも低ければ過冷却状態であると判断しており、そして過冷却状態を検出した場合には、例えばインバータ回路１２からの出力電力（供給電力）を増加させることで過冷却状態から通常状態に移行させることができ、その結果光束の低下が抑制され、安定した光出力を実現できる（図４中の破線ｃ参照）。また、本実施形態のように誘導コイル１４に印加される電圧を検出することによって放電インピーダンスの変化を検出でき、この放電インピーダンスの変化から温度変化を推定できるので、温度検出手段１５により検出した温度との比較からアマルガムの過冷却状態を確実に検出することができる。
【００４６】
ここにおいて、蛍光ランプ２の始動時には、ランプ温度は上昇することになるからアマルガムの過冷却は発生せず、したがって過冷却の検出は不要である。そのため、本実施形態では、蛍光ランプ２の始動時から一定期間は過冷却の検出を行わないように構成している。その結果、過冷却が起こり得ない始動時には過冷却を検出しないので、始動時の大きな温度変化による誤検出を防止することができ、過冷却の検出精度を高めることができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、蛍光ランプ２の電気特性として誘導コイル１４に印加される電圧を検出しているが、電気特性はコイル電圧に限定されるものではなく、例えば誘導コイル１４に流れる電流であってもよい。また、本実施形態では、無電極の蛍光ランプの場合を例に説明したが、有電極の蛍光ランプであってもよい。
【００４８】
（実施形態２）
図５は本実施形態の蛍光ランプ点灯装置Ａを示す概略回路図であり、実施形態１では温度検出手段１５により周囲温度を検出しているが、本実施形態では点灯回路１自体の温度を検出するように温度検出手段１５が点灯回路１の筐体（図示せず）内に設けられている。なお、それ以外の構成については実施形態１と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
【００４９】
本実施形態の蛍光ランプ点灯装置Ａは、無電極の蛍光ランプ２と、点灯回路１とを備え、さらに点灯回路１は、電源回路１１と、インバータ回路１２と、制御回路１３と、誘導コイル１４と、電気特性検出手段と、温度検出手段１５とで構成されている。なお、本実施形態においても制御回路１３が電気特性検出手段を構成している。
【００５０】
ここで、図６（ａ）（ｂ）は本点灯装置Ａを用いた照明器具Ｂの一例であり、このような照明器具Ｂでは蛍光ランプ２と点灯回路１とが近接する形で配置されることが多く、蛍光ランプ２周辺の温度と点灯回路１周辺の温度の間には一定の相関関係がある。したがって、本実施形態のように、温度検出手段１５を点灯回路１内に設けた場合でも、実施形態１と同様にアマルガムの過冷却状態を検出することができ、また温度検出手段１５を外部に設けた場合に比べて配線などが不要になり、その結果低コスト化が実現できる。なお、温度検出手段１５の具体例としては、例えば温度センサが挙げられるが、温度特性のある電気素子（例えば感熱抵抗など）を用いることでも温度検出が可能であり、この場合さらに低コスト化を図ることができる。また、本実施形態の蛍光ランプ点灯装置Ａを備えることによって、過冷却による光束低下を抑制し、安定した光出力が可能な照明器具Ｂを提供することができる。
【００５１】
なお、照明器具に用いる蛍光ランプ点灯装置は、上述した実施形態１や後述する実施形態３〜５のものでもよく、同様に過冷却による光束低下を抑制し、安定した光出力が可能な照明器具を提供することができる。また、本実施形態においても有電極の蛍光ランプであってもよい。
【００５２】
（実施形態３）
図７は本実施形態の蛍光ランプ点灯装置に用いられる蛍光ランプ２の正面断面図であり、実施形態１，２ではアマルガムの過冷却状態を検出した場合、インバータ回路１２からの出力電力を増加させることで過冷却状態から通常状態に移行させているが、本実施形態ではアマルガムを加熱することで過冷却状態から通常状態に移行させている。なお、それ以外の構成については実施形態１と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５３】
本実施形態の蛍光ランプ２は、図７に示すように、アマルガムが収納された金属容器３に近接する形で加熱手段（例えばヒータなど）１８が配置されており、制御回路（図示せず）がアマルガムの過冷却状態を検出した場合には、加熱手段１８に通電して金属容器３内のアマルガムを加熱する。その結果、アマルガムが溶融することで過冷却状態から通常状態に移行し、蛍光ランプ２の光束低下が抑制される。
【００５４】
而して、本実施形態によれば、アマルガムの過冷却状態を検出した場合には、加熱手段１８によりアマルガムを加熱することでアマルガムの結晶化が促進され、その結果過冷却状態から通常状態に移行させることができ、光束低下を抑制することができる。
【００５５】
（実施形態４）
本発明に係る蛍光ランプ点灯装置の実施形態４を図１，図２および図８に基づいて説明する。実施形態１，２ではアマルガムの過冷却状態を検出した場合、インバータ回路１２からの出力電力を増加させることで過冷却状態から通常状態に移行させているが、本実施形態では誘導コイル１４に印加する電圧を間欠発振させることで過冷却状態から通常状態に移行させている。なお、それ以外の構成については実施形態１と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５６】
本実施形態の点灯回路１は間欠発振回路（図示せず）を備えており、制御回路１３がアマルガムの過冷却状態を検出した場合には、間欠発振回路が１０００Ｈｚの周波数で間欠発振を繰り返すことで、図８に示すような電圧（以下、再点弧電圧という）が誘導コイル１４に印加される。そして、再点弧電圧が誘導コイル１４に印加されることで、フェライトコア６の磁束が急激に変化して磁歪振動が発生し、この磁歪振動によって放熱パイプ８が振動することで排気管２７内に配置された金属容器３内のアマルガムが振動する。その結果、アマルガムの結晶化が促進されるので、過冷却状態から通常状態に移行させることができ、蛍光ランプ２の光束低下を抑制することができる。ここに、本実施形態では、間欠発振回路により振動手段が構成されている。
【００５７】
（実施形態５）
図９は本実施形態の蛍光ランプ点灯装置に用いられる蛍光ランプ２の一部破断せる正面断面図であり、実施形態４では誘導コイル１４に印加する電圧を間欠発振させることでアマルガムに振動を与えているが、本実施形態では電磁石２０による電磁吸引によってアマルガムに振動を与えている。なお、それ以外の構成については実施形態４と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５８】
本実施形態の蛍光ランプ２は、図９に示すように、アマルガムが収納された金属容器３に近接する形で電磁石２０が配置されており、制御回路（図示せず）がアマルガムの過冷却状態を検出した場合には、電磁石２０がＯＮになることで金属容器３が引きつけられて金属容器３内のアマルガムに振動が与えられる。なお、電磁石２０のＯＮ／ＯＦＦを周期的に繰り返した場合には、より大きな振動をアマルガムに与えることができる。その結果、アマルガムの結晶化が促進されるので、過冷却状態から通常状態に移行させることができ、蛍光ランプ２の光束低下を抑制することができる。ここに、本実施形態では、電磁石２０により振動手段が構成されている。
【００５９】
ここにおいて、上記の実施形態４，５では、アマルガムの過冷却状態を検出した場合にのみ振動手段を動作させているが、例えば蛍光ランプ点灯装置にタイマ手段（図示せず）を設け、このタイマ手段によって定期的に振動手段を動作させるようにしてもよい。この場合、アマルガムの結晶化が定期的に促進されるので、過冷却の発生を未然に防止することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 点灯回路
２ 蛍光ランプ
１２ インバータ回路
１３ 制御回路（電気特性検出手段）
１５ 温度検出手段
Ａ 蛍光ランプ点灯装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料からなり気密性を備えたバルブを具備し、バルブの内面に蛍光体膜が形成されるとともに内部に放電ガスおよびアマルガムが封入された蛍光ランプと、蛍光ランプを点灯させるための点灯回路とを備え、前記点灯回路は、前記蛍光ランプの電気特性を検出する電気特性検出手段と、温度を検出する温度検出手段とを有し、前記電気特性検出手段により検出した電気特性から推定される温度域と、前記温度検出手段により検出した温度の高低を比較することによって前記アマルガムの過冷却状態を検出することを特徴とする蛍光ランプ点灯装置。
【請求項２】
前記温度検出手段は、前記点灯回路自体の温度を検出することを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項３】
前記バルブに近接配置されて、前記点灯回路から供給される高周波電力によって前記バルブ内に高周波電磁界を発生させる誘導コイルを備え、前記電気特性検出手段は、前記誘導コイルに印加される電圧または電流の少なくとも何れか一方を検出することを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項４】
前記点灯回路は、前記蛍光ランプの始動後における一定期間は過冷却の検出を行わないことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項５】
前記点灯回路は、前記アマルガムの過冷却状態を検出すると、前記蛍光ランプへの供給電力を増加させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項６】
前記アマルガムを加熱する加熱手段を備え、前記点灯回路は、前記アマルガムの過冷却状態を検出すると、前記加熱手段により前記アマルガムを加熱することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項７】
前記アマルガムに振動を与える振動手段を備え、前記点灯回路は、前記アマルガムの過冷却状態を検出すると、前記振動手段により前記アマルガムに振動を与えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項８】
前記バルブに近接配置されて、前記点灯回路から供給される高周波電力によって前記バルブ内に高周波電磁界を発生させる誘導コイルを備え、前記振動手段は、前記誘導コイルに印加する電圧を間欠発振することを特徴とする請求項７記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項９】
前記振動手段は、前記アマルガムが収納された金属容器を電磁吸引することによって前記アマルガムに振動を与える電磁石からなることを特徴とする請求項７記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項１０】
前記振動手段を定期的に動作させるタイマ手段を備えることを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置を備えることを特徴とする照明器具。
【請求項１】
透光性材料からなり気密性を備えたバルブを具備し、バルブの内面に蛍光体膜が形成されるとともに内部に放電ガスおよびアマルガムが封入された蛍光ランプと、蛍光ランプを点灯させるための点灯回路とを備え、前記点灯回路は、前記蛍光ランプの電気特性を検出する電気特性検出手段と、温度を検出する温度検出手段とを有し、前記電気特性検出手段により検出した電気特性から推定される温度域と、前記温度検出手段により検出した温度の高低を比較することによって前記アマルガムの過冷却状態を検出することを特徴とする蛍光ランプ点灯装置。
【請求項２】
前記温度検出手段は、前記点灯回路自体の温度を検出することを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項３】
前記バルブに近接配置されて、前記点灯回路から供給される高周波電力によって前記バルブ内に高周波電磁界を発生させる誘導コイルを備え、前記電気特性検出手段は、前記誘導コイルに印加される電圧または電流の少なくとも何れか一方を検出することを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項４】
前記点灯回路は、前記蛍光ランプの始動後における一定期間は過冷却の検出を行わないことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項５】
前記点灯回路は、前記アマルガムの過冷却状態を検出すると、前記蛍光ランプへの供給電力を増加させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項６】
前記アマルガムを加熱する加熱手段を備え、前記点灯回路は、前記アマルガムの過冷却状態を検出すると、前記加熱手段により前記アマルガムを加熱することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項７】
前記アマルガムに振動を与える振動手段を備え、前記点灯回路は、前記アマルガムの過冷却状態を検出すると、前記振動手段により前記アマルガムに振動を与えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項８】
前記バルブに近接配置されて、前記点灯回路から供給される高周波電力によって前記バルブ内に高周波電磁界を発生させる誘導コイルを備え、前記振動手段は、前記誘導コイルに印加する電圧を間欠発振することを特徴とする請求項７記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項９】
前記振動手段は、前記アマルガムが収納された金属容器を電磁吸引することによって前記アマルガムに振動を与える電磁石からなることを特徴とする請求項７記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項１０】
前記振動手段を定期的に動作させるタイマ手段を備えることを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の蛍光ランプ点灯装置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８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−４４４０４（Ｐ２０１１−４４４０４Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９３４６４（Ｐ２００９−１９３４６４）
【出願日】平成２１年８月２４日（２００９．８．２４）
【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２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２４日（２００９．８．２４）
【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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