JPH06333684A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】放電ランプから電極を離した透光性の始動補助
導体により放電ランプを発光させて、封入金属の消失や
ランプからの光の損失なく始動を容易にする。 【構成】透光性導電性物質である低圧のアルゴンガス６
を内部に封入し一端に電極７を備えたガラス管８からな
り電極の無い側を前記発光管の外部表面近傍に配置し他
端は前記発光管と離した始動補助導体を備え、高電圧発
生回路９によりアルゴンガス６を介して主電極２ｂとの
間に放電を起こして発光管１を始動する。放電ランプが
始動したらランプ電圧検出回路１０により検出して高電
圧発生回路９の出力を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電ランプに始動補助
導体を介して高電圧を印加し放電、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】放電ランプにおいて放電を開始し始動す
るためには、放電空間内で非常に高い電界勾配を作る必
要がある。そのため発光管内に一対の電極を備えた一般
の放電ランプでは、電極間に高電圧を印加して放電ラン
プを始動する。高圧水銀灯、メタルハライドランプ、高
圧ナトリウムランプなどの高圧放電灯では、発光管の内
部あるいは外部に始動補助導体を設け、始動補助導体と
主電極との間に高電圧を印加して放電ランプを始動す
る。また、放電を容易に開始するように、外部から光
（特に紫外線）を照射することが行われる。

【０００３】このような放電ランプ点灯装置のうち、た
とえば、特開昭５８−２０４４９３号公報に開示された
ランプでは、図４に示すように、ほぼ円筒形の発光管１
０１の内部には一対の主電極１０２ａ、１０２ｂが互い
に対向して設けられ、発光管１０１の外側近傍には始動
用補助電極１０３が接近して設けられている。パルスト
ランス１０４の１次コイル１０４ａと充電用コンデンサ
１０５との直列回路が発光管１０１と並列に接続され、
パルストランス１０４の昇圧用の２次コイル１０４ｂは
前記補助電極１０３に接続されている。また、発光管１
０１と並列に無接点パルス発生回路１０６が接続されて
いる。このパルス発生回路１０６は、抵抗１０７と双方
向性２端子サイリスタ１０８およびダイオード１０９を
直列に接続して構成されている。また、単一チョークコ
イル形安定器１１０を介して発光管１０１にランプ電流
を流すよう商用電源１１１が直列に接続されている。

【０００４】このような点灯装置において、電源１１１
が装置に接続され電圧がパルス発生回路１０６の両端に
印加されかつダイオード１０９と順方向の所定の電圧レ
ベルに達すると、サイリスタ１０８が導通して電流が安
定器１１０を介して流れる。電源１１１の交流サイクル
とともに電流が流れた後切れる瞬間に安定器１１０のイ
ンダクタンスに誘導パルス電圧が発生する。このパルス
電圧は発光管１０１の主電極１０２ａ、１０２ｂ間に印
加されるとともに、コンデンサ１０５を介してパルスト
ランス１０４の１次コイル１０４ａにも印加されるの
で、２次コイル１０４ｂにはさらに昇圧された高圧のパ
ルス電圧が出力され始動用補助電極１０３を介して発光
管１０１に印加される。このように主電極１０２ａ，１
０２ｂ間にパルス電圧が印加されるとともに、主電極１
０２ｂと補助電極１０３間に高圧パルスが印加されるの
で、発光管１０１内の封入ガスが電離し、発光管１０１
が放電を開始し、電源１１１から安定器１１０を介して
ランプ電流が流れ点灯を維持する。このように発光管１
０１にパルスを印加することにより容易に始動し、点灯
させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
始動用補助電極により高電圧パルスを印加する装置で
は、金属の始動用補助電極が発光管の近傍に設けられる
ことになり、発光管内に封入したヨウ化ナトリウムなど
の封入金属が始動用補助電極の金属に引きつけられて消
失しランプが短寿命になるおそれがある。

【０００６】また、一般に金属線で構成された始動用補
助電極を発光管近傍に設けるために放電により発生した
光が補助電極により遮られて放電ランプの発光効率を低
下させるという問題も生じる。

【０００７】本発明は上記問題を解決するもので、従来
の始動用補助電極による封入金属の消失やランプからの
光の損失のない、しかも始動の容易な放電灯点灯装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の放電灯点灯装置は、一対の主電極を有する
とともに水銀などの発光金属を封入した発光管からなる
放電ランプと、この放電ランプのランプ電流を制限する
安定器と、この安定器と主電極を介して発光管にランプ
電流を供給する電源と、透光性導電性物質を内部に有し
一端に電極を備えた絶縁性透光性容器からなり電極の無
い側を前記発光管の外部表面近傍に配置し他端は前記発
光管と離した始動補助導体と、前記主電極の一方と始動
補助導体の電極の間に接続され始動補助導体を介して高
電圧を発光管に印加する始動用高電圧発生手段とを備
え、放電ランプの始動時に前記始動補助導体を介して発
光管に高電圧を印加して前記放電ランプを始動するよう
にしたものである。

【０００９】さらに、始動補助導体の透光性導電性物質
を放電により発光する希ガスや水銀蒸気などの低圧ガス
で構成したものである。さらに、始動補助導体の透光性
導電性物質を導電性液体で構成したものであり、さら
に、始動補助導体の透光性容器が導電性液体の膨張分を
吸収する空間を備えたものである。さらに、始動補助導
体の透光性導電性物質を絶縁性透光性容器の内面に被覆
した導電性金属皮膜で構成したものである。

【００１０】

【作用】上記構成により、透光性導電性物質を内部に有
し一端に電極を備えた絶縁性透光性容器からなり電極の
無い側を発光管の外部表面近傍に配置し他端は前記発光
管と離した始動補助導体と、前記主電極の一方と始動補
助導体の電極の間に接続され始動補助導体を介して高電
圧を発光管に印加する始動用高電圧発生手段とを備えた
ので放電ランプを効果的に励起できるとともに、始動補
助導体の金属部である電極を発光管から離して配置した
ので、発光管内に封入したヨウ化ナトリウムなどのハロ
ゲン化金属が始動補助導体の金属に引きつけられて消失
しランプが短寿命になるおそれがなくなる。

【００１１】また、始動補助導体の透光性導電性物質を
放電により発光する希ガスや水銀蒸気などの低圧ガスと
したので、始動補助導体を介して発光管の主電極との間
に高電圧を印加したときに始動補助導体の希ガスや水銀
蒸気などの低圧ガスが電離して放電し光を発することに
なり、発光管には高電圧に加えて光が供給され、始動し
やすくなる。

【００１２】また、始動補助導体の透光性導電性物質を
導電性液体で構成したので、透光性導電性物質を低圧ガ
スで構成した場合に生じるような放電によるエネルギー
損失がなく、より少ないエネルギーで発光管の主電極と
の間に高電圧を印加することができる。さらに始動補助
導体の透光性容器が導電性液体の膨張分を吸収する空間
を備えた構成としたので、液体が熱膨張して透光性容器
を破損することを防止できる。

【００１３】また、始動補助導体の透光性導電性物質を
絶縁性透光性容器の内面に被覆した導電性金属皮膜で構
成したので、透光性導電性物質を低圧ガスで構成した場
合に生じるような放電によるエネルギー損失がなく、ま
た透光性導電物質を導電性液体で構成した場合に起こり
得る熱膨張による透光性容器の破損や液体の漏れを心配
する必要がなく、確実に発光管の主電極との間に高電圧
を印加することができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例の放電灯点灯装置の基本
構成を示すブロック図である。図１において、１は放電
ランプの発光管であり、２ａ、２ｂはこの発光管１に設
けられた一対の主電極、３は発光管１の主電極２ａに接
続され発光管１に流れるランプ電流を制限する単一チョ
ーク形の安定器、４は安定器３を介して発光管１と直列
に接続され発光管１にランプ電流を供給するための交流
電源、５は透光性導電性物質である低圧のアルゴンガス
６を内部に封入し一端に電極７を備えた絶縁性透光性容
器であるガラス管８からなり電極の無い側を発光管１の
外部表面近傍に配置し他端は発光管１と離した始動補助
導体、９は一方の主電極２ｂと始動補助導体５の電極７
との間に接続され高電圧を印加するための始動用高電圧
発生手段である高電圧発生回路、１０は発光管１と並列
に接続され発光管１のランプ電圧を検出し放電ランプが
始動したら高電圧発生回路９の出力を停止するよう信号
を出力するランプ電圧検出回路である。

【００１５】また放電ランプの発光管１は石英ガラスな
どの耐熱性透光性材料でできており、内部空間にアルゴ
ン、キセノンなどの始動ガスとヨウ化ナトリウムなどの
ハロゲン化金属が封入されている。

【００１６】次に、上記構成による動作を説明する。高
電圧発生回路８が動作し、高電圧発生回路８からの出力
を発光管１の主電極２ｂと始動補助導体５の電極７の間
に印加すると、電極７から低圧ガス６を介して電圧が印
加されたことになり、低圧ガス６内での電界強度が高ま
って低圧ガス６は放電する。この放電によって生じた光
は石英ガラスなど透光性の材料でできたガラス管８や発
光管１の石英ガラスを介して発光管１の空間内に入射し
内部に封入された始動ガスを励起する。さらに、低圧ガ
ス６が放電すると始動補助導体５の内部がほぼ同電位と
なるため先端部の電位が高まり、主電極２ｂとの間の電
界強度が高まる。このため発光管１内の電界強度も高ま
る。このように始動ガスが励起されかつ発光管１内の電
界強度が高まるため、主電極２ｂと始動補助導体との間
で初期の放電が生じる。さらに交流電源４の出力電圧が
主電極２ａ、２ｂ間に印加されると、初期の放電が種火
となって主電極２ａ、２ｂ間に主放電が生じ、安定器３
を介して交流電源４からランプ電流が流れ放電ランプを
始動、点灯する。始動後は発光管１にかかる電圧変化を
ランプ電圧検出回路１０が検出し、放電ランプが始動し
たことを検出して、高電圧発生回路９の出力を停止す
る。

【００１７】このように発光管１の始動ガスを励起しか
つ発光管内の電界強度を高めることにより放電ランプの
発光管１の始動を確実にかつ容易にすることができ、始
動にあたって交流電源４の出力電圧、出力電流を始動の
ために高めたり発光管１と並列に大きなエネルギーの高
電圧を発生する始動回路を設ける必要がなくなり、点灯
装置を大きくすることなく放電ランプを確実に始動する
ことができる。また、透光性導電性物質であるアルゴン
ガス６を内部に有し一端に電極を備えた絶縁性透光性容
器であるガラス管８からなり電極の無い側を発光管１の
外部表面近傍に配置し他端は発光管１と離した始動補助
導体５と、主電極の一方２ｂと始動補助導体の電極７の
間に接続され始動補助導体５を介して高電圧を発光管１
に印加する始動用高電圧発生手段である高電圧発生回路
９とを備えたので、放電ランプを効果的に励起できると
ともに、始動補助導体５の金属部である電極を発光管１
から離して配置したことで、発光管１内に封入したヨウ
化ナトリウムなどのハロゲン化金属が始動補助導体５の
金属に引きつけられて消失しランプが短寿命になるおそ
れをなくすことができる。

【００１８】図２は本発明の図１の放電灯点灯装置にお
ける高電圧発生回路９とランプ電圧検出回路１０の具体
例の基本構成を示すブロック図である。図２において、
Ａ、Ｂは図１の主電極２ａ，２ｂに接続され、Ａ、Ｂ間
に抵抗１１、ダイオード１２、コンデンサ１３の直列回
路が接続され、コンデンサ１３に並列に双方向性２端子
サイリスタ１４とパルストランス１５の１次コイルとの
直列回路が接続され、パルストランス１５の２次コイル
の出力端Ｃは図１の電極７に接続されている。この構成
は高電圧発生回路とランプ電圧検出回路とを兼ねたもの
である。しいていえば、双方向性２端子サイリスタ１４
がランプ電圧を検出してランプが点灯したら高電圧の発
生を停止する素子として動作する部分である。

【００１９】次に図２の高電圧発生回路９の動作につい
て説明する。図１の交流電源４が動作して安定器３を介
して発光管１の主電極２ａ、２ｂ間に電圧が印加される
と、図２のＡ、Ｂ間に電圧が印加され、抵抗１１、ダイ
オード１２を介してコンデンサ１３に電荷が蓄積され
る。コンデンサ１３の電圧が所定の電圧になるとサイリ
スタ１４が導通してコンデンサ１３の電荷がパルストラ
ンス１５の１次コイルを介して放電され、２次コイルに
高電圧パルスを発生し端子Ｃを介して図２の電極７に高
電圧パルスを印加する。この高電圧パルスにより発光管
１が始動する動作については図１の実施例の説明で示し
た通りである。発光管１が始動すると、ランプ電圧は低
下するため、コンデンサ１３の電圧がサイリスタ１４の
導通する電圧以下に低下するため端子Ｃから高電圧は出
力しなくなり高電圧発生回路９の動作は停止する。

【００２０】図３（ａ）は本発明の始動補助導体の第２
の実施例の始動補助導体５’の基本構成を示すブロック
図である。図１の実施例と異なるのはアルゴンガスの代
わりに電極７と接するように塩化マグネシウムや塩化カ
ルシウムの水溶液などの透光性の導電性液体１６を充填
し、電極７の基部に空気１７を充填していることであ
る。このようにしたので、図１の例と同様に始動補助導
体５’の導電性液体１６を介して発光管１に高電圧を印
加することができ、始動を容易にすることができる。ま
た始動補助導体の透光性導電性物質を導電性液体１６で
構成したので、透光性導電性物質を低圧ガスで構成した
場合に生じるような放電によるエネルギー損失がなく、
より少ないエネルギーで発光管の主電極との間に高電圧
を印加することができる。また、ガラス管８内に空気１
７を充填することにより、発光管１の点灯による熱によ
り導電性液体１６が膨張しても空気１７の領域で吸収し
ガラス管８が破損しないようにすることができる。

【００２１】図３（ｂ）は本発明の始動補助導体の第３
の実施例の始動補助導体５”の基本構成を示すブロック
図である。図１の実施例と異なるのはアルゴンガスの代
わりに電極７と接続した酸化インジウムや酸化チタンな
どの透光性導電膜１８をガラス管８の内表面に設け、ガ
ラス管８の内部を空気、窒素、希ガスなどのガスで満た
したことである。このようにしたので、図１の例と同様
に始動補助導体５”の導電膜１８を介して発光管１に高
電圧を印加することができ、始動を容易にすることがで
きる。また始動補助導体の透光性導電性物質を透光性導
電膜１８で構成したので、透光性導電性物質を低圧ガス
で構成した場合に生じるような放電によるエネルギー損
失がなく、また透光性導電物質を導電性液体で構成した
場合に起こり得る熱膨張による透光性容器の破損や液体
の漏れを心配する必要がなく、確実に発光管１の主電極
２ｂとの間に高電圧を印加することができる。

【００２２】以上の実施例において、発光管１は石英ガ
ラスとしたが透光性アルミナなどのセラミックスでもよ
く、絶縁性透光性容器はガラス管８としたが材料は石英
ガラスや透光性アルミナなどのセラミックスでもよく、
透光性導電性物質は低圧ガス、導電性液体や導電性金属
皮膜としたが導電性ガラスや導電性セラミックスでもよ
く、安定器３、高電圧発生回路９、ランプ電圧検出回路
１０などは同様の機能を持ちさえすれば他のものでもよ
い。また、放電ランプは発光管が外気に曝されていても
よく、発光管を覆う外管をそなえてもよくさらに、防爆
や保温のために発光管にスリーブをかぶせてもよく、発
光管に保温膜を設けたものでもよい。また、交流電源と
安定器を除く構成要素を放電ランプの外管や口金内に収
めて始動回路内蔵型の放電ランプとしてもよく、さらに
安定器を収めて点灯回路内蔵型の放電ランプとしてもよ
い。また、交流点灯の例を示したが、直流点灯や高周波
点灯であってもよい。

【００２３】

【発明の効果】上記構成により、透光性導電性物質を内
部に有し一端に電極を備えた絶縁性透光性容器からなり
電極の無い側を発光管の外部表面近傍に配置し他端は前
記発光管と離した始動補助導体と、前記主電極の一方と
始動補助導体の電極の間に接続され始動補助導体を介し
て高電圧を発光管に印加する始動用高電圧発生手段とを
備えたので放電ランプを効果的に励起できるとともに、
始動補助導体の金属部である電極を発光管から離して配
置したので、発光管内に封入したヨウ化ナトリウムなど
のハロゲン化金属が始動補助導体の金属に引きつけられ
て消失しランプが短寿命になるおそれがなくなる。

【００２４】また、始動補助導体の透光性導電性物質を
放電により発光する希ガスや水銀蒸気などの低圧ガスと
したので、始動補助導体を介して発光管の主電極との間
に高電圧を印加したときに始動補助導体の希ガスや水銀
蒸気などの低圧ガスが電離して放電し光を発することに
なり、発光管には高電圧に加えて光が供給されることに
なり、始動しやすくなる。

【００２５】また、始動補助導体の透光性導電性物質を
導電性液体で構成したので、透光性導電性物質を低圧ガ
スで構成した場合に生じるような放電によるエネルギー
損失がなく、より少ないエネルギーで発光管の主電極と
の間に高電圧を印加することができる。さらに、始動補
助導体の透光性容器が液体の膨張分を吸収する空間を備
えた構成としたので、液体が熱膨張して透光性容器を破
損することを防止できる。

【００２６】また、始動補助導体の透光性導電性物質を
絶縁性透光性容器の内面に被覆した導電性金属皮膜で構
成したので、透光性導電性物質を低圧ガスで構成した場
合に生じるような放電によるエネルギー損失がなく、ま
た透光性導電物質を導電性液体で構成した場合に起こり
得る熱膨張による透光性容器の破損や液体の漏れを心配
する必要がなく、確実に発光管の主電極との間に高電圧
を印加することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の放電灯点灯装置の基本構成
を示すブロック図

【図２】本発明の一実施例の放電灯点灯装置における高
電圧発生回路とランプ電圧検出回路の具体例の基本構成
を示すブロック図

【図３】本発明の始動補助導体の他の実施例の基本構成
を示す断面図

【図４】従来の放電灯点灯装置の基本構成を示すブロッ
ク図

【符号の説明】

１ 放電ランプの発光管 ２ａ、２ｂ 主電極 ３ 安定器 ４ 交流電源 ５、５’、５” 始動補助導体 ９ 高電圧発生回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の主電極を有するとともに水銀など
   の発光金属を封入した発光管からなる放電ランプと、放
   電ランプのランプ電流を制限する安定器と、この安定器
   と主電極を介して発光管にランプ電流を供給する電源
   と、透光性導電性物質を内部に有し一端に電極を備えた
   絶縁性透光性容器からなり電極の無い側を前記発光管の
   外部表面近傍に配置し他端は前記発光管と離した始動補
   助導体と、前記主電極の一方と始動補助導体の電極の間
   に接続され始動補助導体を介して高電圧を発光管に印加
   する始動用高電圧発生手段とを備え、放電ランプの始動
   時に前記始動補助導体を介して発光管に高電圧を印加し
   て前記放電ランプを始動するようにした放電灯点灯装
   置。
2. 【請求項２】 始動補助導体の透光性導電性物質が放電
   により発光する希ガスや水銀蒸気などの低圧ガスである
   ことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 始動補助導体の透光性導電性物質が導電
   性液体であることを特徴とする請求項１記載の放電灯点
   灯装置。
4. 【請求項４】 始動補助導体の透光性容器が導電性液体
   の膨張分を吸収する空間を備えたことを特徴とする請求
   項３記載の放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 始動補助導体の透光性導電性物質が絶縁
   性透光性容器の内面に被覆した導電性金属皮膜であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。