<<発明I.基本実施形態>>
 本発明における点灯装置の回路構成および� ��本的な動作は図28に示した従来例の回路と� �じであるため説明を省略する。

実施例1.
 図1Aは発明Iにおける高圧放電灯のランプ電� ��波形である。図1Aに示すように、ランプ電� �は周波数がf1で一定の矩形波交流電流である が、変調周期T0の変調矩形波電流となってい� ��。変調周期T0は非対称電流期間T1及びT2を含� ��、期間T1と期間T2を通じて極性反転の周波数 はf1で一定であるが、1サイクル内の電流極性 切換りタイミング(デューティ比)が期間T1と� �間T2では異なっている。即ち、期間T1では正� ��のデューティが負側のデューティよりも大� ��く、期間T2ではその逆となっている。なお� �デューティ比はブリッジ制御回路75によって 制御される。

 図1Bは図1Aの期間T1における突起の成長及� ��溶解を説明する図である。なお、説明にお� ��ては、電極Aから電極Bに向かう電流を正電� �としている。上述したように、陽極側では� �ングステンが蒸発されて突起が溶解し、陰� �側ではタングステンが引き寄せられて突起� �成長する。従って、図1Bのように、電極A陽� �時に電流を増大させると、電極Aの突起が溶� ��し、かつ、電極Bの突起が成長する傾向が強 まり、電極A陰極時に電流を減少させると、� �の逆の傾向(電極Aの突起が成長し、かつ、電 極Bの突起が溶解する傾向)が弱まる。従って� ��期間T1においては、電極Aの突起が溶解する� ��ともに電極Bの突起が成長し、その逆の傾向 を持つ期間T2においては、電極Aの突起が成長 するとともに電極Bの突起が溶解する。

 繰り返し周期T0における平均デューティ比� �50%対50%であることが望ましい。これにより� �電極A及びBにおける突起が均等に成長及び溶 解されるからである。
 また、期間T1においては正電流のデューテ� �を80%程度以下とするのが望ましい。同じく� �期間T2においても負電流のデューティを80%程 度以下とするのが望ましい。過度にデューテ ィを大きくすると点灯状態が直流点灯に近く なり、交流点灯用のランプとしての特性上好 ましくないからである。

 また、周期T0について、発明者らの実験� �よると、T0=0.6~0.7s程度で効果があることが確 認された。しかし、T0の値は対象とするラン� ��の特性によって適宜設定することが好まし� ��。例えば、成長/溶解し難いランプであれば T0を長くする必要があり、成長/溶解し易いラ ンプであればT0を短くする必要がある。また� ��もともとの電極間距離の設定によってもT0� �値は異なる。電極間距離が短ければ短いほ� �T0を短くして成長/溶解の繰り返しを頻繁に� �る必要がある。従って、T0は、態様に応じて 数百msから数分の間で設定されればよい。

 ここで、従来技術においては図30のよう� �状態(b)電極間距離(即ち、アーク長)が過度に 成長してしまうのに対し、本発明では図2の� �うに、状態(a)から(e)にかけて電極間距離が� �ぼ一定に維持されている。従って、図30の状 態(b)のように電極間距離が大幅に減少した状 態を考慮し、図30の状態(d)とライフ末期とを� ��別してランプ電圧を略一定に保つような対� ��ができる。

 図2は上記実施例におけるランプ電極先端 の状態の変化を表したものである。最初に状 態(a)のような突起があるとして、正電流のデ ューティが増大されると、電極は状態(b)とな る。次に、負電流のデューティが増大される と、電極は状態(c)を経て状態(d)となる。再び 正電流のデューティが増大されると、電極は 状態(e)となる(状態(a)に戻る)。もちろん、図2 は本発明の原理を誇張して図示したものであ り、現実には視認できるほどの突起の成長/� �解があるとは限らない。

 ここで、図30の従来技術においては、状� �(a)から(e)にかけて電極間距離(即ち、アーク� ��)が大きく変動するのに対し、本発明の図2� �おいては、状態(a)から(e)にかけて電極間距� �がほぼ一定に維持されている。従って、図30 の状態(b)のように電極間距離が大幅に減少し た状態を考慮する必要もないし、図30の状態( d)とライフ末期とを区別して対処する必要も� ��い。なお、点灯周波数が50Hz~400Hzの範囲で正 /負電流のデューティを50%で点灯した場合、� �起の成長及び溶解があったとしてもそれは� �較的に遅いものである。従って、デューテ� �比の偏り(即ち、実効値の偏り)の変化が突起 の成長及び溶解の支配的要因となる。

 上述したように、本実施例によると、一� ��の電極の突起が交互かつ同時に成長/溶解さ れる。従って、仮に一方の突起の成長が過度 に進んだとしても、他方の突起が溶解されて いるので、従来例におけるような突起の過度 の成長による問題は起こらない。また、ラン プ電圧は従来例と比べて狭い変動範囲内にあ る(仮に、ライフによる電極の磨耗がなけれ� �ランプ電圧は原理的には一定である)ので、� ��格ランプ電流を投入すれば定格ランプ電力� ��確保される。また、突起の成長/溶解の制御 のためのランプ電圧検出を行う必要はないの で、簡素かつ安定な制御が得られる(もちろ� �、ライフ末期検出などの別の目的にはラン� �電圧検出は必要な場合がある)。

実施例2.
 図3に発明Iの他の実施例の波形図を示す。� �3においては、2つの異なるデューティ比の非 対称電流期間(T1、T2)の間にデューティ比が50% の対称電流期間(Ts)が挿入されている。この� �合においても図1の電流波形と同様の効果が� ��られる。
 なお、本実施例は成長と溶解の効果を得つ� ��も、電極の特性に応じて成長と溶解の程度� ��小さくしたい場合に有用である。

 正負対称期間(Ts)の技術的意義について、ラ イフテスト試験の結果等から以下のことが言 える。
 (1)正負対称期間(Ts)がないとすると、電極の 動作温度が高い(負荷が大きい)状態か、低い� ��態の2種類のみとなってしまうが、Tsが存在� ��ることで電極動作温度が高い状態、中間の� ��態(Ts)、低い状態の3種類の状態が存在する� �とになり、電極が高い温度での動作時間比� �を下げることが可能となる。これにより、� �極への負荷を軽減できる。
 (2)このTsを設けることで、デューティ非対� �波形によってランプ(発光管)に生じる温度勾 配を緩やかにし、熱歪によるランプの破裂確 率を低減することができる。
 (3)通常の矩形波点灯によるランプ電圧制御( 即ち、点灯周波数を制御してランプ電圧を調 整する等)の方法を、デューティ変調点灯に� �導入することができる。例えば、正負対称� �間Tsの周波数、サイクル数を制御することで 、上記のランプ電圧制御が可能となる。これ については、発明IIで詳しく説明する。

実施例3.
 図4は発明Iの他の実施例による矩形波変調� �流の波形図を示す。図4においては、デュー� ��ィ比が時間と共に連続的に増大/減少させら れている。この場合においても図1の電流波� �と同様の効果が得られる。
 なお、本実施例はランプ電流波形の急激な� ��調を伴わないので、制御の切換えが視認さ� ��ることはなく、また、切り替えに起因する� ��要なノイズが発生することもないという利� ��がある。

実施例4.
 図5は発明Iの他の実施例による矩形波変調� �流の波形図を示す。本実施例では、図5(a)に� ��すように、ブリッジ制御回路75によってラ� �プ電流波形がデューティ比50%一定で制御さ� �る一方、PWM制御回路74によってランプ電流の 半周期の実効値が増加/減少させられている� �この場合においても図1の電流波形と同様の� ��果が得られる。

 なお、本実施例は、ブリッジ制御回路75に� �いてデューティ制御を行う必要がないので� �リッジドライバICに安価なものを使用するこ とができるが、降圧チョッパ回路20の電流容� ��を大きくする必要がある。
 また、デューティ比を変化させる実施例と� ��異なり、図5(b)に示すように、ランプ電流の 絶対値の変化が光出力として表れることにな る。従って、その光出力の変化が視認されな いように、点灯周波数を比較的高くする必要 がある(例えば100Hz以上、より好ましくは200Hz� ��上)。

 図6Aは発明Iの点灯方法を示すフローチャー� ��である。同フローチャートはランプ放電開� ��の始動動作を経て安定点灯状態に達した後� ��動作を示すものである。
 ステップS100において、安定点灯の初期動作 が行われ、このステップの終了時に電極先端 の状態は図2の(d)の状態にあるものとする。
 ステップS110において、電極Aの突起を溶解� �せるとともに電極Bの突起を成長させるため� ��非対称電流が供給される(期間T1)。具体的に は、正電流>負電流となるように電流波形� �形成される。
 ステップS120において、電極Aの突起を成長� �せるとともに電極Bの突起を溶解させるため� ��非対称電流が供給される(期間T2)。具体的に は、正電流<負電流となるように電流波形� �形成される。
 なお、ここでいう非対称電流は図1、図3及� �図5の電流波形のいずれかに相当する。図4の 電流波形については、正電流が負電流よりも 大きい期間がステップS110に相当し、正電流� �負電流よりも小さい期間がステップS120に相� ��する。

 そして、ステップS110とS120が周期T0で繰り 返される。ここで、1回のループにおける正� �流の実効値(積分値)と負電流の実効値(積分� �)とが等しくなるようにする。

 また、図6Bに示すように、図3の電流波形� ��対応して、ステップS110及びステップS120の� �に、対称の(即ち、正電流=負電流の)矩形波� �流を供給するステップS115及びS125をそれぞれ 挿入してもよい(期間T3)。そして、ステップS1 10とS120が周期T0で繰り返される。ここでも、� ��ープ1週における正電流の実効値(積分値)と� ��電流の実効値(積分値)が等しくなるように� �る。

 上記より、一対の電極の突起を交互かつ� ��時に成長/溶解するようにしたので、フリッ カを防止しつつも、突起の過度の成長による 照度不足等の問題を解消できる。

 なお、上記実施例は発明Iの最も好適な例と して示したものであるが、それに関連して以 下を注記しておく。
 (1)直流出力手段として示した降圧チョッパ� ��路20は他の周知の回路方式(例えば、フライ� ��ック型等)であってもよい。同様に、交流変 換手段として示したフルブリッジ回路30も他� ��周知の回路方式(例えば、プッシュプル型等 )であってもよい。
 (2)上記各実施例における非対称矩形波電流� ��図1、3、4及び5の波形を適宜組み合せた複合 的なものであってもよい。即ち、正電流の実 効値と負電流の実効値を周期的に偏らせた非 対称波形としつつも、変調1周期における両� �の実効値がほぼ等しくなるようにすればよ� �。

<<発明II.対称電流期間Tsの制御>>
 ここでハロゲンサイクルについて簡単に説� ��しておく。ハロゲンサイクルはある温度条� ��を満たすことで安定して行われることが知� ��れているが、温度条件はランプ電流波形や� ��灯周波数、ランプ空冷方法で変えることが� ��きる。また、温度条件を急激に変化させる� ��ハロゲンサイクルが活性化し突起が一時成� ��したり溶解したりすることが実験でわかっ� ��いる。例えば、温度が高くなるような波形� ��たは周波数で点灯させた電極を、温度が低� ��なる波形または周波数に切り替えた場合、� ��度変化率にもよるが突起は一時成長し、そ� ��逆は一時溶解する。

 これに基づき、図7においてランプ電極先 端の状態の変化を再度詳細に説明すると、最 初に状態(a)のような突起があるとして、正電 流のデューティが増大されると、電極は状態 (b)となる。次に対称矩形波電流、すなわちデ ューティが正負対称の時は、非対称波形時に 温度が高かったA側の電極は温度が低くなる� �とで一時成長、また温度が低かったB側の電� ��は温度が高くなることで一時溶解する(図7(c ))。しかし、安定したハロゲンサイクルの温� ��条件を満たさない対称波形でランプを点灯� ��せていると、ハロゲンサイクルのバランス� ��崩れ両突起はともに溶解し、電極は状態(d)� ��なる。そして次に負電流のデューティが増� ��されると、電極は状態(e)となる。再び正電� ��のデューティが増大されると、電極は状態( f)となる(状態(a)に戻る)。もちろん、図7は本� ��明の原理を誇張して図示したものであり、� ��実には視認できるほどの突起の成長/溶解が あるとは限らない。

 ところで上記発明Iにおいては、突起の溶 解と成長が同程度の速さで進行するものとし て基本的な概念を説明した。しかし、実際に は、溶解と成長とを全く同じ速さで進行させ ることは難しく、それらの速さには若干の差 がある。その結果として短時間的にはランプ 電圧をある範囲に維持できるものの、長時間 的には、速さの差の影響が徐々に累積し、ラ ンプ電圧を所定の範囲に維持できない場合が ある。

 発明者らの実験によると、対称矩形波電� ��部分の周波数を高くする、または周期数を� ��やすとハロゲンサイクルのバランスが崩れ� ��溶解の進行が成長の進行を若干上回ること� ��確認された。ここで、長時間的には、突起� ��溶解の進行が成長の進行を上回れば電極間� ��離は増大してランプ電圧が上昇し、成長の� ��行が溶解の進行を上回れば電極間距離は減� ��してランプ電圧が低下することになる。そ� ��て、この傾向はランプ電流波形の非対称性� ��けでなく、選択する点灯周波数・周期、ラ� ��フの進行度などによっても影響を受けるこ� ��が確認されている。

 より具体的には、期間T1、Ts、T2を同じ周� ��数f1で点灯する場合、期間T1及びTsでは期間T 2よりも電極間距離の短縮傾向(長期的な成長� ��向)が若干強いことが確認されている。即ち 、f1が比較的低い周波数(fL)の場合には、期間 T1及びTsでも期間T2でも少しずつ長期的成長が 進むが、その寄与度は期間T1及びTsの方が期� �T2よりも若干大きい。また、f1が比較的高い� ��波数(fH)の場合には、期間T1及びTsでも期間T2 でも少しずつ長期的溶解が進むが、その寄与 度は期間T2の方が期間T1及びTsよりも若干大き い。そして、f1がその中間的な周波数(fM)の場 合、期間T1及びTsではわずかに長期的成長が� �み、期間T2ではわずかに長期的溶解が進むこ とになる。

 発明IIは、上記の傾向を勘案し、ランプ� �ラメータ(ランプ電圧、点灯時間等)を検出し た上でランプ電流波形の正負対称波形の周波 数、または周期数を制御し、選択した点灯周 波数やライフにかかわらず長時間的に電極間 距離を適正に保つものである。

 概略として、検出されたランプパラメータ� ��応じて、(A)期間Tsの周波数を制御し、又は(B )期間T0に含まれる全サイクル数に対する期間 Tsに含まれるサイクル数の割合を制御するも� ��である。
 なお、ここでいう「又は」とは(A)のみを行� ��う場合、(B)のみを行なう場合、及び(A)と(B)� ��両方を同時に行なう場合を意味している。
 また、(B)の態様には、(B1)T0の期間長を固定� ��して、Tsの期間長を変化させる(同時にT1及� �T2の期間長も変化させる)もの、(B2)T0の期間� �を可変として、T1及びT2の期間長を固定してT sの期間長を変化させるもの、及び(B3)T0の期� �長を可変として、Tsの期間長を固定してT1及� ��T2の期間長を変化させるものが含まれる。

 より詳細には、以下の4通りの態様がある。
 (1)f1=fLの場合であって、ランプパラメータ� �電極間距離の所定量以上の減少を示した場� �に、(A)Tsの周波数を比較的高めのf2に上昇さ� ��てTsにおける電極の溶解傾向を強め、電極� �距離を回復させる。
 (2)f1=fHの場合であって、ランプパラメータ� �電極間距離の所定量以上の増加を示した場� �に、(A)Tsの周波数を比較的低めのf0に降下さ� ��てTsにおける電極の成長傾向を強め、電極� �距離を回復させる。
 (3)f1=fMの場合であって、ランプパラメータ� �電極間距離の所定量以上の減少を示した場� �に、(A)Tsの周波数を比較的高めのf2に上昇さ� ��てTsにおける電極の溶解傾向を強め、又は(B )T0に含まれる全サイクル数に対する期間Tsに� ��まれるサイクル数の割合を増加させてT0全� �における電極の溶解傾向を強め、電極間距� �を回復させる。
 (4)f1=fMの場合であって、ランプパラメータ� �電極間距離の所定量以上の増加を示した場� �、(A)Tsの周波数を比較的低めのf0に降下させ� ��Tsにおける電極の成長傾向を強め、又は(B)T0 に含まれる全サイクル数に対する期間Tsに含� ��れるサイクル数の割合を減少させてT0全体� �おける電極の成長傾向を強め、電極間距離� �回復させる。

 以下に示す実施例においては、特に、上記� ��(1)及び(3)の場合を想定して説明する。なぜ� ��ら、上記(1)及び(3)は、一般に使用される50~4 00Hz程度の点灯周波数で想定される状況であ� �、一方、上記(2)の場合はf1として一般に使用 される周波数よりも高い周波数fHをあえて使� ��しない限り起こり難い状況であるとともに� ��上記(2)や(4)の場合のような電極間距離の増� ��は大きな問題ではないからである(ランプ電 流を絞る等すれば電極間距離を回復できる)� �もちろん、上記(2)又は(4)の場合についても� �以下に示す実施例と同様の考え方を適用す� �ことができることは言うまでもない。
 なお、以降の説明において「周期数」と「� ��イクル数」とは同義のものとする。

実施例.
 図9は本発明IIの第1の実施例を示す回路図で ある。図28と異なる点はブリッジ制御回路75� �モード制御回路700が付加された点である。� �ード制御回路700にはランプ電圧検出回路(抵� ��71及び72)のA点が接続され、ランプ電圧が入� ��される。モード制御回路700は検出されるラ� ��プ電圧に基づいて出力パラメータであるデ� ��ーティ比を決定してブリッジ制御回路75に� �力し、そのデューティ比に従ってブリッジ� �路30のスイッチング動作が行われる。

 ここで、モード制御回路はランプ電圧に� ��じて2つの点灯モードを選択できる。一方の 点灯モードは通常モードであり、例えば、図 8(a)のように正/負電流のデューティを期間T1� �はf1を100Hzとし70%:30%を10サイクル(期間T2ではf 3を100Hzとし30%:70%を10サイクル)、期間Tsではf2� ��100Hzとし50%:50%を10サイクルとするものであ� �。他方の点灯モードはVL低下対策モードであ り、例えば、図8(b)のように期間Tsのf2を200Hz� �し50%:50%を20サイクルとするものである。上� �したように、通常点灯モードよりもVL低下対 策モードの方が、対称矩形波電流の周波数が 高く周期数が多い。よって通常点灯モードで は突起の成長傾向が溶解傾向よりも若干強く 、VL低下対策モードでは突起の溶解傾向が成� ��傾向よりも若干強い。

 点灯モードの選択について、まず(当初のラ ンプ電圧がV1以上にあるという前提の下)通常 モードで点灯し、ランプ電圧が下限値V1に達� ��たらVL低下対策モードによる点灯を行なっ� �ランプ電圧を上昇させ、ランプ電圧が上限� �V2(V1<V2)に達したら通常モードによる点灯� �行なってランプ電圧を下降させるような制� �が行われる。
 なお、上記実施例では、期間T0を順に各1個� ��つの期間T1、Ts及びT2で構成したが、期間T0� �の各期間の順序、個数等は適宜選択可能で� �る。

 図10は上述の制御を説明するフローチャー� �である。
 図10において、まず高圧放電灯点灯装置に� �源が投入されると、ステップS200の始動・立� ��上がり制御を経てランプ50の安定点灯が開� �される。この電源が投入されてから安定点� �到達前の数分間の始動・立ち上がり制御で� �一般的な制御を用いればよく、本発明の本� �ではないので説明を省略する。

 ステップS210において、デフォルトの設定で ある通常モードによる点灯が行われる。通常 モードの周波数・周期数はランプによって最 適なものを適用すればよい。
 モード制御回路700はランプ電圧が下限値V1� �なるまでブリッジ制御回路75に最適となるよ うに設定した周波数かつ周期数で出力させる 。ここでは一例としてその値を周波数100Hz、� ��期数10サイクルとした。なお、下限値V1は55V ~65V程度であればよい。

 ステップS220において、ランプ電圧が下限値 V1に達するとステップS230に移行する。
 モード制御回路700は点灯モードをVL低下対� �モードに切替え、ランプ電圧が上限値V2にな るまでブリッジ制御回路75に突起溶解用の周� ��数・周期数で出力させる。ここでは一例と� ��てその値を周波数200Hz、周期数20サイクルと した。定調矩形波電流の周波数100Hz・サイク� ��数10サイクルから周波数200Hz・サイクル数20� ��イクルへと変更したことにより、ランプ電� ��は上昇していく。なお、上限値V2は65V~75V程� ��であればよい。

 ステップS240において、ランプ電圧が上限 値V2に達するとステップS210に戻り、モード制 御回路700は点灯モードを溶解モードから成長 モードに切替える。以降、点灯中はステップ S210からS240までが繰り返される。

 以上のように、対称矩形波電流部分でラ� ��プ電圧を積極的にコントロールすることに� ��って、ランプ電圧を長時間にわたって略一� ��に保つことができ、ランプ電力を確実に確� ��することができる。また、各モード間の切� ��えが周波数または周期数の変更のみである� ��ら、ユーザにはモード切替えは視認されな� ��。また、上記の制御は点灯周波数に影響を� ��け難い(即ち、影響を吸収し易い)構成であ� �ので点灯周波数の設定に自由度が増す。従� �て、他の条件により点灯周波数に制約があ� �場合にも適用が容易である。

 また、本発明においては、ランプ電圧が低� ��傾向にある時(即ち、電極間距離が短縮傾向 にある時)でも、その電圧低下速度(即ち、電� ��間距離短縮速度)は、両電極が同時に成長す るような従来例における電圧低下速度(電極� �距離短縮速度)よりも格段に遅い。即ち、突� ��の成長速度をG、溶解速度をMとした場合、� �極間距離短縮速度が従来例では2×Gであるの� ��対し、本発明では(G-M)となる。従って、(G-M) <<2Gであるから、本発明においては、電� �間距離の挙動をコントロールするのが従来� �に比べて大幅に容易となる。
これにより、ランプ電圧検出のサンプリング 期間を長くして検出精度を上げることができ るとともに、装置の制御に対する突起状態の 挙動の追従が高くなるので電極間距離短縮の オーバーシュート的な状態は起こらない。そ の結果として、突起の過度の成長による弊害 を適切かつ確実に防止することができる。

設計例.
 実験の結果、以下のような高圧放電灯点灯� ��置を設計すると好適に突起の成長及び溶解� ��コントロールできることが分かった。なお� ��使用ランプの定格電力は200Wである。
 通常モードの対称矩形波電流部分(Ts)の周波 数を100Hz・サイクル数を5サイクル、VL低下対� ��モードの対称矩形波電流部分(Ts)の周波数を 200Hz・サイクル数を20サイクルとした。そし� �、通常モードにおける下限値V1、VL低下対策� ��ードにおける上限値V2をそれぞれ62V、68Vと� �た。
 なお、上記は設計の概要を明確にするため� ��代表的な好適な設計例を示したものであり� ��本発明は上記の数値に限定されるものでは� ��い。使用するランプによって適切な数値を� ��定すればよい。

 また、ランプパラメータとしてランプ電� ��を検出する例を示したが、ランプパラメー� ��を点灯時間としてもよく、適当なインター� ��ルで通常モードとVL低下対策モードとを切� �えるようにしてもよい。なお、この場合の� �出回路はタイマとなる(図示せず)。この例は 、突起の成長と溶解の挙動がある程度予測で きるようなランプ(例えば実験によりそれが� �証されたランプ)に対して有効な手法である� ��そして、ランプ出力の検出を伴わないので� ��動作の可能性がないという利点がある。

 また、ランプパラメータはランプ電力や� ��ンプ電流であってもよい。具体的には、通� ��モードで点灯した後、定ランプ電流制御時� ��ランプ電力が所定値以下になったことを検� ��してVL低下対策モードに移行するようにし� �もよいし、定ランプ電力制御時にランプ電� �が所定値以上になったことを検出してVL低下 対策モードに移行してもよい。もっとも、こ れらの場合は間接的にランプ電圧を検出して いることになる。

<<発明III.ランプパラメータに基づくラン プ電流波形の制御>>
 発明IIでも述べたように、発明Iにおいては� ��突起の溶解と成長が同程度の速さで進行す� ��ものとして本発明の基本的な概念を説明し� ��。しかし、実際には、溶解と成長とを全く� ��じ速さで進行させることは難しく、それら� ��速さには若干の差がある。その結果として� ��時間的にはランプ電圧をある範囲に維持で� ��るものの、長時間的には、速さの差の影響� ��徐々に累積し、ランプ電圧を所定の範囲に� ��持できない場合がある。

 発明IIでも述べたように、発明者らの実� �によると、ランプ電流波形の正負の非対称� �を増加させると(例えば正負のデューティ差� ��大きくすると)溶解の進行が成長の進行を若 干上回り、非対称性を低下させると(例えば� �負のデューティ差を小さくすると)成長の進� ��が溶解の進行を若干上回る傾向にあること� ��確認された。ここで、長時間的には、突起� ��溶解の進行が成長の進行を上回れば電極間� ��離は増大してランプ電圧が上昇し、成長の� ��行が溶解の進行を上回れば電極間距離は減� ��してランプ電圧が低下することになる。そ� ��て、この傾向はランプ電流波形の非対称性� ��けでなく、選択する点灯周波数やライフの� ��行度によっても影響を受けることが確認さ� ��ている。 

 発明IIIは、上記の傾向を勘案し、ランプパ� ��メータ(ランプ電圧、点灯時間等)を検出し� �上でランプ電流波形の非対称性の度合いを� �御し、選択した点灯周波数やライフにかか� �らず長時間的に電極間距離を適正に保つも� �である。
 具体的には、期間T1での正負電流の電流時� �積の差をδIt1とし、期間T2での正負電流の電� ��時間積の差をδIt2とした場合、検出された� �ンプパラメータに応じてδIt1、δIt2の少なく� ��も一方を制御するものである。

実施例.
 本発明IIIの実施例を示す回路図は前述した� ��9と同じである。即ち、図28と異なる点はブ� ��ッジ制御回路75にモード制御回路700が付加� �れた点である。モード制御回路700にはラン� �電圧検出回路(抵抗71及び72)のA点が接続され� ��ランプ電圧が入力される。モード制御回路7 00は検出されるランプ電圧に基づいて出力パ� ��メータであるデューティ比を決定してブリ� ��ジ制御回路75に入力し、そのデューティ比� �従ってブリッジ回路30のスイッチング動作が 行われる。

 ここで、モード制御回路はランプ電圧に� ��じて2つの点灯モードを選択できる。一方の 点灯モードは通常モードであり、例えば、図 11のように正/負電流のデューティを期間T1で� ��60%:40%(期間T2では40%:60%)とするものである。� ��方の点灯モードはVL低下対策モードであり� �例えば、図12のように正/負電流のデューテ� �を期間T1では80%:20%(期間T2では20%:80%)とするも のである。上述したように、通常点灯モード の非対称性よりもVL低下対策モードの非対称� ��が大きく、通常点灯モードでは突起の成長� ��向が溶解傾向よりも若干強く、VL低下対策� �ードでは突起の溶解傾向が成長傾向よりも� �干強い。

 点灯モードの選択について、まず(当初の ランプ電圧がV1以上にあるという前提の下)通 常モードで点灯し、ランプ電圧が下限値V1に� ��したらVL低下対策モードによる点灯を行な� �てランプ電圧を上昇させ、ランプ電圧が上� �値V2(V1<V2)に達したら通常モードによる点� �を行なってランプ電圧を下降させるような� �御が行われる。

 図13は上述の制御を説明するフローチャー� �であり、図14は図13のフローチャートに対応� ��たタイミングチャートである。
 図13において、まず高圧放電灯点灯装置に� �源が投入されると、ステップS200の始動・立� ��上がり制御を経てランプ50の安定点灯が開� �される(図14のt ₀ に対応)。この電源が投入されてから安定点� �到達前の数分間の始動・立ち上がり制御で� �一般的な制御を用いればよく、本発明の本� �ではないので説明を省略する。

 ステップS210において、デフォルトの設定で ある通常モードによる点灯が行われる。通常 モードのデューティ比はランプによって最適 なものを適用すればよい。
 モード制御回路700はランプ電圧が下限値V1� �なるまでブリッジ制御回路75に最適となるよ うに設定したデューティ比Dsを出力させる。� ��こでは一例としてその値をデューティ比60%: 40%とした。なお、下限値V1は55V~60V程度であれ ばよい。

 ステップS220において、ランプ電圧が下限値 V1に達するとステップS230に移行する。
 モード制御回路700は点灯モードをVL低下対� �モードに切替え、ランプ電圧が上限値V2にな るまでブリッジ制御回路75に突起溶解用のデ� ��ーティDmを出力させる(図14のt ₁ に対応)。ここでは一例としてその値をデュ� �ティ比80%:20%とした。デューティ比を60%:40%(Ds )から80%:20%(Dm)へと、正/負電流のデューティ� �がより偏った変調矩形波電流に変更したこ� �により、ランプ電圧は上昇していく。なお� �上限値V2は65V~75V程度であればよい。

 ステップS240において、ランプ電圧が上限値 V2に達するとステップS210に戻り、モード制御 回路700は点灯モードを溶解モードから成長モ ードに切替える(図14のt ₂ に対応)。以降、点灯中はステップS210からS240 までが繰り返される。

 以上のように、変調矩形波電流でランプ� ��圧を積極的にコントロールすることによっ� ��、ランプ電圧を長時間にわたって略一定に� ��つことができ、ランプ電力を確実に確保す� ��ことができる。また、各モード間の切替え� ��デューティの変更のみであるから、ユーザ� ��はモード切替えは視認されない。また、上� ��の制御は点灯周波数に影響を受け難い(即ち 、影響を吸収し易い)構成であるので点灯周� �数の設定に自由度が増す。従って、他の条� �により点灯周波数に制約がある場合にも適� �が容易である。

 また、本発明においては、ランプ電圧が低� ��傾向にある時(即ち、電極間距離が短縮傾向 にある時)でも、その電圧低下速度(即ち、電� ��間距離短縮速度)は、両電極が同時に成長す るような従来例における電圧低下速度(電極� �距離短縮速度)よりも格段に遅い。即ち、突� ��の成長速度をG、溶解速度をMとした場合、� �発明では電極間距離短縮速度が(G-M)であるの に対し、従来例では2×Gとなる。従って、(G-M) <<2Gであるから、本発明においては、電� �間距離の挙動をコントロールするのが従来� �に比べて大幅に容易となる。
 これにより、ランプ電圧検出のサンプリン� ��期間を長くして検出精度を上げることがで� ��るとともに、装置の制御に対する突起状態� ��挙動の追従が高くなるので電極間距離短縮� ��オーバーシュート的な状態は起こらない。� ��の結果として、突起の過度の成長による弊� ��を適切かつ確実に防止することができる。

設計例.
 実験の結果、以下のような高圧放電灯点灯� ��置を設計すると好適に突起の成長及び溶解� ��コントロールできることが分かった。なお� ��使用ランプの定格電力は200Wである。
 通常モードのデューティ比Dsを60%:40%、VL低� �対策モードのデューティ比Dmを80%:20%とした� �そして、通常モードにおける下限値V1、VL低� ��対策モードにおける上限値V2をそれぞれ57V� �70Vとした。
 なお、上記は設計の概要を明確にするため� ��代表的な好適な設計例を示したものであり� ��本発明は上記の数値に限定されるものでは� ��い。使用するランプによって適切な数値を� ��定すればよい。

変形例.
 上記実施例では、期間T1及びT2についてδIt1� ��びδIt2を制御する構成としたが、期間T1のみ 又はT2のみについてそれぞれδIt1のみ及びδIt2 のみを制御する構成としてもよい。なお、両 電極構造、発光管の構造、光源装置の構造又 はそれらの配置の非対称性に応じて、特に両 電極間の温度差に応じて、期間T1の電流波形� ��体と期間T2の電流波形全体とが互いに正負� �対称となっているもの(例えば、通常モード� ��おける正負のデューティ比が期間T1で55:45、 期間T2で35:65等)にも本発明を適用できる。

 また、各モードでの変調矩形波電流は図1、 3、4及び5の波形を適宜組み合せた複合的なも のであってもよい。
 なお、図3においては、期間T1及びT2につい� �上記実施例と同様の制御を行えばよい。ま� �、期間T1、T2のデューティ比を変化させずに� ��期間Ts(デューティ50%の期間)が全体に占める 割合を制御してもよい。即ち、VL低下対策モ� ��ドにおける期間T3の割合を通常モードにお� �る割合よりも小さくして、VL低下対策モード における非対称性を通常モードにおける非対 称性よりも増すようにすればよい。

 図4においては、例えば、VL低下対策モード� ��おける最大デューティを通常モードにおけ� ��最大デューティよりも大きくすればよい。
 また、図5においては、VL低下対策モードに� ��けるランプ電流上限値を通常モードにおけ� ��ランプ電流上限値よりも大きくすればよい( 言い換えると、VL低下対策モードにおけるラ� ��プ電流下限値を通常モードにおけるランプ� ��流下限値よりも小さくすればよい)。但し、 VL低下対策モードにおけるランプ電流値下限� ��として放電維持に影響しない程度の電流値� ��確保する必要がある。

 また、ランプパラメータとしてランプ電� ��を検出する例を示したが、ランプパラメー� ��を点灯時間としてもよく、適当なインター� ��ルで通常モードとVL低下対策モードとを切� �えるようにしてもよい。なお、この場合の� �出回路はタイマとなる(図示せず)。この例は 、突起の成長と溶解の挙動がある程度予測で きるようなランプ(例えば実験によりそれが� �証されたランプ)に対して有効な手法である� ��そして、ランプ出力の検出を伴わないので� ��動作の可能性がないという利点がある。

 なお、上記実施例は本発明の最も好適な例� ��して示したものであるが、それに関連して� ��下を注記しておく。
 (1)直流出力手段として示した降圧チョッパ� ��路20は他の周知の回路方式(例えば、フライ� ��ック型等)であってもよい。同様に、交流変 換手段として示したフルブリッジ回路30も他� ��周知の回路方式(例えば、プッシュプル型等 )であってもよい。
 (2)上記各実施例における変調矩形波電流は� ��1、3、4及び5の波形を適宜組み合せた複合的 なものであってもよい。即ち、正電流の実効 値と負電流の電流時間積を周期的に偏らせた 変調波形として、その非対称性(偏り)を制御� ��きればよい。
 (3)上記変調矩形波電流の非対称性(偏り)を� �流時間積の差によって規定したが、電流二� �時間積の差で規定してもよい。

<<発明IV.立ち上り時の制御>>
 ところで、安定点灯時についてのみを考慮� ��るのであれば発明I~IIIの設計で十分である� �しかし、課題としても述べたように、立ち� �り期間における制御を別途設けることが望� �しい。発明者らの実験によると、上記の安� �点灯時の電流波形を立ち上り期間において� �印加すると、両電極の突起が溶解してしま� �ことが分かっている。
 立ち上り期間に突起が溶解してしまっても� ��長時間点灯させるのであれば安定点灯中に� ��び突起が成長する場合もあるが、ユーザに� ��っては短時間でON/OFFを繰り返す場合もあり� ��これにより立ち上り期間が点灯時間全体に� ��める割合が増え、突起が消耗し、ランプが� ��寿命になってしまうことが予想される。そ� ��対策として、以下の実施例では、立ち上り� ��間は突起の消耗度の小さいランプ電流波形� ��印加するものである。

実施例1.
 図15は発明IVの実施例を示す回路図である。 図28と異なるのは、検出手段15及び切換手段16 をさらに備えた点である。なお、説明の便宜 上、これらの手段を個別のものとして記載し ているが、これらの手段は通常のPWM制御回路 74等に組み込まれているようなものである。
 検出手段15はランプの点灯に関するランプ� �ラメータを検出する手段である。ランプパ� �メータとは、ランプ点灯開始からの経過時� �、ランプ電圧値、ランプ電圧の時間に対す� �微分値、ランプ電力等のうちの少なくとも1� ��を含むものである。なお、それぞれの具体� ��検出方法は後述するように周知のものを用� ��ればよい。
 切換手段16は検出手段15からの入力に応じて ブリッジ制御回路75の動作状態、即ち、高圧� ��電灯点灯装置からランプ50への出力状態を� �1の出力状態から第2の出力状態切換えるため の手段である。即ち概略として、図16に示す� ��うに、立ち上り期間は第1の出力状態を維持 し、安定点灯時には第2の出力状態とするも� �である。

 ここで、立ち上り期間では突起の消耗度の� ��さいランプ電流波形を印加する必要がある� ��め、第1の出力状態においては、第2の出力� �態よりも正負ランプ電流の非対称性を弱め� �ばよい(即ち、偏りの程度を小さくすればよ� ��)。
 具体的には、例えば、発明Iの実施例1~3との 関連においては、第1の出力状態のランプ電� �の正負間のデューティ差が、第2の出力状態� ��ランプ電流の正負間のデューティ差よりも� ��さくなるようにすればよい。
 また、発明Iの実施例4との関連においては� �第1の出力状態のランプ電流の正負間の電流� ��高値の差が、第2の出力状態のランプ電流の 正負間の電流波高値の差よりも小さくなるよ うにすればよい。

 さらに、発明IIとの関連において、第1の� ��力状態における期間T0に含まれるサイクル� �に対する対称電流期間Tsのサイクル数の割合 が、第2の出力状態における期間T0に含まれる サイクル数に対する対称電流期間Tsに含まれ� ��サイクル数の割合よりも大きくなるように� ��ればよい。

 第1の出力状態において、ランプ電流をデュ ーティ50%の正負対称波形としてもよい(正負� �デューティ差=0)。
 また、突起の消耗が激しくないランプであ� ��ば、第1の出力状態においても非対称性を弱 めつつも(偏りを小さくしつつも)非対称とし� ��もよい。例えば、第1の出力状態においては 、正/負ランプ電流のデューティを60/40%の波� �(正負のデューティ差=60-40=20)とし、第2の出� �状態においては、正/負ランプ電流のデュー� ��ィを70/30%の波形(正負のデューティ差=70-30=40 )等としてもよい。

 そして、発明者らの実験によると、第1の出 力状態における正負のデューティを50%として 、その出力周波数(点灯周波数)を50Hz~1kHzから� ��択した周波数とすることにより、立ち上り� ��間における突起の溶解を防止できることが� ��認された。
 従って、第1の出力状態と第2の出力状態と� �デューティ比だけでなく点灯周波数も切換� �るようにしてもよい。

 検出手段15と切換手段16による切換動作は以 下の通りである。
 例えば、ランプパラメータを点灯開始から� ��経過時間とする場合、検出手段15はタイマ� �あればよい。そして、切換手段16は、経過時 間が所定値t1に達するまではブリッジ回路30� �出力を第1の出力状態に維持し、所定値t1に� �した後は第1の出力状態から第2の出力状態に 切換えればよい。なお、t1はランプの種類に� ��よるが、1分~20分程度とすればよい。

 また、ランプパラメータをランプ電圧値と� ��る場合は、検出手段15は降圧チョッパ回路20 の出力端に接続された分圧回路であればよい (抵抗71及び72を用いればよい)。そして、切換 手段16は、ランプ電圧が所定値V1に達するま� �はブリッジ回路30の出力を第1の出力状態に� �持し、所定値V1に達した後は第1の出力状態� �ら第2の出力状態に切換えるようにすればよ� ��。
 また、ランプパラメータをランプ電圧の時� ��に対する微分値とする場合は、検出手段15� �上記の分圧回路に加えて微分値を検出する� �段を備えればよい。そして、切換手段16は、 ランプ電圧微分値が所定値dV1/dtに下がるまで はブリッジ回路30の出力を第1の出力状態に維 持し、所定値dV1/dtまで低減された後は第1の� �力状態から第2の出力状態に切換えるように� ��ればよい。
 またさらに、経過時間、ランプ電圧値、ラ� ��プ電圧微分値による検出を併用して、それ� ��による検出結果の論理和又は論理積をとる� ��うにしてもよい。

 また、立ち上り期間(低ランプ電圧期間)の� �めの定電流制御から安定点灯時のための定� �力制御への切換えと、第1の出力状態から第2 の出力状態への切換えを同時に行なってもよ い。これによりPWM制御回路74等における制御� ��の構成を簡素化できる。
 なお、第2の出力状態において実施例4の制� �を用いる場合、切換手段16はPWM制御回路74に� ��又はブリッジ制御回路75及びPWM制御回路74に 接続されるべきである。本発明はこのような 各種制御の組み合わせ及び各手段/回路の接� �を限定するものではない。

 上記の構成により、ランプ点灯開始から� ��灯まで使用期間全体にわたって電極の突起� ��適切な状態に制御しながら点灯することが� ��き、フリッカの防止及び適切なランプ電圧� ��維持を達成できる。

 図6Aは実施例1に対応する本発明の点灯方法� ��示すフローチャートである。同フローチャ� ��トはランプ放電開始の始動動作を経て安定� ��灯状態に達した後の動作を示すものである� ��
 ステップS100において、安定点灯の初期動作 が行われ、このステップの終了時に電極先端 の状態は図2の(d)の状態にあるものとする。
 ステップS110において、電極Aの突起を溶解� �せるとともに電極Bの突起を成長させるため� ��非対称矩形波電流が供給される(期間T1)。具 体的には、正電流>負電流となるように電� �波形が形成される。
 ステップS120において、電極Aの突起を成長� �せるとともに電極Bの突起を溶解させるため� ��非対称矩形波電流が供給される(期間T2)。具 体的には、正電流<負電流となるように電� �波形が形成される。
 なお、ここでいう非対称矩形波電流は図1、 図3及び図5の電流波形のいずれかに相当する� ��図4の電流波形については、正電流が負電流 よりも大きい期間がステップS110に相当し、� �電流が負電流よりも小さい期間がステップS1 20に相当する。

 そして、ステップS110とS120が周期T0で繰り 返される。ここで、1回のループにおける正� �流の積分値の合計と負電流の積分値の合計� �が等しくなるようにする。

 また、図6Bに示すように、図3の電流波形� ��対応して、ステップS110及びステップS120の� �に、対称の(即ち、正電流=負電流の)矩形波� �流を供給するステップS115及びS125をそれぞれ 挿入してもよい(期間T3)。そして、ステップS1 10とS120が周期T0で繰り返される。ここでも、� ��ープ1週における正電流の積分値の合計と負 電流の積分値の合計が等しくなるようにする 。

 上記より、一対の電極の突起を交互かつ� ��時に成長/溶解するようにしたので、フリッ カを防止しつつも、突起の過度の成長による 照度不足等の問題を解消できる。

 図17は実施例5に対応する点灯方法を示すフ� ��ーチャートである。言い換えると、同フロ� ��チャートは図6A又は16BのステップS100に含ま� ��得る部分である。
 点灯が開始されると、ステップS102で立ち上 り期間のための第1の出力状態が維持される� �例えば、正/負のデューティが50%/50%であり、 周波数50Hz~1kHzの正負対称波形のランプ電流が 印加される。
 ステップS104において、上述したようなラン プパラメータの検出及び判断が行われる。ス テップS104でYesの場合、即ちランプパラメー� �が所定の条件を満たした場合、ステップS106� ��進む。Noの場合はステップS102に戻り第1の出 力状態を維持する。
 ステップS106で第1の出力状態から第2の出力� ��態に切換えられる。第2の出力状態において は、実施例1~4に示したような電流波形をラン プに印加すればよい。

 上記より、立ち上り期間及び安定点灯時� ��れぞれに適した点灯方法を適用したので、� ��リッカを防止しつつも、ランプ点灯開始か� ��消灯までの全使用期間について、突起の過� ��の成長による照度不足等の問題を解消でき� ��。

 なお、上記実施例は本発明の最も好適な例� ��して示したものであるが、それに関連して� ��下を注記しておく。
 (1)直流出力手段として示した降圧チョッパ� ��路20は他の周知の回路方式(例えば、フライ� ��ック型等)であってもよい。同様に、交流変 換手段として示したフルブリッジ回路30も他� ��周知の回路方式(例えば、プッシュプル型等 )であってもよい。
 (2)上記各実施例における非対称矩形波電流� ��図1、3、4及び5の波形を適宜組み合せた複合 的なものであってもよい。

<<発明V.リフレクタ使用時の制御>>
 発明I~IVにおいて、通常の矩形波で点灯した 場合に(即ち、両電極に同じ電子的作用を与� �た場合に)両電極の温度が等しくなるという� ��定の下でその作用効果を説明してきた。
 発明Vとして、実際にランプがリフレクタに 取り付けられ、あるいはさらにランプに副反 射鏡が取り付けられ、同じ電子的作用を及ぼ したとしても電極A、B間に温度差が生じるよ� ��な場合について説明する。以下の説明にお� ��ては、電極Aがリフレクタのネック側に、電 極Bが開口側に装着され、副反射鏡はないも� �とする(副反射鏡がある場合については段落0 131において述べる)。
 ここで、仮に正負対称波形を印加した場合( 同じ電子的作用を及ぼした場合)、電極Aの平� ��温度が電極Bの平均温度に比べて高くなる。 また、発明Iのように、周期T0において、正電 流と負電流の総量(電流時間積の合計)が等し� ��なるような場合も同様に、電極Aの平均温度 が電極Bの平均温度に比べて高くなり、電極A� ��突起は電極Bの突起よりも溶解し易く、その 結果として電極Aは電極Bよりも消耗が大きく� ��る。

 従って、以下の実施例においては、上記発� ��Iの基本的原理を取り入れつつも、周期T0に� ��いて正電流の電流時間積の合計が負電流の� ��流時間積の合計よりも小さくなるようにし� ��電極Aの突起溶解を緩和し、それにより電極 本体の消耗を抑制し、ランプの長寿命化を図 るものである。
 発明Vの実施例の回路構成は発明Iのものと� �様であるが、期間T1及びT2の相対的な関係が� ��なる。

実施例1.
 図18は発明Vの第1の実施例を示す電流波形図 である。なお、以降の説明において、期間T1� ��正電流/負電流のデューティ比をそれぞれD1 ⁺ /D1 ^- 、期間T2の正電流/負電流のデューティ比をそ れぞれD2 ⁺ /D2 ^- とする。
 本実施例においては、図1Aの参考例と同様� �、変調周期T0が期間T1及び期間T2を含み、期� �T1と期間T2を通じて点灯周波数はf1で一定で� �るが、1サイクル内のデューティ比が期間T1� �期間T2では異なっている。即ち、期間T1ではD 1 ⁺ >D1 ^- であり、期間T2ではD2 ⁺ <D2 ^- である。なお、デューティ比はブリッジ制御 回路75によって制御され、点灯周波数f1は50Hz~ 1kHz、好ましくは50Hz~400Hzである。

 本実施例が発明Iの図1Aと相違する点は以下� ��通りである。
 期間T1と期間T2とでは正負電流間のデューテ ィ差が異なり、期間T1におけるデューティ差( D1 ⁺ -D1 ^- )が期間T2のデューティ差(D2 ^- -D2 ⁺ )よりも小さい。例えば、期間T1においてデュ ーティD1 ⁺ 、D1 ^- をそれぞれ60%、40%(デューティ差20%)として、� ��間T2におけるデューティD2 ⁺ 、D2 ^- をそれぞれ20%、80%(デューティ差60%)等とすれ� ��よい。
 その結果として、期間T0において正電流の� �均デューティが負電流の平均デューティよ� �も小さくなり、従って正電流の電流時間積� �合計が負電流の電流時間積の合計よりも小� �くなる。
 以上のように、本実施例によると、ネック� ��電極Aの突起の溶解及び電極本体の消耗が抑 制され、ランプ寿命が改善される。

実施例2.
 図19は発明Vの第2の実施例を示す電流波形図 である。
 本実施例においては、実施例1と同様に、変 調周期T0が期間T1及び期間T2を含み、期間T1と� ��間T2を通じて点灯周波数はf1で一定であり、 期間T1ではD1 ⁺ >D1 ^- であり、期間T2ではD2 ⁺ <D2 ^- である。なお、デューティ比はブリッジ制御 回路75によって制御され、点灯周波数f1は50Hz~ 1kHz、好ましくは50Hz~400Hzである。

 同実施例が実施例1と相違する点は、各デュ ーティについて、D1 ⁺ =D2 ^- 、D1 ^- =D2 ⁺ であり、期間T1と期間T2とでは正負電流間の� �ューティ差は等しいが、期間T1の長さが期間 T2よりも短い点である。
 その結果として、期間T0において正電流の� �均デューティが負電流の平均デューティよ� �も小さくなり、従って正電流の電流時間積� �合計が負電流の電流時間積の合計よりも小� �くなる。
 なお、得られる効果は実施例1と同様である 。

実施例3. 
 図20Aは発明Vの第3の実施例を示す電流波形� �である。
 なお、以降の説明において、期間T1の正電� �/負電流の電流幅をそれぞれd1 ⁺ /d1 ^- 、期間T2の正電流/負電流の電流幅をそれぞれ d2 ⁺ /d2 ^- とする。
 本実施例では、各電流幅について、d1 ⁺ <d2 ^- 、d1 ^- =d2 ⁺ であり、期間T1と期間T2とでは点灯周波数は� �なるが期間長が等しい。但し、各デューテ� �については、実施例1又は2と同様に、D1 ⁺ >D1 ^- 、かつ、D2 ⁺ <D2 ^- である。
 その結果として、期間T0において、正電流� �電流時間積の合計が負電流の電流時間積の� �計よりも小さくなる。

 図20Bは発明Vの第3の実施例の変形例である� �
 ここでも各電流幅について、d1 ⁺ <d2 ^- 、d1 ^- =d2 ⁺ であり、期間T1と期間T2とでは点灯周波数は� �なるが各期間に含まれる波形のサイクル数� �等しい。
 その結果として、期間T0において、正電流� �電流時間積の合計が負電流の電流時間積の� �計よりも小さくなる。
 なお、実施例3(図20A及び20B)によって得られ� ��効果は実施例1と同様である。
 また、期間T1及びT2において、それぞれ適正 な周波数(例えば、50Hz~1kHz、より好ましくは50 Hz~400Hz)とすることが必要である。

実施例4.
 図21は発明Vの第4の実施例を示す電流波形図 である。
 本実施例は、図5(a)と同様に、ブリッジ制御 回路75によってランプ電流波形がデューティ� ��50%一定で制御される一方、PWM制御回路74に� �ってランプ電流の波高値が増加/減少させら� ��ている。なお、ブリッジ制御回路75におい� �デューティ制御を行う必要がないのでブリ� �ジドライバICに安価なものを使用することが できるが、降圧チョッパ回路20の電流容量を� ��きくする必要がある。
 また、参考例と同様に、その光出力の変化� ��視認されないように、点灯周波数を比較的� ��くする必要がある(例えば100Hz以上、より好� ��しくは200Hz以上)。

 本実施例が図5(a)と相違する点は以下の通り である。
 期間T1と期間T2とでは正負電流間の波高値の 差が異なり、期間T1の波高値の差が期間T2の� �高値の差よりも小さい。図21の破線で示した ように、期間T1の平均電流値の絶対値は期間T 2の平均電流値の絶対値よりも小さい。
 その結果として期間T0において、正電流の� �流時間積の合計が負電流の電流時間積の合� �よりも小さくなる。

実施例5.
 図22は発明Vの第5の実施例を示す電流波形図 である。
 本実施例も実施例4と同様に、ブリッジ制御 回路75によってランプ電流波形がデューティ� ��50%一定で制御される一方、PWM制御回路74に� �ってランプ電流の波高値が増加/減少させら� ��ている。
 本実施例は、期間T1と期間T2とでは正負電流 間の波高値の差は等しいが、期間T1の長さが� ��間T2よりも短い点で図5(a)の参考例と異なる� ��
 その結果として期間T0において、正電流の� �流時間積の合計が負電流の電流時間積の合� �よりも小さくなる。

実施例6.
 図23A~23Dは発明Vの第6の実施例を示す電流波� ��図である。
 実施例6においては、図3と同様に、電流時� �積を偏らせない電流、即ち正負対称電流の� �間Tsを挿入している。
 図23Aは実施例1(図18)、実施例3(図20A)及び実� �例4(図21)に対応するものである。即ち、図23A は、図18、図20A又は図21における期間T1と期間 T2の間に期間Tsを挿入したものである。
 図23Bは実施例2(図19)、実施例3(図20B)及び実� �例5(図22)に対応するものである。即ち、図23B は、図19、図20B又は図22における期間T1と期間 T2の間に期間Tsを挿入したものである。なお� �期間Tsの技術的意義や決定方法等は図3に関� �して説明した参考例と同様である。

 図23Cは基本的には実施例1(図18)、実施例3(図 20A)及び実施例4(図21)に対応するものである。 図23Cは、期間T0当たりの期間T1、T2及びTsの挿� ��回数について、期間T1の挿入回数が期間T2の 挿入回数よりも少なくしたものである。
 また、図23Dは基本的には実施例2(図19)、実� �例3(図20B)及び実施例5(図22)に対応するもので ある。図23Dは、期間T0当たりの期間T1、T2及び Tsの合計期間長について、期間T1の合計期間� �が期間T2の合計期間長よりも短くしたもので ある。
 なお、T1、T2及びTsの並び順は規則的なもの� ��あってもよいし、ランダムなものであって� ��よい。

 図23A~23Dいずれの場合も、その結果として 期間T0において正電流の電流時間積の合計が� ��電流の電流時間積の合計よりも小さくなる� ��

実施例7.
 またさらに、図18~図23のいずれかの波形に� �いて、期間毎の波形変化を連続的なものと� �てもよい。例えば、図4に示した波形のよう� ��デューティの変化を連続的にして、期間T0� �おいて正電流の電流時間積の合計が負電流� �電流時間積の合計よりも小さくなるように� �てもよい。

 以上の実施例1~7によって、フリッカの効� ��的な防止に加えて、ネック側電極の消耗を� ��制することができるので、参考例で得られ� ��効果に加えてランプの長寿命化を図ること� ��できる。

 図24Aは発明Vの点灯方法を示すフローチャー トである。同フローチャートはランプ放電開 始の始動動作を経て安定点灯状態に達した後 の動作を示すものである。
 ステップS100において、安定点灯の初期動作 が行われ、このステップの終了時に電極先端 の状態は図2の(d)の状態にあるものとする。
 ステップS110において、電極Aの突起を溶解� �せるとともに電極Bの突起を成長させるため� ��変調矩形波電流が供給される(期間T1)。具体 的には、正電流の電流時間積(It ⁺ )>負電流の電流時間積(It ^- )となるように電流波形が形成される。
 ステップS120において、電極Aの突起を成長� �せるとともに電極Bの突起を溶解させるため� ��変調矩形波電流が供給される(期間T2)。具体 的には、正電流の電流時間積(It ⁺ )<負電流の電流時間積(It ^- )となるように電流波形が形成される。
 なお、ここでいう変調矩形波電流は図18~図2 2に対応する電流波形のいずれかに相当する� �

 そして、ステップS110からS120までが周期T0で 繰り返される。ここで、1回のループにおけ� �正電流の電流時間積の合計(σIt ⁺ )が負電流の電流時間積の合計(σIt ^- )よりも小さくなるようにする。

 また、図24Bに示すように、図23A~23Dの電流波 形に対応して、ステップS110及びステップS120� ��後に、対称の(即ち、正負対称の)矩形波電� �を供給するステップS115及びS125をそれぞれ挿 入してもよい(期間T3)。そして、ステップS110� ��らS120までが周期T0で繰り返される。ここで� ��、1回のループにおける正電流の電流時間積 の合計(σIt ⁺ )が負電流の電流時間積の合計(σIt ^- )よりも小さくなるようにする。

 上記より、温度条件の異なる一対の電極� ��突起を、その温度条件に対応して交互かつ� ��時に成長/溶解するようにしたので、フリッ カを防止しつつもランプの長寿命化を図るこ ともできる。

 なお、図25のようにランプに副反射鏡64が 取り付けられている場合は、正負対称波形を 印加したとすると副反射鏡側電極が高温とな る。従って、副反射鏡付きの場合は、上記説 明において、「正電流」及び「+」の符号を� �れぞれ「負電流」及び「-」の符号に、「負� ��流」及び「-」の符号をそれぞれ「正電流」 及び「+」の符号に読み替えるものとする(即� ��、図25に示すように、電極Bから電極Aへ向か う電流を正電流とし、その逆を負電流として 図18~23を参照するものとする)。

 また、本明細書においては、電極間の温度� ��の要因として、リフレクタによるもの、副� ��射鏡によるもの及びランプ冷却手段による� ��のを挙げたが、それ以外でも、両電極構造� ��差によるもの、ランプ設置の向きによるも� ��など他の要因による温度差に対しても本発� ��は適用可能である。
 即ち、正負対称電流を印加したなら高温と� ��る側の電極から他方の電極に向かう電流を� ��電流とし、その逆を負電流として各実施例� ��実施するものとする。

 なお、上記実施例は本発明の最も好適な例� ��して示したものであるが、それに関連して� ��下を注記しておく。
 (1)直流出力手段として示した降圧チョッパ� ��路20は他の周知の回路方式(例えば、フライ� ��ック型等)であってもよい。同様に、交流変 換手段として示したフルブリッジ回路30も他� ��周知の回路方式(例えば、プッシュプル型等 )であってもよい。
 (2)上記各実施例における変調矩形波電流は� ��18~23の波形を適宜組み合せた複合的なもの� �あってもよい。即ち、正電流の電流時間積� �負電流の電流時間積を周期的に偏らせた変� �波形としつつも、変調1周期における正電流� ��電流時間積の合計を負電流の電流時間積の� ��計よりも小さくすればよい。
 (3)上記各実施例において、波形を電流時間� ��によって規定したが、電流二乗時間積によ� ��て規定しても同様の作用効果が得られる。

 上記各発明の実施例では、従来の種々の問� ��を解消する高圧放電灯点灯装置を示したが� ��それを用いたアプリケーションとしてのプ� ��ジェクタを図26に示す。図26において、61は� ��記で説明した実施例の高圧放電灯点灯装置� ��62は高圧放電灯50が取り付けられるリフレク タ、63は高圧放電灯点灯装置61、高圧放電灯50 及びリフレクタ62を内蔵する筐体である。な� ��、図は実施例を模擬的に図示したものであ� ��、寸法、配置などは図面通りではない。そ� ��て、図示されない映像系の部材等を筐体63� �に適宜配置してプロジェクタが構成される� �
 これにより、フリッカ回避はもちろんのこ� ��、照度不足の回避、長期的な信頼性の確保� ��を達成する信頼性の高いプロジェクタを得� ��ことができる。