DE1789116A1 - Vorrichtung zum Anregen einer Leuchtstoffplatte od.dgl. mit einer Ultraviolettlichtquelle - Google Patents

Description

Canon 4MHBK K.K.
Tokio, Japan

Vorrichtung zum Anregen einer Leuchtstoffplatte od. dgl. mit einer Ultraviolettlichtquelle

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anregen einer Leuchtstoffplatte od. dgl. mit einer Ultraviolettlichtquelle und einer Zündschaltung hierfür, welche eine ihre Spannung an jeweils eine Anschlußklemme jedes Entladungsfadens anlegende Wechselstromquelle und eine Vorwärmfadenschaltung aufweist, die die anderen Anschlußklemmen der Entladungsfäden über einen normalerweise geschlossenen und nur beim Zünden offenen Schalter miteinander verbindet.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise bei Identifizierungseinrichtungen benötigt, bei welchen ein zu verbergendes Zeichen unter Verwendung eines für Infrarotstrahlen undurchlässigen Materials auf ein Blatt geschrieben und zumindest die das zu verbergende Zeichen aufweisende Seite dieses Blattes von einer Schicht bedeckt ist, die dem Betrachter das Zeichen nicht erkennen läßt, jedoch für Infrarotstrahlen durchlässig 1st. Es versteht sich, daß nur dort Infrarotstrahlen durch Blatt und Schicht hindurchtreten können, wo kein für Infrarotstrahlen undurchlässiges Material aufgebracht worden ist. Die durch Blatt und Schicht hindurchtretenden Infrarotstrahlen bilden nun ein getreues Abbild des verdeckten Zeichens auf einer zum Fluoreszieren angeregten Leuchtstoff platte. Die Infrarotstratäsn haben nämlich die Eigenschaft, das Leuchten dieser Leuchtstoffplatte zu löschen; demzufolge bleiben die von den Ultrarotstrahlen nicht

209815/0*58

berührten Teile der Leuchtstoffplatte leuchtend und bilden so das nunmehr für das Auge sichtbare Zeichen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird darin gesehen, eine Vorrichtung der eingangs genannten Bauart zu schaffen, die besonders einfach ausgebildet ist, eine große Lebensdauer aufweist und auch dann ein zuverlässiges, sofortiges Zünden der Ultraviolettlichtquelle gewährleistet, wenn die Spannung der zur Verfügung stehenden Wechselstromquelle gegenüber dem Normalwert herauf- oder herabgesetzt 1st.

Sowohl der Stand der Technik als auch die Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1-3 Zündschaltungen herkömmlicher Bauart;

Fig. 4 eine Zündschaltung nach der Erfindung;

Fig. 5 die Volt-Ampere-Charakteristik eines bei der Vorrichtung nach der Erfindung verwendeten nichtlinearen Elementes.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild zur Veranschaulichung einer von Hand betätigbaren Zündschaltung einer Ultraviolettlichtquelle 101, z.B. einer Leuchtstoffröhre, die bisher allgemein verwendet wurde. Diese Ultraviolettlichtquelle 101 weist Entladungsfäden 102a und 102 b auf. Ein Pol einer Wechselstromquelle 106 ist über einen Stabilisator 103 mit einem Ende des einen Entladungsfadens 102a verbunden, während der andere Pol der Wechselstromquelle 106 mit dem einen Ende des anderen Entladungsfadens 102b verbunden ist. Die Jeweils anderen Enden der Entladungsfäden sind über einen Zündknopf 105 und einen Wi-. derstand 107 miteinander verbunden. Der Widerstand 107 dient zur Regelung des Entladungsfadenstromes zwecks Verhinderung einer Überhitzung während des Leuchtens der Ultraviolett- - 3 -

209815/0458

lichtquelle bzw. Leuchtröhre. Beim Zünden wird der Zündknopf 105.niedergedrückt und damit der Stromkreis geschlossen, so daß mehrere Sekunden lang ein Heizstrom durch die Entladungsfäden strömen kann. Dabei werden die Entladungsfäden 102a und 102 b erhitzt und geben Thermoelektronen ab. Nach dem Loslassen des Zündknopfes 105 steigt die Spannung zwischen den beiden Entladungsfäden 102a und 102b plötzlich an, wodurch innerhalb der Röhre 101a die eigentliche Entladung zwischen den beiden Entladungsfäden beginnt und die Ultraviolettlichtquelle aufleuchtet.

Wie man sieht, muß der Stromkreis zunächst zwecks Aufheizung der Entladungsfäden geschlossen werden, damit diese Thermoelektronen aussenden. Ein schnelles bzw. momentanes Zünden ist nicht möglich.

Ferner hat man auch bereits einen Glimmanlasser zwecks selbsttätiger Zündung der Ultraviolettlichtquelle verwendet. Dies ist in Fig. 2 näher erläutert, in der der Glimmanlasser 108 an die Stelle des Zündknopfes 105 in Fig. 1 gesetzt worden ist. Die übrigen Schaltelemente entsprechen der Schaltung nach Fig. 1 mit Ausnahme eines zusätzlichen Schalters 105 im Stromkreis der Wechselstromquelle 106, der sich in der Stellung "aus" befindet. Der Kontakt des Glimmanlassers ist nach dem Schließen des Schalters 105 zunächst geschlossen, so daß ein Heizstrom durch die Entladungsfäden 102a und 102b strömen, die Entladungsfäden erhitzen und Thermoelektronen erzeugen kann. Nach einer vorbestimmten Zeit öffnet sich der Kontakt des Glimmanlassers 108, so daß der Heizstrom unterbrochen wird. Die zwischen den Entladungsfäden 102a und 102b anliegende Spannung leitet nun die eigentliche Entladung ein, so daß die Ultraviolettlichtquelle 101 aufleuchtet.

Sowohl die Schaltung nach Fig. 1 als auch die Schaltung nach Fig. haben den Nachteil, daß beim Einschalten der Ultraviolettlichtquelle zunächst Zeit vergehen muß, bis die Entladungsfäden genügend aufgeheizt sind, um Thermoelektronen abzugeben. Die Ultraviolettlicht-: quelle zündet also nur mit Verzögerung.

- 4 -. 209815/0458

Um dies zu vermeiden, ist man bereits dazu übergegangen, den Zündknopf 105 in der Schaltung nach Pig. I stets geschlossen zu halten, so daß die Entladungsfäden 102a und 102b stets auf Vorwärmtemperatur gehalten werden und Thermoelektronen abgeben. Will man die Ultraviolettlichtquelle 101 zünden, so braucht man lediglich dafür zu sorgen, daß die Kontakte des Zündknopfes 105 unterbrochen werden. Zwar erreicht man dadurch, ein sofortiges Zünden, diese Betriebsart weist.jedoch folgende Nachteile auf:

Fällt die Spannung der Wechselstromquelle 106 ab, muß der Widerstand 107 einen niedrigeren Wert aufweisen, da es naturgemäß nötig, ist, die Entladungsfäden 102a und 102b genügend vorzuwärmen* um die Abgabe von Thermoelektronen sicherzustellen. Wird andererseits die Spannung der Wechselstromquelle 106 größer, so müßte der Widerstand 107 wachsen, da sonst die Entladungsfäden 102a und 102b überhitzt werden und die durch die Freigabe der Thermoelektronen hervorgerufene Entladung an beiden Enden der Leuchtstoffröhre so stark wird, daß ein schwaches Leuchten auftritt.

Andererseits wird der Strom der Entladungsfäden 102a und 102b klein und das Zünden schwierig, wenn der Wert des Widerstandes 107 gegen die Erhöhung der Spannung der Wechselstromquelle 106 erhöht wird, die Spannung der Wechselstromquelle 106 andererseits jedoch niedrig ist; gleichzeitig wird die Spannung an den beiden Enden des Widerstandes 107, d.h. die Spannung zwischen den beiden Entladungsfäden, größer und es erfolgt eine dem Zündleuchten ähnliche Entladung, wenn die Spannung der Wechselstromquelle 106 hoch 1st, d.h., es herrscht dann ein Zustand des Halbleuchtens.

Diese herkömmliche Methode hat demnach den Nachteil, daß bei Spannungswechsel der Wechselstromquelle ein sofortiges Zünden nicht' auf einwandfreie bzw. vollkommene Weise durchgeführt werden kann. Nachteilig ist ferner, daß eine ständige überhitzung der Entladungsfäden bei zu hohem Heizstrom die Lebensdauer der Ultraviolett-

- 5 -209815/0458

lichtquelle und damit der Vorrichtung verkürzt.

Fig. 3 zeigt eine weitere, herkömmliche Zündschaltung. Diese weist eine Leuchtstofflampe 109 mit Entladungsfäden 110 an ihren beiden Enden auf. Zwischen die beiden Entladungsfäden 110 ist ein Stabilisator 111 zum schnellen Zünden geschaltet. Eine Wechselstromquelle 113 wird mittels eines Schalters 112 eingeschaltet. Dabei.fließt nach dem Schließen des Schalters 112 ein Heizstrom über den Stabilisator 111 durch die Entladungsfäden 11Oi gleichzeitig ist mittels des Stabilisators 111 die steigende bzw. zündende Spannung der Wechselstromquelle 113 an die beiden Entladungsfäden 110 angelegt. Daher kann die Leuchtstofflampe 109 beim Schließen des Schalters 112 entladen und momentan zum Leuchten gebracht werden. In diesem Fall muß jedoch der Stabilisator 111 derart ausgebildet sein, daß er die Erhöhung der Spannung sehr schnell durchführen kann. Deshalb wird die Kaperzität des Stabilisators 111 zu groß, um noch wirtschaftlich zu sein, was der entscheidende Nachteil dieses herkömmlichen Systems ist.

Demgegenüber weist die im folgenden anhand der Fig. 4 erläuterte, erfindungsgemäße Vorrichtung keinerlei Halbleuchten auf, ermöglicht ein sofortiges Zünden beim Einschalten und ist im übrigen einfach und unaufwendig in der Herstellung.

Die Ultraviolettlichtquelle ist wiederum mit 101, die Entladungsfäden mit 102a und 102b, der Stabilisator mit 103 und die Wechselstromquelle mit 106 bezeichnet. Anstelle des Zündknopfes 105 bei der bekannten Schaltung nach Fig. 1 ist hier ein Zündschalter 115 vorgesehen, der normalerweise geschlossen und nur beim Zünden geöffnet ist.

Erfindungsgemäß ist nun eine mit den beiden Anschlußklemmen min-

- 6 -209815/0458

destens eines Entladungsfadens 102a,102b der Ultraviolettlichtquelle 101 verbundene Regelschaltung für den Fadenstrom vorgesehen, die ein Element 114 mit nichtlinearer Volt-Ampere-Charakteristik aufweist. Die Charakteristik dieses nichtlinearen Elementes, das zweckmäßig ein Varistor ist, ist in Fig. 5 gezeigt.

Die Funktion der Vorrichtung nach der Erfindung 1st wie folgt:

Vor dem Zünden der Ultraviolettlichtquelle 101 ist der Zündschalter

115 geschlossen. Dabei fließt ein Heizstrom von der Wechselstromquelle 101 über den Stabilisator 105, den Entladungsfaden 102a, den Zündschalter 115 und den Entladungsfaden 102b. Dieser Heizstrom erhitzt die Entladungsfäden 102a und 102b zur Abgabe von Thermoelektronen. Gleichzeitig hat der jeweilige, parallel zu einem der

beiden

JSntladungsfäden 102a bzw. 102b angeordnete Varistor 114 die bei

116 in Fig. 5 gezeigte Spannungs-Strom-Eigenschaft.

Mit anderen Worten: Der Varistor hat eine derartig nichtlineare Eigenschaft, daß, ist die an den Varistor angelegte Spannung kleiner als die Zündspannung Vo der Leuchtstofflampe, kaum Strom durch den Varistor fließen kann, wogegen bei einer Spannung, die größer ist als Vo, der Varistor abrupt beginnt, den Strom zu leiten.

Ist daher die Spannung der elektrischen Zündschaltung der Fig. niedrig, d.h. ist die Spannung der Wechselstromquelle niedriger als die Zündspannung Vo, kann kaum Strom durch den Varistor 114 fließen und der größte Teil des Stromes fließt durch die Entladungsfäden 102a und 102b.

Andererseits wird bei einer Anhebung der Spannung der Wechselstromquelle 106 über die Zündspannung Vo hinaus der durch die Entladungsfäden fließende Strom zusammen mit dem Anstieg der Spannung der Wechselstromquelle 106 zunächst größer, er bleibt jedoch sodann konstant, sobald sich der Nebenschlußstrom aus dem Varistor 114 abrupt erhöht.

209815/0458

Daher wird der durch die Entladungsfäden 102a und 102b fließende Strom konstant gehalten, wenn er in der Nachbarschaft der Zündspannung Vo liegt, selbst wenn sich die angelegte Spannung der Wechselstromquelle 106 ändert, da nämlich die bei 117 in Fig· 5 gezeigte Eigenschaft vorhanden ist. Daher wird ein fast konstanter Strom vor dem Zünden durch die Fäden geschickt und die Fäden werden erhitzt.

Dann wird der Zündschalter 115 zum Zünden der Lampe geöffnet und die Spannung der Wechselstromquelle 106 unmittelbar zwischen den beidenjEnt ladungs fäden 102a und 102b angelegt und die Entladung zwischen den beiden Fäden zum sofortigen Zünden der Lampen eingeleitet.

Bei der oben beschriebenen Schaltung wird der durch die beiden Entladungsfäden fließende Strom durch den Varistor 114 gegen die Veränderungen der Wechselstromzündspannung konstant gehalten, so daß es möglich ist, einen Sofortzündstromkreis zu erzielen, bei welchem die herkömmlichen Schwierigkeiten beim Zünden völlig überwunden werden, die dann auftraten, wenn die Spannung der Wechselstromquelle herabgesetzt wurde oder wenn der Heizstrom vermindert wurde bzw. dann,' wenn infolge des stärkeren Fadenstromes eine Ubererhitzung der Entladungsfäden auftrat und auch nach dem Ausschalten ein sogenanntes Halbleuchten blieb.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist zwar ein Va-· ristor als Element zur Regelung des Fadenstromes vorgesehen, es können jedoch auch andere Elemente mit nichtlinearen Eigenschaften Verwendung finden.

209815/0458

Claims (2)

- 8 Patentansprüche

1. /Vorrichtung zum Anregen einer Leuchtstoff platte od. dgl. mit einer Ultraviolettlichtquelle und einer Zündschaltung hierfür, welche eine ihre Spannung an jeweils eine Anschlußklemme jedes Entladungsfadens anlegende Wechselstromquelle und eine Vorwärmfadenschaltung aufweist, die die anderen Anschlußklemmen der Entladungsfäden über einen normalerweise geschlossenen und nur beim Zünden offenen Schalter miteinander verbindet,dadurch gekennzeichnet, daß eine mit den beiden Anschlußklemmen mindestens eines Entladungsfadens (lO2a.lO2b) der Ultraviolettlichtquelle verbundene Regelschaltung für den Fadenstrom vorgesehen ist, die ein Element (ll4) mit nichtlinearer VoIt-Ampere-Charakteristik aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Element ein Varistor (ll4) ist.

209815/(U 58