DE3887464T2

DE3887464T2 - Kaltkathodenentladungslampe.

Info

Publication number: DE3887464T2
Application number: DE88310604T
Authority: DE
Inventors: Yoshiji C O Patent Di Yoshiike
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-11-13
Filing date: 1988-11-10
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2008-11-11
Also published as: US5075603A; EP0317179B1; EP0317179A3; KR910003756B1; KR890008904A; EP0317179A2; DE3887464D1; JP2536559B2; JPH01130462A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kaltkathodenentladungslampe, und insbesondere eine solche Lampe mit einer verbesserten Dunkelcharakteristik.
Kaltkathodenentladungslampen werden als Lichtquellen in vielen Anwendungen benutzt, z.B. im Bereich von Bürogeräten, wie etwa Kopiergeräten. Kaltkathodenentladungslampen haben den Vorteil größenmäßiger Kompaktheit, aber sind nachteilig aufgrund der mangelnden Fähigkeit, ihre Entladungen in Dunkelheit zu starten (diese Eigenschaft wird im folgenden als Dunkelcharakteristik bezeichnet).
Es ist wohlbekannt, daß die Kathode einer Kaltkathodenentladungslampe beim Start der Entladung nicht vorgeheizt wird.
Die in einem Kopiergerät verwendete Kaltkathodenentladungslampe ist an einem dunklen Ort in dem Gerät angebracht. In diesem Fall kann sich die Lampe nicht auf Umgebungslicht stützen, um das Starten zu unterstützen. Daher benötigt die Kaltkathodenentladungslampe zusätzliche Mittel, um Startelektronen darin oder nahe der Lampe zu erzeugen.
Es ist bekannt, in herkömmlichen Kaltkathodenentladungslampen ein radioaktives Element, wie z.B. eine Promethium 147 Pm Salzverbindung in dem Lampenkolben vorzusehen. Von der Promethium 147 PIEL Salzverbindung abgestrahlte radioaktive Strahlen erzeugen Elektronen in dem Lampenkolben. Dann kann die Entladungszündung unmittelbar mit Hilfe der radioaktiven Strahlen gestartet werden, sogar wenn die Kaltkathodenentladungslampe an einem dunklen Ort angeordnet ist. Die Dunkelcharakteristik der Kaltkathodenentladungslampe ist daher verbessert.
In dieser herkömmlichen Kaltkathodenentladungslampe ist eine relativ kleine Menge des radioaktiven Elements in dem Lampenkolben eingeschlossen, um so keine ernsthaften Probleme für den menschlichen Körper zu verursachen. Beispielsweise ist eine Menge von 10&supmin;¹&sup6; Gramm der Promethium 147 Pm Salzverbindung in dem Lampenkolben eingeschlossen. Wenn eine große Menge des radioaktiven Elements verwendet wird, können die aus dem Kolben abgestrahlten radioaktiven Strahlen ernsthafte Probleme für den menschlichen Körper verursachen. Wenn eine geringe Menge des radioaktiven Elements in dem Lampenkolben verwendet wird, kann sich die Dunkelcharakteristik verschlechtert sein.
Aus US-A-3 828 214 ist auch bekannt, eine zusätzliche Entladungslampe um die Hauptlampe in einem gemeinsamen Kolben anzuordnen, um die Entladung in der Hauptlampe zu starten. Da diese zusätzliche Lampe die Hauptlampe umgibt, stört Licht von der zweiten Lampe die Lichtverteilung der Hauptlampe.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kaltkathodenentladungslampe mit einer verbesserten Dunkelcharakteristik zu schaffen.
Die vorliegende Erfindung schafft eine elektrische Kaltkathodenentladungslampenanordnung mit einer elektrischen Entladungslampe mit einem lichtdurchlässigen, gasdichten, länglichen Kolben, welcher das Entladungsgas und ein Paar von Entladungselektroden enthält, die mit Abstand zueinander in dem Kolben angeordnet sind, um dazwischen einen Entladungsraum zu definieren, welche Elektroden im Betrieb nicht vorgeheizt sind, wobei wenigstens ein Ende des Kolbens in einem Lampensockel angebracht ist, und mit Mitteln zum Starten einer elektrischen Entladung zwischen den Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsstartmittel eine Lichtquelle aufweisen, die in dem Lampensockel in der Weise angebracht ist, daß, wenn sie in Betrieb gesetzt wird, Licht von der Lichtquelle in den Entladungsraum gerichtet wird.
zum besseren Verständnis der Erfindung wird die Erfindung im folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist.
Eine elektrische Kaltkathodenentladungslampenanordnung weist eine elektrische Entladungslampe 1 und Mittel 6 zum Starten einer Entladung in der Lampe auf. Die Lampe weist einen länglichen Kolben 2 in Form einer schlanken Glasröhre mit einer Dicke von etwa 10 mm auf. Die Innenfläche des Kolbens 2 ist mit einer Fluoreszenzschicht beschichtet, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Die gegenüberliegenden Enden 7a und 7b des Kolbens 2 sind hermetisch abgedichtet, und der Kolben ist mit einem herkömmlichen Entladungsgas, wie etwa Xenon, Krypton oder Quecksilberdampf gefüllt.
Entladungselektroden 3a und 3b sind in dem Lampenkolben 2 vorgesehen und an den abgedichteten Enden 7a und 7b gehalten. Diese Entladungselektroden 3a und 3b sind mit elektronenemittierendem Material, wie etwa Bariumnitrid BaN etc., beschichtet. Die Entladungselektroden 3a bzw. 3b sind mit Leistungszufuhrleitungen 8a bzw. 8b durch Leitungsdrähte 9a bzw. 9b verbunden, die bei 10a und 10b an die jeweiligen Leitungen angelötet sind. Die Entladungslampe 1 weist eine Beleuchtungsfläche A auf, die in dem Kolben 2 gebildet ist, um ein Objekt zu beleuchten, wie beispielsweise eine lichtsensitive Trommel D eines Kopiergerätes.
Es sind Lampensockel 4a und 4b vorgesehen, um die Kaltkathodenentladungslampe 1 an einem vorgegebenen Apparat, wie beispielsweise einem Kopiergerät, zu befestigen. Die Lampensockel 4a bzw. 4b sind an den abgedichteten Enden 7a bzw. 7b befestigt. Die Lampensockel 4a und 4b enthalten auch die Leitungsdrähte 9a und 9b und die jeweiligen Enden der Leistungszufuhrleitungen 8a und 8b. Sie sind daher durch die Lampensockel 4a und 4b geschützt.
Ein Entladungsstabilisator 5 ist vorgesehen, um das Flackern der positiven Säule (nicht gezeigt) zu unterdrücken, die zwischen den Entladungselektroden 3a und 3b beim Entladungsleuchten auftritt. Der Entladungsstabilisator 5 weist einen Streifen oder Leitung 11 auf, die auf der Außenfläche des Lampenkolbens 2 aufgebracht ist.
Im Betrieb wird ein vorgegebenes Potential zwischen der Stabilisatorelektrode 11 und einer der Entladungselektroden, z.B. der Entladungselektrode 3b, angelegt, so daß das Flackern der positiven Säule unterdrückt wird. Ein Ende der Stabilisatorelektrode 11 ist mit einer Leistungszufuhrleitung 8c durch einen Leitungsdraht 9c verbunden. Der Leitungsdraht 9c ist mit der Leitungszufuhrleitung 8c durch eine Lötverbindung 10c verbunden.
Der Entladungsstarter 6 enthält eine kleine Lichtquelle 12, z.B. eine Glühlampe, eine LED (Lichtemissionsdiode), eine EL-Lampe (Elektrolumineszenzlampe) etc. Ein Paar von Leistungszufuhrleitungen 8d, 8e ist mit der Lampe durch ein Paar von Leitungsdrähten verbunden.
Die Lichtquelle 12 ist in einer der Lampensockel 4a und 4b angebracht und so angeordnet, daß davon abgestrahltes Licht in die Entladungsstrecke zwischen den Elektroden fällt.
Im folgenden wird die Funktion der Kaltkathodenentladungslampe in der Zeichnung beschrieben. Wenn die Leistungszufuhreinrichtung aktiviert wird, beginnt die Lichtquelle 12 sofort Licht auszustrahlen. Das von der Lichtquelle 12 ausgestrahlte Licht aktiviert das Entladungsgas um die Entladungselektrode 3a in dem Lampenkolben 2. Durch die Beleuchtung tritt daher eine photoelektrische Konversion in dem Entladungsgas auf.
Durch die photoelektrische Konversion wird ein bestimmter Anteil von Startelektronen um die Entladungselektrode 3b erzeugt. Die Startelektronen werden durch das elektrische Feld zwischen den Entladungselektroden 3a und 3b beschleunigt. Die beschleunigten Elektroden kollidieren mit Molekülen des Entladungsgases, das in dem Kolben 2 eingeschlossen ist. Daher werden weitere Elektronen, wie z.B. Sekundärelektronen, auf grund der Kollisionen erzeugt. Die Startelektronen und die Sekundärelektronen erzeugen wiederum weitere Elektronen. Daher pflanzen sich Elektronen schnell in dem Kolben 2 fort. Wenn sich die Elektronen in genügendem Naße ausbreiten, tritt eine Entladung zwischen den Entladungselektroden 3a und 3b auf.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugt das von dem Entladungsstarter 6, d.h. der Lichtquelle 12, abgestrahlte Licht Elektronen in der Entladungslampe 1. Daher werden Startelektronen, die als "Keime" zum Starten der Entladung notwending sind, sicher erhalten. Demgemäß kann die Kaltkathodenentladungslampe die Entladung sicher und schnell starten, auch wenn sich die Einrichtung an einem dunklen Ort befindet. Mit anderen Worten hat die Kaltkathodenentladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Dunkelcharakteristik.
Der Entladungsstarter 6 ist der Entladungselektrode 3b zugewandt. Der Starter 6 ist jedoch von dem Lampensockel 4b umgeben. Dadurch wird Lichtabstrahlung von dem Entladungsstarter 6 in den Außenraum der Kaltkathodenentladungslampe zurückgehalten. In einigen Bürogeräten ist es erforderlich, daß jedes andere Licht als das von der Entladungslampe abgeschirmt wird. Das Ausführungsbeispiel der Kaltkathodenentladungslampe hat eine gute Anpassungsfähigkeit für Anwendungen in Bürogeräten.
Nachdem die Entladungszündung in der Entladungslampe 1 stattgefunden hat, kann die Lichtquelle 12 abgeschaltet werden. Der zeitgesteuerte Betrieb des Entladungsstarters 6 kann in bekannter Weise erreicht werden, wie etwa durch Verwendung einer Verzögerungseinheit.
Falls die Entladungselektrode 3b Plattenform hat, kann der Entladungsstarter 6 auf die Oberfläche der plattenförmigen Entladungselektrode 3b ausgerichtet sein.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Entladungsstarter 6 in dem Lampensockel 4b vorgesehen, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Anordnung beschränkt. Der Entladungsstarter 6 kann an jeder Position angeordnet sein, die dem Entladungsraum der Entladungslampe 1 zugewandt ist, z.B. auf der Glasröhre 2. Ferner kann auch eine Mehrzahl von Entladungsstartern, z.B. zwei Entladungsstarter, in dem Paar Lampensockel vorgesehen sein.

Claims

1. Elektrische Kaltkathodenentladungslampenanordnung mit einer elektrischen Entladungslampe (1) mit einem lichtdurchlässigen, gasdichten, länglichen Kolben (2), welcher das Entladungsgas und ein Paar von Entladungselektroden (3a, 3b) enthält, die mit Abstand zueinander in dem Kolben angeordnet sind, um dazwischen einen Entladungsraum zu definieren, welche Elektroden im Betrieb nicht vorgeheizt sind, wobei wenigstens ein Ende des Kolbens in einem Lampensockel (4a) angebracht ist, und mit Mitteln (6) zum Starten einer elektrischen Entladung zwischen den Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsstartmittel (6) eine Lichtquelle (12) aufweisen, die in dem Lampensockel (4a) in der Weise angebracht ist, daß, wenn sie in Betrieb gesetzt wird, Licht von der Lichtquelle in den Entladungsraum gerichtet wird.

2. Lampenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsstartmittel (6) zusätzlich eine weitere Lichtquelle aufweisen, die in einem weiteren Lampensockel (4b) angebracht ist.

3. Lampenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Lichtquelle (12) eine Glühlampe ist.

4. Lampenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Lichtquelle (12) eine lichtemittierende Diode (LED) ist.

5. Lampenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichent, daß die oder jede Lichtquelle (12) eine Elektrolumineszenzlampe ist.