DE69132178T2

DE69132178T2 - Vorrichtung für Edelgas-Fluoreszenzentladungslampen

Info

Publication number: DE69132178T2
Application number: DE69132178T
Authority: DE
Inventors: Masao Karino; Sadayuki Matsumoto; Takeo Saikatsu; Takehiko Sakurai; Hiroyoshi Yamazaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-06-06
Filing date: 1991-06-05
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2011-06-06
Also published as: US5173642A; KR920005806A; JPH0439896A; DE69128438D1; KR940009330B1; EP0460641A3; JP2658506B2; DE69128438T2; DE69132178D1; EP0779767A1; US5723952A; EP0779767B1; EP0460641A2; EP0460641B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe für die Verwendung in einer Informationsvorrichtung wie etwa einen Fernkopierer, eine Kopiermaschine oder ein Bildlesegerät.
In den letzten Jahren sind die Leistungsfähigkeiten von Informationsendgeräten wie etwa einem Fernkopierer (Fax- Gerät), einer Kopiermaschine und einem Bildlesegerät verbessert worden zusammen mit einem Fortschritt der auf Information ausgerichteten Gesellschaft, und der Markt für solche Informationsvorrichtungen expandiert rasch. Beim Entwickeln von Informationsvorrichtungen höherer Leistungsfähigkeit, ist es erforderlich, dass eine Lichtquelleneinheit für die Verwendung in solchen Informationsvorrichtungen als eine Schlüsselvorrichtung davon eine höhere Leistungsfähigkeit hat. Herkömmlicherweise sind Halogenlampen und Fluoreszenzlampen häufig als Lampen für die Verwendung in solchen Lichtquelleneinheiten eingesetzt worden. Da jedoch Halogenlampen von verhältnismäßig niedriger Effizienz sind, werden in den letzten Jahren Fluoreszenzlampen, die eine höhere Effizienz haben, verwendet.
Obwohl eine Fluoreszenzlampe von hoher Effizienz ist, hat sie das Problem, dass charakteristische Größen davon wie etwa eine optische Ausgangscharakteristik in Übereinstimmung mit einer Temperatur variieren, da die Entladung aus dem Quecksilberdampf für die Lichtemission genutzt wird. Deshalb ist, wenn ein fluoreszierender Stoff verwendet wird, entweder der Temperaturbereich in der Anwendung begrenzt, oder es wird eine Heizvorrichtung an einer Wandung einer Röhre der Lampe bereit gestellt, um die Temperatur der Lampe zu regeln. Jedoch besteht ein heftiger Bedarf an einer Entwicklung von Fluoreszenzlampen mit stabilisierten Charakteristiken für eine Diversifikation von Einsatzorten und für eine Verbesserung in der Leistungsfähigkeit von Vorrichtungen. Von einem solchen Hintergrund aus geht die Entwicklung einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe, die von der Emission von Licht basierend auf Edelgasentladung Gebrauch macht und frei ist von einer Änderung in der Temperaturcharakteristik, weiter als eine Lichtquelle für eine Informationsvorrichtung. Fig. 13 und 14 zeigen exemplarisch eine der konventionellen Vorrichtungen mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe, die beispielsweise in dem offengelegten Japanischen Patent Nr. 63-58752 offenbart ist, und worin Fig. 13 eine Konstruktionsansicht ist, die einen Querschnitt einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe und eine Gesamtkonstruktion der Vorrichtung zeigt, und Fig. 14 ist eine vertikale Schnittansicht der Lampe. Bezug nehmend auf die Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Kolben in der Form eines länglichen hohlen Stabes, der aus Quarz- oder Hart - oder Weichglas besteht. Eine Fluoreszenzschicht 2 ist auf einer Innenfläche des Kolbens 1 ausgebildet, und ein Edelgas X, das wenigstens aus einem der Edelgase Xenon, Krypton, Argon, Neon, Helium und so fort besteht, ist in dem Kolben 1 eingeschlossen. Ein Paar von inneren Elektroden 3a und 3b mit voneinander verschiedenen Polaritäten sind an entgegengesetzten Endabschnitten innerhalb des Kolbens 1 angeordnet. Die inneren Elektroden 3a und 3b sind einzeln mit einem Paar von Bleidrähten 4 verbunden, die sich unter einer luftdichten Bedingung durch Wände der Endabschnitte des Kolbens 1 erstrecken. Ferner ist eine äußere Elektrode 5 in der Form eines Bandes auf der Außenseite einer Seitenwand des Kolbens 1 bereitgestellt und erstreckt sich in einer axialen Richtung des Kolbens 1.
Die inneren Elektroden 3a und 3b werden mittels der Bleidrähte 4 mit einem Hochfrequenzinverter 6 verbunden, der als eine Hochfrequenzenergie erzeugende Vorrichtung dient, und der Hochfrequenzinverter 6 wird mit einer Gleichstromenergiequelle 7 verbunden. Dann wird die äußere Elektrode 5 mit dem Hochfrequenzinverter 6 verbunden, so dass sie die gleiche Polarität wie die eine innere Elektrode 3a haben kann.
Die Betriebsweise wird nachfolgend beschrieben. Bei der Vorrichtung mit der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe mit einer solchen Konstruktion wie oben beschrieben, findet dann, wenn eine Hochfrequenzenergie über die inneren Elektroden 3a und 3b mittels des Hochfrequenzinverters 6 angelegt wird, eine Glimmentladung zwischen den inneren Elektroden 3a und 3b statt. Die Glimmentladung wird das Edelgas innerhalb des Kolbens 1 anregen, so dass das Edelgas besondere ultraviolette Strahlen daraus emittieren wird. Die ultravioletten Strahlen werden die, auf der Innenseite des Kolbens 1 ausgebildete Fluoreszenzschicht 2 anregen. Folglich werden sichtbare Lichtstrahlen von der Fluoreszenzschicht 2 emittiert und nach außerhalb des Kolbens 1 entlassen.
Währenddessen ist eine andere Edelgasentladungsfluoreszenzlampe als ein Beispiel in dem offengelegten Japanischen Patent Nr. 63-248050 offenbart. Die Lampe verwendet eine solche Heißkathodenelektrode wie beispielsweise in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 63-29931 offenbart, um den Nachteil einer Kaltkathoden-Edelgasentladungslampe, dass die Zündspannung hoch ist, zu eliminieren. Die Edelgasentladungsfluoreszenzlampe kann eine vergleichsweise hohe Ausgangsenergie bereit stellen, weil ihre Last erhöht werden kann. Jedoch kann sie nur eine ziemlich niedrige Effizienz und optische Ausgangsleistung im Vergleich mit einer Fluoreszenzlampe auf der Basis von Quecksilberdampf erlangen.
Jedoch können konventionelle Edelgasentladungsfluoreszenzlampen nicht leicht eine ausreichend große Helligkeit im Vergleich mit Fluoreszenzlampen, die Quecksilber verwenden, erzielen, weil ein fluoreszierender Stoff durch von einer Edelgasentladung erzeugte ultraviolette Strahlen angeregt wird, um Licht zu emittieren, und deshalb hat man auf eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe hoher Effizienz gewartet.
Ferner sollte, da eine konventionelle Lampe eine Heißkathodenelektrode verwendet, eine zusätzliche Energieversorgung zum Vorheizen der Kathodenelektrode unnötig sein.
Eine Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe der allgemeinen Art, die hier betrachtet wird und die eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe umfasst, worin Edelgas im Inneren eines Gaskolbens eingeschlossen ist, der eine auf einer inneren Oberfläche davon ausgebildete Fluoreszenzschicht und ein Paar von Elektroden an den gegenüberliegenden Enden davon besitzt, wovon eine eine Kathode ist, ist auch aus DE-OS 32 31 939 bekannt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe bereitzustellen, die eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe veranlasst, mit einer größeren Helligkeit und mit einer höheren Effizienz im Vergleich zu Vorrichtungen nach dem Stand der Technik zu leuchten.
Dieses Ziel wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6.
Eine Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht, um das nämliche Ziel zu erreichen, aus einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe, worin Edelgas im Inneren eines Glaskolbens eingeschlossen ist, der eine auf einer inneren Oberfläche davon ausgebildete Fluoreszenzschicht und ein Paar von Elektroden an den entgegengesetzten Enden davon besitzt, einer Hochfrequenzenergiequelle zum Zuführen einer Frequenz höher als 3 KHz aber niedriger als 200 KHz, und einer elektrischen Spannungsgeneratoreinrichtung zum Anlegen einer pulsartigen Spannung über einem Paar von Elektroden der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe, wobei die pulsartige Spannung eine Periode hat, die in eine Zeit, in der Energie zugeführt wird, und eine Ruhezeit unterteilt ist, derart, dass die Zeit, in der Energie zugeführt wird, gleich einer Halbperiode einer Wellenform ist, die von der Energiequelle her angelegt wird, und die Ruhezeit eine ungerade Anzahl mal so lang ist wie die Halbperiode der Wellenform, die von der Energiequelle angelegt wird, wobei die elektrische Spannungsgeneratoreinrichtung ein Schaltelement, eine Steuereinrichtung zum Steuern des Schaltelements und zwei Dioden umfasst, deren Polaritäten einander entgegengesetzt sind und die jeweils mit der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe parallel verbunden sind, und wobei eine der beiden Dioden in Reihe mit dem Schaltelement verbunden ist.
Eine Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, um das gleiche Ziel zu erreichen, in einer solchen Form zusammengesetzt, dass sie eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe, worin das Edelgas im Inneren eines Glaskolbens eingeschlossen ist, der eine auf einer inneren Oberfläche davon ausgebildete Fluoreszenzschicht und ein Paar von Elektroden an den entgegengesetzten Enden davon besitzt, eine Hochfrequenzenergiequelle zum Zuführen einer Frequenz höher als 3 KHz aber niedriger als 200 KHz, und eine elektrische Spannungsgeneratoreinrichtung zum Anlegen einer pulsartigen Spannung über einem Paar von Elektroden der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe mittels abwechselndem Ändern der jeweiligen Polaritäten umfasst, wobei die pulsartige Spannung eine Periode besitzt, die in eine Zeit, in der Energie zugeführt wird, und eine Ruhezeit unterteilt ist, so dass die Zeit, in der Energie zugeführt wird, gleich einer Halbperiode der Wellenform ist, die von der Energiequelle angelegt wird, und die Ruhezeit eine ganze Anzahl mal so lang wie die Halbperiode der Wellenform ist, die von der Energiequelle angelegt wird, wobei die elektrische Spannungsgeneratoreinrich tung zwei Schaltelemente, zwei Steuereinrichtungen zum jeweiligen Steuern der zwei Schaltelemente und zwei Dioden umfasst, deren Polaritäten einander entgegengesetzt sind und die jeweils mit der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe parallel verbunden sind, und wobei die beiden Dioden in Reihe mit den jeweiligen Schaltelementen verbunden sind.
Ferner kann, da eine Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß einer Ausführungsform so aufgebaut ist, dass eine eine pulsartige Spannung erzeugende Einrichtung der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe eine pulsartige Spannung über ein Paar von Elektroden zuführt, wobei eine Zeit der pulsartigen Spannung, in der Energie zugeführt wird, gleich einer Halbperiode der von der Energiequelle angelegten Wellenform ist, und die Ruhezeit eine ungerade Zahl mal so lang ist wie die Halbperiode der von der Energiequelle angelegten Wellenform, die Wahrscheinlichkeit dafür, dass Moleküle des eingeschlossenen Gases auf ein solches Energieniveau angeregt werden können, dass sie viele resonante ultraviolette Strahlen vom Edelgas emittieren können, was zur Emission von Licht beiträgt, erhöht werden, so dass die optische Ausgangsleistung und Effizienz der Lampe verbessert werden.
Außerdem kann, da eine Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so aufgebaut ist, dass eine eine pulsartige Spannung erzeugende Einrichtung eine pulsartige Spannung über ein Paar von Elektroden der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe zuführt, wobei eine Zeit der pulsartigen Spannung, in der Energie zugeführt wird, gleich einer Halbperiode der von der Energiequelle angelegten Wellenform ist, und die Ruhezeit eine ganze Zahl mal so lang ist wie die Halbperiode der von der Energiequelle angelegten Wellenform, die Wahrscheinlichkeit dafür, dass Moleküle des eingeschlossenen Gases auf ein solches Energieniveau angeregt werden können, dass sie viele resonante ultraviolette Strahlen des Edelgases emittieren können, die zur Emission von Licht beitragen, vergrößert werden, so dass die optische Ausgangsleistung und Effizienz der Lampe verbessert werden.
Andere Ziele und Merkmale der Erfindung können aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden.
Fig. 1 bis 5 sind Zeichnungen, die einer Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechen;
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß dieser Ausführungsform zeigt;
Fig. 2 zeigt eine Beziehung zwischen der Wechselstromwellenform und dem Ausgang der angelegten Spannung;
Fig. 3 ist eine charakteristische Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Druck des eingeschlossenen Gases und der Lampeneffizienz in dieser Ausführungsform zeigt;
Fig. 4 ist eine charakteristische Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Ruheperiode und der Lampeneffizienz zeigt;
Fig. 5 ist eine charakteristische Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Wechselstromfrequenz und der Lampeneffizienz zeigt; und
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
Die Fig. 7 bis 12 sind Zeichnungen, die eine Vorrichtung mit einer Edelgasfluoreszenzlampe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß dieser Ausführungsform zeigt;
Fig. 8 zeigt eine Beziehung zwischen der Wechselstromwellenform und dem Ausgang der angelegten Spannung;
Fig. 9 ist eine charakteristischen Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Druck des eingeschlossenen Gases und der Lampeneffizienz in dieser Ausführungsform zeigt;
Fig. 10 ist eine charakteristische Ansicht, die die Beziehung zwischen der Ruheperiode und der Lampeneffizienz in dieser Ausführungsform zeigt;
Fig. 11 ist eine charakteristische Ansicht, die die Beziehung zwischen der Wechselstromfrequenz und der Lampeneffizienz zeigt;
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 13 ist eine Konstruktionsgesamtansicht der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß einer konventionell bekannten Ausführungsform; und
Fig. 14 ist eine vertikale Schnittansicht der Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß einer konventionell bekannten Ausführungsform.
Im Folgenden werden Vorrichtungen mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
In der Figur ist das Bezugszeichen 1 ein Glaskolben, der auf einer inneren Oberfläche davon eine Fluoreszenzschicht 2 ausgebildet hat, und darin ist Edelgas X eingeschlossen.
Die Bezugszeichen 3a, 3b bezeichnen Elektroden, die jeweils an entgegengesetzten Enden des Kolbens angeordnet sind, wobei diese Elektroden zusammen mit dem obigen Kolben 1 eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe 8 (im Folgenden als eine Lampe bezeichnet) bilden. Bezugszeichen 18 bezeichnet ein strombegrenzendes Element, von dem ein Ende mit der Elektrode 3a verbunden ist, und das ein Kondensator, wenn nicht eine Induktivität wie in dieser Ausführungsform verwendet, sein kann. Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Hochfrequenzenergiequelle, und ist mit dem strombegrenzendes Element 18 und der anderen Elektrode 3b der Lampe 8 verbunden. Die Bezugszeichen 20a und 20b sind beides Dioden, und 14 bezeichnet ein Schaltelement, worin die Diode 20a in Reihe mit dem Schaltelement 14 verbunden ist, und dieser Stromkreis ist parallel mit der Lampe 8 verbunden, so wie die Diode 20b verbunden ist, deren Polarität entgegengesetzt zu derjenigen der Diode 20a ist. Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Steuereinrichtung zum Steuern des geöffneten und des geschlossenen Zustandes des obigen Schaltelements 14 durch Zuführen von Pulssignalen zu einer Steuerelektrode (Basis- bzw. Grundelektrode) des Schaltelements 14. Die Steuereinrichtung 15 steuert das Schaltelement 14, um durch Synchronisieren mit der Hochfrequenzenergiequelle 19 den geöffneten Zustand davon auf eine Halbperiode der Wellenform der Hochfrequenzenergiequelle 19 und den geschlossenen Zustand davon auf eine ungerade Anzahl mal der Halbperiode einzustellen. Das obige Schaltelement 14, die Steuereinrichtung 15, das strombegrenzende Element 18 und die Dioden 20a und 20b bilden insgesamt einen elektrischen Spannungsgenerator.
Eine Betriebsweise der wie oben aufgebauten Edelgasentladungsfluoreszenzlampenvorrichtung wird unten beschrieben. Fig. 2 zeigt eine Beziehung zwischen der Hochfrequenzenergiequelle 19, der Steuereinrichtung 15 und einem Ausgang der an die Lampe angelegten Spannung an, wobei der geschlossene Zustand des Schaltelements drei mal so lang ist wie die Halbperiode der Wellenform der Energiequelle. Zuallererst ist, da die Diode 20b parallel mit der Lampe 8 verbunden ist, die Wellenform von der Energiequelle grundsätzlich eine gleichgerichtete Halbwelle. Dann legt die Steuereinrichtung 15, die mit der Frequenz der Hochfrequenzenergiequelle 19 synchronisiert, Pulssignale an das Schaltelement 14 an, um die geöffneten und geschlossenen Zustände davon zu steuern, so dass der Off-Zustand des Pulssignals die Hälfte einer Periode der Wellenform von der Energiequelle ist, und der On-Zustand eine ungerade Zahl mal so lang ist wie die Halbperiode. In dem Fall, dass das Schaltelement 14 durch ein Pulssignal geschlossen wird, fließt, da dieser Stromkreis gleich demjenigen wird, in dem zwei Dioden 20a, 20b, deren Polaritäten jeweils entgegengesetzt zueinander sind, mit der Lampe 8 parallel verbunden sind, der elektrische Strom in die Dioden hinein, und die Spannung wird nicht an die Lampe 8 angelegt. Andererseits fließt, wenn das Schaltelement 14 geöffnet ist, kein elektrischer Strom in die Diode 20b hinein, in dem Fall, dass eine elektrische Spannung in der entgegengesetzten Richtung daran angelegt wird, so dass die Spannung an die Lampe 8 angelegt ist. Da der geöffnete Zustand nur für eine Halbperiode des von der Energiequelle her angelegten Stroms vorliegt, existiert die an die Lampe angelegte Spannung nur für diese Halbperiode. Wiederholung der geöffneten und der geschlossenen Zustände des Schaltelements 14 erzeugt eine pulsartige Spannung, so dass eine Zeit, in der Energie zugeführt wird, gleich ist einer Halbperiode der Wellenform von der Energiequelle, und eine Ruhezeit eine ungerade ganze Zahl mal der Halbperiode der Wellenform von der Energiequelle, und während der Zeit, in der Energie zugeführt wird, eine Glimmentladung zwischen einem Paar von Elektroden 3a und 3b stattfindet, und diese Glimmentladung ein Edelgas X, das in dem Kolben 1 eingeschlossen ist, anregt, so dass das Edelgas besondere ultraviolette Strahlen daraus emittiert. Die ultravioletten Strahlen regen die Fluoreszenzschicht 2 an, die auf der Innenseite des Kolbens 1 ausgebildet ist, und folglich werden sichtbare Lichtstrahlen emittiert und nach außerhalb des Kolbens 1 entlassen.
Es wird eine Beziehung zwischen Leuchtbedingung und Charakteristik der Lampe betreffend die wie oben aufgebaute Edelgasentladungsfluoreszenzlampe untersucht. Fig. 3 zeigt eine Beziehung zwischen dem Druck eines eingeschlossenen Edelgases und einer Lampeneffizienz. Die verwendete Lampe hat einen Außendurchmesser von 10 mm und eine axiale Länge von 300 mm, und das darin eingeschossene Gas ist Xenongas, und die Frequenz ist 50 KHz, und die Leistung der Lampe liegt konstant bei 5 W. In Fig. 3 zeigt eine durchgezogene Kurvenlinie den Fall an, dass die Ruhezeit dreimal so lang ist wie die Halbperiode der von dem Netzstrom von dem Fall von Fig. 2 angelegten Wellenform, und eine gestrichelte Linie zeigt den Fall des Hochfrequenzlichts basierend auf einer gewöhnlichen Wechselstrom-Sinuswelle an. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass die in Fig. 2 gezeigte Lampenvorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Verbesserungseffekt in Bezug auf die Lampeneffizienz bietet, wobei ein solcher Verbesserungseffekt in der Lampeneffizienz von dem Druck eines eingeschlossenen Gases abhängt. Aus Fig. 3 ist auch ersichtlich, dass man eine maximale Effizienz da erhält, wo der Druck des eingeschlossenen Xenongases innerhalb eines Bereiches von einigen zehn Torr liegt, und dass man den beträchtlichen Verbesserungseffekt in der Effizienz, im Vergleich mit der bei einer gewöhnlichen Hochfrequenzbeleuchtung, mittels der vorliegenden Erfindung in einem Druckbereich zwischen 10 Torr und 200 Torr für das eingeschlossene Xenongas erzielen kann. Eine solche Verbesserung der Lampeneffizienz rührt daher, dass die pulsartige Entladung, wobei sich eine Zeit, in der Energie zugeführt wird, und eine Ruhezeit abwechseln, die Elektronenenergie einer positiven Säule zu einem hohen Grad moduliert, derart, dass die Energie zum Anregen des Xenongases erhöht wird, um die von dem Xenongas erzeugten ultravioletten Strahlen zu vermehren, und auch aus der Emission von Nachglimmlicht während einer solchen Ruhezeit. Beispielsweise entspricht der Wert von 10 Torr, bei dem die Lampeneffizienz eine bedeutsame Verbesserung darstellt, einem Druck, bei dem eine Emission von Nachglimmlicht während einer solchen Ruhezeit, die bei mehreren Torr kaum erscheint, sich als bedeutsam zeigt. Nebenbei ist die Verbesserung in der Effizienz vergleichsweise gering bei einem hohen Druck, aber dieses Phänomen rührt daher, dass, wenn der Druck übermäßig hoch ist, die Elektronenenergie dann durch häufige Kollisionen der Elektronen mit dem Xenongas beschränkt wird, und folglich wird die Elektronenenergie durch die Pulse nicht leicht moduliert.
Fig. 4 zeigt eine Variation der Lampeneffizienz gemäß der Variation der Ruhezeit bei der festen elektrischen Frequenz von 50 KHz. Die hier verwendete Lampe ist die gleiche wie die von Fig. 3, mit einem Druck von 30 Torr für das darin eingeschlossene Gas, und die Lampenleistung ist auf 5 W festgelegt. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass die Lampeneffizienz verbessert werden kann, wenn die Lampe unter einer solchen Bedingung leuchtet, dass die Ruhezeit davon länger ist als die Hälfte einer Periode der Wechselstromfrequenz.
Fig. 5 zeigt eine Variation der Lampeneffizienz gemäß der Variation der Wechselstromfrequenz bei der festen Ruhezeit, die drei mal so lang ist wie eine Halbperiode der Wechselstromwellenform. Die hier verwendete Lampe ist die gleiche wie die von Fig. 3, mit einem Druck von 30 Torr für das darin eingeschlossene Gas, und die Lampenleistung ist auf 5 W festgelegt. Die durchgezogene Kurvenlinie zeigt den Fall der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform an, und eine gestrichelte Linie zeigt den Fall von Hochfrequenzlicht basierend auf einer gewöhnlichen Wechselstromsinuswelle an.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass man eine hohe Effizienz bei einer Frequenz höher als 3 KHz mit der Vorrichtung mit Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der mit gewöhnlichem Hochfrequenzlicht erhält. Es ist auch ersichtlich, dass, wenn die Frequenz auf etwa 200 KHz ansteigt, die Effizienzen in den zwei Fällen im wesentlichen gleiche Pegel darstellen. Demgemäss sollte die Frequenz höher sein als 3 KHz, aber niedriger als 200 KHz.
Es sollte beachtet werden, dass der Grund dafür, warum die Effizienz bei hoher Frequenz abfällt und im wesentlichen gleich derjenigen im Fall des gewöhnlichen Hochfrequenzlichts wird, der ist, dass ein Plasmaparameter einer positiven Säule einer solch hohen Frequenz nicht folgen kann und sich allmählich einer festen Bedingung ähnlich einem Gleichstrom annähert.
Wie oben können, da die wie in Fig. 1 gezeigt aufgebaute Vorrichtung mit Edelgasentladungsfluoreszenzlampe eine pulsartige Spannung mit einer Ruhezeit an die Lampe anlegt, Helligkeit und Leuchteffizient der Lampe stark verbessert werden.
Nebenbei kann, obwohl in der obigen Ausführungsform Xenongas eingeschlossen ist, ein anderes Edelgas als Xenongas entweder einzeln oder zusammen mit Xenongas eingeschlossen werden, um die gleiche Verbesserung der Effizienz zu bekommen wie oben. Ferner wurden, obwohl man sich eine Lampe mit einem Außendurchmesser von 10 mm in der obigen Ausführungsform zu eigen macht bzw. verwendet, auch verschiedene andere Lampen mit anderen Durchmessern innerhalb des Bereichs von 8 bis 15,5 mm geprüft, und man erhielt als Ergebnis die gleiche hohe Effizienz.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, worin eine Lampe vom Heißkathodenelektrodentyp gezeigt ist. In der Figur ist das Bezugszeichen 1 ein Glaskolben, der eine auf einer inneren Oberfläche davon ausgebildete Fluoreszenzschicht 2 besitzt, und ein Edelgas X ist darin eingeschlossen. Bezugszeichen 3a bezeichnet eine Anode, die an einem Ende des Kolbens bereit gestellt ist, und 3b bezeichnet ein Kathodenfilament an dem anderen Ende des Kolbens, wobei die beiden Elektroden zusammen mit dem obigen Kolben 1 eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe 8 bilden (im Folgenden als eine Lampe bezeichnet). Bezugszeichen 18 bezeichnet ein strombegrenzendes Element, das mit der Anode 3a verbunden ist, und es kann ein Kondensator sein, wenn nicht eine Induktivität, wie in dieser Ausführungsform verwendet. Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Hochfrequenzenergiequelle, und ist mit dem strombegrenzenden Element 18 und mit einem Ende des Kathodenfilaments 3b der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe 8 verbunden. Die Bezugszeichen 20a und 20b sind beides Dioden und 14 bezeichnen ein Schaltelement, worin die Diode 20b mit der Anode 3a und auch mit dem anderen Ende des Kathodenfilaments 3b verbunden ist, wobei ihre Kathodenseite auf die Anodenseite der Lampe hin gerichtet ist, wohingegen die Diode 20a in Reihe mit dem Schaltelement 14 verbunden ist, und dieser Schaltkreis ist parallel mit der Anode 3a und mit dem anderen Ende des Kathodenfilaments 3b der Lampe 8 verbunden, so wie die Diode 20b verbunden ist, deren Polaritäten entgegengesetzt zu der der Diode 20a sind. Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Basis bzw. Steuereinrichtung zum Steuern des geöffneten und des geschlossenen Zustandes des obigen Schaltelements 14 durch Einspeisen von Pulssignalen in eine Steuerelektrode (Basis- bzw. Grundelektrode) des Schaltelements 14. Die Steuereinrichtung 15 steuert das Schaltelement 14, um durch Synchronisieren mit der Hochfrequenzenergiequelle 19 den geöffneten Zustand davon auf eine Halbperiode der Wellenform der Hochfrequenzenergiequelle 19 und den geschlossenen Zustand davon auf eine ungerade Anzahl mal so lang wie die Halbperiode einzustellen.
Die wie oben aufgebaute Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe vom Heißkathodentyp könnte auch die gleiche Verbesserung in der Effizienz wie im Fall der Fig. 1 erzielen. Ferner fließt in dem Fall der wie in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform der elektrische Strom in die Diode durch das Filament der Kathodenseite der Lampe während der Ruhezeit der angelegten Spannung hinein, und somit wird auch eine Vorheizfunktion bereit gestellt. Demgemäß kann die obige Ausführungsform der Fig. 6 die Helligkeit und Leuchteffizienz der Lampe verbessern und vermeidet jegliche zusätzliche Schaltung zum Vorheizen der Elektrode, wodurch es möglich wird, die Schaltung als Ganzes zu vereinfachen.
Im Folgenden werden Vorrichtungen mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Figur ist das Bezugszeichen 1 ein Glaskolben, der eine auf einer inneren Oberfläche davon ausgebildete Fluoreszenzschicht 2 besitzt und in dem ein Edelgas X eingeschlossen ist. Bezugszeichen 3a und 3b bezeichnen Elektroden, die jeweils an entgegengesetzten Enden des Kolbens 1 angeordnet sind, wobei diese Elektroden zusammen mit dem obigen Kolben 1 eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe 8 (im Folgenden als eine Lampe bezeichnet) bilden. Bezugszeichen 18 bezeichnet ein strombegrenzendes Element, von dem ein Ende mit der Elektrode 3c verbunden ist, und es kann ein Kondensator sein, wenn nicht eine Induktivität, wie in dieser Ausführungsform verwendet. Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Hochfrequenzenergiequelle und ist mit dem strombegrenzenden Element 18 und mit der anderen Elektrode 3d der Lampe 8 verbunden. Die Bezugszeichen 21a und 21b sind beides Dioden, und 14a und 14b sind Schaltelemente, wobei die Dioden 21a und 21b in Reihe jeweils mit den Schaltelementen 14a und 14b verbunden sind, mit ihren Polaritäten in entgegengesetzten Richtungen zueinander, und auch jeweils mit der Lampe 8 parallel verbunden. Die Bezugszeichen 15a und 15b bezeichnen Steuereinrichtungen zum jeweiligen Steuern des geöffneten und des geschlossenen Zustandes der obigen Schaltelemente 14a und 14b durch Einspeisen von Pulssignalen in eine Steuerelektrode (Basis- bzw. Grundelektrode) der jeweiligen Schaltelemente. Die Steuereinrichtungen 15a, 15b steuern jeweils die Schaltelemente 14a, 14b, um durch Synchronisieren mit der Hochfrequenzenergiequelle 19 die geöffneten Zustände davon auf eine Halbperiode der Wellenform der Hochfrequenzenergiequelle 19 einzustellen und um den geschlossenen Zustand davon auf eine ganze Zahl mal so lang wie die Halbperiode einzustellen.
Die obigen Schaltelemente 14a, 14b, die Steuereinrichtungen 15a, 15b, das strombegrenzende Element 18, die Dioden 21a, 21b bilden insgesamt eine elektrische Spannungsgeneratoreinrichtung.
Eine Betriebsweise der wie oben aufgebauten Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe wird unten beschrieben. Fig. 8 zeigt eine Beziehung zwischen der Hochfrequenzenergiequelle 19, den Steuereinrichtungen 15a, 15b, und einer Ausgangsgröße der an die Lampe angelegten Spannung, wobei der geschlossene Zustand des Schaltelements zweimal so lang ist wie die Halbperiode der Wellenform der Energiequelle. Zuallererst legen die Steuereinrichtungen 15a, 15b, da sie mit der Frequenz der Hochfrequenzenergiequelle 19 synchronisieren, Pulssignale jeweils an die Schaltelemente 14a, 14b an, um die geöffneten und geschlossenen Zustände davon zu steuern, derart, dass der Off-Zustand (AUS-Zustand) des Pulssignals die Hälfte einer Periode der Wellenform von der Energiequelle ist, und der ON-Zustand (EIN-Zustand) eine ganze Anzahl mal so lang ist wie die Halbperiode. In dem Fall, dass die Schaltelemente 14a, 14b von den Pulssignalen geschlossen werden, fließt, da diese Schaltung gleichbedeutend mit dem Zustand wird, in dem die zwei Dioden 21a, 21b, deren Polaritäten jeweils entgegengesetzt zueinander sind, mit der Lampe 8 parallel verbunden sind, der elektrische Strom in die Dioden hinein, und die Spannung wird nicht an die Lampe 8 angelegt. Andererseits fließt ein elektrischer Strom, wenn die Schaltelemente 14a, 14b im geöffneten Zustand sind, nicht in die Dioden 21a, 21b hinein, so dass die Spannung an die Lampe 8 angelegt wird. Jedoch ist, da der geöffnete Zustand nur die Halbperiode des von der Energiequelle angelegten Stroms lang vorliegt, die an die Lampe angelegte Spannung nur diese Halbperiode lang vorhanden, und zusätzlich ändern sich die Polaritäten davon abwechselnd. Die Wiederholung der geöffneten und geschlossenen Zustände der Schaltelemente erzeugt eine pulsartige Spannung, die abwechselnd ihre Polarität ändert, so dass eine Zeit, in der Energie zugeführt wird, gleich der Hälfte der Wellenform von der Energiequelle und die Ruhezeit eine ganze Zahl mal so lang wie die Halbperiode der Wellenform von der Energiequelle ist, und während der Zeit, in der Energie zugeführt wird, findet eine Glimmentladung zwischen einem Paar von Elektroden 3c und 3d statt, und diese Glimmentladung regt Edelgas X, das in dem Kolben 1 eingeschlossen ist, an, so dass das Edelgas besondere ultraviolette Strahlen daraus emittiert. Die ultravioletten Strahlen regen die Fluoreszenzschicht 2 an, die auf der inneren Oberfläche des Kolbens 1 ausgebildet ist, und folglich werden sichtbare Lichtstrahlen emittiert und nach außerhalb des Kolbens 1 entlassen.
Eine Beziehung zwischen der Leuchtbedingung und der Charakteristik der Lampe betreffend die wie oben aufgebaute Edelgasentladungsfluoreszenzlampe wird untersucht. Fig. 9 zeigt eine Beziehung zwischen dem Druck eines eingeschlossenen Gases und einer Lampeneffizienz. Die hier verwendete Lampe hat einen Außendurchmesser von 10 mm und eine axiale Länge von 300 mm, und das darin eingeschlossene Gas ist Xenongas und die Frequenz beträgt 50 KHz und die Leistung der Lampe liegt konstant bei 5 W. In Fig. 9 zeigt eine durchgezo gene Kurvenlinie den Fall, dass die Ruhezeit vier mal so lang ist wie im Fall der Fig. 7, und eine gestrichelte Linie zeigt den Fall des Hochfrequenzlichts auf der Basis einer gewöhnlichen Wechselstromsinuswelle. Aus Fig. 9 ist ersichtlich, dass die Lampenvorrichtung der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Verbesserungseffekt in der Lampeneffizienz zeigt, wobei ein solcher Verbesserungseffekt in Bezug auf die Lampeneffizienz von einem Druck des eingeschlossenen Gases abhängt. Auch ist aus der Fig. 9 ersichtlich, dass eine maximale Effizienz erreicht wird, wenn der Druck des eingeschlossenen Xenongases innerhalb eines Bereichs von einigen zehn Torr liegt, und dass der beträchtliche Verbesserungseffekt in der Effizienz durch die vorliegende Erfindung im Vergleich mit der in gewöhnlichem Hochfrequenzlicht innerhalb eines Bereichs des Drucks des eingeschlossenen Xenongases zwischen 10 Torr und 200 Torr erzielt werden kann. Eine solche Verbesserung in der Lampeneffizienz ergibt sich aus der Tatsache, dass eine pulsartige Entladung, wobei eine Zeit, in der Energie zugeführt wird, und eine Ruhezeit abwechselnd vorkommen, die Elektronenenergie einer positiven Säule in einem hohen Grad moduliert, derart, dass die Energie zum Anregen des Xenongases erhöht wird, damit die vom Xenongas zu erzeugenden ultravioletten Strahlen zunehmen, und auch aus der Emission von Nachglimmlicht während einer solchen Ruhezeit. Zum Beispiel entspricht der Wert von 10 Torr, bei dem die Lampeneffizienz eine beträchtliche Verbesserung präsentiert, einem Druck, bei dem eine Emission von Nachglimmlicht während einer solchen Ruhezeit, die bei einigen Torr kaum auftritt, beträchtlich erscheint. Nebenbei ist die Verbesserung in der Effizienz vergleichsweise niedrig bei einem hohen Druck, aber dieses Phänomen ergibt sich aus der Tatsache, dass, wenn der Druck übermäßig hoch ist, die Elektronenenergie dann durch häufige Zusammenstöße der Elektronen mit dem Xenongas beschränkt wird und folglich die Elektronenenergie durch Pulse nicht leicht moduliert wird.
Fig. 10 zeigt eine Änderung der Lampeneffizienz gemäß der Änderung der Ruhezeit bei der festen elektrischen Frequenz bei 50 KHz. Die hier verwendete Lampe ist die gleiche wie die von Fig. 9, mit einem Druck von 30 Torr für das darin eingeschlossene Gas, und die Lampenleistung ist auf 5 W eingestellt. Aus Fig. 10 ist ersichtlich, dass die Lampeneffizienz verbessert werden kann, wenn die Lampe unter einer solchen Bedingung leuchten gelassen wird, dass die Ruhezeit davon länger ist als die Hälfte einer Periode der Wechselstromfrequenz.
Fig. 11 zeigt eine Änderung der Lampeneffizienz gemäß der Änderung der Wechselstromfrequenz bei der festen Ruhezeit, die zwei mal so lang ist wie die Halbperiode der Wechselstromwellenform. Die hier verwendete Lampe ist die gleiche wie die der Fig. 9, mit einem Druck von 30 Torr für das darin eingeschlossene Gas, und die Lampenleistung ist auf 5 W eingestellt. Die durchgezogene Kurvenlinie zeigt den Fall der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform, und eine gestrichelte Linie zeigt den Fall von Hochfrequenzlicht basierend auf einer gewöhnlichen Wechselstromsinuswelle.
Aus Fig. 11 ist ersichtlich, dass eine hohe Effizienz bei einer Frequenz höher als 3 KHz mit der Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit der in gewöhnlichem Hochfrequenzlicht erreicht wird. Es ist auch ersichtlich, dass, wenn die Frequenz auf etwa 200 KHz ansteigt, die Effizienzen in den zwei Fällen im wesentlichen gleiche Niveaus präsentieren. Demgemäß sollte die Frequenz höher sein als 3 KHz, aber niedriger als 200 KHz.
Es sollte beachtet werden, dass der Grund dafür, weshalb die Effizienz bei hoher Frequenz abfällt und im wesentlichen gleich der in dem Fall gewöhnlicher Hochfrequenzbeleuchtung wird, der ist, dass ein Plasmaparameter einer positiven Säule einer solchen hohen Frequenz nicht folgen kann und sich nach und nach einer festen Bedingung ähnlich der eines Gleichstroms annähert.
Wie oben können, da die wie in Fig. 7 gezeigt aufgebaute Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe eine pulsartige Spannung mit einer Ruhezeit an die Lampe anlegt, die Helligkeit und Leuchteffizienz stark verbessert werden.
Nebenbei kann, obwohl Xenongas in der obigen Ausführungsform eingeschlossen ist, ein anderes Edelgas als Xenongas eingeschlossen werden, entweder einzeln oder zusammen mit Xenongas, um die gleiche Verbesserung der Effizienz wie oben zu bekommen. Ferner wurden, obwohl man sich eine Lampe mit Außendurchmesser von 10 mm in der obigen Ausführungsform zu eigen macht, auch verschiedene andere Lampen mit anderen Durchmessern innerhalb des Bereichs von 8 bis 15,5 mm untersucht, und als Ergebnis erreichte man die gleiche hohe Effizienz.
Eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 12 gezeigt. In der Figur ist das Bezugszeichen 1 ein Glaskolben, der eine auf einer inneren Oberfläche davon ausgebildete Fluoreszenzschicht 2 besitzt, und Edelgas X ist darin eingeschlossen. Die Bezugszeichen 3e und 3f bezeichnen Filamentelektroden, die jeweils an entgegengesetzten Enden des Kolbens angeordnet sind, wobei diese Elektroden zusammen mit dem obigen Kolben 1 eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe 8 bilden. Bezugszeichen 18 bezeichnet ein strombegrenzendes Element, von dem ein Ende mit einem Ende eines Kathodenfilaments 3e verbunden ist, und es kann ein Kondensator sein, wenn nicht eine Induktivität, wie in dieser Ausführungsform verwendet. Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Hochfrequenzenergiequelle und ist mit dem strombegrenzenden Element 18 und mit der anderen Elektrode 3f der Lampe 8 verbunden. Die Bezugszeichen 21a und 21b sind beides Dioden, und 14a, 14b sind Schaltelemente, wobei die Dioden 21a und 21b in Reihe jeweils mit den Schaltelementen 14a und 14b verbunden sind, mit ihren Polaritäten entgegengesetzt zueinander, und auch jeweils parallel mit dem anderen Ende des Filaments 3e der Lampe 8 verbunden. Die Bezugszeichen 15a, 15b sind Steuereinrichtungen zum jeweiligen Steuern des geöffneten und des geschlossenen Zustandes der obigen Schaltelemente 14a, 14b durch Einspeisen von Pulssignalen in eine Steuerelektrode (Basis- bzw. Grundelektrode) des jeweiligen Schaltelements. Die Steuereinrichtungen 15a, 15b steuern jeweils die Schaltelemente, um durch Synchronisieren mit der Hochfrequenzenergiequelle 19 die geöffneten Zustände davon auf eine Halbwelle zu einer Halbperiode der Wellenform der Hochfrequenzenergiequelle 19 und die geschlossenen Zustände davon auf eine ganze Zahl mal so lang wie die Halbperiode einzustellen.
Die wie oben aufgebaute Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe könnte auch die gleiche Verbesserung der Effizienz und in der Helligkeit wie im Fall der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform erzielen. Ferner fließt in dem Fall der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform der elektrische Strom in die Diode durch das Filament der Kathode der Lampe während der Ruhezeit der angelegten Spannung hinein, und eine Vorheizfunktion ist auch bereit gestellt. Demgemäß kann die obige Ausführungsform von Fig. 12 die Helligkeit und die Leuchteffizienz der Lampe verbessern und vermeidet jede zusätzliche Schaltung zum Vorerhitzen bzw. Vorheizen der Elektrode, wodurch es ermöglicht wird, die Schaltung als Ganzes zu vereinfachen.
Somit ist eine Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass sie eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe, worin Edelgas im Inneren eines Glaskolbens eingeschlossen ist, der eine auf einer inneren Oberfläche davon ausgebildete Fluoreszenzschicht und ein Paar von Elektroden an den entgegengesetzten Enden davon besitzt, eine Hochfrequenzenergiequelle zum Zuführen einer Frequenz höher als 3 KHz aber niedriger als 200 KHz, und eine elektrische Spannungsgeneratoreinrichtung zum Anlegen einer pulsartigen Spannung über ein Paar von Elektroden der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe umfasst, wobei die pulsartige Spannung eine Periode hat, die in eine Zeit, in der Energie zugeführt wird, und eine Ruhezeit unterteilt ist, wobei die Zeit, in der Energie zugeführt wird, gleich einer halben Periode der von der Energiequelle angelegten Wellenform und die Ruhezeit eine ungerade Zahl mal so lang wie die Halbperiode der von der Energiequelle angelegten Wellenform ist, wodurch eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe mit hoher Effizienz in Bezug auf Helligkeit und Leuchtwirkung möglich gemacht wird.
Und ferner ist eine Vorrichtung mit einer Edelgasentladungslampe gemäß einer weiteren Ausführungsform so aufgebaut, dass sie eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe, worin Edelgas im Inneren eines Glaskolbens eingeschlossen ist, der eine auf einer inneren Oberfläche davon ausgebildete fluoreszierende Schicht und ein Paar von Elektroden an den gegenüberliegenden Enden davon besitzt, eine Hochfrequenzenergiequelle zum Zuführen einer Frequenz höher als 3 KHz aber niedriger als 200 KHz, und eine elektrische Spannungsgeneratoreinrichtung zum Anlegen einer pulsartigen Spannung über einem Paar von Elektroden der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe durch abwechselndes Ändern der jeweiligen Polaritäten umfasst, wobei die pulsartige Spannung eine Periode hat, die in eine Zeit, in der Energie zugeführt wird, und eine Ruhezeit unterteilt ist, wobei die Zeit, in der Energie zugeführt wird, gleich einer Halbperiode einer von der Energiequelle angelegten Wellenform und die Ruhezeit eine ganze Zahl mal so lang wie die Halbperiode der von der Energiequelle angelegten Wellenform ist, wodurch eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe mit hoher Effizienz in Bezug auf Helligkeit und Leuchtwirkung möglich gemacht wird.

Claims

1. Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe, umfassend:

eine Edelgasentladungsfluoreszenzlampe (8), worin Edelgas im Inneren eines Glaskolbens (1) eingeschlossen ist, der eine fluoreszierende Schicht (2) besitzt, die auf einer Innenseite davon ausgebildet ist, und ein Elektrodenpaar (3a, 3b) an den entgegengesetzten Enden davon besitzt,

gekennzeichnet durch

- eine Hochfrequenzenergiequelle (19) zum Bereitstellen einer Frequenz höher als 3 kHz aber niedriger als 200 kHz; und

- eine elektrische Spannungsgeneratoreinrichtung (14, 15, 20a; 14a, 15a, 21a, 14b, 15b, 21b) zum Anlegen einer pulsförmigen Spannung über dem Elektrodenpaar (3a, 3b) der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe (8), wobei die pulsförmige Spannung eine Periode besitzt, die in eine Zeit, in der Energie zugeführt wird, und eine Ruhezeit unterteilt ist, wobei die Zeit, in der Energie zugeführt wird, gleich der Halbperiode einer Wellenform ist, die von der Energiequelle (19) angelegt wird, und die Ruhezeit einer wenigstens ungeraden ganzen Zahl mal der Halbperiode der Wellenform entspricht, die von der Energiequelle (19) angelegt wird.

2. Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spannungsgeneratoreinrichtung (14a, 15a, 21a, 14b, 15b, 21b) die pulsförmige Spannung über dem Elektrodenpaar (3a, 3b) der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe (8) mittels wechselweisem Ändern der jeweiligen Polaritäten anlegt, und daß die Ruhezeit einer ganzen Zahl mal der Halbperiode der von der Energiequelle (19) angelegten Wellenform entspricht.

3. Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spannungsgeneratoreinrichtung (14, 15, 20a, 20b) ein Schaltelement (14), eine Steuereinheit (15) zum Steuern des Schaltelements und zwei Dioden (20a, 20b), deren Polaritäten entgegengesetzt zueinander sind und die jeweils mit der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe (8) parallel verbunden sind, wobei eine der beiden Dioden mit dem Schaltelement (14) in Reihe verbunden ist, umfaßt.

4. Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe nach Anspruch 1, worin die Kathode (3b) der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe (8) ein Glühkathodenwendeldraht ist.

5. Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spannungsgeneratoreinrichtung (14a, 15a, 14b, 15b, 21a, 21b) zwei Schaltelemente (14a, 14b), zwei Steuereinrichtungen (15a, 15b) zum jeweiligen Steuern der zwei Schaltelemente und zwei Dioden (21a, 21b), deren Polaritäten entgegengesetzt zueinander sind und die jeweils mit der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe (8) parallel verbunden sind, umfaßt, und worin die zwei Dioden (21a, 21b) mit den zwei entsprechenden Schaltelementen (14a, 14b) in Reihe verbunden sind.

6. Vorrichtung mit einer Edelgasentladungsfluoreszenzlampe nach Anspruch 2, worin das Elektrodenpaar der Edelgasentladungsfluoreszenzlampe (8) beide aus Wendeldraht bestehen.