JP2003036814A - 放電ランプおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電ランプにおける非照射面側の電極面積を
拡大することにより、外部電極部のバルブ面に希ガスイ
オンや水銀イオンが打ち込まれる確率を低くして管状バ
ルブの劣化を防止し、放電始動電圧を低減するととも
に、照射面側の放射面積を拡大して光量を増大し、さら
に非照射面側の外部電極間距離を短縮して放電遅れを改
善した放電ランプおよびその照明装置を提供する。 【解決手段】 アルゴン、クリプトン、キセノン、ネオ
ンの少なくともひとつ以上の希ガス、または希ガスと水
銀とを封入して両端を閉塞するとともに、内面に蛍光体
被膜（３）を形成した管状バルブ（２）の管軸方向の両
端部の外面に一対の外部電極（４）（５）を配置して放
電ランプを形成し、前記外部電極（４）（５）における
管状バルブ（２）の照射面側の面積を非照射面側の面積
より小さくしたことを特徴としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶バックライト
用光源やファクシミリのスキャナー用光源、複写機のイ
レーサー用光源、その他表示、装飾、ディスプレイ用の
光源などに用いられる放電ランプおよびこのランプを具
備する照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の放電ランプは、両端を封
止した管状バルブの内面に蛍光体被膜を形成し、且つ内
部にキセノンガスを主成分とする希ガスおよび水銀を封
入するとともに、管状バルブの両端内部に気密に封入さ
れた導入線に接続する電極を封装し、さらに管状バルブ
の軸方向に沿って蛍光体被膜を除去したアパーチャー部
（光透射用の開口部）を形成した構成が多く存在する。

【０００３】しかしながら、管状バルブ内の封入物中に
は水銀が含まれているため、前記電極近傍の蛍光体被膜
面は水銀と化合して黒く変色し、放電ランプとしての輝
度を減衰させる問題があり、また、上記により水銀自体
が減少して、放電作用に影響を与えるため、あらかじめ
水銀の封入量を多くしていることから、環境保護面から
も使用量の減少が望まれていた。

【０００４】これに対し、近年では、図６および図７に
示すように、管状バルブ（１２）内に電極を設けない
で、両端を封止した細長い管状ガラスバルブ（１２）の
両端の外面に電極（１４）（１５）を配置し、内面には
両端からわずかな長さ寸法を除いて全域に亙って蛍光体
被膜（１３）を均一に形成するとともに、内部に放電を
受けることによって紫外線を放射するキセノンガスを主
成分とする希ガスと水銀とからなる封入物を封入した放
電ランプ（１１）が提案されている。

【０００５】この放電ランプ（１１）は、前記外部電極
（１４）（１５）間に高周波電力を供給して管状バルブ
（１２）内に高周波放電を発生させることで、管状バル
ブ（１２）内に封入されているキセノンガスなどの希ガ
スを電離、励起して蛍光体を発光させ、発光した蛍光体
被膜（１３）の可視光が、管状バルブの光投射開口であ
るアパーチャー部（１６）から外部に放射されるもので
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】管状バルブの管軸方向
の両端部に外部電極を設けた放電ランプは、高い光投射
出力を得ることができるものであるが、放電ランプの点
灯中には、電極部における管状バルブの内壁面にバルブ
内に封入されている希ガスイオンおよび水銀イオンが打
ち込まれるため、電極部の管状バルブに劣化が生じる不
具合があった。

【０００７】また上記のごとく、電極が、管状バルブの
管軸方向の両端部に設けた外部電極式であると、電極部
により、照射面側の管状バルブ面が遮蔽されるため、照
射面積が少なくなって光量が低下する欠点があり、さら
に、外部電極式は、両端部の電極間の距離がきわめて長
くなるため、放電開始が遅れる問題があり、これを防止
するためには放電始動電圧をより高くする必要があるの
で、消費電力量が増加し、不経済という問題点があっ
た。

【０００８】本発明は上記課題に着目してなされたもの
で、放電ランプにおける非照射面側の電極面積を拡大す
ることにより、外部電極部のバルブ面に希ガスイオンや
水銀イオンが打ち込まれる確率を低くして管状バルブの
劣化を防止し、放電始動電圧を低減するとともに、照射
面側の放射面積を拡大して光量を増大し、さらに非照射
面側の外部電極間距離を短縮して放電遅れを改善した放
電ランプおよびその照明装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、アルゴン、クリプトン、キ
セノン、ネオンの少なくともひとつ以上の希ガス、また
は希ガスと水銀とを封入して両端を閉塞するとともに、
内面に蛍光体被膜を形成した管状バルブの管軸方向の両
端部の外面に一対の外部電極を配置して放電ランプを形
成し、前記外部電極における管状バルブの照射面側の面
積を非照射面側の面積より小さくしたことを特徴とする
ものであり、放電ランプにおける非照射面側の電極面積
を拡大することにより、外部電極部のバルブ面に希ガス
イオンや水銀イオンが打ち込まれる確率を低くして管状
バルブの劣化を防止するとともに、放電始動電圧を下げ
ることができる。

【００１０】請求項２記載の発明は、管状バルブの端部
における照射面側の外部電極を除去し、非照射面側の端
部外面に電極を集中配置したことを特徴とするものであ
り、より照射面側の放射面積を拡大して、放電配光を均
一化できる。

【００１１】請求項３記載の発明は、非照射面側におけ
る管状バルブ両端部の一対の外部電極間の間隙を、照射
面側に比し短くしたことを特徴とするものであり、放電
始動電圧を下げることができるとともに、放電開始時間
を短くでき、放電遅れを改善することができる。

【００１２】請求項４記載の発明は、非照射面側に設け
た外部電極の端面の一部を他端の電極側に突出延長した
ことを特徴とし、さらに電極間の距離を短くすることが
できる。

【００１３】請求項５記載の発明は、器具本体と、請求
項１乃至４のいずれかに記載の放電ランプと、この放電
ランプに接続された点灯回路とを具備してなる照明装置
を特徴としており、放電配光を均一化した消費電力量の
少ない、経済的な照明装置を得ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の一実
施形態について説明する。図１にその一部を切欠した正
面図、図２にその下面図、図３に図１のＡ−Ａ線に沿う
断面図を示す放電ランプ（１）は、管状バルブ（２）の
両端を封止し、且つその両端から少許の長さ寸法を除い
て内面上に蛍光体被膜（３）を形成するとともに、内部
に放電を受けることによって紫外線を放射する放電媒体
として、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプ
トン（Ｋｒ）、ネオン（Ｎｅ）などの希ガスの内のひと
つ、あるいはこれらの混合ガスと、水銀（Ｈｇ）を封入
しており、管状バルブの両端部の外面には一対の外部電
極（４）（５）を設けている。

【００１５】前記蛍光体被膜（３）は、管状バルブ
（２）のバルブ軸に沿って膜厚１５〜２５μに形成され
ており、図示しない照明装置の導光板に対向する部分に
は、蛍光体被膜（３）を除去した光透射用の開口部であ
るアパーチャー部（６）が設けられている。

【００１６】そして、前記管状バルブ（２）の両端部外
面に設けた外部電極（４）（５）は、導電性を有する銅
箔やアルミニウムテープあるいは銀ペーストなどの導電
性塗料からなっており、管状バルブ（２）の各端部に端
面を覆うように貼り付け、あるいは塗布されるととも
に、リード線（７）によって点灯装置（８）にそれぞれ
接続されているものである。

【００１７】前記管状バルブ（２）の両端部における外
部電極（４）（５）は、図３で明瞭に示したように、照
射面側である上部は開放するとともに、非照射面側であ
る管状バルブ（２）の両端下部を被覆する下面（４ａ）
（５ａ）と両側（４ｂ）（５ｂ）および背面（４ｃ）
（５ｃ）からなる形状としている。

【００１８】放電ランプ（１）における、電荷（Ｑ）と
電極表面積（Ｓ）、電極間の距離（ｄ）との関係は、静
電容量をＣ、誘電率をε、電圧をＶとした場合に、 Ｑ＝ＣＶ、 Ｃ＝εＳ／ｄ・Ｖ で表されるものであり、電極表面積（Ｓ）が大きいほ
ど、あるいは、電極間距離（ｄ）が短いほど、静電容量
（Ｃ）は大きく、放電始動電圧（Ｖ）を下げることがで
きる。また、放電開始時間を短くすることができ、有効
発光長も長くなるものである。

【００１９】また同時に、放電のための始動電圧（Ｖ）
と電極間との距離（ｄ）についても、図５に示すよう
に、両者は互いに比例関係にあり、電極間の距離（ｄ）
を短くすれば、これに伴って始動電圧（Ｖ）も低くでき
ることになる。

【００２０】上記により、外部電極（４）（５）の表面
積を保持するため、照射面側の開放面積に相当する面積
分を下部の非照射面側の電極面積に増加させており、管
状バルブ（２）の端部下側の外部電極（４）（５）は、
その側面（４ｂ）（５ｂ）を照射面積を損なわない部位
まで開口として広げるとともに、管軸方向への長さを増
加させて、電極全体としての表面積は、従来レベルと同
等にしている。

【００２１】また、外部電極（４）（５）の互いに対向
する下部（４ａ）（５ａ）の端縁には、対向する他端の
電極部（５）（４）に指向して突出片（４ｄ）（５ｄ）
を延出させている。この突出片（４ｄ）（５ｄ）によ
り、両端に配置した電極間の距離がさらに短縮化できる
ものであり、放電始動電圧が低減でき、あるいは放電開
始時間の短縮に貢献できる。

【００２２】このような構成を有する冷陰極蛍光ランプ
によれば、図１に示すように、点灯回路装置（８）から
外部電極（４）（５）に高周波電源が印加されれば、管
状バルブ（２）内に放電が生じ、放電により励起された
水銀、希ガスなどの封入物が紫外線を発生し、この紫外
線が管状バルブ（２）内面の蛍光体を励起することで蛍
光体被膜（３）がその全域に亙って照射されて可視光が
得られ、この可視光が直接に光投射用の開口である管状
バルブ（２）のアパーチャー部とともに、蛍光体被膜
（３）を通過して外部に放射されることで、液晶ディス
プレイ、複写機、ファクシミリなどの光源として使用さ
れるものである。

【００２３】そして、一対の電極（４）（５）は、管状
バルブ（２）の両端外面に外部電極として設けられてい
るため、水銀と希ガスとを封入物としている蛍光ランプ
でありながら、従来の管状バルブに内封された電極方式
のように、封入物である水銀と電極とが反応化合して電
極近傍の蛍光体被膜の面が黒くなる、いわゆるスパッタ
リングにより、ランプとしての輝度が減衰したり、封入
された水銀が減少することによる電極寿命が短くなるこ
とを防止できる。

【００２４】また、上記本発明の実施形態によれば、外
部電極方式であっても、電極の遮光性によって光投射面
積の減少の問題もなく、帯状電極とアパーチャー部との
位置関係による光投射方向の制約もなくなる利点があ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の内部電極方式に比べて、スパッタリングによる水
銀の消耗がないため、電極寿命を減衰させることがない
とともに、最低限度の水銀使用量で蛍光ランプを形成す
ることができるものであり、環境保護にも貢献できるだ
けでなく、照明装置ユニットに組み込んだ際は、導光板
の板面輝度が向上するものである。

【００２６】そして、放電ランプにおける非照射面側の
電極面積を拡大することにより、外部電極部のバルブ面
に希ガスイオンや水銀イオンが打ち込まれる確率を低く
して管状バルブの劣化を防止するとともに、放電始動電
圧を下げることができるため、入力を小さくでき、起動
特性を改善できる。

【００２７】また、照射面側の放射面積を拡大して、放
電配光を均一化でき、さらに非照射面側の外部電極間距
離を短縮することで、放電開始時間を短くでき、放電遅
れを改善することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す放電ランプの一部切
欠正面図である。

【図２】図１の放電ランプの一部切欠した下面図であ
る。

【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】本発明の放電ランプの外部電極部の詳細を示す
斜視図である。

【図５】放電始動電圧と電極間の距離との関係を示す説
明図である。

【図６】従来例を示す放電ランプの一部切欠平面図であ
る。

【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１…放電ランプ ２…管状バルブ ３…蛍光体被膜 ４、５…外部電極 ４ａ、５ａ…外部電極の下面部 ４ｂ、５ｂ…外部電極の側面部 ４ｃ、５ｃ…外部電極の背面部 ４ｄ、５ｄ…電極端面の先端突出部 ６…光投射用開口部（アパーチャー部） ８…点灯回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルゴン、クリプトン、キセノン、ネオ
   ンの少なくともひとつ以上の希ガス、または希ガスと水
   銀とを封入して両端を閉塞するとともに、内面に蛍光体
   被膜を形成した管状バルブの管軸方向の両端部の外面に
   一対の外部電極を配置し、この外部電極における管状バ
   ルブの照射面側の面積を非照射面側の面積より小さくし
   たことを特徴とする放電ランプ。
2. 【請求項２】 管状バルブの端部における照射面側の外
   部電極を除去し、非照射面側の端部外面に電極を集中配
   置したことを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
3. 【請求項３】 非照射面側における管状バルブ両端部の
   一対の外部電極間の間隙を、照射面側に比し短くしたこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２記載の放電ラン
   プ。
4. 【請求項４】 非照射面側に設けた外部電極の端面の一
   部を他端の電極側に突出延長したことを特徴とする請求
   項３記載の放電ランプ。
5. 【請求項５】 器具本体と、請求項１乃至４のいずれか
   に記載の放電ランプと、この放電ランプに接続された点
   灯回路とを具備してなる照明装置。