JP2003257377A

JP2003257377A - 誘電体バリア放電型低圧放電ランプ

Info

Publication number: JP2003257377A
Application number: JP2002051741A
Authority: JP
Inventors: Yuji Takeda; 雄士武田; Takayoshi Kurita; 貴好栗田; Masasane Takagi; 将実高木; Mitsuhiro Imura; 光宏井村
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】外部電極の端縁部で発生するコロナ放電を抑
えることによってオゾンの発生量を低減する。【解決手段】本発明の誘電体バリア放電型低圧放電ラ
ンプ１１は、外部電極２１，２２において少なくともコ
ロナ放電の発生しやすい導電体層３１，３２の内側端縁
部を絶縁性部材４１，４２で包囲することにより、当該
低圧放電ランプの点灯中のコロナ放電の発生を抑え、オ
ゾン発生を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体バリア放電
型低圧放電ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】管状のガラスランプ容器の両端部外表面
に電極を備える、いわゆる誘電体バリア放電型低圧放電
ランプとして、実開昭６１−１２６５５９号公報に記載
されたものが知られている。

【０００３】この従来の誘電体バリア放電型低圧放電ラ
ンプ１５は、図８及び図９に示すような構成であり、両
端が封止された管状のガラスランプ容器１の内部に希ガ
ス若しくは水銀と希ガスの混合ガスのようなイオン化が
可能な充填剤５０を封入し、ガラスランプ容器１の内周
面に必要に応じて蛍光体層６０を形成してある。そし
て、ガラスランプ容器１の両端外周面には、外部電極２
７，２８を配設してある。この外部電極２７，２８は、
例えば、ニッケルメッキ溶射あるいは銀ペーストなどか
ら成る導電体層３１，３２と、この導電体層３１，３２
と高周波電源とを接続するための、例えば、ヒューズホ
ルダー型給電部材２から構成されている。

【０００４】このような従来の誘電体バリア放電型低圧
放電ランプ１５では、管状のガラスランプ容器１内に電
極が配置されていないために電極の消耗が起こらず、寿
命が長いという特長がある。しかしながら、従来の誘電
体バリア放電型低圧放電ランプ１５では、外部電極２
７，２８を構成する導電体層３１，３２が露出して外気
と接触しており、かつ外部電極への印加電圧が例えば
１．０ｋＶ〜３ｋＶと非常に高いために、外部電極２
７，２８の端部からコロナ放電が発生しやすく、このコ
ロナ放電に伴ってオゾンが発生する問題点があった。

【０００５】このコロナ放電の発生箇所を子細に観察す
ると、図１０の拡大図に示すように、導電体層３１，３
２のガラスランプ容器１の軸方向中央側の端縁部とこの
端縁から約１ｍｍの範囲のガラスランプ容器１の外表面
との間で頻繁にコロナ放電が発生していることが確認さ
れた。

【０００６】他方、コロナ放電が起こりにくい構造の放
電ランプとして、例えば、特許第３０２２２８３号公報
に記載されたものが知られている。この従来の放電ラン
プは、管状のガラスランプ容器の外表面のガラスランプ
軸方向に沿って短冊状の電極を備え、充填剤としてキセ
ノン等の希ガスを封入した構造の希ガス放電ランプであ
る。

【０００７】上記特許公報記載の低圧放電ランプ１６の
構造が図１１及び図１２に示してある。図１１、図１２
において、６は両端が封止された管状のガラスランプ容
器であり、この管状ガラスランプ容器６の内部に充填剤
５１が封入されている。ガラスランプ容器６の内壁面に
は、必要に応じて蛍光体層６１が形成され、この蛍光体
層６１には必要に応じてアパーチャーが設けられる。

【０００８】ガラスランプ容器６の外面には、短冊状の
一対の金属テープ３７，３８が設けられ、この金属テー
プ３７，３８それぞれにはリード線４，５が取り付けら
れている。この従来例の場合、これらの金属テープ３
７，３８とリード線４，５で外部電極２９，３０を構成
している。

【０００９】なお、金属テープ３７，３８には主に短冊
状で内表面に粘着剤を備えたアルミテープが用いられ
る。そしてこのアルミテープを曲がりなく管状ガラスラ
ンプ容器６の外表面の軸方向に貼り付けるため、例え
ば、２本のアルミテープを平行に貼り付けた透光性絶縁
シート４７をガラスランプ容器６に巻き付ける方法がと
られる。

【００１０】このような図１１及び図１２に示した後者
の希ガス放電ランプの場合、図８及び図９に示した前者
の低圧放電ランプに比べて電極間距離が短くかつ電極面
積が広いため、ガラスランプ電圧が１ｋＶ以下に低く抑
えられ、コロナ放電が発生しにくい特長があるが、反
面、ガラスランプ軸方向に沿って外部電極を貼り付けて
いるため、蛍光体層からの光を効率良く外部に取り出す
ことが困難であり、その用途がファクシミリの読取り用
光源などに限定されていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の問題点に鑑みてなされたもので、外部電極の端縁部
で発生するコロナ放電を抑えることによってオゾンの発
生量を少なくした、高効率の誘電体バリア放電型低圧放
電ランプを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内部
に放電媒体を封入した管状のガラスランプ容器の軸方向
両端の外周部に誘電体層を電極として形成した誘電体バ
リア放電型低圧放電ランプであって、前記導電体層にお
けるガラスランプ容器の軸方向中央側の端縁部を絶縁性
部材で密着して包囲したことを特徴するものである。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の誘電体バリ
ア放電型低圧放電ランプにおいて、前記絶縁性部材は、
シリコンゴムであることを特徴とするものである。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１の誘電体バリ
ア放電型低圧放電ランプにおいて、前記絶縁性部材は、
熱収縮チューブであることを特徴とするものである。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１の誘電体バリ
ア放電型低圧放電ランプにおいて、前記絶縁性部材は、
絶縁テープであることを特徴とするものである。

【００１６】請求項１〜４の発明の誘電体バリア放電型
低圧放電ランプでは、外部電極における導電体層の少な
くともコロナ放電の発生しやすい内側端縁部を絶縁性部
材で包囲したことにより、当該低圧放電ランプの点灯中
のコロナ放電の発生を抑え、オゾン発生を低減させる。
また、絶縁性部材を外部電極における導電体層の内側端
縁部だけを覆うように形成することによって、絶縁性部
材の材料を少なくしながらもコロナ放電の発生を抑え、
オゾン発生を低減することができる。

【００１７】上記の外部電極の導電体層の少なくとも内
側端縁部を覆う絶縁性部材には、例えば、シリコンゴム
キャップやシリコンゴムバンド、熱収縮チューブ、絶縁
テープを用いることができる。

【００１８】請求項５の発明は、内部に放電媒体を封入
した管状のガラスランプ容器の軸方向両端の外周部に誘
電体層を電極として形成した誘電体バリア放電型低圧放
電ランプであって、前記導電体層におけるガラスランプ
容器の軸方向中央側の端縁部を絶縁体層によって覆った
ことを特徴とするものである。

【００１９】請求項６の発明は、請求項５の誘電体バリ
ア放電型低圧放電ランプにおいて、前記絶縁体層は、絶
縁性ペーストであることを特徴とするものである。

【００２０】請求項５及び６の発明の誘電体バリア放電
型低圧放電ランプでは、外部電極における導電体層の少
なくともコロナ放電の発生しやすい内側端縁部を絶縁体
層で覆ったことにより、当該低圧放電ランプの点灯中の
コロナ放電の発生を抑え、オゾン発生を低減させる。

【００２１】上記の絶縁体層には、例えば、絶縁性ペー
ストを用いることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の
誘電体バリア放電型低圧放電ランプ１１の正面図、図２
はその軸方向に沿った断面図である。この実施の形態の
低圧放電ランプ１１は、図８及び図９に示した従来例と
同様、両端が封止された管状のガラスランプ容器１の内
部に希ガス若しくは水銀と希ガスの混合ガスのようなイ
オン化が可能な充填剤５０を放電媒体として封入し、ガ
ラスランプ容器１の内周面に必要に応じて蛍光体層６０
を形成してある。また、ガラスランプ容器１の両端外周
面には、外部電極２１，２２を配設してある。この外部
電極２１，２２は、例えば、ニッケルメッキ溶射あるい
は銀ペーストなどから成る導電体層３１，３２と、この
導電体層３１，３２と高周波電源とを接続するための、
例えば、ヒューズホルダー型給電部材２と、本実施の形
態の特徴である絶縁性部材４１，４２としての絶縁ゴム
チューブから構成されるものである。

【００２３】絶縁性部材４１，４２として用いる絶縁ゴ
ムチューブはシリコンゴム製であり、導電体層３１，３
２においてコロナ放電が最も発生しやすい部分であるガ
ラスランプ容器１の軸方向中心部側に位置する端縁部を
包囲している。

【００２４】これにより、第１の実施の形態の低圧放電
ランプ１１では、導電体層３１，３２におけるガラスラ
ンプ容器１の軸方向中央側の端縁部を絶縁性部材４１，
４２で密着するように包囲することによって外部電極２
１，２２を構成しているので、導電体層３１，３２の内
側端縁部からのコロナ放電の発生を抑制し、これによる
オゾンの発生を低減することができる。

【００２５】さらに、第１の実施の形態の低圧放電ラン
プ１１では、シリコンゴム製の絶縁ゴムチューブを導電
体層３１，３２の内側端縁部に密着するように被せるだ
けの簡単な方法で絶縁性部材４１，４２の取り付けがで
きる利点がある。

【００２６】なお、第１の実施の形態において、絶縁性
部材４１，４２には、絶縁ゴムチューブを用いる代わり
に、熱収縮チューブや絶縁テープを用いることができ
る。特に、熱収縮チューブを絶縁性部材４１，４２とし
て用いる場合、フッ素樹脂系、ＰＥＴ樹脂系、シリコン
樹脂系等の絶縁性樹脂の熱収縮チューブで導電体層３
１，３２それぞれの内側端縁部を包囲するように被せ、
加熱収縮させることによって形成する。

【００２７】また、絶縁テープを絶縁性部材４１，４２
として用いる場合には、フッ素樹脂系、ポリイミド系、
ガラスクロス系、ポリエステル系、ポリアミド系等の絶
縁テープを導電体層３１，３２それぞれの内側端縁部を
覆い隠すように巻き付ける。これにより、加熱処理の作
業が省略できて絶縁性部材４１，４２の形成が簡単にで
きる。

【００２８】また、絶縁性部材４１，４２に代えて、シ
リコン系、エポキシ系、ポリイミド系、アクリル系等の
絶縁ペーストを導電体層３１，３２それぞれの内側端縁
部に塗布することによって絶縁体層を同じ場所に形成す
るようにしてもよい。これによっても、絶縁性部材４
１，４２に代わる絶縁体層の形成工程が簡単化できる。

【００２９】次に、本発明の第２の実施の形態の誘電体
バリア放電型低圧放電ランプについて、図３を用いて説
明する。第２の実施の形態は、絶縁性部材としてシリコ
ン製の絶縁ゴムキャップ４３，４４を用い、第１の実施
の形態と同様の導電体層３１，３２、ヒューズホルダー
型給電部材２の全体に被せた構成にしたことを特徴とす
る。そして絶縁ゴムキャップ４３，４４それぞれは、特
にそれらの開口縁部分の内径をガラスランプ容器１の外
径よりも小さめに設計し、導電体層３１，３２それぞれ
の内側端縁部においてガラスランプ容器１の外周面に密
着させてある。

【００３０】この第２の実施の形態の低圧放電ランプ１
２にあっても、導電体層３１，３２におけるガラスラン
プ容器１の軸方向中央側の端縁部を絶縁性部材４３，４
４で包囲することにより、導電体層３１，３２の内側端
縁部からのコロナ放電の発生を抑制し、これによるオゾ
ンの発生を低減することができる。

【００３１】さらに、第２の実施の形態の低圧放電ラン
プ１２では、シリコンゴム製の絶縁ゴムキャップを導電
体層３１，３２の全体に外側から密着するように覆い被
せるだけの簡単な方法で絶縁性部材の取り付けができる
利点がある。

【００３２】次に、本発明の第３の実施の形態の誘電体
バリア放電型低圧放電ランプについて、図４及び図５を
用いて説明する。第３の実施の形態の低圧放電ランプ１
３のガラスランプ容器１の内部の構成は第１の実施の形
態、第２の実施の形態と同様である。そして第３の実施
の形態の特徴は、外部電極２３，２４の構造にあり、特
に導電体層として金属テープ３３，３４をガラスランプ
容器１の両端部外周に巻き付け、その外側にヒューズホ
ルダー型給電部材２を取り付け、また金属テープ３３，
３４それぞれの内側端縁部に絶縁性部材４１，４２を密
着するように包囲させることにより外部電極２３，２４
を構成した点にある。絶縁性部材４１，４２としては、
第１の実施の形態と同様に、絶縁ゴムチューブ、熱収縮
チューブ、絶縁テープ、絶縁性ペーストを使用する。

【００３３】金属テープ３３，３４は、第１の実施の形
態のような導電体層３１，３２とは異なり、ランプ軸方
向の外側にも端縁部が存在するが、観察の結果、図５に
示すように金属テープ３３，３４の外側端縁部がガラス
ランプ容器１の端部に位置するように取り付けた場合に
はこの外側端縁部でコロナ放電はほとんど発生しないこ
とが確認できた。そのため、第３の実施の形態のよう
に、絶縁性部材４１，４２は金属テープ３３，３４の内
側端縁部を包囲するように取り付けるだけでコロナ放電
を効果的に防止でき、オゾン発生を抑止できる。

【００３４】次に、本発明の第４の実施の形態の誘電体
バリア放電型低圧放電ランプについて、図６及び図７を
用いて説明する。第４の実施の形態の低圧放電ランプ１
４は、ガラスランプ容器１の内部の構成については第１
〜第３の実施の形態と同様である。そして第４の実施の
形態の特徴は、外部電極２５，２６の構成にある。すな
わち、導電部材として金属テープ３５，３６をガラスラ
ンプ容器１の両端外周部に取着しているが、この金属テ
ープ３５，３６には、第３の実施の形態のものよりも幅
が狭いものを用いており、ガラスランプ容器１の両端部
は残すようにして端部外周の取着している。

【００３５】ガラスランプ容器１の両端部はガラスの肉
厚が特に厚いので、この部分ではガラス内を高周波電流
が流れにくい。そこで、この高周波電流が流れにくい部
分にまで金属テープを取着することによる金属テープの
材料の無駄を防ぐため、本実施の形態では、金属テープ
３５，３６に幅の狭いものを用い、ガラスランプ容器１
の両端は残すようにしてその端部外周に取着しているの
である。ただし、ガラスランプ容器１の端部が残るため
に、金属テープ３５，３６の外側端縁部とその外側のガ
ラスランプ容器１の外周面との間にもコロナ放電が発生
しやすい。

【００３６】そこで、本実施の形態では、金属テープ３
５，３６の内側端縁部に第３の実施の形態と同様の絶縁
性部材４１，４２を密着するように包囲させ、さらに、
金属テープ３５，３６の外側端縁部についても第１、第
３の実施の形態に用いたものと同様の素材による絶縁性
部材４４，４５を取り付けることによりこれらの外側端
縁部分でのコロナ放電の発生も防止し、オゾン発生を抑
止する。

【００３７】

【実施例】本発明の実施例と従来例とを比較する。

【００３８】［実施例］次の構成で図２に示す構造の誘
電体バリア放電型低圧放電ランプを製作した。

【００３９】＜管状ガラスランプ容器＞材質：ホウ珪酸ガラス、寸法：外径２．６ｍｍ、内径：
２．０ｍｍ、全長３５０ｍｍ。

【００４０】＜導電体層＞材料：アルミニウム箔＋導電性粘着剤、寸法：厚み０．
０５ｍｍ、幅２０ｍｍ。

【００４１】＜絶縁性部材＞フッ素樹脂系熱収縮チュー
ブを図２に示す部分に取着した。

【００４２】＜蛍光体層＞材質：三波長蛍光体、寸法：厚み２０μｍ。

【００４３】＜封入物質＞封入ガス：ネオンとアルゴンの混合ガス、組成比：ネオ
ン／アルゴン＝９０モル％／１０モル％、封入圧：６０
Ｔｏｒｒ。

【００４４】封入物質：水銀、封入量：３ｍｇ。

【００４５】［比較例］実施例と同様の仕様で、図８に
示す構造の従来例の誘電体バリア放電型低圧放電ランプ
を製作した。ただし、従来例であるので、絶縁性部材は
ない。

【００４６】上記の実施例と比較例とを使用し、ガラス
ランプ電流６ｍＡ、周囲温度０℃、無風状態で点灯さ
せ、外部電極の中央部直上５ｍｍの位置のオゾン濃度を
測定した。

【００４７】このオゾン濃度の測定結果では、比較例で
は０．２ｐｐｍのオゾンを検出したが、本発明の実施例
では、０．０１ｐｐｍ未満（測定限界）であり、オゾン
の発生を感知できなかった。

【００４８】以上の実験結果から、本発明の実施例の誘
電体バリア放電型低圧放電ランプでは、コロナ放電が抑
制され、オゾン発生が低減されることが確認された。

【００４９】

【発明の効果】以上のように請求項１〜４の発明によれ
ば、外部電極において少なくともコロナ放電の発生しや
すい導電体層の内側端縁部を絶縁性部材で包囲したこと
により、当該低圧放電ランプの点灯中のコロナ放電の発
生を抑え、オゾン発生を低減させることができる。ま
た、絶縁性部材を外部電極における導電体層の内側端縁
部だけを覆うように形成することによって、絶縁性部材
の材料を少なくし、コスト上昇を抑えながらもコロナ放
電の発生を抑え、オゾン発生を低減することができる。
さらに、外部電極の導電体層の少なくとも内側端縁部を
覆う絶縁性部材は、絶縁ゴムチューブを被せることによ
り、熱収縮チューブで被覆することにより、又は絶縁テ
ープを貼着することにより簡単に形成することができ
る。

【００５０】請求項５及び６の発明によれば、外部電極
において少なくともコロナ放電の発生しやすい導電体層
の内側端縁部を絶縁体層で覆うことにより、当該低圧放
電ランプの点灯中のコロナ放電の発生を抑え、オゾン発
生を低減させることができる。また、上記の絶縁体層に
絶縁性ペーストを用いれば、その絶縁性ペーストを必要
箇所に塗布するだけで絶縁体層を形成することができ、
製造が簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の誘電体バリア放電
型低圧放電ランプの正面図。

【図２】上記実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電
ランプの断面図。

【図３】本発明の第２の実施の形態の誘電体バリア放電
型低圧放電ランプの断面図。

【図４】本発明の第３の実施の形態の誘電体バリア放電
型低圧放電ランプの正面図。

【図５】上記実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電
ランプの断面図。

【図６】本発明の第４の実施の形態の誘電体バリア放電
型低圧放電ランプの正面図。

【図７】上記実施の形態の誘電体バリア放電型低圧放電
ランプの断面図。

【図８】従来の誘電体バリア放電型低圧放電ランプの正
面図。

【図９】従来の誘電体バリア放電型低圧放電ランプの断
面図。

【図１０】図９におけるＡ部拡大図。

【図１１】別の従来例の希ガス放電ランプの軸方向に沿
った断面図。

【図１２】図１１におけるＢ−Ｂ線断面図。

【符号の説明】

１ガラスランプ容器２ヒューズホルダー型給電部材４，５リード線１１〜１４低圧放電ランプ２１〜２６外部電極３１，３２導電体層３３，３４金属テープ４１〜４６絶縁性部材５０充填剤６０蛍光体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高木将実愛媛県今治市旭町５丁目２番地の１ハリソン東芝ライティング株式会社内 (72)発明者井村光宏愛媛県今治市旭町５丁目２番地の１ハリソン東芝ライティング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に放電媒体を封入した管状のガラス
ランプ容器の軸方向両端の外周部に導電体層を電極とし
て形成した誘電体バリア放電型低圧放電ランプであっ
て、前記導電体層におけるガラスランプ容器の軸方向中央側
の端縁部を絶縁性部材で密着して包囲したことを特徴す
る誘電体バリア放電型低圧放電ランプ。
【請求項２】前記絶縁性部材は、シリコンゴムである
ことを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電型低
圧放電ランプ。
【請求項３】前記絶縁性部材は、熱収縮チューブであ
ることを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電型
低圧放電ランプ。
【請求項４】前記絶縁性部材は、絶縁テープであるこ
とを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電型低圧
放電ランプ。
【請求項５】内部に放電媒体を封入した管状のガラス
ランプ容器の軸方向両端の外周部に導電体層を電極とし
て形成した誘電体バリア放電型低圧放電ランプであっ
て、前記導電体層におけるガラスランプ容器の軸方向中央側
の端縁部を絶縁体層によって覆ったことを特徴とする誘
電体バリア放電型低圧放電ランプ。
【請求項６】前記絶縁体層は、絶縁性ペーストである
ことを特徴とする請求項５記載の誘電体バリア放電型低
圧放電ランプ。