JP4110444B2 - 放電ランプ装置および照明装置 - Google Patents
放電ランプ装置および照明装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4110444B2 JP4110444B2 JP2001327177A JP2001327177A JP4110444B2 JP 4110444 B2 JP4110444 B2 JP 4110444B2 JP 2001327177 A JP2001327177 A JP 2001327177A JP 2001327177 A JP2001327177 A JP 2001327177A JP 4110444 B2 JP4110444 B2 JP 4110444B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- current
- electrodes
- preheating
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプの長寿命化を図った放電ランプ装置および照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
長寿命化を図った蛍光ランプは、例えば特開平６−２８３１３４号公報（従来技術）に開示されている。この従来技術は、高周波で点灯される蛍光ランプに関するものであり、フィラメントの予熱時の抵抗Ｒ１と非予熱時の抵抗Ｒ０との比が、Ｒ１／Ｒ０＝４〜６の範囲となるように設定したものである。この蛍光ランプは、フィラメントが放電を開始するに十分な温度となって多量の熱電子を放出している時に放電開始電圧が印加され、放電が円滑にかつ確実に開始するようになり、エミッタやフィラメント材料のスパッタリングが防止され、管壁の黒化が少なくなり、長寿命になるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は、蛍光ランプの点灯時にフィラメントの予熱電流が小さいので、フィラメントの一部にスポット状の高温部分が形成され、この高温部分の温度が異常に高いと、エミッタの蒸発が多くなり、ランプ寿命が短くなるおそれがある。
【０００４】
また、近年、蛍光ランプは管径が細くなってきており、特に、ＯＡ機器やバックライトなどに使用される蛍光ランプは、管径が１０ｍｍ以下である。この細管の蛍光ランプは、フィラメントに保持できるエミッタ量が少なくなるので、従来技術のように、予熱時の抵抗Ｒ１と非予熱時の抵抗Ｒ０との比（Ｒ１／Ｒ０）を設定したのみでは長寿命化が困難になっている。
【０００５】
本発明は、放電ランプの長寿命化を図った放電ランプ装置および照明装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の放電ランプ装置の発明は、放電媒体が封入されているとともに、両端にタングステンコイルおよびこのタングステンコイルに塗布された酸化物エミッタを有してなる一対の電極が封装されたバルブを有する放電ランプと；一対の電極間に安定的に放電を形成させる点灯手段および電極の放電ランプの定格点灯時における抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）が３〜５の範囲内となるようにそれぞれの電極を常時予熱する予熱手段を有し、電極に流れる予熱電流の実効値（Ｉｆ）と一対の電極間に流れる放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）が３以上であり、かつ予熱電流の実効値（Ｉｆ）が１Ａ以下となるように構成された点灯装置と；を具備していることを特徴とする。
【０００７】
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下のように定義される。
【０００８】
放電ランプは、バルブが直管状に形成されたもの、あるいは環状など、屈曲形成されたもののいずれであってもよい。
【０００９】
点灯装置は、放電ランプを高周波で付勢する高周波点灯装置の他、商用周波数などの低周波で付勢する銅鉄型の安定器であってもよい。
【００１０】
そして、予熱手段としては、電極予熱トランス等の格別の予熱手段を用いるもの、点灯手段の限流用のインダクタに予熱巻線を設けるもの、あるいは電極の非電源側の端子間に予熱用インピーダンス素子を設けるもの等であってもよい。
【００１１】
電極の放電ランプの点灯時における抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）が３を下回ると、電極の発熱が低くなり、一対の電極間の放電維持に必要な熱電子が電極から放出されにくくなる。また、前記比（Ｒｈ／Ｒｃ）が５を超えると、電極が過剰に発熱し、電極に塗布されている酸化物エミッタの蒸発量が多くなり、放電ランプが短寿命になるおそれがある。特に、酸化物エミッタの主構成要素であるバリウムは、電極の温度上昇に対して指数関数的に蒸発量が多くなる。したがって、前記比（Ｒｈ／Ｒｃ）を３〜５とする。
【００１２】
予熱電流の実効値（Ｉｆ）と放電電流の実効値（Ｉｌ）との比（Ｉｆ／Ｉｌ）が３以上であると、電極の温度分布は、放電電流の影響が小さく、ほとんど変化しなくなる。そして、前記比（Ｉｆ／Ｉｌ）の上限は、予熱電流の実効値（Ｉｆ）の上限値１Ａによって決定される。
【００１３】
そして、予熱電流の実効値（Ｉｆ）が１Ａを超えると、電極の温度が異常に上昇、例えば９５０℃以上に上昇して酸化物エミッタの蒸発量が大きくなり、蛍光ランプが短寿命となるので、予熱電流の実効値（Ｉｆ）は、１Ａ以下とした。また、この下限値は、電極が発熱し、一対の電極間の放電維持に必要な熱電子が電極から容易に放出できるような電流値であればよく、例えば０Ａ付近の電流値も許容される。
【００１４】
本発明によれば、上記のように構成されているので、放電ランプが点灯して放電電流が流れても、電極の温度分布の変化が生じにくく、その温度分布が平坦化されるとともに、電極が最適に発熱して、一対の電極間の放電維持に必要な熱電子が電極から容易に放出される。この結果、電極の一部にスポット状の非常な高温部分が形成されなくなるので、酸化物エミッタの蒸発が防止されて、放電ランプが長寿命化される。
【００１５】
請求項２に記載の放電ランプ装置の発明は、放電媒体が封入されているとともに、両端にタングステンコイルおよびこのタングステンコイルに塗布された酸化物エミッタを有してなる一対の電極が封装されたバルブを有する放電ランプと；一対の電極間に交流電圧を印加して放電を安定的に形成させる点灯手段および電極の放電ランプの定格点灯時における抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）が３〜５の範囲内となるようにそれぞれの電極を交流電圧で常時予熱する予熱手段を有し、電極に流れる予熱電流の実効値（Ｉｆ）と一対の電極間に流れる放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）が３以上、予熱電流の実効値（Ｉｆ）が１Ａ以下であり、かつ予熱電流と放電電流の位相差が１８０±６０°の範囲内となるように構成された点灯装置と；を具備していることを特徴とする。
【００１６】
放電ランプは、一対の電極間およびそれぞれの電極の両端間に交流電圧が印加される。そして、点灯装置は、交流電圧を出力して、放電ランプの一対の電極間およびそれぞれの電極の両端間に印加する。
【００１７】
予熱電流と放電電流が同相であると、電極は予熱電流および放電電流の最大値により発熱されるので、比較的高温のアークスポット部が形成されることが判明した。すなわち、実験の結果、予熱電流と放電電流の位相差が−６０°〜＋６０°の範囲であると、最高温度が９５０℃程度のアークスポット部が形成され、位相差が１２０°〜２４０°（１８０±６０°）の範囲内であると、電極の温度分布が平坦化されるとともに、最高温度が９００℃程度であった。
【００１８】
本発明によれば、請求項１の構成に加え、予熱電流と放電電流の位相差が１８０±６０°の範囲内となるように構成されているので、予熱電流と放電電流の位相差がほぼ逆位相となり、電極の温度分布がさらに平坦化される。したがって、電極の一部にスポット状の非常な高温部分がさらに形成されなくなるので、酸化物エミッタの蒸発が防止されて、放電ランプがさらに長寿命化される。
【００１９】
請求項１または２の放電ランプ装置の発明は、さらに、タングステンコイルの素線の外径が、０．０５〜０．１ｍｍであることを特徴としている。
【００２０】
タングステンコイルは、素線にサブワイヤ等を巻回して構成される。そして、タングステンコイルは、ダブルコイルまたはトリプルコイルに形成される。
【００２１】
素線の外径が０．０５ｍｍを下回ると、予熱電流に対する発熱量が多くなり、酸化物エミッタの蒸発量が多くなるとともに、断線のおそれがある。また、前記外径が０．１ｍｍを超えると、予熱電流を多く流さないと、熱電子放出に必要な温度に上昇しない。したがって、素線の外径は、０．０５〜０．１ｍｍとする。
【００２２】
本発明によれば、電極が容易に熱電子放出できる温度に発熱するとともに、電極の温度分布がスポット状となりにくく、また、予熱電流の実効値（Ｉｆ）と放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）を３以上に容易に形成しやすい。
【００２３】
請求項１または２の放電ランプ装置の発明は、さらに、放電電流の実効値（Ｉｌ）が、２００ｍＡ以下であることを特徴としている。
【００２４】
放電電流の実効値（Ｉｌ）の下限値は、一対の電極間に放電が形成できればよく、零に近い電流であってもよい。そして、放電電流の実効値（Ｉｌ）を２００ｍＡ以下とすることにより、バルブの管径が小さい放電ランプを形成することができる。
【００２５】
本発明によれば、細管の放電ランプを形成可能であるとともに、電極の温度分布がスポット状となりにくく、予熱電流の実効値（Ｉｆ）と放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）を３以上に容易に形成しやすい。
【００２６】
請求項３に記載の蛍光ランプ装置の発明は、請求項１または２記載の放電ランプ装置において、バルブの管内径は、５〜１５ｍｍであることを特徴とする。
【００２７】
バルブの管内径が５ｍｍ以上であると、バルブが電極を封装できるとともに、その内壁が電極の発熱により過度に加熱されなくすることができる。また、バルブの管内径を１５ｍｍ以下とすることにより、細径の放電ランプを形成することができる。
【００２８】
本発明によれば、バルブの管内径は、５〜１５ｍｍであるので、細管の放電ランプが形成されるとともに、少ない放電電流で所望の発光効率が得られる。
【００２９】
請求項４に記載の照明装置の発明は、請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプ装置と；この放電ランプ装置を配設している照明装置本体と；を具備していることを特徴とする。
【００３０】
本発明によれば、放電ランプの寿命が長く、管径の細い放電ランプを搭載した照明装置を提供することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３２】
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３３】
図１〜図６は、本発明の第１の実施形態を示し、図１は放電ランプ装置の回路図、図２は、放電ランプの斜視図、図３は電極の正面図、図４は放電ランプの点灯試験結果を示す説明図、図５は放電電流および予熱電流の波形図、図６は放電電流および予熱電流の位相差における電極温度の分布図である。
【００３４】
放電ランプ装置１は、図１に示すように、放電ランプとしての蛍光ランプ２および点灯装置３を有して構成されている。
【００３５】
蛍光ランプ２は、図２に示すように、直管状のバルブ４の両端に一対の電極５，５が封装され、内部に水銀および１３３０Ｐａ（パスカル）のアルゴンガスからなる放電媒体が封入されているとともに、内面に図示しない蛍光体層が形成されている。バルブ４は、軟質ガラスからなり、管外径６．５ｍｍ、肉厚０．４ｍｍ、全長４２０ｍｍに形成されている。そして、バルブ４の両端には、電極５のインナーリード６，６に電気的に接続された接続ピン７，７を有する口金８，８が装着されている。
【００３６】
電極５は、図３に示すように、インナーリード６，６間に架橋されたタングステンコイル９およびこのタングステンコイル９に塗布された図示しない酸化物エミッタを有して形成されている。酸化物エミッタは、例えば酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化カルシウムからなっている。タングステンコイル９は、素線の直径０．０６４５ｍｍ、サブワイヤの直径０．０１９６ｍｍ、１ｓｔマンドレルの直径０．０５７６ｍｍ、２ｓｔマンドレルの直径０．２５０ｍｍ、ピアノワイヤの直径１．７５ｍｍのトリプルコイルに形成され、ターン数が２、ピッチＰ１が１ｍｍ、クランプ幅Ｗ１が３ｍｍであり、２５℃における抵抗値（Ｒｃ）は１．２Ωであった。
【００３７】
点灯装置３は、図１に示すように、商用交流電源Ｖｓに整流器ＲＥＣ１および電解コンデンサＣ１からなる整流平滑回路１０が接続され、この整流平滑回路１０の出力側にハーフブリッジ形に電界効果トランジスタＦＥＴ１および電界効果トランジスタＦＥＴ２を接続したインバータ回路１１が接続され、電界効果トランジスタＦＥＴ２の両端間に直流カット用コンデンサＣ２、限流用インダクタＬ１の一次巻線Ｌ１ａおよび共振用コンデンサＣ３の直列回路からなる共振回路１２が接続されて構成されている。
【００３８】
そして、限流用インダクタＬ１には、二次巻線Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃが設けられている。この二次巻線Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃのそれぞれの両端間は、蛍光ランプ２の電極５，５のそれぞれの両端間に接続されている。そして、蛍光ランプ２は、電極５，５の電源側端子が共振用コンデンサＣ３に並列的に接続されるようにして、点灯装置３に接続されている。
【００３９】
インバータ回路１１の電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のぞれぞれのゲート（制御端子）は、駆動回路１３に接続されている。そして、駆動回路１３は、制御回路１４に接続されている。駆動回路１３は、制御回路１４から電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のスイッチング動作を制御する制御信号が入力されると、所定周波数の駆動電圧を電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のゲートに印加して、電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２をスイッチング動作させる。これにより、限流用インダクタＬ１の一次巻線Ｌ１ａおよび共振用コンデンサＣ３による共振電流が限流用インダクタＬ１の一次巻線Ｌ１ａに流れ、共振電圧が共振用コンデンサＣ３の両端間に発生する。
【００４０】
電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２がスイッチング動作をしていると、限流用インダクタＬ１の一次巻線Ｌ１ａには、双方向に共振電流が流れ、二次巻線Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃのそれぞれの両端間に交流の予熱電圧が発生して、蛍光ランプ２のそれぞれの電極５，５に印加される。そして、電極５，５は、予熱電流が流れて予熱される。すなわち電極５，５は、常時予熱されており、限流用インダクタＬ１は、それぞれの電極５，５を常時予熱する予熱手段を形成している。
【００４１】
そして、共振回路１２の共振電圧（始動電圧）が一対の電極５，５間に印加され、電極５，５間に放電が形成されて蛍光ランプ２が点灯する。すなわち、蛍光ランプ２の一対の電極５，５間に放電電流が流れ、蛍光ランプ２の定格点灯時、その放電電流（ランプ電流）は１００ｍＡである。狭義的に言えば、インバータ回路１１、共振回路１２および制御回路１４は、蛍光ランプ２の一対の電極５，５間に放電を形成させる点灯手段を形成している。
【００４２】
そして、蛍光ランプ２の定格点灯時、それぞれの電極５に流れる予熱電流（Ｉｆ）は、４４０ｍＡとなるように、タングステンコイル９の抵抗値および限流用インダクタＬ１の二次巻線Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃの巻数比などが予め設定されている。すなわち、予熱電流（Ｉｆ）と放電電流（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）が４．４に設定されている。そして、この時の電極５（タングステンコイル９）の抵抗値（Ｒｈ）は、５．４Ωとなり、蛍光ランプ２の定格点灯時における抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）は４．５である。
【００４３】
次に、第１の実施形態の作用について述べる。
【００４４】
図１において、点灯装置３の制御回路１４は、蛍光ランプ２の予熱時、始動時および点灯時に、それぞれ所定周波数で電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を交互にスイッチング動作させる制御信号を駆動回路１３に送出し、駆動回路１３はその制御信号に応じて電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２をスイッチング動作させる。
【００４５】
そして、蛍光ランプ２の電極５，５（タングステンコイル９，９）は、予熱時に例えば１Ａの予熱電流が流れて予熱される。そして、共振回路１２の始動電圧（共振電圧）が一対の電極５，５間に印加されて蛍光ランプ２が点灯した後は、それぞれの電極５には、４４０ｍＡの予熱電流が流れる。そして、一対の電極５，５間には、１００ｍＡの放電電流（ランプ電流）が流れる。
【００４６】
蛍光ランプ２の点灯時、それぞれの電極５は、４４０ｍＡの予熱電流が流れて予熱されているので、１００ｍＡの放電電流（ランプ電流）の熱影響が小さく、電極極５，５（タングステンコイル９，９）の温度分布はほとんど変化しなく、８００〜９００℃の範囲であった。したがって、電極５（タングステンコイル９）にスポット状の異常な高温部分が形成されなくなり、酸化物エミッタの蒸発量が非常に少なくなった。
【００４７】
また、蛍光ランプ２の定格点灯時、電極５（タングステンコイル９）の抵抗値（Ｒｈ）は、５．４Ωとなり、２５℃の抵抗値（Ｒｃ）の４．５倍であったので、一対の電極間の放電維持に必要な熱電子の放出がなされるように、電極５が発熱されている。
【００４８】
そして、連続点灯を行った結果、蛍光ランプ２は、平均寿命２万時間を達成することができた。これは、通常の蛍光ランプに対して、２〜４倍の寿命であることが確認された。
【００４９】
また、図４に示すように、タングステンコイル９の素線の直径が異なる蛍光ランプ２を試作し、電極５を予熱する予熱電流の実効値（Ｉｆ）および一対の電極５，５間に流れる放電電流の実効値（Ｉｌ）を変化させて、それぞれの蛍光ランプ２の連続点灯試験（寿命試験）を行った。
【００５０】
その結果、蛍光ランプ２の点灯時における電極５の抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）が３〜５の範囲内において、予熱電流の実効値（Ｉｆ）と放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）が３以上であるとき、各蛍光ランプ２は、１００００時間以上の寿命を達成することができた。ここで、寿命は、蛍光ランプ２が不点となった時間で測定した。
【００５１】
したがって、蛍光ランプ２は、Ｒｈ／Ｒｃが３〜５の範囲内となるようにそれぞれの電極５，５が常時予熱され、Ｉｆ／Ｉｌが３以上であると、ランプ寿命が飛躍的に向上することが確認された。
【００５２】
そして、図中▲１▼、▲２▼に示すように、タングステンコイル９の素線の直径が０．０５ｍｍ以上のとき、Ｒｈ／Ｒｃを３〜５およびＩｆ／Ｉｌを３以上に容易に形成しやすいことが判った。
【００５３】
また、図５に示すように、電極５に流れる予熱電流と一対の電極５，５間に流れる放電電流の位相差がほぼ逆位相となる１８０±６０°の範囲内にすると、図６に示すように、タングステンコイル９（電極５）の温度分布がさらに平坦化され、その最高温度は、９００℃以下であることが確認された。すなわち、図６において、予熱電流と放電電流が同相（位相差０°）であると、最高温度９５０℃程度のアークスポット部が形成されたが、位相差を１２０°又は２４０°にすると、電極５の温度分布が平坦化されるとともに、最高温度が９００℃程度まで低下した。そして、さらに予熱電流と放電電流が逆位相の位相差１８０°になると、電極５の温度分布はほぼ平坦化され、その最高温度は８００〜９００℃の範囲内になった。
【００５４】
そして、図４と同様に、蛍光ランプ２の連続点灯試験（寿命試験）を行った結果、さらに数１０００時間の長寿命が得られた。すなわち、電極５の温度分布がさらに平坦化されることにより、酸化物エミッタの蒸発をさらに防止することができた。したがって、蛍光ランプ２は、電極５に流れる予熱電流と一対の電極５，５間に流れる放電電流の位相差を１８０±６０°の範囲内にすると、ランプ寿命をさらに向上させることができる。
【００５５】
上述したように、蛍光ランプ２は、管外径６．５ｍｍ、肉厚０．４ｍｍのバルブ４を有する細管の蛍光ランプであるが、Ｒｈ／Ｒｃを３〜５およびＩｆ／Ｉｌを３以上に形成することにより、細管の蛍光ランプであっても１００００時間以上の長寿命が得られる。また、細管であるので、放電電流の実効値（Ｉｌ）が１００ｍＡと小さくても充分な可視光が得られ、所望の発光効率を得ることができた。すなわち、放電電流の実効値（Ｉｌ）を小さくすることにより、所望の発光効率の下で細管の蛍光ランプ２を形成することができる。ここで、放電電流の実効値（Ｉｌ）を２００ｍＡ以下にすると、上記Ｉｆ／Ｉｌを３以上に容易に形成しやすくすることができる。
【００５６】
なお、上記実施形態において、蛍光ランプ２は、細管（管外径６．５ｍｍ）のバルブ４を用いたが、細管に限らず、管径の大きいバルブであっても本発明の作用、効果が適合可能である。また、放電ランプは、蛍光ランプ２について説明したが、これに限らず、殺菌ランプ等のＵＶランプなどであってもよい。また、放電ランプ装置１は、電球形蛍光ランプに用いてもよい。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５８】
図７は、本発明の第２の実施形態を示す照明装置の断面正面図である。なお、図１〜図２と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００５９】
図７に示す照明装置１５は、エッジライト方式の液晶表示装置であり、照明装置本体としての液晶表示装置本体１６内に図１に示す放電ランプ装置１を配設している。すなわち、２個の蛍光ランプ２を透光性材料からなる導光板１７の両側に配設し、上面に拡散シート１８、下面に反射シート１９が設けられている。拡散シート１８は、光拡散効果を有する乳白色の合成樹脂板からなり、照射面の輝度を面全体に亘って均一化させる。また、反射シート１９は、鏡面反射板または光散乱アクリル板等からなり、蛍光ランプ２，２から出射され背面に向かう光を反射させて前面に導くものである。そして、点灯装置３（図示しない。）は、液晶表示装置本体１６内の任意の箇所に配設している。
【００６０】
また、液晶表示装置本体１６は、蛍光ランプ２，２を覆うようにして、反射板２０，２０を配設している。反射板２０，２０は、蛍光ランプ２，２から出射された外側への光を導光板１７側へ反射させる。そして、導光板１７の上面側に液晶表示板２１が配設されている。
【００６１】
液晶表示装置１５は、蛍光ランプ２，２から出射された光が全反射を繰り返しながら導光板１７内を伝播し、光出射面１７ａから出射されて、液晶表示板２１を照明する。
【００６２】
液晶表示装置１５は、長寿命化が図られ、管径が細い蛍光ランプ２，２を配設しているので、薄形に形成できるとともに、寿命を長くすることができる。
【００６３】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６４】
図８は、本発明の第３の実施形態を示す照明装置の正面図である。なお、図１〜図２と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００６５】
図８に示す照明装置２２は、天井等などに直付けや吊下げられて配設される照明器具である。この照明器具２２は、照明装置本体としての照明器具本体２３内に点灯装置３を配設し、照明器具本体２３に設けられたランプソケット２４，２４間に蛍光ランプ２を装着している。
【００６６】
照明器具２２は、細管の蛍光ランプ２を装着することにより、薄形にできる。また、蛍光ランプ２が長寿命であるので、ランプ交換の手間や費用が少なくて済む。さらに、蛍光ランプ２の放電電流の実効値（Ｉｌ）を２００ｍＡ以下の所望値にすることにより、所望の明るさに形成することができる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、電極の放電ランプの定格点灯時における抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）が３〜５の範囲内となるようにそれぞれの電極が常時予熱され、予熱電流の実効値（Ｉｆ）と放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）が３以上であり、かつ予熱電流の実効値（Ｉｆ）が１Ａ以下となるように構成されているので、電極を最適に発熱させることができて、一対の電極間の放電維持に必要な熱電子を電極から容易に放出させることができるとともに、電極の一部にスポット状の非常な高温部分を形成させなくし、酸化物エミッタの蒸発を防止することができて、放電ランプを長寿命化することができる。
【００６８】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明に加えて、予熱電流と放電電流の位相差が１８０±６０°の範囲内となるように構成されているので、予熱電流と放電電流の位相差がほぼ逆位相となり、電極の温度分布をさらに平坦化させることができる。この結果、酸化物エミッタの蒸発をさらに防止することができて、放電ランプをさらに長寿命化することができる。
【００６９】
さらに、請求項１または２の発明によれば、タングステンコイルの素線の外径が、０．０５〜０．１ｍｍであるので、電極を容易に熱電子放出できる温度に発熱させることができるとともに、電極の温度分布をスポット状にさせにくく、また、予熱電流の実効値（Ｉｆ）と放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）を３以上に容易に形成することができる。
【００７０】
さらに、請求項１または２の発明によれば、放電電流（Ｉｌ）が、２００ｍＡ以下であるので、電極の温度分布がスポット状となりにくく、予熱電流（Ｉｆ）と放電電流（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）を３以上に容易に形成することができる。
【００７１】
請求項３の発明によれば、バルブの管内径は、５〜１５ｍｍであるので、細管の放電ランプを形成することができるとともに、少ない放電電流で所望の発光効率を得ることができる。
【００７２】
請求項４の発明によれば、放電ランプの寿命が長く、管径の細い蛍光ランプを搭載した照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す放電ランプ装置の回路図。
【図２】同じく、放電ランプの斜視図。
【図３】同じく、電極の正面図。
【図４】同じく、放電ランプの点灯試験結果を示す説明図。
【図５】同じく、放電電流および予熱電流の位相差を示す波形図。
【図６】同じく、放電電流および予熱電流の位相差における電極温度の分布図。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す照明装置の断面正面図。
【図８】本発明の第３の実施形態を示す照明装置の正面図。
【符号の説明】
１……放電ランプ装置
２……放電ランプとしての蛍光ランプ
３……点灯装置
１５…照明装置としての液晶表示装置
１６…照明装置本体としての液晶表示装置本体
２２…照明装置としての照明器具
２３…照明装置本体としての照明器具本体
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプの長寿命化を図った放電ランプ装置および照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
長寿命化を図った蛍光ランプは、例えば特開平６−２８３１３４号公報（従来技術）に開示されている。この従来技術は、高周波で点灯される蛍光ランプに関するものであり、フィラメントの予熱時の抵抗Ｒ１と非予熱時の抵抗Ｒ０との比が、Ｒ１／Ｒ０＝４〜６の範囲となるように設定したものである。この蛍光ランプは、フィラメントが放電を開始するに十分な温度となって多量の熱電子を放出している時に放電開始電圧が印加され、放電が円滑にかつ確実に開始するようになり、エミッタやフィラメント材料のスパッタリングが防止され、管壁の黒化が少なくなり、長寿命になるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は、蛍光ランプの点灯時にフィラメントの予熱電流が小さいので、フィラメントの一部にスポット状の高温部分が形成され、この高温部分の温度が異常に高いと、エミッタの蒸発が多くなり、ランプ寿命が短くなるおそれがある。
【０００４】
また、近年、蛍光ランプは管径が細くなってきており、特に、ＯＡ機器やバックライトなどに使用される蛍光ランプは、管径が１０ｍｍ以下である。この細管の蛍光ランプは、フィラメントに保持できるエミッタ量が少なくなるので、従来技術のように、予熱時の抵抗Ｒ１と非予熱時の抵抗Ｒ０との比（Ｒ１／Ｒ０）を設定したのみでは長寿命化が困難になっている。
【０００５】
本発明は、放電ランプの長寿命化を図った放電ランプ装置および照明装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の放電ランプ装置の発明は、放電媒体が封入されているとともに、両端にタングステンコイルおよびこのタングステンコイルに塗布された酸化物エミッタを有してなる一対の電極が封装されたバルブを有する放電ランプと；一対の電極間に安定的に放電を形成させる点灯手段および電極の放電ランプの定格点灯時における抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）が３〜５の範囲内となるようにそれぞれの電極を常時予熱する予熱手段を有し、電極に流れる予熱電流の実効値（Ｉｆ）と一対の電極間に流れる放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）が３以上であり、かつ予熱電流の実効値（Ｉｆ）が１Ａ以下となるように構成された点灯装置と；を具備していることを特徴とする。
【０００７】
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下のように定義される。
【０００８】
放電ランプは、バルブが直管状に形成されたもの、あるいは環状など、屈曲形成されたもののいずれであってもよい。
【０００９】
点灯装置は、放電ランプを高周波で付勢する高周波点灯装置の他、商用周波数などの低周波で付勢する銅鉄型の安定器であってもよい。
【００１０】
そして、予熱手段としては、電極予熱トランス等の格別の予熱手段を用いるもの、点灯手段の限流用のインダクタに予熱巻線を設けるもの、あるいは電極の非電源側の端子間に予熱用インピーダンス素子を設けるもの等であってもよい。
【００１１】
電極の放電ランプの点灯時における抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）が３を下回ると、電極の発熱が低くなり、一対の電極間の放電維持に必要な熱電子が電極から放出されにくくなる。また、前記比（Ｒｈ／Ｒｃ）が５を超えると、電極が過剰に発熱し、電極に塗布されている酸化物エミッタの蒸発量が多くなり、放電ランプが短寿命になるおそれがある。特に、酸化物エミッタの主構成要素であるバリウムは、電極の温度上昇に対して指数関数的に蒸発量が多くなる。したがって、前記比（Ｒｈ／Ｒｃ）を３〜５とする。
【００１２】
予熱電流の実効値（Ｉｆ）と放電電流の実効値（Ｉｌ）との比（Ｉｆ／Ｉｌ）が３以上であると、電極の温度分布は、放電電流の影響が小さく、ほとんど変化しなくなる。そして、前記比（Ｉｆ／Ｉｌ）の上限は、予熱電流の実効値（Ｉｆ）の上限値１Ａによって決定される。
【００１３】
そして、予熱電流の実効値（Ｉｆ）が１Ａを超えると、電極の温度が異常に上昇、例えば９５０℃以上に上昇して酸化物エミッタの蒸発量が大きくなり、蛍光ランプが短寿命となるので、予熱電流の実効値（Ｉｆ）は、１Ａ以下とした。また、この下限値は、電極が発熱し、一対の電極間の放電維持に必要な熱電子が電極から容易に放出できるような電流値であればよく、例えば０Ａ付近の電流値も許容される。
【００１４】
本発明によれば、上記のように構成されているので、放電ランプが点灯して放電電流が流れても、電極の温度分布の変化が生じにくく、その温度分布が平坦化されるとともに、電極が最適に発熱して、一対の電極間の放電維持に必要な熱電子が電極から容易に放出される。この結果、電極の一部にスポット状の非常な高温部分が形成されなくなるので、酸化物エミッタの蒸発が防止されて、放電ランプが長寿命化される。
【００１５】
請求項２に記載の放電ランプ装置の発明は、放電媒体が封入されているとともに、両端にタングステンコイルおよびこのタングステンコイルに塗布された酸化物エミッタを有してなる一対の電極が封装されたバルブを有する放電ランプと；一対の電極間に交流電圧を印加して放電を安定的に形成させる点灯手段および電極の放電ランプの定格点灯時における抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）が３〜５の範囲内となるようにそれぞれの電極を交流電圧で常時予熱する予熱手段を有し、電極に流れる予熱電流の実効値（Ｉｆ）と一対の電極間に流れる放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）が３以上、予熱電流の実効値（Ｉｆ）が１Ａ以下であり、かつ予熱電流と放電電流の位相差が１８０±６０°の範囲内となるように構成された点灯装置と；を具備していることを特徴とする。
【００１６】
放電ランプは、一対の電極間およびそれぞれの電極の両端間に交流電圧が印加される。そして、点灯装置は、交流電圧を出力して、放電ランプの一対の電極間およびそれぞれの電極の両端間に印加する。
【００１７】
予熱電流と放電電流が同相であると、電極は予熱電流および放電電流の最大値により発熱されるので、比較的高温のアークスポット部が形成されることが判明した。すなわち、実験の結果、予熱電流と放電電流の位相差が−６０°〜＋６０°の範囲であると、最高温度が９５０℃程度のアークスポット部が形成され、位相差が１２０°〜２４０°（１８０±６０°）の範囲内であると、電極の温度分布が平坦化されるとともに、最高温度が９００℃程度であった。
【００１８】
本発明によれば、請求項１の構成に加え、予熱電流と放電電流の位相差が１８０±６０°の範囲内となるように構成されているので、予熱電流と放電電流の位相差がほぼ逆位相となり、電極の温度分布がさらに平坦化される。したがって、電極の一部にスポット状の非常な高温部分がさらに形成されなくなるので、酸化物エミッタの蒸発が防止されて、放電ランプがさらに長寿命化される。
【００１９】
請求項１または２の放電ランプ装置の発明は、さらに、タングステンコイルの素線の外径が、０．０５〜０．１ｍｍであることを特徴としている。
【００２０】
タングステンコイルは、素線にサブワイヤ等を巻回して構成される。そして、タングステンコイルは、ダブルコイルまたはトリプルコイルに形成される。
【００２１】
素線の外径が０．０５ｍｍを下回ると、予熱電流に対する発熱量が多くなり、酸化物エミッタの蒸発量が多くなるとともに、断線のおそれがある。また、前記外径が０．１ｍｍを超えると、予熱電流を多く流さないと、熱電子放出に必要な温度に上昇しない。したがって、素線の外径は、０．０５〜０．１ｍｍとする。
【００２２】
本発明によれば、電極が容易に熱電子放出できる温度に発熱するとともに、電極の温度分布がスポット状となりにくく、また、予熱電流の実効値（Ｉｆ）と放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）を３以上に容易に形成しやすい。
【００２３】
請求項１または２の放電ランプ装置の発明は、さらに、放電電流の実効値（Ｉｌ）が、２００ｍＡ以下であることを特徴としている。
【００２４】
放電電流の実効値（Ｉｌ）の下限値は、一対の電極間に放電が形成できればよく、零に近い電流であってもよい。そして、放電電流の実効値（Ｉｌ）を２００ｍＡ以下とすることにより、バルブの管径が小さい放電ランプを形成することができる。
【００２５】
本発明によれば、細管の放電ランプを形成可能であるとともに、電極の温度分布がスポット状となりにくく、予熱電流の実効値（Ｉｆ）と放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）を３以上に容易に形成しやすい。
【００２６】
請求項３に記載の蛍光ランプ装置の発明は、請求項１または２記載の放電ランプ装置において、バルブの管内径は、５〜１５ｍｍであることを特徴とする。
【００２７】
バルブの管内径が５ｍｍ以上であると、バルブが電極を封装できるとともに、その内壁が電極の発熱により過度に加熱されなくすることができる。また、バルブの管内径を１５ｍｍ以下とすることにより、細径の放電ランプを形成することができる。
【００２８】
本発明によれば、バルブの管内径は、５〜１５ｍｍであるので、細管の放電ランプが形成されるとともに、少ない放電電流で所望の発光効率が得られる。
【００２９】
請求項４に記載の照明装置の発明は、請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプ装置と；この放電ランプ装置を配設している照明装置本体と；を具備していることを特徴とする。
【００３０】
本発明によれば、放電ランプの寿命が長く、管径の細い放電ランプを搭載した照明装置を提供することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３２】
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３３】
図１〜図６は、本発明の第１の実施形態を示し、図１は放電ランプ装置の回路図、図２は、放電ランプの斜視図、図３は電極の正面図、図４は放電ランプの点灯試験結果を示す説明図、図５は放電電流および予熱電流の波形図、図６は放電電流および予熱電流の位相差における電極温度の分布図である。
【００３４】
放電ランプ装置１は、図１に示すように、放電ランプとしての蛍光ランプ２および点灯装置３を有して構成されている。
【００３５】
蛍光ランプ２は、図２に示すように、直管状のバルブ４の両端に一対の電極５，５が封装され、内部に水銀および１３３０Ｐａ（パスカル）のアルゴンガスからなる放電媒体が封入されているとともに、内面に図示しない蛍光体層が形成されている。バルブ４は、軟質ガラスからなり、管外径６．５ｍｍ、肉厚０．４ｍｍ、全長４２０ｍｍに形成されている。そして、バルブ４の両端には、電極５のインナーリード６，６に電気的に接続された接続ピン７，７を有する口金８，８が装着されている。
【００３６】
電極５は、図３に示すように、インナーリード６，６間に架橋されたタングステンコイル９およびこのタングステンコイル９に塗布された図示しない酸化物エミッタを有して形成されている。酸化物エミッタは、例えば酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化カルシウムからなっている。タングステンコイル９は、素線の直径０．０６４５ｍｍ、サブワイヤの直径０．０１９６ｍｍ、１ｓｔマンドレルの直径０．０５７６ｍｍ、２ｓｔマンドレルの直径０．２５０ｍｍ、ピアノワイヤの直径１．７５ｍｍのトリプルコイルに形成され、ターン数が２、ピッチＰ１が１ｍｍ、クランプ幅Ｗ１が３ｍｍであり、２５℃における抵抗値（Ｒｃ）は１．２Ωであった。
【００３７】
点灯装置３は、図１に示すように、商用交流電源Ｖｓに整流器ＲＥＣ１および電解コンデンサＣ１からなる整流平滑回路１０が接続され、この整流平滑回路１０の出力側にハーフブリッジ形に電界効果トランジスタＦＥＴ１および電界効果トランジスタＦＥＴ２を接続したインバータ回路１１が接続され、電界効果トランジスタＦＥＴ２の両端間に直流カット用コンデンサＣ２、限流用インダクタＬ１の一次巻線Ｌ１ａおよび共振用コンデンサＣ３の直列回路からなる共振回路１２が接続されて構成されている。
【００３８】
そして、限流用インダクタＬ１には、二次巻線Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃが設けられている。この二次巻線Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃのそれぞれの両端間は、蛍光ランプ２の電極５，５のそれぞれの両端間に接続されている。そして、蛍光ランプ２は、電極５，５の電源側端子が共振用コンデンサＣ３に並列的に接続されるようにして、点灯装置３に接続されている。
【００３９】
インバータ回路１１の電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のぞれぞれのゲート（制御端子）は、駆動回路１３に接続されている。そして、駆動回路１３は、制御回路１４に接続されている。駆動回路１３は、制御回路１４から電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のスイッチング動作を制御する制御信号が入力されると、所定周波数の駆動電圧を電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２のゲートに印加して、電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２をスイッチング動作させる。これにより、限流用インダクタＬ１の一次巻線Ｌ１ａおよび共振用コンデンサＣ３による共振電流が限流用インダクタＬ１の一次巻線Ｌ１ａに流れ、共振電圧が共振用コンデンサＣ３の両端間に発生する。
【００４０】
電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２がスイッチング動作をしていると、限流用インダクタＬ１の一次巻線Ｌ１ａには、双方向に共振電流が流れ、二次巻線Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃのそれぞれの両端間に交流の予熱電圧が発生して、蛍光ランプ２のそれぞれの電極５，５に印加される。そして、電極５，５は、予熱電流が流れて予熱される。すなわち電極５，５は、常時予熱されており、限流用インダクタＬ１は、それぞれの電極５，５を常時予熱する予熱手段を形成している。
【００４１】
そして、共振回路１２の共振電圧（始動電圧）が一対の電極５，５間に印加され、電極５，５間に放電が形成されて蛍光ランプ２が点灯する。すなわち、蛍光ランプ２の一対の電極５，５間に放電電流が流れ、蛍光ランプ２の定格点灯時、その放電電流（ランプ電流）は１００ｍＡである。狭義的に言えば、インバータ回路１１、共振回路１２および制御回路１４は、蛍光ランプ２の一対の電極５，５間に放電を形成させる点灯手段を形成している。
【００４２】
そして、蛍光ランプ２の定格点灯時、それぞれの電極５に流れる予熱電流（Ｉｆ）は、４４０ｍＡとなるように、タングステンコイル９の抵抗値および限流用インダクタＬ１の二次巻線Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃの巻数比などが予め設定されている。すなわち、予熱電流（Ｉｆ）と放電電流（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）が４．４に設定されている。そして、この時の電極５（タングステンコイル９）の抵抗値（Ｒｈ）は、５．４Ωとなり、蛍光ランプ２の定格点灯時における抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）は４．５である。
【００４３】
次に、第１の実施形態の作用について述べる。
【００４４】
図１において、点灯装置３の制御回路１４は、蛍光ランプ２の予熱時、始動時および点灯時に、それぞれ所定周波数で電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２を交互にスイッチング動作させる制御信号を駆動回路１３に送出し、駆動回路１３はその制御信号に応じて電界効果トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２をスイッチング動作させる。
【００４５】
そして、蛍光ランプ２の電極５，５（タングステンコイル９，９）は、予熱時に例えば１Ａの予熱電流が流れて予熱される。そして、共振回路１２の始動電圧（共振電圧）が一対の電極５，５間に印加されて蛍光ランプ２が点灯した後は、それぞれの電極５には、４４０ｍＡの予熱電流が流れる。そして、一対の電極５，５間には、１００ｍＡの放電電流（ランプ電流）が流れる。
【００４６】
蛍光ランプ２の点灯時、それぞれの電極５は、４４０ｍＡの予熱電流が流れて予熱されているので、１００ｍＡの放電電流（ランプ電流）の熱影響が小さく、電極極５，５（タングステンコイル９，９）の温度分布はほとんど変化しなく、８００〜９００℃の範囲であった。したがって、電極５（タングステンコイル９）にスポット状の異常な高温部分が形成されなくなり、酸化物エミッタの蒸発量が非常に少なくなった。
【００４７】
また、蛍光ランプ２の定格点灯時、電極５（タングステンコイル９）の抵抗値（Ｒｈ）は、５．４Ωとなり、２５℃の抵抗値（Ｒｃ）の４．５倍であったので、一対の電極間の放電維持に必要な熱電子の放出がなされるように、電極５が発熱されている。
【００４８】
そして、連続点灯を行った結果、蛍光ランプ２は、平均寿命２万時間を達成することができた。これは、通常の蛍光ランプに対して、２〜４倍の寿命であることが確認された。
【００４９】
また、図４に示すように、タングステンコイル９の素線の直径が異なる蛍光ランプ２を試作し、電極５を予熱する予熱電流の実効値（Ｉｆ）および一対の電極５，５間に流れる放電電流の実効値（Ｉｌ）を変化させて、それぞれの蛍光ランプ２の連続点灯試験（寿命試験）を行った。
【００５０】
その結果、蛍光ランプ２の点灯時における電極５の抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）が３〜５の範囲内において、予熱電流の実効値（Ｉｆ）と放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）が３以上であるとき、各蛍光ランプ２は、１００００時間以上の寿命を達成することができた。ここで、寿命は、蛍光ランプ２が不点となった時間で測定した。
【００５１】
したがって、蛍光ランプ２は、Ｒｈ／Ｒｃが３〜５の範囲内となるようにそれぞれの電極５，５が常時予熱され、Ｉｆ／Ｉｌが３以上であると、ランプ寿命が飛躍的に向上することが確認された。
【００５２】
そして、図中▲１▼、▲２▼に示すように、タングステンコイル９の素線の直径が０．０５ｍｍ以上のとき、Ｒｈ／Ｒｃを３〜５およびＩｆ／Ｉｌを３以上に容易に形成しやすいことが判った。
【００５３】
また、図５に示すように、電極５に流れる予熱電流と一対の電極５，５間に流れる放電電流の位相差がほぼ逆位相となる１８０±６０°の範囲内にすると、図６に示すように、タングステンコイル９（電極５）の温度分布がさらに平坦化され、その最高温度は、９００℃以下であることが確認された。すなわち、図６において、予熱電流と放電電流が同相（位相差０°）であると、最高温度９５０℃程度のアークスポット部が形成されたが、位相差を１２０°又は２４０°にすると、電極５の温度分布が平坦化されるとともに、最高温度が９００℃程度まで低下した。そして、さらに予熱電流と放電電流が逆位相の位相差１８０°になると、電極５の温度分布はほぼ平坦化され、その最高温度は８００〜９００℃の範囲内になった。
【００５４】
そして、図４と同様に、蛍光ランプ２の連続点灯試験（寿命試験）を行った結果、さらに数１０００時間の長寿命が得られた。すなわち、電極５の温度分布がさらに平坦化されることにより、酸化物エミッタの蒸発をさらに防止することができた。したがって、蛍光ランプ２は、電極５に流れる予熱電流と一対の電極５，５間に流れる放電電流の位相差を１８０±６０°の範囲内にすると、ランプ寿命をさらに向上させることができる。
【００５５】
上述したように、蛍光ランプ２は、管外径６．５ｍｍ、肉厚０．４ｍｍのバルブ４を有する細管の蛍光ランプであるが、Ｒｈ／Ｒｃを３〜５およびＩｆ／Ｉｌを３以上に形成することにより、細管の蛍光ランプであっても１００００時間以上の長寿命が得られる。また、細管であるので、放電電流の実効値（Ｉｌ）が１００ｍＡと小さくても充分な可視光が得られ、所望の発光効率を得ることができた。すなわち、放電電流の実効値（Ｉｌ）を小さくすることにより、所望の発光効率の下で細管の蛍光ランプ２を形成することができる。ここで、放電電流の実効値（Ｉｌ）を２００ｍＡ以下にすると、上記Ｉｆ／Ｉｌを３以上に容易に形成しやすくすることができる。
【００５６】
なお、上記実施形態において、蛍光ランプ２は、細管（管外径６．５ｍｍ）のバルブ４を用いたが、細管に限らず、管径の大きいバルブであっても本発明の作用、効果が適合可能である。また、放電ランプは、蛍光ランプ２について説明したが、これに限らず、殺菌ランプ等のＵＶランプなどであってもよい。また、放電ランプ装置１は、電球形蛍光ランプに用いてもよい。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５８】
図７は、本発明の第２の実施形態を示す照明装置の断面正面図である。なお、図１〜図２と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００５９】
図７に示す照明装置１５は、エッジライト方式の液晶表示装置であり、照明装置本体としての液晶表示装置本体１６内に図１に示す放電ランプ装置１を配設している。すなわち、２個の蛍光ランプ２を透光性材料からなる導光板１７の両側に配設し、上面に拡散シート１８、下面に反射シート１９が設けられている。拡散シート１８は、光拡散効果を有する乳白色の合成樹脂板からなり、照射面の輝度を面全体に亘って均一化させる。また、反射シート１９は、鏡面反射板または光散乱アクリル板等からなり、蛍光ランプ２，２から出射され背面に向かう光を反射させて前面に導くものである。そして、点灯装置３（図示しない。）は、液晶表示装置本体１６内の任意の箇所に配設している。
【００６０】
また、液晶表示装置本体１６は、蛍光ランプ２，２を覆うようにして、反射板２０，２０を配設している。反射板２０，２０は、蛍光ランプ２，２から出射された外側への光を導光板１７側へ反射させる。そして、導光板１７の上面側に液晶表示板２１が配設されている。
【００６１】
液晶表示装置１５は、蛍光ランプ２，２から出射された光が全反射を繰り返しながら導光板１７内を伝播し、光出射面１７ａから出射されて、液晶表示板２１を照明する。
【００６２】
液晶表示装置１５は、長寿命化が図られ、管径が細い蛍光ランプ２，２を配設しているので、薄形に形成できるとともに、寿命を長くすることができる。
【００６３】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６４】
図８は、本発明の第３の実施形態を示す照明装置の正面図である。なお、図１〜図２と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００６５】
図８に示す照明装置２２は、天井等などに直付けや吊下げられて配設される照明器具である。この照明器具２２は、照明装置本体としての照明器具本体２３内に点灯装置３を配設し、照明器具本体２３に設けられたランプソケット２４，２４間に蛍光ランプ２を装着している。
【００６６】
照明器具２２は、細管の蛍光ランプ２を装着することにより、薄形にできる。また、蛍光ランプ２が長寿命であるので、ランプ交換の手間や費用が少なくて済む。さらに、蛍光ランプ２の放電電流の実効値（Ｉｌ）を２００ｍＡ以下の所望値にすることにより、所望の明るさに形成することができる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、電極の放電ランプの定格点灯時における抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）が３〜５の範囲内となるようにそれぞれの電極が常時予熱され、予熱電流の実効値（Ｉｆ）と放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）が３以上であり、かつ予熱電流の実効値（Ｉｆ）が１Ａ以下となるように構成されているので、電極を最適に発熱させることができて、一対の電極間の放電維持に必要な熱電子を電極から容易に放出させることができるとともに、電極の一部にスポット状の非常な高温部分を形成させなくし、酸化物エミッタの蒸発を防止することができて、放電ランプを長寿命化することができる。
【００６８】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明に加えて、予熱電流と放電電流の位相差が１８０±６０°の範囲内となるように構成されているので、予熱電流と放電電流の位相差がほぼ逆位相となり、電極の温度分布をさらに平坦化させることができる。この結果、酸化物エミッタの蒸発をさらに防止することができて、放電ランプをさらに長寿命化することができる。
【００６９】
さらに、請求項１または２の発明によれば、タングステンコイルの素線の外径が、０．０５〜０．１ｍｍであるので、電極を容易に熱電子放出できる温度に発熱させることができるとともに、電極の温度分布をスポット状にさせにくく、また、予熱電流の実効値（Ｉｆ）と放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）を３以上に容易に形成することができる。
【００７０】
さらに、請求項１または２の発明によれば、放電電流（Ｉｌ）が、２００ｍＡ以下であるので、電極の温度分布がスポット状となりにくく、予熱電流（Ｉｆ）と放電電流（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）を３以上に容易に形成することができる。
【００７１】
請求項３の発明によれば、バルブの管内径は、５〜１５ｍｍであるので、細管の放電ランプを形成することができるとともに、少ない放電電流で所望の発光効率を得ることができる。
【００７２】
請求項４の発明によれば、放電ランプの寿命が長く、管径の細い蛍光ランプを搭載した照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す放電ランプ装置の回路図。
【図２】同じく、放電ランプの斜視図。
【図３】同じく、電極の正面図。
【図４】同じく、放電ランプの点灯試験結果を示す説明図。
【図５】同じく、放電電流および予熱電流の位相差を示す波形図。
【図６】同じく、放電電流および予熱電流の位相差における電極温度の分布図。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す照明装置の断面正面図。
【図８】本発明の第３の実施形態を示す照明装置の正面図。
【符号の説明】
１……放電ランプ装置
２……放電ランプとしての蛍光ランプ
３……点灯装置
１５…照明装置としての液晶表示装置
１６…照明装置本体としての液晶表示装置本体
２２…照明装置としての照明器具
２３…照明装置本体としての照明器具本体
Claims (4)
- 放電媒体が封入されているとともに、両端に素線の外径が０．０５〜０．１ｍｍのタングステンコイルおよびこのタングステンコイルに塗布された酸化物エミッタを有してなる一対の電極が封装されたバルブを有する放電ランプと；
一対の電極間に安定的に放電を形成させる点灯手段および電極の放電ランプの定格点灯時における抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）が３〜５の範囲内となるようにそれぞれの電極を常時予熱する予熱手段を有し、電極に流れる予熱電流の実効値（Ｉｆ）と一対の電極間に流れる放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）が３以上であり、かつ予熱電流の実効値（Ｉｆ）が１Ａ以下、放電電流の実効値（Ｉｌ）が２００ｍＡ以下となるように構成された点灯装置と；
を具備していることを特徴とする放電ランプ装置。 - 放電媒体が封入されているとともに、両端に素線の外径が０．０５〜０．１ｍｍのタングステンコイルおよびこのタングステンコイルに塗布された酸化物エミッタを有してなる一対の電極が封装されたバルブを有する放電ランプと；
一対の電極間に交流電圧を印加して放電を安定的に形成させる点灯手段および電極の放電ランプの定格点灯時における抵抗値（Ｒｈ）と２５℃における抵抗値（Ｒｃ）との比（Ｒｈ／Ｒｃ）が３〜５の範囲内となるようにそれぞれの電極を交流電圧で常時予熱する予熱手段を有し、電極に流れる予熱電流の実効値（Ｉｆ）と一対の電極間に流れる放電電流の実効値（Ｉｌ）の比（Ｉｆ／Ｉｌ）が３以上、予熱電流の実効値（Ｉｆ）が１Ａ以下、放電電流の実効値（Ｉｌ）が２００ｍＡ以下であり、かつ予熱電流と放電電流の位相差が１８０±６０°の範囲内となるように構成された点灯装置と；
を具備していることを特徴とする放電ランプ装置。 - バルブの管内径は、５〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１または２記載の放電ランプ装置。
- 請求項１ないし３いずれか一記載の放電ランプ装置と；
この放電ランプ装置を配設している照明装置本体と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001327177A JP4110444B2 (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 放電ランプ装置および照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001327177A JP4110444B2 (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 放電ランプ装置および照明装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003133089A JP2003133089A (ja) | 2003-05-09 |
| JP4110444B2 true JP4110444B2 (ja) | 2008-07-02 |
Family
ID=19143446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001327177A Expired - Fee Related JP4110444B2 (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 放電ランプ装置および照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4110444B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008053117A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Sony Corp | 蛍光ランプ、光源装置、表示装置、及び蛍光ランプの点灯方法 |
| JP5118677B2 (ja) * | 2006-10-16 | 2013-01-16 | パナソニック株式会社 | 蛍光ランプ |
| KR20090096631A (ko) * | 2007-04-27 | 2009-09-11 | 파나소닉 주식회사 | 수명이 긴 열 음극 형광램프, 당해 열 음극 형광램프를 구비한 백라이트 또는 조명장치 및 그 시동방법 |
| KR100911260B1 (ko) | 2008-04-21 | 2009-08-06 | 금호전기주식회사 | 형광램프용 필라멘트 |
| WO2009131259A1 (en) * | 2008-04-23 | 2009-10-29 | Kumho Electric, Inc. | Filament for fluorescent lamp |
-
2001
- 2001-10-25 JP JP2001327177A patent/JP4110444B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003133089A (ja) | 2003-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI247949B (en) | Illuminating device | |
| JPH0439896A (ja) | 希ガス放電蛍光ランプ装置 | |
| JP4118941B2 (ja) | 誘電体バリア放電ランプ点灯装置および誘電体バリア放電ランプの点灯本数検知方法 | |
| JP4110444B2 (ja) | 放電ランプ装置および照明装置 | |
| US5187413A (en) | Low pressure discharge lamp apparatus | |
| JPH09266078A (ja) | 放電灯点灯装置、機器および液晶表示装置 | |
| KR20010023039A (ko) | 비상구 표시를 위한 저전압 고효율 형광등 | |
| JPH0896976A (ja) | 希ガス放電灯点灯回路及び照明装置 | |
| JP3189609B2 (ja) | 放電ランプ点灯装置 | |
| JP5262647B2 (ja) | 高圧放電灯点灯装置、プロジェクタ及び高圧放電灯の始動方法 | |
| JP3540333B2 (ja) | 蛍光ランプ装置 | |
| JP4062980B2 (ja) | 高圧放電ランプ装置 | |
| JPH11162690A (ja) | 希ガス放電灯の調光装置 | |
| JP3970422B2 (ja) | 希ガス放電灯の点灯装置 | |
| JP2010231900A (ja) | ランプ点灯装置 | |
| JP4280841B2 (ja) | 放電灯点灯装置及びそれを用いた紫外線照射装置 | |
| JP3948057B2 (ja) | 希ガス放電灯の点灯装置 | |
| JP2010205640A (ja) | 外部電極型希ガス蛍光ランプおよびバックライト用希ガス蛍光ランプユニット | |
| JP2000058285A (ja) | 照明装置および表示装置 | |
| JP2004335234A (ja) | 無電極放電灯点灯装置及び照明装置 | |
| JP2004281367A (ja) | 光源装置およびそれを用いた液晶ディスプレイ | |
| JPS62168391A (ja) | 照明装置 | |
| JP2002373797A (ja) | 蛍光ランプ点灯装置および照明装置 | |
| JPH11162689A (ja) | 希ガス放電灯の調光装置 | |
| JPH0393196A (ja) | 希ガス放電蛍光ランプ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041022 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20070613 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070620 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070613 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070820 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070904 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071130 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20071217 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071227 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20071219 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071227 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20080220 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080313 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080326 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110418 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110418 Year of fee payment: 3 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110418 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |