JP6303946B2 - 希ガス蛍光ランプ - Google Patents
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Description
このようなエキシマランプにおいては、ランプ始動時に内部電極53および外部電極54の間に高電圧を印加することにより、発光管51内によって構成される放電空間Sにエキシマ放電を発生させることによって、例えば真空紫外光が得られる。
放電容器の内部に配置された内部電極と当該放電容器の外表面に配置された外部電極とを有する希ガス蛍光ランプにおいても、同様に、比較的高い電圧を印加しなければ良好に点灯を開始することができない、という問題がある。然るに、最近では、装置の小型化や、ランプの始動時に印加することができる電圧の制限などの事情により、ランプの始動に十分な高電圧を印加することができない場合もある。
前記支持部材が導電性を有し、内部電極に電気的に接続されると共に、前記放電容器の内壁における、前記支持部材と接触する位置、または、前記支持部材と近接する位置に、導電性物質層が形成されていることを特徴とする。
この希ガス蛍光ランプ10は、石英ガラスよりなり、円管状の発光部12と、当該発光部12の両端の各々に連設された一対の封止部13,16を有する放電容器11を備えてなる棒状のものである。発光部12の外表面には、排気管残部(チップ管)19が形成されている。
放電容器11の内部には、発光ガスが充填されていると共に、内部電極20が管軸方向に伸びるように配置されている。また、放電容器11の外表面には、管軸方向に伸びるように外部電極30が配置されている。
放電容器11において、一対の封止部13,16は、各々、ピンチシール法によって形成された扁平状の形状を有するものである。一方(図1における左方)の封止部(以下、「第1封止部」ともいう。)13には、当該第1封止部13の外端部から外方に突出して伸びる、例えばモリブデンからなる外部リード29が設けられている。また、他方(図1における右方)の封止部(以下、「第2封止部」ともいう。)16には、外部リードが設けられていない。
この図の例において、第1封止部13は、例えばモリブデンからなる金属箔28が気密に埋設されてなる箔シール構造を有している。
蛍光体層の材質としては、希土類蛍光体やハロリン酸系の蛍光体などの公知の蛍光性物質を用いることができ、例えば特に赤色の可視光を得るためにはY2 O3 :Eu、(YGd)BO3 :Euなどを、緑色の可視光を得るためにはLaPO4 :Ce,Tb、Zn2 SiO4 Mn、Y2 SiO4 :Tbなどを、青色の可視光を得るためには(SrCaBaMg)5 (PO4 )3 Cl:Eu、3(BaMgEu)O・8Al2 O3 などを挙げることができる。このような蛍光体層は、放電容器11内に上記の蛍光物質が分散されて含有される懸濁液を吸い上げる方法、スプレーによる吹き付ける方法、あるいは流し込む方法などによって塗布し、焼成することによって形成される。
この内部電極20は、放電容器11の内部において、放電容器11の中心軸(管軸)C上に位置するように配置されている。すなわち、内部電極20は、当該内部電極20を構成するコイル状電極の中心軸が放電容器11の中心軸(管軸)と一致するように、放電容器11の中心軸に沿って伸びるよう配置されている。
この図の例において、内部電極20を構成するコイル状電極のコイル状部分21は、第2封止部16側の端部に、その他の大部分よりもコイルピッチの小さい部分(以下、「ピッチ密部分」ともいう。)を有するものである。
また、内部電極20は、一方のリード部分22Aの一端(図1における左端)が第1封止部13内に伸びると共に、他方のリード部分22Bの他端(図1における右端)が第2封止部16内に伸びており、これにより、コイル状部分21が放電容器11の内部空間に位置された状態で支持されている。
第1封止部13内に伸びるリード部分22Aの一端は、当該第1封止部13内に埋設された金属箔28に接続されている。また金属箔28には、その一端(図1における左端)に外部リード29が接続されている。このようにして、内部電極20は、金属箔28を介して外部リード29と電気的に接続されている。
この外部電極30を構成するメッシュ状電極部材は、放電容器11の外表面に密接した状態で発光部12の外周面の全域にわたって管軸方向に伸びるように配設されている。
この図の例において、外部電極30を構成するメッシュ状電極部材は、その一端(図1における左端)31が発光部12の第1封止部13側の端部に位置されており、その他端(図1における右端)32が第2封止部16側の端部に位置されている。また、このメッシュ状電極部材によって構成される外部電極30は接地されている。
メッシュ状電極部材は、当該メッシュ状電極部材を放電容器11に確実に固定するために、発光部12に固定されていることが好ましい。メッシュ状電極部材を発光部12に固定するための手法としては、例えばメッシュ状電極部材を構成する導電体材料と同一の材質などの導電体材料素線(以下、「電極固定用素線」ともいう。)を当該メッシュ状電極部材に接続し、その電極固定用素線を、発光部12の外表面に直接的に、あるいはメッシュ状電極部材を介して巻付ける方法が挙げられる。この電極固定用素線は、メッシュ状電極部材と電気的に接続されており、外部電極形成部材の構成部材とされるものである。ここに、電極固定用素線は、メッシュ状電極部材と別個のものであってもよく、またはメッシュ状電極部材の構成素線に連続するもの、すなわちメッシュ状電極部材と一体のものであってもよい。
この支持部材25は、図2および図3に示すように、例えば金属素線によって形成され、放電容器11の内表面に沿って周方向に伸びるリング状体25aおよび当該リング状体25aと連続して径方向内方に伸びる線状部25bよりなるものである。この図の例において、支持部材25は、線状部25bが内部電極20を構成するコイル状電極のピッチ密部分に巻回することにより、内部電極20を支持すると共に電気的に接続されている。支持部材25は、リング状体25aの少なくとも一部が導電性物質層26に接触した状態とされていればよい。
放電容器11内において、支持部材25は、発光部12における第2封止部16の近傍に位置している。
また、支持部材25には、内部電極20に対する位置決め・保持作用も得られることから、内部電極20を放電容器11内における所期の配置位置に所期の状態で保持することができる。
導電性物質層26は、放電容器11の周方向に伸びる帯状のものとすることができる。
導電性物質層26は、導電性ペーストが塗布されて形成されるものであってもよく、金属箔からなるものであってもよい。
導電性ペーストとしては、アルミニウム、銀、ニッケルなどの金属、炭素、酸化インジウムなどを含有する物質、あるいは、これらの混合物を用いることができる。導電性物質層26を形成するための導電性ペーストとしては、カーボンと低融点ガラス(フリットガラス)を混合した、いわゆるカーボンペーストを好適に用いることができる。
導電性物質層26は、例えば放電容器11の内壁の周方向に伸びる帯状のものであり、この例においては、放電容器11の内壁の全周にわたって伸びる形状とされている。
導電性物質層26は、放電容器11の内壁上に形成されていてもよく、蛍光体層上に形成されていてもよい。
また、放電媒質としては、希ガスと共に必要に応じて、フッ素ガス(F)、塩素ガス(Cl)、沃素ガス(I)および臭素ガス(Br)などのハロゲンガスが用いられる。
また、内部電極20を構成するコイル状電極は、金属素線径が0.3mm、コイル状部分21の外径(コイル外径)が1.4mm、コイルピッチが1.8mmおよびコイル状部分21の長さが95mmである。
支持部材25は、リング状体25aの外径がφ14mmである。
また、放電容器11の内部空間には放電媒質としてキセノンガスとネオンガスとの混合ガスが46.7kPaの圧力で封入される。
例えば、支持部材と導電性物質層とが互いに接触して設けられていることに限定されず、図4に示されるように、支持部材25Aと導電性物質層26とが互いに接触せず、近接する位置に設けられていてもよい。この例においては、支持部材25Aが導電性物質層26から径方向に離間した位置に設けられている。
支持部材25Aと導電性物質層26との距離は、2mm以下であることが好ましい。具体的には、例えば、放電容器11における発光部12の内径がφ14mmである場合に、支持部材25Aを構成するリング状体の外径がφ13mmとされる。
支持部材25Aは、放電容器11の管軸C上から大きく変位して移動することを規制する状態に内部電極20を支持している。
このような導電性物質層26A,26Bを備えた希ガス蛍光ランプによれば、上記の放電容器11の周方向の全周にわたって塗布された希ガス蛍光ランプに比べて、照度の低下を抑制することができる。
図1の構成を有する希ガス蛍光ランプ(以下、「エキシマランプ(1)」ともいう。)を作製した。
作製した希ガス蛍光ランプ(1)において、放電容器11は、発光部12の全長が100mm、外径がφ16mm、内径がφ14mmである。
内部電極20を構成するコイル状電極は、タングステン製である。
外部電極30を構成するメッシュ状電極部材は、モネル製である。
支持部材25は、リング状体25aの外径がφ14mmである。
導電性物質層26はカーボンペーストが幅1.5mmで放電容器11の内壁の全周にわたって塗布されて形成されたものである。
支持部材25は、導電性物質層26に接触している。
また、放電容器11の内部空間には放電媒質としてキセノンガスとネオンガスの混合ガスを46.7kPaの圧力で封入した。
また、内部電極20を外部電極30より高電圧になる状態に接続した。
次いで、希ガス蛍光ランプ(1)において、導電性物質層が設けられていないものを用いたこと以外は当該希ガス蛍光ランプ(1)と同様の構成を有する希ガス蛍光ランプ(以下、「比較用希ガス蛍光ランプ(1)」ともいう。)を作製した。
この比較用希ガス蛍光ランプ(1)において、導電性物質層が設けられていないこと以外は希ガス蛍光ランプ(1)を構成する発光管と同様の構成を有するものである。
作製した希ガス蛍光ランプ(1)および比較用希ガス蛍光ランプ(1)の各々を、プッシュプル方式のインバータの出力端子に接続し、インバータの出力電圧を徐々に上げ、放電が放電容器の全体に広がったらスイッチを切る。ランプを外し、その状態が維持されているインバータの出力端子に高圧プローブ(3000V)を接続する。その状態でスイッチを入れ、オシロスコープに表示される正弦波から、ピーク電圧(始動開始電圧)を読み取った。結果を表1に示す。
作製した希ガス蛍光ランプ(1)および比較用希ガス蛍光ランプ(1)の各々をインバータに接続した状態で点灯動作を行い、点灯の有無を確認した。
この点灯の有無の確認を、希ガス蛍光ランプ(1)280本について、および、比較用希ガス蛍光ランプ(1)62本について、それぞれ行い、問題なく点灯(始動)したランプの割合を算出した。結果を表1に示す。
11 放電容器
12 発光部
13,16 封止部
19 排気管残部
20 内部電極
21 コイル状部分
22A,22B リード部分
25,25A,25B 支持部材
25a リング状体
25b 線状部
26,26A,26B 導電性物質層
28 金属箔
29 外部リード
30 外部電極
31 一端
32 他端
51 発光管
53 内部電極
54 外部電極
55 封止部
58 金属箔
59 外部リード
61 発光管
63 内部電極
64 外部電極
65 封止部
68 金属箔
69 外部リード
Claims (2)
- 石英ガラスからなり、内部に発光ガスが封入された管状の放電容器と、当該放電容器の外表面に配設された外部電極と、当該放電容器の内部に配設され、前記外部電極よりも高電圧が印加される内部電極と、当該内部電極を支持する支持部材とを有する希ガス蛍光ランプにおいて、
前記支持部材が導電性を有し、内部電極に電気的に接続されると共に、前記放電容器の内壁における、前記支持部材と接触する位置、または、前記支持部材と近接する位置に、導電性物質層が形成されていることを特徴とする希ガス蛍光ランプ。 - 前記導電性物質層は、前記放電容器の周方向または軸方向に伸びる帯状のもの、あるいは、点状のものであることを特徴とする請求項1に記載の希ガス蛍光ランプ。
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