JPH01115047A - 熱陰極形低圧希ガス放電蛍光ランプ - Google Patents
熱陰極形低圧希ガス放電蛍光ランプInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
- H01J61/16—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having helium, argon, neon, krypton, or xenon as the principle constituent
Landscapes
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge Lamp (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ＦＡＸ 、複写機などのＯＡ機器に用いら
れる熱陰極形低圧希ガス放電蛍光ランプに関する。
れる熱陰極形低圧希ガス放電蛍光ランプに関する。
近年、ＯＡ機器用光源として、希ガス放電による発光を
利用した蛍光ランプが採用されている。
利用した蛍光ランプが採用されている。
たとえば、「東芝レビュー」４０巻、１２号、第１０７
９頁〜第１０８２頁に記載されている高輝度グロー・ラ
ンプがある。これは、管内にＸｅを主成分とするガスを
封入し、このグロー放電の陽光柱が発する紫外線で蛍光
体を励起して発光する冷陰極形層ガス蛍光ランプである
。このランプは、水銀を使用しないので広い温度範囲に
わたり安定した光出力が得られ、かつ蛍光体の変更によ
り用途に応じた光源色が得られる利点がある。
９頁〜第１０８２頁に記載されている高輝度グロー・ラ
ンプがある。これは、管内にＸｅを主成分とするガスを
封入し、このグロー放電の陽光柱が発する紫外線で蛍光
体を励起して発光する冷陰極形層ガス蛍光ランプである
。このランプは、水銀を使用しないので広い温度範囲に
わたり安定した光出力が得られ、かつ蛍光体の変更によ
り用途に応じた光源色が得られる利点がある。
しかし、この冷陰極形層ガス放電ランプは、点灯に高電
圧を要するため、取扱に若干の問題があった。そこで、
発明者等は、点灯電圧が低く、高電圧にまつわる問題点
が少ない熱陰極形電極を用い、しかも希ガス放１！蛍光
ランプのもつ、非温度依存性、高速立ち上が９特性を損
なわないＯＡ機器陽光源として好適な希ガス蛍光ランプ
を検討し、所期の特性を備えた低圧希ガス放ｆ＠蛍光ラ
ンプを得た。
圧を要するため、取扱に若干の問題があった。そこで、
発明者等は、点灯電圧が低く、高電圧にまつわる問題点
が少ない熱陰極形電極を用い、しかも希ガス放１！蛍光
ランプのもつ、非温度依存性、高速立ち上が９特性を損
なわないＯＡ機器陽光源として好適な希ガス蛍光ランプ
を検討し、所期の特性を備えた低圧希ガス放ｆ＠蛍光ラ
ンプを得た。
しかしながら、上記構成の熱陰極形低圧希ガス放電蛍光
ランプは、ＯＡ機器陽光源として通常型まれる１６閣以
下の管径にすると、輝度の維持率が急激に悪くなるとい
う新たな問題点が現出した。
ランプは、ＯＡ機器陽光源として通常型まれる１６閣以
下の管径にすると、輝度の維持率が急激に悪くなるとい
う新たな問題点が現出した。
この輝度維持率低下は、発明者等の研究では陽光柱から
のイオンボンバードによるものであることが判明した。
のイオンボンバードによるものであることが判明した。
すなわち、熱陰極形で管径を細くしたものでは、陽光柱
の中心軸から蛍光体層までの距離が短くなるため、とく
に管径２０１以下のものは、蛍光体のイオンボンバード
による劣化が冷陰極形のものに比し激しく、これが輝度
維持率を急激に低下させる原因となっていた。
の中心軸から蛍光体層までの距離が短くなるため、とく
に管径２０１以下のものは、蛍光体のイオンボンバード
による劣化が冷陰極形のものに比し激しく、これが輝度
維持率を急激に低下させる原因となっていた。
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であり、通常の一般照明用蛍光ランプと同等に取り扱え
、使い勝手がよく、希ガス放電ランプの非温度依存性、
高速立ち上がり特性などを維持しつつ、細管化したとき
に生じる輝度維持率の低下を改善した熱陰極低圧希ガス
放電蛍光ランプを得ることを目的とする。
であり、通常の一般照明用蛍光ランプと同等に取り扱え
、使い勝手がよく、希ガス放電ランプの非温度依存性、
高速立ち上がり特性などを維持しつつ、細管化したとき
に生じる輝度維持率の低下を改善した熱陰極低圧希ガス
放電蛍光ランプを得ることを目的とする。
て問題点を解決するための手段〕
この発明にかかわる熱陰極形低圧希ガス放電蛍光ランプ
は、管径が１６−以下のものにおいて、発光ガスである
Ｘｅの他にＨｅ、 Ｎｅ５Ａｒ、Ｋｒの内生なくとも一
種以上のガスを添加したものである。
は、管径が１６−以下のものにおいて、発光ガスである
Ｘｅの他にＨｅ、 Ｎｅ５Ａｒ、Ｋｒの内生なくとも一
種以上のガスを添加したものである。
この発明においては、ｘｅに加えて添加されたＨｅ５Ｎ
ｅ、＾ｒ、Ｋｒガスは、ランプ内においては化学的に安
定であり、他のランプ特性に悪影響を与えることなく、
蛍光体層へのイオンボンバードを緩和するように作用す
る。したがって、管径が細くなってもイオンボンバード
による輝度低下を防ぎ、輝度維持率を改善できる。
ｅ、＾ｒ、Ｋｒガスは、ランプ内においては化学的に安
定であり、他のランプ特性に悪影響を与えることなく、
蛍光体層へのイオンボンバードを緩和するように作用す
る。したがって、管径が細くなってもイオンボンバード
による輝度低下を防ぎ、輝度維持率を改善できる。
以下、この発明の一実施例を図により説明する。第１図
は要部断面図で、図において、（１）はバルブ、（２）
は蛍光体層、（３）は反射膜、（４）は電極、（５）は
スリットである。バルブ（１１はガラス肉厚０．７■の
直線状したガラスバルブを用い、両端部に一対の電極（
４）が封着されている。電極間距離は２６０閣一定とし
、電極（４）は電子放射性物質を塗布したトリプルフィ
ラメントコイルを使用した熱陰極形である。蛍光体Ｈ（
２）は商品名ＰＩＧＩとして市販されている化成オブト
ニクス社製のＺｎ１Ｓｉ０４：Ｍｎ緑色蛍光体を使用し
ている。そして、この蛍光体層（２）とバルブ（１）の
間に反射膜（３）を形成している。さらに、反射！（３
１、Ｉｆ光体層（２）とも幅２噛の直線スリット（５）
を管長方向に設けたアパーチャー形となっている。なお
、とくに図示はしないがバルブ（１）内には発光ガスが
封入され、電極（４）近傍には蒸発形バリウムゲッター
を設けている。
は要部断面図で、図において、（１）はバルブ、（２）
は蛍光体層、（３）は反射膜、（４）は電極、（５）は
スリットである。バルブ（１１はガラス肉厚０．７■の
直線状したガラスバルブを用い、両端部に一対の電極（
４）が封着されている。電極間距離は２６０閣一定とし
、電極（４）は電子放射性物質を塗布したトリプルフィ
ラメントコイルを使用した熱陰極形である。蛍光体Ｈ（
２）は商品名ＰＩＧＩとして市販されている化成オブト
ニクス社製のＺｎ１Ｓｉ０４：Ｍｎ緑色蛍光体を使用し
ている。そして、この蛍光体層（２）とバルブ（１）の
間に反射膜（３）を形成している。さらに、反射！（３
１、Ｉｆ光体層（２）とも幅２噛の直線スリット（５）
を管長方向に設けたアパーチャー形となっている。なお
、とくに図示はしないがバルブ（１）内には発光ガスが
封入され、電極（４）近傍には蒸発形バリウムゲッター
を設けている。
つぎに、上記蛍光ランプの発光ガスを種々変えたものに
ついて種々実験を行った。なお、輝度の測定はランプ中
央のアパーチャー開口部中心の値を測定した。また、点
灯はＬ形（チョーク形）パラストを用いた４０ＫＨｚ正
弦波インバーターで行った。輝度維持率は、上記点灯方
式で、１８分分点−２分消灯の２０分サイクルで点灯さ
せて、実点灯時間における輝度の初期輝度に対する比で
把握した。
ついて種々実験を行った。なお、輝度の測定はランプ中
央のアパーチャー開口部中心の値を測定した。また、点
灯はＬ形（チョーク形）パラストを用いた４０ＫＨｚ正
弦波インバーターで行った。輝度維持率は、上記点灯方
式で、１８分分点−２分消灯の２０分サイクルで点灯さ
せて、実点灯時間における輝度の初期輝度に対する比で
把握した。
第２図は、管径と輝度維持率の関係を示しており、実線
はさまざまな管径のランプにＸｅのみ０．５Ｔｏｒｒ封
着し、１０００時間点灯後の輝度維持率を表している。
はさまざまな管径のランプにＸｅのみ０．５Ｔｏｒｒ封
着し、１０００時間点灯後の輝度維持率を表している。
この結果より、管径２０ｍ以下の輝度維持率は２０閣よ
ゆ太いものに比べ、管径が細くなるとともに悪くなって
いて、管径２５噛のものが９０Ｘあるのに対し、管径６
■のものは７０％であり、２０ｘも維持率が悪くなって
いることがわかる。
ゆ太いものに比べ、管径が細くなるとともに悪くなって
いて、管径２５噛のものが９０Ｘあるのに対し、管径６
■のものは７０％であり、２０ｘも維持率が悪くなって
いることがわかる。
一方、Ｘｅの圧力が０．５Ｔｏｒｒと同じでＮｅを４．
５Ｔｏｒｒ封着した全圧５．０Ｔｏｒｒ （Ｘｅ：２０
Ｘ、 Ｎｅ：８０％）のランプは、同図の点線で示した
ように、やはり同様な傾向はあるものの、管径１６Ｉｌ
ｌｌ以下の範囲で輝度維持率が大幅に改善されている。
５Ｔｏｒｒ封着した全圧５．０Ｔｏｒｒ （Ｘｅ：２０
Ｘ、 Ｎｅ：８０％）のランプは、同図の点線で示した
ように、やはり同様な傾向はあるものの、管径１６Ｉｌ
ｌｌ以下の範囲で輝度維持率が大幅に改善されている。
上記２つの維持率の差を第３図に示す。図より管径１６
ａｍ以下でのみ改善効果があることがわかる。
ａｍ以下でのみ改善効果があることがわかる。
つぎに、Ｎｅの添加量に関して調べてみた。
たとえば、管径１ＯＩＩＩ１１のもので０．５Ｔｏｒｒ
一定とし、Ｎｅの添加量を０から増加させると、１００
０時間後の輝度維持率は、第４図のようになってお））
、Ｘｅと同量以上のＮｅを入れても輝度維持率改善効果
は飽和しており、Ｎｅは少なくともＸｅと同量以上、つ
まり混合比５０Ｘ以上混入することが望ましい。
一定とし、Ｎｅの添加量を０から増加させると、１００
０時間後の輝度維持率は、第４図のようになってお））
、Ｘｅと同量以上のＮｅを入れても輝度維持率改善効果
は飽和しており、Ｎｅは少なくともＸｅと同量以上、つ
まり混合比５０Ｘ以上混入することが望ましい。
また、初期輝度に対し、一般的な低圧領域において、輝
度は、はぼＸｅの分圧によってのみ決定されていること
を発見しており、Ｍｅを添加し、全圧を上げても初期輝
度は低下せず、−段の低圧水銀蒸気放電蛍光ランプと大
きく性質を別にする。つまり、輝度を低くすることなく
、輝度維持率を改善できろ。
度は、はぼＸｅの分圧によってのみ決定されていること
を発見しており、Ｍｅを添加し、全圧を上げても初期輝
度は低下せず、−段の低圧水銀蒸気放電蛍光ランプと大
きく性質を別にする。つまり、輝度を低くすることなく
、輝度維持率を改善できろ。
また、Ｎｅを添加することで不点寿命も延びる傾向があ
り、これはおそらくフィラメントに塗布された電子放射
性物質の蒸発を抑制する効果がでているものと思われ、
この点では低圧水銀蒸気放電蛍光ランプと同様な傾向で
あった。
り、これはおそらくフィラメントに塗布された電子放射
性物質の蒸発を抑制する効果がでているものと思われ、
この点では低圧水銀蒸気放電蛍光ランプと同様な傾向で
あった。
なお、上記各実験においては、添加ガスをＮｅのみとし
ているが、Ｈｅ、 Ａｒ、 Ｋｒなどの希ガスでも同様
な効果があり、これを混合添加してもよい。
ているが、Ｈｅ、 Ａｒ、 Ｋｒなどの希ガスでも同様
な効果があり、これを混合添加してもよい。
また、蛍光体として化成オプトニクス社製マンガン付活
けい酸亜鉛緑色蛍光体について述べたが、他にマンガン
付活アルミン酸バリウム蛍光体、２価テルビウム付活け
い酸イツトリウム蛍光体、３価ユーロピウム付活ホウ酸
イツトリウム・ガドリニウム蛍光体、２価ユーロピウム
付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体などさま
ざまな蛍光体で効果を確認している。
けい酸亜鉛緑色蛍光体について述べたが、他にマンガン
付活アルミン酸バリウム蛍光体、２価テルビウム付活け
い酸イツトリウム蛍光体、３価ユーロピウム付活ホウ酸
イツトリウム・ガドリニウム蛍光体、２価ユーロピウム
付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体などさま
ざまな蛍光体で効果を確認している。
表１は、その具体例を示すものである。すなわち、上記
蛍光体を内径８■のバルブ内面に塗布し、蛍光体層を形
成したものに、それぞれ比較例としてＸｅ １００Ｘの
ランプを作り、一方、この発明の実施例としてＸｅに加
えＮｅまたはＡｒを所定量封入したものを作り、それぞ
れの１００゜Ｈ「における輝度維持率を比較したもので
ある。
蛍光体を内径８■のバルブ内面に塗布し、蛍光体層を形
成したものに、それぞれ比較例としてＸｅ １００Ｘの
ランプを作り、一方、この発明の実施例としてＸｅに加
えＮｅまたはＡｒを所定量封入したものを作り、それぞ
れの１００゜Ｈ「における輝度維持率を比較したもので
ある。
（以下余白）
表１
なお、表１ではとくに示さなかったが、Ｘｅの赤外域発
光を利用して赤外−可視変換蛍光体を用いたものにも効
果があった。
光を利用して赤外−可視変換蛍光体を用いたものにも効
果があった。
なおまた、表１中の各供試ランプは、上述した実験例の
ものと同様の点灯条件で点灯させたものであるが、Ｌ形
インバーターを用いて低圧希ガス放電灯を点灯させると
、たとえば、管径１０閣、封入ガスとしてＸｅ： ０．
５Ｔｏｒｒ、 Ｍｅ： ０．５Ｔｏｒｒ、全圧１０Ｔｏ
ｒｒのランプの場合、周波数と輝度の関係は第５図のよ
うな特性を示す。
ものと同様の点灯条件で点灯させたものであるが、Ｌ形
インバーターを用いて低圧希ガス放電灯を点灯させると
、たとえば、管径１０閣、封入ガスとしてＸｅ： ０．
５Ｔｏｒｒ、 Ｍｅ： ０．５Ｔｏｒｒ、全圧１０Ｔｏ
ｒｒのランプの場合、周波数と輝度の関係は第５図のよ
うな特性を示す。
第５図は、同一ランプを直流から１００ＫＨｚの高周波
正弦波まで周波数を変え、輝度の変化を調べたものであ
り、輝度は５０）ＣＨｚのときの値を１００として相対
値で示しである。実線は管電流１０１００ｌで点灯させ
たもの、点線は５００ｍＡで点灯させたものを示してい
るが、可聴周波が１５ＫＨｚ程度まであることを考える
と、１５ＫＨｚ以上であることが好ましいが、輝度は３
０ＫＨｚ以上で高くなっており、かつ、この範囲では管
電流が変わっても、輝度は変わらないという特性がでる
ため、たとえば、電源電圧の変動にも輝度が変動しない
という特性が得られ、それを合わせ持つ４０ＫＨｚ程度
の周波数で点灯させるのが好ましい。
正弦波まで周波数を変え、輝度の変化を調べたものであ
り、輝度は５０）ＣＨｚのときの値を１００として相対
値で示しである。実線は管電流１０１００ｌで点灯させ
たもの、点線は５００ｍＡで点灯させたものを示してい
るが、可聴周波が１５ＫＨｚ程度まであることを考える
と、１５ＫＨｚ以上であることが好ましいが、輝度は３
０ＫＨｚ以上で高くなっており、かつ、この範囲では管
電流が変わっても、輝度は変わらないという特性がでる
ため、たとえば、電源電圧の変動にも輝度が変動しない
という特性が得られ、それを合わせ持つ４０ＫＨｚ程度
の周波数で点灯させるのが好ましい。
なお、この発明においては、電極（４）は、少なくとも
安定放電状態において、熱陰極として動作するものであ
ればよく、コールトス゛タート方式の電極も含まれろこ
とはもちろんである。
安定放電状態において、熱陰極として動作するものであ
ればよく、コールトス゛タート方式の電極も含まれろこ
とはもちろんである。
、また、当然この発明の効果は反射膜の有無、アパーチ
ャータイプなどにとられれるものではないことは自明で
ある。
ャータイプなどにとられれるものではないことは自明で
ある。
この発明は、以上説明したとおゆ、管径が１６閣以下の
ものにおいて、発光ガスであるＸｅの他にＨｅ５Ｎｅ１
Ａｒ、Ｋｒのうち少なくとも一種以上のガスを添加した
ので、点灯電圧が低く取扱が簡単で、しかも非温度依存
性、高速立ち上がり特性などを維持しつつ、ランプの管
径を細くすることによる輝度維持率の低下を軽減したＯ
Ａ用先光源好適な希ガス蛍光ランプを提供できるという
効果がある。
ものにおいて、発光ガスであるＸｅの他にＨｅ５Ｎｅ１
Ａｒ、Ｋｒのうち少なくとも一種以上のガスを添加した
ので、点灯電圧が低く取扱が簡単で、しかも非温度依存
性、高速立ち上がり特性などを維持しつつ、ランプの管
径を細くすることによる輝度維持率の低下を軽減したＯ
Ａ用先光源好適な希ガス蛍光ランプを提供できるという
効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す一部切欠き断面図、
第２図は管径と輝度維持率の関係を示す特性図、第３図
は管径と劣化改善率を示す特性図、第４図はＨｅ添加量
と輝度維持率の関係を示す特性図、第５図は点灯周波数
と輝度の関係を示す特性図である。 図において、（１）はバルブ、（２）は蛍光体、（４）
は電極である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
第２図は管径と輝度維持率の関係を示す特性図、第３図
は管径と劣化改善率を示す特性図、第４図はＨｅ添加量
と輝度維持率の関係を示す特性図、第５図は点灯周波数
と輝度の関係を示す特性図である。 図において、（１）はバルブ、（２）は蛍光体、（４）
は電極である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）ガラスバルブ両端に少なくとも安定放電状態にお
いて熱陰極として動作する一対の電極を設け、バルブ内
面に蛍光体層を形成し、内部に発光ガスを封入し、放電
によりこの発光ガスが発する放射で蛍光体を発光させる
管径１６ｍｍ以下の低圧希ガス放電ランプにおいて、発
光ガスとしてＸｅの他に、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒの少
なくとも一種以上のガスを添加したことを特徴とする熱
陰極形低圧希ガス放電蛍光ランプ。 - （２）添加ガスが封入ガス全体の５０％以上の容積比で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱陰
極形低圧希ガス放電蛍光ランプ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62272153A JPH0624116B2 (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 熱陰極形低圧希ガス放電蛍光ランプ |
| KR1019880012361A KR910009643B1 (ko) | 1987-10-28 | 1988-09-23 | 열음극형 저압희개스방전형광램프 |
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