JPH03225745A - 希ガス放電灯 - Google Patents
希ガス放電灯Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ブの中て、キセノンガスを主成分とする希ガスを封入し
、該ガラスバルブの外壁に、一対の帯状電極を配設した
希ガス放電灯に関する。
であるため、明るさや放電電圧が周囲温度に殆んど影響
されない、寿命が長い等の特徴があシ、ファクシミリ、
OCR等OA機器の原稿読取用光源や液晶表示装置のバ
ックライトとして注目されている。
2−281256に開示されているように、細長いガラ
スバルブの両端に一対の電極を封止すると共に1両電極
間のガラスバルブの外壁に帯状の補助電極を密着して添
設し、陽光柱を補助電極側に偏寄させる構造のものであ
るから、補助電極近傍の螢光体膜は有効に励起されるも
のの、螢光体膜全体を効率よく励起することは困難であ
シ、あかるいものが得にくい欠点があった。又、放電が
不安定となったシ、ガラスバルブの軸方向の照度分布が
不均一になる等の問題があった。
蒸気を封入し、ガラスバルブの外壁に一対のリング状や
種々の形状の電極を設けて、パルプ内に放電を生ずるよ
うにした螢光ランプが開示されている。この螢光ランプ
はガラスバルブの外壁に電極を設けてパルプ内に電極材
料の蒸発によるスパッタを抑え、発光光度の低下をなく
して長寿命化をねらったものである。しかしながら、放
電気体として水銀蒸気を用いたものであり、発光光度が
低いばかりでなく、点灯中、電極と対向した部分の螢光
体膜が水銀イオンの衝撃を受けて劣化し、光束低下をま
ねく問題があった。従って、発光光度不足の上、経時変
化が大きい等の理由から、OA機器用光源として、利用
し難い問題があった。
内部螢光体膜を効率よく励起して十分な光量を得ると共
に、軸方向の照度分布が均一で安定した放電が得られる
希ガス放電灯を得ることを目的としている。
、内壁に螢光体膜を被着した管状ガラスバルブの内部に
キセノンガスを主成分とする希ガスを所定量封入して密
閉し、該ガラスバルブの外壁にパルプのはソ全長に亘っ
て一対の帯状電極を配設し、両帯状電極間に高周波電圧
を印加して点灯することを特徴としている。
気を含まないものであシ、キセノンガスを主成分とする
希ガスが3Q torr乃至100torrの圧力で封
入される。又、ガラスバルブの外壁にパルプ全長に亘っ
て配設される一対の帯状電極の幅員は少なくとも1市以
上の幅に設定される。更に、帯状電極を配設したガラス
バルブの表面には絶縁性被膜が形成される。又、この希
ガス放電灯のガラスバルブには好ましくは150℃に於
ける体積抵抗率がI X 10’Ωcm以上のガラス、
例えば鉛ガラスが用いられる。更に、ガラスバルブの封
止端面にはガラスバルブ本体より少なくとも低融点の板
状の封着ガラスが用いられる。
の高周波電圧を印加することによシ、パルプ内の放電空
間にはパルプ軸と直交方向にキセノンガスによる放電を
生じ、パルプ内壁の螢光体膜が励起されて発光する。こ
のとき、放電気体は水銀などの金属蒸気を含まないキセ
ノンガス放電であり、キセノンガスの励起光(147n
m) によシ螢光体膜が効率よく励起され、高い発光光
度が得られる。
化が低減され光出力低下が防止される。
ンピーダンスが高くなシ放電電流が少なくなって、十分
な発光光度が得られないばかシでなく、放電が不安定と
なってチラッキを生ずる。しかし帯状電極の幅員を2m
m以上に設定すると、十分な発光光度と安定した放電が
得られる。
ルブ壁面を介して高周波高電圧が印加され、ガラスバル
ブ自体の抵抗損によシ自己発熱する。従って、該希ガス
放電灯をOA機器に塔載して点灯するとき、常温以上の
高温雰囲気(例えば50℃以上)に於いては、管壁温度
が異常に高くなり、ランプ効率の低下や電源の焼損を来
たす恐れがある。しかし150℃に於ける体積抵抗率が
1×lOΩcm以上のガラスバルブを用いることによシ
ランブ管壁温度の異常上昇が防止でき安定な放電が得ら
れる。
てもガラスバルブ表面に絶縁被膜が形成されており、沿
面リークや絶縁破壊が防止される。
スを用いたから、封着端面が弧状に肉だれを生ずること
なく封止でき、放電空間が管端まで利用出来る。
述する。
破断正面図とその■−■線から見た断面図である。同図
に於いて、2は直管状のガラスバルブであり、内周面に
は光投射窓3を残して螢光体膜4がバルブ2の軸方向の
はソ全長に亘って被着されている。5はガラスバルブ2
の両端面を密閉する円板状の封着ガラスであシ、ガラス
バルブ2の融点よシ低い低融点ガラス(高鉛ガラス)が
用いられている。この密閉されたガラスバルブ2の内部
にはキセノン(Xe)ガスを主成分とする希ガスが3Q
torr乃至100torrのガス圧で封入されてい
る。一方ガラスバルブ2の外壁には、前記光投射窓3に
沿う両側にアルミ箔からなり、所定の幅員に形成された
帯状電極6a、6bがガラスバルブ2のはソ全長に亘っ
て密着し、互に対向して配設されている。そしてこれら
の帯状電極6a、6bを含めたガラスバルブ2上にシリ
コンレジンの透明な絶縁性被膜7が被覆されている。
高周波点灯回路8を介して交流電源7に帯状電極6a、
6bが接続され、両帯状電極6a、6b間に所定の高周
波高電圧、例えば30KHz、 1600Vが印加され
る。これによシ希ガス放電灯1は両帯状電極6a、6b
間に挾まれたガラスバルブ2の内部空間に、キセノンガ
スの放電[有]起線波長147 nm)を生ずる。この
キセノンガスの放電によシガラスバルブ2内の螢光体膜
4が励起され、その可視光が光投射窓3よシ外部へ放射
される。
いて種々検討がなされた。
mから6Mまで6段階に変化したサンプル#1〜#6を
作成し、夫々の照度、点灯状況について観察し、第1表
の通りの結果を得た。
、肉厚Q、5mm、長さ300m+n(φ6X0.5’
X300L)のソーダ製ガラスバルブ、帯状電極6a、
6bとして幅員Wmm1長さ300mmのアルミ箔、封
入ガスとしてキセノンガス55 torrとし、印加電
源28KHz X 1600Vで点灯評価した。尚第1
表で帯状電極の(θ°)は各サンプルの帯状電極に於け
るバルブ中心軸となす角度の計算値で参考値として示し
ている。
第1表より明らかなように、#1のサンプルは照度が暗
らく、且つ放電が縞状となってチラッキを生ずる。#2
のサンプルは点灯後2〜3分は不安定であるが、その後
安定する。この#2のサンプルの照度は従来の内部電極
型の希ガス放電灯と路間等の照度レベルである。#3か
ら#6のサンプルへと電極巾Wを3mmから6皿に増加
するに従って放電が安定し、照度も従来の放電灯450
0Lxに比べ5530 Lx乃至9420 Lxと一段
と向上する。
な放電電流が得にくくなるため、放電がチラッキ且つ暗
らいものと推察される。又、#3乃至#6のサンプルは
電極面積が大きくなシ、充分な放電電流が得られ、高い
照度と放電の安定性が得られるためと推察される。但し
、これらのサンプルに於いては電圧印加時ガラスバルブ
表面より電極間リーク(沿面放電)を生じるため、絶縁
性被膜7の保護膜をつけることが望ましい。
ルに於いて、その封入キセノンガスのガス圧を55乃至
80 torrの範囲で変化させたサンプル# 7 (
55torr)、 # 8 (65torr)、 #
9 (70torr)。
z 、 1600Vの高周波電源によシ点灯させ、その
照度を測定し、第4図の曲線A如き結果を得た。
度は4500 Lx程度であるが、これを本発明の希ガ
ス放電灯で得るためには、 28KHz、 1600■
点灯の場合、少なくとも45 torr以上の封入圧で
十分である。又、封入圧を上昇することにより高い照度
が得られるが、 100torr以上封入するとチラ
ッキが発生する。このチラッキを防止するには点灯印加
電圧が2000V以上となり好ましくない。
することが適切である。
(55torr)、 #8 (65torr)、 $
10 (80torr)のサンプルについて点灯周波数
を20KHzから100IG(zの範囲に亘って変化さ
せ、その照度及び点灯状態について測定し、第5図の夫
、々曲線B、0.Dで示す通りの結果を得た。
が増すが、15KHzの低周波では電流も少なくなり放
電にチラッキを生じる。又、100KHzを越えると照
度はさほど上昇せず効率が悪くなることがわかる。従っ
て、点灯周波数は20 )G(z乃至100KHzの範
囲が適切である。
ガス放電灯は通常の室温雰囲気(25℃)では特に問題
は生じないが、55℃以上の高温雰囲気で点灯するとき
、ガラスバルブの管壁温度が異常に高くなり発光効率が
低下する他、場合によっては高周波電源装置を焼損する
といった問題を見出した。
ラスバルブ2がそれ自体に流れる電流により自己発熱し
、これが更に抵抗値を低めて電流値を増加し、更にガラ
スバルブの管壁温度を上昇せしめること、又これによシ
ランプ電流が異常に上昇して高周波電源装置の焼損に致
らせるものと結論し、抵抗率の高いガラスバルブ、特に
150’Cの高温での体積抵抗率がI X 109Ωc
m以上のガラスバルブを選定することにより上記問題を
解決した。
レックスガラス等があるが、廉価で加工性のよい鉛ガラ
スが好適である。
曲線を示している。ここで曲線Eは鉛ガラス、曲線Hは
ソーダガラスのものを示している。
10+2Ωcm以上の高抵抗率を有しているが、150
℃の温度では鉛ガラスはI X 10”0cm1ソーダ
ガラスは2X10+8Ωcmと両者共小さくなるが、そ
の差は王権以上の大きい差を有している。
材質を鉛ガラスとソーダガラスにして比較した点灯試験
結果であシ、何れも鉛ガラス製のものは曲線01ソーダ
ガラス製のものは曲線Hで示している。
又第9図及び第10図は周囲温度55℃における点灯試
験であシ、ランプ管壁表面温度、及び効率(入力電流当
シの照度比)の時間推移を示している。
2分で略安定するが、55℃の点灯では10分以上安定
しない。特に管壁温度は55℃点灯に於いて100℃を
越え120°に達している。
5℃の何れの点灯に於いても1〜2分で略安定し、55
℃点灯に於いても管壁温度が90℃と100℃以下に保
持されている。
螢光体膜を被着した円筒状ガラスバルブの内部にキセノ
ンガスを主成分とする希ガスを所定圧封入して密閉し、
ガラスバルブの外壁に所定幅の一対の帯状電極を対設し
て両電極間に高周波電圧を印加するようにしたから、充
分な光量で且つ軸方向に均一な照度分布のものが得られ
、優れたOA機器用光源が提供できる。
図は第1図の■−■線よシ見た断面図、第3図は第1図
の希ガス放電灯の点灯回路、第4図は第1図の実験例で
、封入ガス圧と照度特性、第5図は第1図の実験例で点
灯周波数と照度特性、第6図はガラスバルブの体積抵抗
率の温度特性、第7図乃至第10図は第1図の実験例で
点灯周囲温度とガラスバルブ材質変化によるランプ特性
の関係を示す図である。 1・・・希ガス放電灯 4・・・螢光体膜 6a、6b・・・帯状電極 2・・・ガラスバルブ 5・・・封着ガラス 7・・・絶縁性被膜
Claims (8)
- (1)管状ガラスバルブの内壁に螢光体層を被着し、内
部にキセノンガスを主成分とする希ガスを所定量封入し
て密閉し、該密閉ガラスバルブの外壁に、ガラスバルブ
のほゞ全長に亘って一対の帯状電極を添設したことを特
徴とする希ガス放電灯。 - (2)希ガスを30torr乃至100torr封入し
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の希ガス
放電灯。 - (3)帯状電極の幅員を1mm以上としたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の希ガス放電灯。 - (4)ガラスバルブ上に絶縁性被膜を被着したことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の希ガス放電灯。 - (5)ガラスバルブは150℃に於ける体積抵抗率が1
×10^9Ωcm以上のガラスで構成したことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の希ガス放電灯。 - (6)ガラスバルブを鉛ガラスで構成したことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の希ガス放電灯。 - (7)ガラスバルブの封止端面を該ガラスバルブより融
点の低い板状の封着ガラスで封止したことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の希ガス放電灯。 - (8)一対の帯状電極に20KHz乃至100KHzの
高周波電圧を印加することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の希ガス放電灯。
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-
1990
- 1990-03-28 JP JP2080486A patent/JP2969130B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2969130B2 (ja) | 1999-11-02 |
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