JPH07114154B2 - 希ガス放電蛍光ランプ装置 - Google Patents
希ガス放電蛍光ランプ装置Info
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- JPH07114154B2 JPH07114154B2 JP1128511A JP12851189A JPH07114154B2 JP H07114154 B2 JPH07114154 B2 JP H07114154B2 JP 1128511 A JP1128511 A JP 1128511A JP 12851189 A JP12851189 A JP 12851189A JP H07114154 B2 JPH07114154 B2 JP H07114154B2
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- fluorescent lamp
- gas discharge
- electrodes
- rare gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は，例えばフアクシミリ，複写機，イメージリ
ーダなどの情報機器に用いられ，希ガス放電による紫外
線で螢光体を発光させる希ガス放電螢光ランプ装置に関
するものである。
ーダなどの情報機器に用いられ，希ガス放電による紫外
線で螢光体を発光させる希ガス放電螢光ランプ装置に関
するものである。
近年，情報化社会の進展とともに，フアクシミリや複写
機，イメージリーダなどの情報端末機器は高性能化し，
その市場は急激に拡大している。この高性能化する情報
機器を開発する上で，そこに使用される光源ユニツトは
キーデバイスとして高性能なものが求められている。従
来，この光源ユニツトに使用されるランプとしてハロゲ
ンランプと螢光ランプが多く用いられてきた。しかし，
ハロゲンランプはその効率の悪さから近年は効率の良い
螢光ランプが主に用いられるようになつている。
機，イメージリーダなどの情報端末機器は高性能化し，
その市場は急激に拡大している。この高性能化する情報
機器を開発する上で，そこに使用される光源ユニツトは
キーデバイスとして高性能なものが求められている。従
来，この光源ユニツトに使用されるランプとしてハロゲ
ンランプと螢光ランプが多く用いられてきた。しかし，
ハロゲンランプはその効率の悪さから近年は効率の良い
螢光ランプが主に用いられるようになつている。
しかしながら，螢光ランプは効率が高い反面，水銀蒸気
の放電を発光に利用しているため光出力などの特性が温
度によつて変化する問題があり，そのために使用温度範
囲を制限したり，あるいはランプ管壁にヒータを付け温
度制御するなどして使用していた。しかし，使用場所の
多様化，機器の高性能化から特性の安定した螢光ランプ
の開発が強く望まれるようになつた。このような背景か
ら情報機器用光源として温度特性変化のない希ガス放電
による発光を利用した希ガス放電螢光ランプの開発がな
されている。
の放電を発光に利用しているため光出力などの特性が温
度によつて変化する問題があり，そのために使用温度範
囲を制限したり，あるいはランプ管壁にヒータを付け温
度制御するなどして使用していた。しかし，使用場所の
多様化，機器の高性能化から特性の安定した螢光ランプ
の開発が強く望まれるようになつた。このような背景か
ら情報機器用光源として温度特性変化のない希ガス放電
による発光を利用した希ガス放電螢光ランプの開発がな
されている。
第17図及び第18図はこの種従来の希ガス放電螢光ランプ
装置を示すものであり，（１）は内面に螢光体層（２）
が形成されているとともに，内部にキセノン，クリプト
ン，アルゴン，ネオン，ヘリウム等の少なくとも１種か
らなる希ガスが封入された管状のガラスバルブ，（3a）
（3b）はこのガラスバルブの両端部にそれぞれ設けら
れ，それぞれ気密に貫通されたリード線（4a）（4b）を
有した互いに極性の異なる一対の電極，（５）は上記ガ
ラスバルブ（１）の外面に軸方向に沿つて形成された外
部電極，（８）は上記一対の電極（3a）（3b）のリード
線（4a）（4b）間にその出力端が接続された高周波イン
バータからなる高周波電力発生装置で，一方の出力端は
上記外部電極（５）にも接続されている。（９）はこの
高周波電力発生装置に直流電圧を供給する直流電源であ
る。
装置を示すものであり，（１）は内面に螢光体層（２）
が形成されているとともに，内部にキセノン，クリプト
ン，アルゴン，ネオン，ヘリウム等の少なくとも１種か
らなる希ガスが封入された管状のガラスバルブ，（3a）
（3b）はこのガラスバルブの両端部にそれぞれ設けら
れ，それぞれ気密に貫通されたリード線（4a）（4b）を
有した互いに極性の異なる一対の電極，（５）は上記ガ
ラスバルブ（１）の外面に軸方向に沿つて形成された外
部電極，（８）は上記一対の電極（3a）（3b）のリード
線（4a）（4b）間にその出力端が接続された高周波イン
バータからなる高周波電力発生装置で，一方の出力端は
上記外部電極（５）にも接続されている。（９）はこの
高周波電力発生装置に直流電圧を供給する直流電源であ
る。
次に，この様に構成された希ガス放電螢光ランプ装置の
動作について説明する。まず，直流電源（９）によつて
高周波電力発生装置（８）に直流電圧が供給されると，
高周波電力発生装置（８）から高周波電力が出力され
る。この高周波電力が一対の電極（3a）（3b）間に印加
されると，一対の電極（3a）（3b）間にグロー放電が発
生する。このグロー放電はバルブ（１）内の希ガスを励
起し，希ガス特有の紫外線を発生させる。この紫外線が
バルブ（１）内面に形成された螢光体層（３）で可視光
線に変換させてバルブ（１）外部へ放射させる。
動作について説明する。まず，直流電源（９）によつて
高周波電力発生装置（８）に直流電圧が供給されると，
高周波電力発生装置（８）から高周波電力が出力され
る。この高周波電力が一対の電極（3a）（3b）間に印加
されると，一対の電極（3a）（3b）間にグロー放電が発
生する。このグロー放電はバルブ（１）内の希ガスを励
起し，希ガス特有の紫外線を発生させる。この紫外線が
バルブ（１）内面に形成された螢光体層（３）で可視光
線に変換させてバルブ（１）外部へ放射させる。
この様に構成された希ガス放電ランプ装置として，例え
ば特開昭63−58752号公報に示されており，一対の電極
としてフイラメント電極を用いたものとして例えば特開
昭63−248050号公報に示されている。
ば特開昭63−58752号公報に示されており，一対の電極
としてフイラメント電極を用いたものとして例えば特開
昭63−248050号公報に示されている。
上記の様に構成された希ガス放電螢光ランプ装置にあつ
ては水銀を使用しないことから，水銀圧の温度依存性に
基因して温度に対する特性が変化するということがない
という特徴がある。
ては水銀を使用しないことから，水銀圧の温度依存性に
基因して温度に対する特性が変化するということがない
という特徴がある。
しかるに，この様に構成された希ガス放電螢光ランプ装
置は，希ガス放電により発生する紫外線によつて螢光体
層を発生させているので，水銀を用いた螢光ランプに比
べて効率が低く，十分な明るさが得られないという問題
点を有していた。
置は，希ガス放電により発生する紫外線によつて螢光体
層を発生させているので，水銀を用いた螢光ランプに比
べて効率が低く，十分な明るさが得られないという問題
点を有していた。
この発明は上記した点に鑑みてなされたものであり，高
効率，高輝度な希ガス放電螢光ランプ装置を得ることを
目的とするものである。
効率，高輝度な希ガス放電螢光ランプ装置を得ることを
目的とするものである。
この発明に係る希ガス放電螢光ランプ装置は，内面に蛍
光体層が形成され，両端に一対の電極を有したガラスバ
ルブの内部にキセノンガス或はクリプトンガスを封入し
てなる希ガス放電蛍光ランプ，及び上記一対の電極間に
接続された二次側コイル及び一端が直流電源の一端に接
続される一次側コイルを有した昇圧トランスと，この昇
圧トランスの一時側コイルの他端と上記直流電源の他端
との間に接続されたスイッチング素子と，このスイッチ
ング素子の導通・非導通状態を制御する制御手段とを有
し，一周期に対する通電時間の割合が５％以上70％以
下，通電時間が150μsec以下のパルス状電圧を上記希ガ
ス放電蛍光ランプの一対の電極間に印加するパルス状電
圧発生源を備えたものである。
光体層が形成され，両端に一対の電極を有したガラスバ
ルブの内部にキセノンガス或はクリプトンガスを封入し
てなる希ガス放電蛍光ランプ，及び上記一対の電極間に
接続された二次側コイル及び一端が直流電源の一端に接
続される一次側コイルを有した昇圧トランスと，この昇
圧トランスの一時側コイルの他端と上記直流電源の他端
との間に接続されたスイッチング素子と，このスイッチ
ング素子の導通・非導通状態を制御する制御手段とを有
し，一周期に対する通電時間の割合が５％以上70％以
下，通電時間が150μsec以下のパルス状電圧を上記希ガ
ス放電蛍光ランプの一対の電極間に印加するパルス状電
圧発生源を備えたものである。
また，この発明の別の発明に係る希ガス放電蛍光ランプ
装置は，上記バルブ内に封入するガスをアルゴンガスと
するとともに，パルス状電圧発生源からのパルス状電圧
の一周期に対する通電時間の割合を５％以上80％以下と
したものである。
装置は，上記バルブ内に封入するガスをアルゴンガスと
するとともに，パルス状電圧発生源からのパルス状電圧
の一周期に対する通電時間の割合を５％以上80％以下と
したものである。
この発明においては，パルス状電圧発生源が，制御手段
によりスイッチング素子の導通・非導通状態を制御し
て，キセノンガス或はクリプトンガスを封入の希ガス放
電蛍光ランプに対しては，一周期に対する通電時間の割
合が５％以上70％以下で通電時間150μsec以下のパルス
状電圧を，アルゴンガス封入の希ガス放電蛍光ランプに
対しては，一周期に対する通電時間の割合が５％以上80
％以下で通電時間が150μsec以下のパルス状電圧を，昇
圧トランスを介して希ガス放電蛍光ランプの一対の電極
間に供給して，発光に寄与する希ガスの共鳴紫外線を多
く発するエネルギー準位で希ガスの分子を励起させる確
率を増大せしめるとともに，電極の損耗を抑制させる。
によりスイッチング素子の導通・非導通状態を制御し
て，キセノンガス或はクリプトンガスを封入の希ガス放
電蛍光ランプに対しては，一周期に対する通電時間の割
合が５％以上70％以下で通電時間150μsec以下のパルス
状電圧を，アルゴンガス封入の希ガス放電蛍光ランプに
対しては，一周期に対する通電時間の割合が５％以上80
％以下で通電時間が150μsec以下のパルス状電圧を，昇
圧トランスを介して希ガス放電蛍光ランプの一対の電極
間に供給して，発光に寄与する希ガスの共鳴紫外線を多
く発するエネルギー準位で希ガスの分子を励起させる確
率を増大せしめるとともに，電極の損耗を抑制させる。
以下にこの発明の一実施例を第１図に基づいて説明する
と，図において（１）は内面に螢光体層（２）が外面に
幅3mmのアルミニウム板からなる始動補助導体が全長に
亘つてそれぞれ形成されているとともに，内部に30Torr
のキセノンガスが封入され，外径が15.5mm,全長300mmの
ガラス製の管状のバルブ，（3a）（3b）はこのバルブの
両端部にそれぞれ設けられ，一対の電極部を有するとと
もに，電子放射物質が塗布されたフイラメント電極から
なる一対の電極で，上記バルブ（１）とともに螢光ラン
プ（10）を構成している。（11）は一方の電極（3a）の
一方の電極端に一端が接続された電流制限素子で，この
実施例においてインダクタを用いているが，コンデンサ
でも良い。（12）は一次側及び二次側コイル（12a）（1
2b）を有する昇圧コイルで，二次側コイル（12b）が上
記電流制限素子（11）の他端と他方の電極（3b）の一方
の電極端との間に接続されている。（13）は陽極が上記
昇圧コイル（12）の一次側コイル（12a）の一端に接続
された直流電源，（14）はこの直流電源の陰極と上記昇
圧コイル（12）の一次側コイル（12a）の他端との間に
接続されたトランジスタからなるスイツチング素子，
（15）はこのスイツチング素子の導通・非導通状態を制
御するパルス信号源である制御手段で，スイツチング素
子の制御電極（ベース電極）にパルス信号を与えて導通
・非導通を制御し，上記昇圧コイル（12）の二次側コイ
ル（12b）側に周波数20KHzで間欠比60％（通電期間が60
％）の矩形波直流パルスを発生させる。（16）は上記昇
圧コイル（12）の一次側コイル（12a）に並列に接続さ
れて共振回路を構成する共振用コンデンサ，（17）は上
記一対の電極（3a）（3b）の一方の電極端間に接続され
たダイオードからなる整流素子で，上記電流制限素子
（11），昇圧コイル（12），直流電源（13），スイツチ
ング素子（14），制御手段（15）及び共振用コンデンサ
（16）とでパルス状電圧発生源を構成している。（18）
は上記一対の電極（3a）（3b）の他方の電極端間に接続
されたコンデンサで，陰極となる電極（3b）のフイラメ
ントを予熱するためのものである。
と，図において（１）は内面に螢光体層（２）が外面に
幅3mmのアルミニウム板からなる始動補助導体が全長に
亘つてそれぞれ形成されているとともに，内部に30Torr
のキセノンガスが封入され，外径が15.5mm,全長300mmの
ガラス製の管状のバルブ，（3a）（3b）はこのバルブの
両端部にそれぞれ設けられ，一対の電極部を有するとと
もに，電子放射物質が塗布されたフイラメント電極から
なる一対の電極で，上記バルブ（１）とともに螢光ラン
プ（10）を構成している。（11）は一方の電極（3a）の
一方の電極端に一端が接続された電流制限素子で，この
実施例においてインダクタを用いているが，コンデンサ
でも良い。（12）は一次側及び二次側コイル（12a）（1
2b）を有する昇圧コイルで，二次側コイル（12b）が上
記電流制限素子（11）の他端と他方の電極（3b）の一方
の電極端との間に接続されている。（13）は陽極が上記
昇圧コイル（12）の一次側コイル（12a）の一端に接続
された直流電源，（14）はこの直流電源の陰極と上記昇
圧コイル（12）の一次側コイル（12a）の他端との間に
接続されたトランジスタからなるスイツチング素子，
（15）はこのスイツチング素子の導通・非導通状態を制
御するパルス信号源である制御手段で，スイツチング素
子の制御電極（ベース電極）にパルス信号を与えて導通
・非導通を制御し，上記昇圧コイル（12）の二次側コイ
ル（12b）側に周波数20KHzで間欠比60％（通電期間が60
％）の矩形波直流パルスを発生させる。（16）は上記昇
圧コイル（12）の一次側コイル（12a）に並列に接続さ
れて共振回路を構成する共振用コンデンサ，（17）は上
記一対の電極（3a）（3b）の一方の電極端間に接続され
たダイオードからなる整流素子で，上記電流制限素子
（11），昇圧コイル（12），直流電源（13），スイツチ
ング素子（14），制御手段（15）及び共振用コンデンサ
（16）とでパルス状電圧発生源を構成している。（18）
は上記一対の電極（3a）（3b）の他方の電極端間に接続
されたコンデンサで，陰極となる電極（3b）のフイラメ
ントを予熱するためのものである。
次に，この様に構成された希ガス放電螢光ランプ装置の
動作について説明する。まず，制御手段（15）がスイツ
チング素子（14）に対して導通・非導通状態を制御する
パルス信号を印加する。このパルス信号は間欠比60％，
周波数20KHzの矩形波直流パルスであり，この矩形波直
流パルスに応じてスイツチング素子（14）が導通・非導
通を繰り返えす。その結果，直流電源（13）の電圧は，
スイツチング素子（14）の導通・非導通に従つて，上記
矩形波直流パルスに基づいた交流電圧に変換され，昇圧
コイル（12）の一次側コイル（12a）の両端間に現われ
る。この変換された交流電圧は，昇圧コイル（12）の一
次側コイル（12a）と共振用コンデンサ（16）とからな
る共振回路で共振が行なわれ，昇圧コイル（12）によつ
て昇圧されて，昇圧コイル（12）の二次側コイル（12
b）の両端間に現われる。この昇圧された交流電圧は電
流制限素子（11）に制限されるとともに，整流素子（1
7）によつて電極（3a）に正の電圧が印加された時のみ
一対の電極（3a）（3b）間に電圧が印加される。つま
り，一周期の60％の期間が通電期間で残りが休止期間と
なる周波数20KHzの高周波電力が一対の電極（3a）（3
b）間に印加されることになる。すると，通電期間にお
いては，一対の電極（3a）（3b）間にグロー放電が発生
し，このグロー放電がバルブ（１）内のキセノンガスを
励起し，キセノンガス特有の紫外線を発生させる。この
紫外線がバルブ（１）内面に形成された螢光体層（２）
で可視光線に変換され，照射光としてバルブ（１）外部
へ放射される。要するに，バルブ（１）内の放電はラン
プ電流に休止期間のあるパルス的な放電になる。また，
通電期間において，コンデンサ（18）により，陰極とな
る電極（3b）のフイラメントは予熱されている。
動作について説明する。まず，制御手段（15）がスイツ
チング素子（14）に対して導通・非導通状態を制御する
パルス信号を印加する。このパルス信号は間欠比60％，
周波数20KHzの矩形波直流パルスであり，この矩形波直
流パルスに応じてスイツチング素子（14）が導通・非導
通を繰り返えす。その結果，直流電源（13）の電圧は，
スイツチング素子（14）の導通・非導通に従つて，上記
矩形波直流パルスに基づいた交流電圧に変換され，昇圧
コイル（12）の一次側コイル（12a）の両端間に現われ
る。この変換された交流電圧は，昇圧コイル（12）の一
次側コイル（12a）と共振用コンデンサ（16）とからな
る共振回路で共振が行なわれ，昇圧コイル（12）によつ
て昇圧されて，昇圧コイル（12）の二次側コイル（12
b）の両端間に現われる。この昇圧された交流電圧は電
流制限素子（11）に制限されるとともに，整流素子（1
7）によつて電極（3a）に正の電圧が印加された時のみ
一対の電極（3a）（3b）間に電圧が印加される。つま
り，一周期の60％の期間が通電期間で残りが休止期間と
なる周波数20KHzの高周波電力が一対の電極（3a）（3
b）間に印加されることになる。すると，通電期間にお
いては，一対の電極（3a）（3b）間にグロー放電が発生
し，このグロー放電がバルブ（１）内のキセノンガスを
励起し，キセノンガス特有の紫外線を発生させる。この
紫外線がバルブ（１）内面に形成された螢光体層（２）
で可視光線に変換され，照射光としてバルブ（１）外部
へ放射される。要するに，バルブ（１）内の放電はラン
プ電流に休止期間のあるパルス的な放電になる。また，
通電期間において，コンデンサ（18）により，陰極とな
る電極（3b）のフイラメントは予熱されている。
次に，上記の様に構成された希ガス放電螢光ランプ装置
において，直流パルス点灯条件とランプ特性との関係を
調査した。まず,1周期の非導通時間（休止期間）を100
μsec一定として,1周期の通電時間を種々変化させた，
つまり，制御手段（15）のパルス信号を種々変化させた
希ガス放電螢光ランプ装置を製作し，通電時間とランプ
の効率（輝度を電力で割つたもの，相対値）との関係を
調査した結果，第２図に示す結果を得た。なお，制御手
段（15）からのパルス信号を変えた以外は第１図に示し
た構成と全く同一である。この第２図から明らかなよう
に，通電期間が短いほど効率が良く，特に150μsec以下
ではその効果が特に顕著である。次に，周波数が5KHz,2
0KHz及び80KHzとし，その間欠比（１周期に対する通電
時間の比）を種々変化させた，つまり制御手段（15）の
パルス信号を種々変化させた上記構成の希ガス放電螢光
ランプ装置を製作し，パルス間欠比とランプ効率（相対
値）との関係を調査した結果，第３図に示す実線（ハ）
（ニ）及び（ホ）の結果を得た。なお制御手段（15）か
らのパルス信号を変えた以外は第１図に示した構成と全
く同一であり，第３図において，破線（ヘ）（ト）及び
（チ）で示したものは，比較のために，第17図に示した
従来の構成のものを用いて5KHz,20KHz及び80KHzの正弦
波からなる高周波交流点灯時のランプ効率を示したもの
である。この第３図から明らかな様に，パルスの間欠比
を小さくすることにより直流点灯（間欠比100％）時よ
り大幅に効率が上昇し，また同一周波数の交流点灯時と
比較した場合でも間欠比が70％以下になるとランプ効率
が向上しているものである。さらに，ランプ電力が一定
で間欠比を種々変化させた，つまり制御手段（15）のパ
ルス信号を種々変化させた上記構成の希ガス放電螢光ラ
ンプ装置を製作し，パルス間欠比と相対寿命との関係を
調査した結果，第４図に示す結果を得た。なお，ここで
の相対寿命は，間欠比が40％で点灯した場合の平均寿命
時間に対する各間欠比で点灯した場合の平均寿命時間の
比である。また制御手段（15）からのパルス信号を変え
た以外は第１図に示した構成と全く同一である。この第
４図から明らかな様に，パルス間欠比を小さくしていく
とパルス間欠比が５％までは，相対寿命は若干低下傾向
を示すが,5％未満の小さい間欠比では急激に寿命が低下
している。５％未満ではランプのパルスピーク電流が大
きくなるため電極の損耗が急激に進むと推定される。
において，直流パルス点灯条件とランプ特性との関係を
調査した。まず,1周期の非導通時間（休止期間）を100
μsec一定として,1周期の通電時間を種々変化させた，
つまり，制御手段（15）のパルス信号を種々変化させた
希ガス放電螢光ランプ装置を製作し，通電時間とランプ
の効率（輝度を電力で割つたもの，相対値）との関係を
調査した結果，第２図に示す結果を得た。なお，制御手
段（15）からのパルス信号を変えた以外は第１図に示し
た構成と全く同一である。この第２図から明らかなよう
に，通電期間が短いほど効率が良く，特に150μsec以下
ではその効果が特に顕著である。次に，周波数が5KHz,2
0KHz及び80KHzとし，その間欠比（１周期に対する通電
時間の比）を種々変化させた，つまり制御手段（15）の
パルス信号を種々変化させた上記構成の希ガス放電螢光
ランプ装置を製作し，パルス間欠比とランプ効率（相対
値）との関係を調査した結果，第３図に示す実線（ハ）
（ニ）及び（ホ）の結果を得た。なお制御手段（15）か
らのパルス信号を変えた以外は第１図に示した構成と全
く同一であり，第３図において，破線（ヘ）（ト）及び
（チ）で示したものは，比較のために，第17図に示した
従来の構成のものを用いて5KHz,20KHz及び80KHzの正弦
波からなる高周波交流点灯時のランプ効率を示したもの
である。この第３図から明らかな様に，パルスの間欠比
を小さくすることにより直流点灯（間欠比100％）時よ
り大幅に効率が上昇し，また同一周波数の交流点灯時と
比較した場合でも間欠比が70％以下になるとランプ効率
が向上しているものである。さらに，ランプ電力が一定
で間欠比を種々変化させた，つまり制御手段（15）のパ
ルス信号を種々変化させた上記構成の希ガス放電螢光ラ
ンプ装置を製作し，パルス間欠比と相対寿命との関係を
調査した結果，第４図に示す結果を得た。なお，ここで
の相対寿命は，間欠比が40％で点灯した場合の平均寿命
時間に対する各間欠比で点灯した場合の平均寿命時間の
比である。また制御手段（15）からのパルス信号を変え
た以外は第１図に示した構成と全く同一である。この第
４図から明らかな様に，パルス間欠比を小さくしていく
とパルス間欠比が５％までは，相対寿命は若干低下傾向
を示すが,5％未満の小さい間欠比では急激に寿命が低下
している。５％未満ではランプのパルスピーク電流が大
きくなるため電極の損耗が急激に進むと推定される。
これら第２図，第３図及び第４図から明らかな様に，一
周期に通電期間と休止期間を有し，通電期間の割合が５
％以上70％以下でかつ一周期における通電期間が150μs
ec以下のパルス状電圧を，一対の電極（3a）（3b）間に
印加することにより，ランプ効率の向上が図れ，寿命も
長いものが得られることがわかる。
周期に通電期間と休止期間を有し，通電期間の割合が５
％以上70％以下でかつ一周期における通電期間が150μs
ec以下のパルス状電圧を，一対の電極（3a）（3b）間に
印加することにより，ランプ効率の向上が図れ，寿命も
長いものが得られることがわかる。
次に，上記の様に構成された希ガス放電螢光ランプ装置
において，キセノンガスの封入圧力を種々変えたランプ
装置を製作し，キセノンガスの封入圧力とランプ効率
（相対値）及び始動電圧との関係を調査した結果，第５
図に示す実線（イ）及び第６図の結果を得た。なお，キ
セノンガスの封入圧力を変えた以外は第１図に示した構
成と全く同一にしたものであり，また第５図において破
線（ロ）で示したものは，比較のために第17図に示した
従来のものを用いて20KHzの正弦波からなる高周波交流
点灯時のキセノンガスの封入圧力とランプ効率との関係
を調査した結果を示したものである。
において，キセノンガスの封入圧力を種々変えたランプ
装置を製作し，キセノンガスの封入圧力とランプ効率
（相対値）及び始動電圧との関係を調査した結果，第５
図に示す実線（イ）及び第６図の結果を得た。なお，キ
セノンガスの封入圧力を変えた以外は第１図に示した構
成と全く同一にしたものであり，また第５図において破
線（ロ）で示したものは，比較のために第17図に示した
従来のものを用いて20KHzの正弦波からなる高周波交流
点灯時のキセノンガスの封入圧力とランプ効率との関係
を調査した結果を示したものである。
この第５図から明らかな様に，キセノンガスの封入圧力
が5Torr以上になると，ランプ効率が向上し始めるとと
もに，従来のものに比し良くなり，キセノンガスの封入
圧力が数十Torr範囲で最大効率を示し,300Torrを越える
と従来のものと略同じになる。一方，第６図から明らか
な様に，キセノンガスの封入圧力が高くなると，始動電
圧が徐々に上昇し,300Torrを越えると急激に上昇する。
従つて，キセノンガスの封入圧力は5Torr以上300Torr以
下が良く，好ましい範囲は10Torr以上200Torr以下であ
り，最も好ましい範囲は20Torr以上150Torr以下であ
る。
が5Torr以上になると，ランプ効率が向上し始めるとと
もに，従来のものに比し良くなり，キセノンガスの封入
圧力が数十Torr範囲で最大効率を示し,300Torrを越える
と従来のものと略同じになる。一方，第６図から明らか
な様に，キセノンガスの封入圧力が高くなると，始動電
圧が徐々に上昇し,300Torrを越えると急激に上昇する。
従つて，キセノンガスの封入圧力は5Torr以上300Torr以
下が良く，好ましい範囲は10Torr以上200Torr以下であ
り，最も好ましい範囲は20Torr以上150Torr以下であ
る。
また，上記の様に構成された希ガス放電螢光ランプ装置
において，キセノンガスの変わりにクリプトンガスを封
入したものを種々製作し，調査を行なつた。まず,1周期
の非通電時間を100μsec一定として,1周期の通電時間を
種々変化させた希ガス放電螢光ランプ装置を製作し，通
電時間とランプ効率との関係を調査した結果，第７図に
示す結果を得た。なお，クリプトンガスに変えた点及び
制御手段（15）からのパルス信号を変えた以外は第１図
に示した構成と全く同一である。この第７図から明らか
なように通電期間が短いほど効率が良く，特に150μsec
以下ではその効果が特に顕著である。次に周波数が20KH
z及び80KHzとし，その間欠比を種々変化させた上記構成
の希ガス放電螢光ランプ装置を製作し，パルス間欠比と
ランプ効率との関係を調査した結果，第８図に示す実線
（ハ）（ニ）の結果を得た。なお，クリプトンガスに変
えた点及び制御手段（15）からのパルス信号を変えた以
外は第１図に示した構成と全く同一であり，第８図にお
いて破線（ホ）（ヘ）で示したものは，比較のために，
第17図に示した従来の構成のものを用いて20KHz及び80K
Hzの正弦波からなる高周波交流点灯時のランプ効率を示
したものである。この第８図から明らかな様に，パルス
の間欠比を小さくすることにより，直流点灯時より大幅
に効率が上昇し，また，同一周波数の交流点灯時と比較
した場合でも間欠比が70％以下になるとランプ効率が向
上しているものである。さらに，ランプ電力が一定で間
欠比を種々変化させた上記構成の希ガス放電螢光ランプ
装置を製作し，パルス間欠比と相対寿命との関係を調査
した結果，第９図に示す結果を得た。なお，クリプトン
ガスに変えた点及び制御手段（15）からのパルス信号を
変えた以外は第１図に示した構成と全く同一である。こ
の第９図から明らかな様に，パルス間欠比を小さくして
いくとパルス間欠比が５％までは相対寿命は若干低下傾
向を示すが,5％未満の小さい間欠比では急激に寿命が低
下している。
において，キセノンガスの変わりにクリプトンガスを封
入したものを種々製作し，調査を行なつた。まず,1周期
の非通電時間を100μsec一定として,1周期の通電時間を
種々変化させた希ガス放電螢光ランプ装置を製作し，通
電時間とランプ効率との関係を調査した結果，第７図に
示す結果を得た。なお，クリプトンガスに変えた点及び
制御手段（15）からのパルス信号を変えた以外は第１図
に示した構成と全く同一である。この第７図から明らか
なように通電期間が短いほど効率が良く，特に150μsec
以下ではその効果が特に顕著である。次に周波数が20KH
z及び80KHzとし，その間欠比を種々変化させた上記構成
の希ガス放電螢光ランプ装置を製作し，パルス間欠比と
ランプ効率との関係を調査した結果，第８図に示す実線
（ハ）（ニ）の結果を得た。なお，クリプトンガスに変
えた点及び制御手段（15）からのパルス信号を変えた以
外は第１図に示した構成と全く同一であり，第８図にお
いて破線（ホ）（ヘ）で示したものは，比較のために，
第17図に示した従来の構成のものを用いて20KHz及び80K
Hzの正弦波からなる高周波交流点灯時のランプ効率を示
したものである。この第８図から明らかな様に，パルス
の間欠比を小さくすることにより，直流点灯時より大幅
に効率が上昇し，また，同一周波数の交流点灯時と比較
した場合でも間欠比が70％以下になるとランプ効率が向
上しているものである。さらに，ランプ電力が一定で間
欠比を種々変化させた上記構成の希ガス放電螢光ランプ
装置を製作し，パルス間欠比と相対寿命との関係を調査
した結果，第９図に示す結果を得た。なお，クリプトン
ガスに変えた点及び制御手段（15）からのパルス信号を
変えた以外は第１図に示した構成と全く同一である。こ
の第９図から明らかな様に，パルス間欠比を小さくして
いくとパルス間欠比が５％までは相対寿命は若干低下傾
向を示すが,5％未満の小さい間欠比では急激に寿命が低
下している。
これら第７図，第８図及び第９図から明らかな様に，一
周期に通電期間と休止期間を有し，通電期間の割合が５
％以上70％以下でかつ一周期における通電期間が150μs
ec以下のパルス状電圧を，一対の電極（3a）（3b）間に
印加することにより，ランプの効率の向上が図れ，寿命
も長いものが得られることがわかる。
周期に通電期間と休止期間を有し，通電期間の割合が５
％以上70％以下でかつ一周期における通電期間が150μs
ec以下のパルス状電圧を，一対の電極（3a）（3b）間に
印加することにより，ランプの効率の向上が図れ，寿命
も長いものが得られることがわかる。
次に，クリプトンガスの封入圧力を種々変えたランプを
製作し，クリプトンガスの封入圧力とランプ効率及び始
動電圧との関係を調査した結果，第10図に示す実線
（イ）及び第11図の結果を得た。なお，クリプトンガス
に変えた以外は第１図に示した構成と全く同一にしたも
のであり，また第10図において破線（ロ）で示したもの
は比較のために第17図に示した従来のものを用いて20KH
zの正弦波からなる高周波交流点灯時のクリプトンガス
の封入圧力とランプ効率との関係を調査した結果を示し
たものである。
製作し，クリプトンガスの封入圧力とランプ効率及び始
動電圧との関係を調査した結果，第10図に示す実線
（イ）及び第11図の結果を得た。なお，クリプトンガス
に変えた以外は第１図に示した構成と全く同一にしたも
のであり，また第10図において破線（ロ）で示したもの
は比較のために第17図に示した従来のものを用いて20KH
zの正弦波からなる高周波交流点灯時のクリプトンガス
の封入圧力とランプ効率との関係を調査した結果を示し
たものである。
この第10図から明らかな様に，クリプトンガスの封入圧
力が5Torr以上になると，ランプ効率が向上し始めると
ともに，従来のものに比し良くなり，クリプトンガスの
封入圧力が数十Torrの範囲で最大効率を示す。一方，第
11図から明らかな様に，クリプトンガスの封入圧力が高
くなると，始動電圧が徐々に上昇し,200Torrを越えると
急激に上昇する。従つて，キセノンガスの封入圧力は5T
orr以上200Torr以下が良く，好ましい範囲は10Torr以上
100Torr以下であり，最も好ましい範囲は20Torr以上100
Torr以下である。
力が5Torr以上になると，ランプ効率が向上し始めると
ともに，従来のものに比し良くなり，クリプトンガスの
封入圧力が数十Torrの範囲で最大効率を示す。一方，第
11図から明らかな様に，クリプトンガスの封入圧力が高
くなると，始動電圧が徐々に上昇し,200Torrを越えると
急激に上昇する。従つて，キセノンガスの封入圧力は5T
orr以上200Torr以下が良く，好ましい範囲は10Torr以上
100Torr以下であり，最も好ましい範囲は20Torr以上100
Torr以下である。
さらに，第１図の様に構成された希ガス放電螢光ランプ
装置において，キセノンガス変わりにアルゴンガスを封
入したもの種々製作し，キセノンガスの場合と同様にし
て，通電時間とランプ効率との関係，パルス間欠比とラ
ンプ効率との関係，パルス間欠比と相対寿命との関係，
アルゴンガスの封入圧力とランプ効率及び始動電圧との
関係を調査した結果，第12図，第13図の実線（ハ）
（ニ），第14図，第15図の実線（イ）及び第16図の結果
を得た。
装置において，キセノンガス変わりにアルゴンガスを封
入したもの種々製作し，キセノンガスの場合と同様にし
て，通電時間とランプ効率との関係，パルス間欠比とラ
ンプ効率との関係，パルス間欠比と相対寿命との関係，
アルゴンガスの封入圧力とランプ効率及び始動電圧との
関係を調査した結果，第12図，第13図の実線（ハ）
（ニ），第14図，第15図の実線（イ）及び第16図の結果
を得た。
これら第12図，第13図及び第14図から明らかな様に，一
周期に通電期間と休止期間を有し，通電時間の割合が５
％以上80％以下で，かつ一周期における通電時間が150
μsec以下のパルス状電圧を，一対の電極（3a）（3b）
間に印加することにより，ランプ効率の向上が図れ，寿
命も長いものが得られることがわかる。
周期に通電期間と休止期間を有し，通電時間の割合が５
％以上80％以下で，かつ一周期における通電時間が150
μsec以下のパルス状電圧を，一対の電極（3a）（3b）
間に印加することにより，ランプ効率の向上が図れ，寿
命も長いものが得られることがわかる。
また，第15図及び第16図から明らかな様に，アルゴンガ
スの封入圧力は,10Torr以上200Torr以下が良く，好まし
い範囲は10Torr以上100Torr以下であり，最も好ましい
範囲は20Torr以上100Torr以下である。
スの封入圧力は,10Torr以上200Torr以下が良く，好まし
い範囲は10Torr以上100Torr以下であり，最も好ましい
範囲は20Torr以上100Torr以下である。
なお，第１図に示した構成の希ガス放電螢光ランプ装置
においては，一対の電極（3a）（3b）ともに，フイラメ
ント電極を用いたものとしたが，電極（3a）は陽極とし
て働くのでフイラメント電極でなくても良く，また，フ
イラメントの予熱の必要のない冷陰極形ランプを用いた
ものであつても同様の効果を奏する。
においては，一対の電極（3a）（3b）ともに，フイラメ
ント電極を用いたものとしたが，電極（3a）は陽極とし
て働くのでフイラメント電極でなくても良く，また，フ
イラメントの予熱の必要のない冷陰極形ランプを用いた
ものであつても同様の効果を奏する。
また，上記各実施例においては，電流制限素子としてイ
ンダクタを用いたものを示したが，コンデンサでも同様
の効果を奏する。
ンダクタを用いたものを示したが，コンデンサでも同様
の効果を奏する。
さらに，上記各実施例においては，バルブ（１）の外径
を15.5mmのものとしたが，外径が８〜15.5mmの管径のも
のについても実験を行なつた結果，管径によらず同様の
ランプ効率及び寿命が得られた。
を15.5mmのものとしたが，外径が８〜15.5mmの管径のも
のについても実験を行なつた結果，管径によらず同様の
ランプ効率及び寿命が得られた。
またさらに，バルブ（１）内の封入ガスとして，キセノ
ンガス，クリプトンガス，アルゴンガスをそれぞれ単体
として封入したものについて示したが，混合したもので
も良く，また，ネオン，ヘリウム等の他の希ガスを混合
したものであつても同様の効果を奏した。
ンガス，クリプトンガス，アルゴンガスをそれぞれ単体
として封入したものについて示したが，混合したもので
も良く，また，ネオン，ヘリウム等の他の希ガスを混合
したものであつても同様の効果を奏した。
この発明は以上に述べたように，内部にキセノンガス或
はクリプトンガスが封入された希ガス放電蛍光ランプの
両端に設けられた一対の電極間に，一周期に対する通電
時間の割合が５％以上70％以下で通電時間が150μsec以
下のパルス状電圧を印加するパルス状電圧発生源を，昇
圧トランスとスイッチング素子と制御手段とにより構成
したものとしたので，高輝度及び高効率の希ガス放電螢
光ランプ装置が得られるという効果を有する。
はクリプトンガスが封入された希ガス放電蛍光ランプの
両端に設けられた一対の電極間に，一周期に対する通電
時間の割合が５％以上70％以下で通電時間が150μsec以
下のパルス状電圧を印加するパルス状電圧発生源を，昇
圧トランスとスイッチング素子と制御手段とにより構成
したものとしたので，高輝度及び高効率の希ガス放電螢
光ランプ装置が得られるという効果を有する。
また，この発明の別の発明によれば，封入ガスをアルゴ
ンとし，一周期に対する通電時間の割合を５％以上80％
以下とした場合も上記と同様の効果がある。
ンとし，一周期に対する通電時間の割合を５％以上80％
以下とした場合も上記と同様の効果がある。
第１図ないし第６図はこの発明の一実施例を示し，第１
図は全体構成図，第２図はパルス通電時間と効率との関
係を示す図，第３図はパルス間欠比と効率との関係を示
す図，第４図はパルス間欠比と寿命との関係を示す図，
第５図は封入圧力と効率との関係を示す図，第６図は封
入圧力と始動電圧との関係を示す図，第７図ないし第11
図はこの発明の他の実施例を示し，第７図はパルス通電
時間と効率との関係を示す図，第８図はパルス間欠比と
効率との関係を示す図，第９図はパルス間欠比と寿命と
の関係を示す図，第10図は封入圧力と効率との関係を示
す図，第11図は封入圧力と始動電圧との関係を示す図，
第12図ないし第16図はこの発明のさらに他の実施例を示
し，第12図はパルス通電時間と効率との関係を示す図，
第13図はパルス間欠比と効率との関係を示す図，第14図
はパルス間欠比と寿命との関係を示す図，第15図は封入
圧力と効率との関係を示す図，第16図は封入圧力と始動
電圧との関係を示す図，第17図及び第18図は従来の希ガ
ス放電螢光ランプ装置を示す全体構成図及びランプの縦
断面図である。 図において（１）はバルブ，（２）は螢光体層，（3a）
（3b）は電極，（10）は螢光ランプ，（12）は昇圧トラ
ンス，（13）は直流電源，（14）はスイツチング素子，
（15）は制御手段である。 なお，各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
図は全体構成図，第２図はパルス通電時間と効率との関
係を示す図，第３図はパルス間欠比と効率との関係を示
す図，第４図はパルス間欠比と寿命との関係を示す図，
第５図は封入圧力と効率との関係を示す図，第６図は封
入圧力と始動電圧との関係を示す図，第７図ないし第11
図はこの発明の他の実施例を示し，第７図はパルス通電
時間と効率との関係を示す図，第８図はパルス間欠比と
効率との関係を示す図，第９図はパルス間欠比と寿命と
の関係を示す図，第10図は封入圧力と効率との関係を示
す図，第11図は封入圧力と始動電圧との関係を示す図，
第12図ないし第16図はこの発明のさらに他の実施例を示
し，第12図はパルス通電時間と効率との関係を示す図，
第13図はパルス間欠比と効率との関係を示す図，第14図
はパルス間欠比と寿命との関係を示す図，第15図は封入
圧力と効率との関係を示す図，第16図は封入圧力と始動
電圧との関係を示す図，第17図及び第18図は従来の希ガ
ス放電螢光ランプ装置を示す全体構成図及びランプの縦
断面図である。 図において（１）はバルブ，（２）は螢光体層，（3a）
（3b）は電極，（10）は螢光ランプ，（12）は昇圧トラ
ンス，（13）は直流電源，（14）はスイツチング素子，
（15）は制御手段である。 なお，各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 広義 神奈川県鎌倉市大船２丁目14番40号 三菱 電機株式会社生活システム研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−43947（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】内面に蛍光体層が形成され，両端に一対の
電極を有した管状のガラスバルブの内部にキセノンガス
或はクリプトンガスを封入してなる希ガス放電蛍光ラン
プ，及び上記一対の電極間に接続された二次側コイル及
び一端が直流電源の一端に接続される一次側コイルを有
した昇圧トランスと，この昇圧トランスの一時側コイル
の他端と上記直流電源の他端との間に接続されたスイッ
チング素子と，このスイッチング素子の導通・非導通状
態を制御する制御手段とを有し，一周期に対する通電時
間の割合が５％以上70％以下，通電時間が150μsec以下
のパルス状電圧を上記希ガス放電蛍光ランプの一対の電
極間に印加するパルス状電圧発生源を備えた希ガス放電
蛍光ランプ装置。 - 【請求項２】内面に蛍光体層が形成され，両端に一対の
電極を有した管状のガラスバルブの内部にアルゴンガス
を封入してなる希ガス放電蛍光ランプ，及び上記一対の
電極間に接続された二次側コイル及び一端が直流電源の
一端に接続される一次側コイルを有した昇圧トランス
と，この昇圧トランスの一時側コイルの他端と上記直流
電源の他端との間に接続されたスイッチング素子と，こ
のスイッチング素子の導通・非導通状態を制御する制御
手段とを有し，一周期に対する通電時間の割合が５％以
上80％以下，通電時間が150μsec以下のパルス状電圧を
上記希ガス放電蛍光ランプの一対の電極間に印加するパ
ルス状電圧発生源を備えた希ガス放電蛍光ランプ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1128511A JPH07114154B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 希ガス放電蛍光ランプ装置 |
| US07/525,962 US5072155A (en) | 1989-05-22 | 1990-05-11 | Rare gas discharge fluorescent lamp device |
| CA002017129A CA2017129A1 (en) | 1989-05-22 | 1990-05-18 | Rare gas discharge fluorescent lamp device |
| EP19900109581 EP0399428A3 (en) | 1989-05-22 | 1990-05-21 | Rare gas discharge fluorescent lamp device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1128511A JPH07114154B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 希ガス放電蛍光ランプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02306596A JPH02306596A (ja) | 1990-12-19 |
| JPH07114154B2 true JPH07114154B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=14986553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1128511A Expired - Lifetime JPH07114154B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 希ガス放電蛍光ランプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07114154B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5666031A (en) * | 1994-03-16 | 1997-09-09 | Osram Sylvania Inc. | Neon gas discharge lamp and method of pulsed operation |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0640480B2 (ja) * | 1987-08-06 | 1994-05-25 | 成祥 周 | 放電灯ディスプレイ装置 |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP1128511A patent/JPH07114154B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02306596A (ja) | 1990-12-19 |
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