JPH10116595A - 無電極放電ランプ - Google Patents
無電極放電ランプInfo
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- JPH10116595A JPH10116595A JP27118796A JP27118796A JPH10116595A JP H10116595 A JPH10116595 A JP H10116595A JP 27118796 A JP27118796 A JP 27118796A JP 27118796 A JP27118796 A JP 27118796A JP H10116595 A JPH10116595 A JP H10116595A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光管に当接ないし近接して設けられた補助
電極に、高電圧のパルスを印加して始動補助とする無電
極放電ランプにおいて、その始動補助電極に印加するパ
ルスの電圧値を低減化すること。 【解決手段】 内部に放電ガスを封入した透光性を有す
る発光管１と、発光管１の一部に当接ないし近接して発
光管１に高電圧パルスを印加する始動補助電極２と、発
光管１の周囲に巻回され高周波電流を流すことにより発
光管内の放電ガスを励起発光させる誘導コイル３とを備
えた無電極放電灯において、発光管１の内部に二次電子
を放出しやすい低仕事関数の材料４を封入したことを特
徴とするものである。
電極に、高電圧のパルスを印加して始動補助とする無電
極放電ランプにおいて、その始動補助電極に印加するパ
ルスの電圧値を低減化すること。 【解決手段】 内部に放電ガスを封入した透光性を有す
る発光管１と、発光管１の一部に当接ないし近接して発
光管１に高電圧パルスを印加する始動補助電極２と、発
光管１の周囲に巻回され高周波電流を流すことにより発
光管内の放電ガスを励起発光させる誘導コイル３とを備
えた無電極放電灯において、発光管１の内部に二次電子
を放出しやすい低仕事関数の材料４を封入したことを特
徴とするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光管内に封入さ
れた放電ガスに対して外部から高周波電磁界を作用させ
ることによって、放電ガスを励起発光させるようにした
無電極放電ランプに関するものである。
れた放電ガスに対して外部から高周波電磁界を作用させ
ることによって、放電ガスを励起発光させるようにした
無電極放電ランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、発光管の周囲に巻回された誘
導コイルに高周波電流を通電することにより、誘導コイ
ルの周囲に発生する高周波電磁界を発光管内に封入され
た放電ガスに対して作用させることによって、発光管内
にいわゆる無電極放電を発生させ、放電ガスを励起・電
離させて発光させるようにした無電極放電ランプが提案
されている。この種の無電極放電ランプは、小型、高効
率、長寿命など特徴を有しているものであるため、各所
で研究開発がなされている。
導コイルに高周波電流を通電することにより、誘導コイ
ルの周囲に発生する高周波電磁界を発光管内に封入され
た放電ガスに対して作用させることによって、発光管内
にいわゆる無電極放電を発生させ、放電ガスを励起・電
離させて発光させるようにした無電極放電ランプが提案
されている。この種の無電極放電ランプは、小型、高効
率、長寿命など特徴を有しているものであるため、各所
で研究開発がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような無電極放電ランプは、従来の電極を有する放電ラ
ンプと異なり、始動時、発光管内に電子を発生させる手
段を備えていない。そのため、通常の始動時、発光管内
部には宇宙線などで偶発的に電離された電子しか存在せ
ず、放電ガラスを電離し放電を形成するには発光管内の
電子数が少なすぎて、始動し難いという問題がある。
ような無電極放電ランプは、従来の電極を有する放電ラ
ンプと異なり、始動時、発光管内に電子を発生させる手
段を備えていない。そのため、通常の始動時、発光管内
部には宇宙線などで偶発的に電離された電子しか存在せ
ず、放電ガラスを電離し放電を形成するには発光管内の
電子数が少なすぎて、始動し難いという問題がある。
【０００４】この問題を解決するために、例えば特開平
８−１７４０５号公報に開示された無電極放電灯では、
発光管に接するように始動補助電極を設け、その始動補
助電極にパルス電圧を印加して発光管内部の放電ガスを
電離させ、初期電子を得る方法を採っている。しかし、
放電ガスを電離させるには非常に高いパルス電圧が必要
である。ところが、高電圧のパルスは、ノイズの発生や
装置の複雑化、信頼性の低下等を招く。これらの影響を
小さくするためにも、パルスの電圧値を低減することが
課題とされていた。
８−１７４０５号公報に開示された無電極放電灯では、
発光管に接するように始動補助電極を設け、その始動補
助電極にパルス電圧を印加して発光管内部の放電ガスを
電離させ、初期電子を得る方法を採っている。しかし、
放電ガスを電離させるには非常に高いパルス電圧が必要
である。ところが、高電圧のパルスは、ノイズの発生や
装置の複雑化、信頼性の低下等を招く。これらの影響を
小さくするためにも、パルスの電圧値を低減することが
課題とされていた。
【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、発光管に当接な
いし近接して設けられた補助電極に、高電圧のパルスを
印加して始動補助とする無電極放電ランプにおいて、そ
の始動補助電極に印加するパルスの電圧値を低減化する
ことにある。
れたもので、その目的とするところは、発光管に当接な
いし近接して設けられた補助電極に、高電圧のパルスを
印加して始動補助とする無電極放電ランプにおいて、そ
の始動補助電極に印加するパルスの電圧値を低減化する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、内部に放電ガスを封入した透光性を有する発
光管と、発光管の一部に当接ないし近接して発光管に電
気的刺激、例えば高電圧パルス等を印加する始動補助電
極と、発光管の周囲に巻回され高周波電流を流すことに
より発光管内の放電ガスを励起発光させる誘導コイルと
を備えた無電極放電灯において、前記発光管の内部に二
次電子を放出しやすい低仕事関数の材料を封入したこと
を特徴とするものである。
本発明は、内部に放電ガスを封入した透光性を有する発
光管と、発光管の一部に当接ないし近接して発光管に電
気的刺激、例えば高電圧パルス等を印加する始動補助電
極と、発光管の周囲に巻回され高周波電流を流すことに
より発光管内の放電ガスを励起発光させる誘導コイルと
を備えた無電極放電灯において、前記発光管の内部に二
次電子を放出しやすい低仕事関数の材料を封入したこと
を特徴とするものである。
【０００７】また、別の手段としては、低仕事関数の材
料を始動補助電極と対向する発光管内面に配置したこと
特徴とするものであり、また、始動補助電極を発光管の
中心から外して配置するとともに、その始動補助電極か
ら最も近接した誘導コイルまでの間に低仕事関数の材料
を配設したことを特徴とするものである。
料を始動補助電極と対向する発光管内面に配置したこと
特徴とするものであり、また、始動補助電極を発光管の
中心から外して配置するとともに、その始動補助電極か
ら最も近接した誘導コイルまでの間に低仕事関数の材料
を配設したことを特徴とするものである。
【０００８】また、別の手段としては、発光管の内部に
二次電子を放出しやすい低仕事関数の材料をコーティン
グした金属を配設したことを特徴とするものであり、さ
らには、その金属の形状をリング状としたことを特徴と
する。また、異なる手段としては、前記リング状金属の
一部に形状記憶合金あるいはバイメタル合金を用いるこ
とによって、リング状金属の一部を所定の動作温度で切
り離すようにしたことを特徴とするものである。
二次電子を放出しやすい低仕事関数の材料をコーティン
グした金属を配設したことを特徴とするものであり、さ
らには、その金属の形状をリング状としたことを特徴と
する。また、異なる手段としては、前記リング状金属の
一部に形状記憶合金あるいはバイメタル合金を用いるこ
とによって、リング状金属の一部を所定の動作温度で切
り離すようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】さらに異なる手段としては、始動補助電極
を発光管の内部に埋め込むと共に、その補助電極に仕事
関数の低い材料をコーティングしたことを特徴とするも
のである。
を発光管の内部に埋め込むと共に、その補助電極に仕事
関数の低い材料をコーティングしたことを特徴とするも
のである。
【００１０】なお、前記各手段における低仕事関数の材
料としては、アルカリ土類酸化物、アルカリ金属酸化物
あるいは希土類金属酸化物のいずれかが好ましい。
料としては、アルカリ土類酸化物、アルカリ金属酸化物
あるいは希土類金属酸化物のいずれかが好ましい。
【００１１】
【作用】仕事関数の低い材料を封入した発光管に始動補
助電極から電気的刺激を印加すると、電気的刺激の一部
が低仕事関数の材料にも印加される。すると、放電ガス
が電気的刺激により直接電離されて発生する電子に加え
て、低仕事関数の材料からも電子が放出される。発光管
内に発生した電子は、誘導コイルにより発生する電界に
よって加速され、放電ガスの原子に衝突して電離させる
ことにより新たな電子を発生させる。従って、電気的刺
激により発生した電子に加えて低仕事関数材料から供給
される電子が加わり、電子数を増加させることができる
ために始動が容易になる。さらに、低仕事関数の材料を
用いているので、電子を発生させるために必要な電気的
刺激のエネルギーは、放電ガスを電離させるのに必要な
エネルギーと比べて小さくできる。
助電極から電気的刺激を印加すると、電気的刺激の一部
が低仕事関数の材料にも印加される。すると、放電ガス
が電気的刺激により直接電離されて発生する電子に加え
て、低仕事関数の材料からも電子が放出される。発光管
内に発生した電子は、誘導コイルにより発生する電界に
よって加速され、放電ガスの原子に衝突して電離させる
ことにより新たな電子を発生させる。従って、電気的刺
激により発生した電子に加えて低仕事関数材料から供給
される電子が加わり、電子数を増加させることができる
ために始動が容易になる。さらに、低仕事関数の材料を
用いているので、電子を発生させるために必要な電気的
刺激のエネルギーは、放電ガスを電離させるのに必要な
エネルギーと比べて小さくできる。
【００１２】また、低仕事関数の材料を発光管を介して
始動補助電極と対向する位置に配設することにより、始
動補助電極からの電気的刺激を受ける確率が上がり、発
光管内部に供給できる電子数を増加させることができる
ため、始動を容易にすることができる。
始動補助電極と対向する位置に配設することにより、始
動補助電極からの電気的刺激を受ける確率が上がり、発
光管内部に供給できる電子数を増加させることができる
ため、始動を容易にすることができる。
【００１３】また、発光管の周囲に巻かれた誘導コイル
がアースとなるため、始動補助電極の位置を誘導コイル
近傍に配設すると、電気的刺激は始動補助電極に最も近
い誘導コイルに向けて放出される。従って、始動補助電
極から最も近接した誘導コイルまでの間に低仕事関数の
材料を配設すると、低仕事関数材料が電気的刺激を受け
る確率が上がり、発光管内部に供給できる電子数を増加
させることができるため、始動を容易にすることができ
る。
がアースとなるため、始動補助電極の位置を誘導コイル
近傍に配設すると、電気的刺激は始動補助電極に最も近
い誘導コイルに向けて放出される。従って、始動補助電
極から最も近接した誘導コイルまでの間に低仕事関数の
材料を配設すると、低仕事関数材料が電気的刺激を受け
る確率が上がり、発光管内部に供給できる電子数を増加
させることができるため、始動を容易にすることができ
る。
【００１４】また、発光管の内部に低仕事関数の材料を
コーティングした金属を配設することにより、その金属
は誘導コイルに流れる高周波電流によって誘導加熱され
る。この熱により熱電子放出が起こり、発光管内部に電
子を供給できるので、始動を容易にすることができる。
コーティングした金属を配設することにより、その金属
は誘導コイルに流れる高周波電流によって誘導加熱され
る。この熱により熱電子放出が起こり、発光管内部に電
子を供給できるので、始動を容易にすることができる。
【００１５】さらに、前記金属の形状をリング状とする
ことにより、より効果的に金属を加熱させることがで
き、発光管内部に電子を供給できるので、始動を容易に
することができる。
ことにより、より効果的に金属を加熱させることがで
き、発光管内部に電子を供給できるので、始動を容易に
することができる。
【００１６】また、リング状金属の一部に形状記憶合金
あるいはバイメタル合金を用いることによって、リング
状金属の一部を所定の動作温度で切り離すようにしたこ
とにより、始動時には加熱されて電子を供給するが、放
電が発生し、その放電の熱で形状記憶合金もしくはバイ
メタル合金が所定の動作温度を超えると、リングの一部
が切り離されることになる。リングが切り離されると、
リングで消費される電磁エネルギーが大幅に減るため、
電力損失を低減することができる。
あるいはバイメタル合金を用いることによって、リング
状金属の一部を所定の動作温度で切り離すようにしたこ
とにより、始動時には加熱されて電子を供給するが、放
電が発生し、その放電の熱で形状記憶合金もしくはバイ
メタル合金が所定の動作温度を超えると、リングの一部
が切り離されることになる。リングが切り離されると、
リングで消費される電磁エネルギーが大幅に減るため、
電力損失を低減することができる。
【００１７】また、始動補助電極を発光管の内部に埋め
込むと共に、その補助電極を低仕事関数の材料でコーテ
ィングしたことにより、プラズマによる始動補助電極の
損傷を防止しつつ、始動時には電気的刺激を受けた低仕
事関数材料から電子が発光管内部に供給されるために、
始動を容易にすることができる。
込むと共に、その補助電極を低仕事関数の材料でコーテ
ィングしたことにより、プラズマによる始動補助電極の
損傷を防止しつつ、始動時には電気的刺激を受けた低仕
事関数材料から電子が発光管内部に供給されるために、
始動を容易にすることができる。
【００１８】
（実施形態１）図１は本発明の第１の実施形態を示すも
のであり、この無電極蛍光ランプは、発光管１と始動補
助電極２と誘導コイル３と仕事関数の低い材料４とを備
えている。
のであり、この無電極蛍光ランプは、発光管１と始動補
助電極２と誘導コイル３と仕事関数の低い材料４とを備
えている。
【００１９】発光管１は石英ガラス等の透光性材料によ
り略円筒形状に形成されており、その内部には放電ガス
としてキセノンガスが１００Torr封入されている。ま
た、発光管１の内部には、仕事関数の低い材料４とし
て、アルカリ土類酸化物の一種である酸化バリウム（Ｂ
ａＯ）を粒状に加工したものが封入されている。なお、
発光管１の形状および放電ガスは、上記のものに限定さ
れるものではないことは言うまでもない。
り略円筒形状に形成されており、その内部には放電ガス
としてキセノンガスが１００Torr封入されている。ま
た、発光管１の内部には、仕事関数の低い材料４とし
て、アルカリ土類酸化物の一種である酸化バリウム（Ｂ
ａＯ）を粒状に加工したものが封入されている。なお、
発光管１の形状および放電ガスは、上記のものに限定さ
れるものではないことは言うまでもない。
【００２０】始動補助電極２は、発光管１の外壁面に当
接ないしは近接して配置され、高電圧のパルスを発生す
る高電圧電源（図示せず）に接続されている。
接ないしは近接して配置され、高電圧のパルスを発生す
る高電圧電源（図示せず）に接続されている。
【００２１】誘導コイル３は、発光管１の側面である外
周壁の周りに巻回されるように配設されており、その両
端が高周波電源（図示せず）に接続されている。コイル
３のターン数については、１ターン以上巻回されていれ
ば特に限定されるものではないが、本実施形態において
は３ターン巻回されている。
周壁の周りに巻回されるように配設されており、その両
端が高周波電源（図示せず）に接続されている。コイル
３のターン数については、１ターン以上巻回されていれ
ば特に限定されるものではないが、本実施形態において
は３ターン巻回されている。
【００２２】このように構成された無電極放電ランプに
おいて、高電圧電源により始動補助電極２に高電圧パル
スを印加すると、誘導コイル３がアースとなり、始動補
助電極２と誘導コイル３の間で絶縁破壊が起こり、その
際に発生した電子が誘導コイル３により発生する電界に
よって加速され、放電ガスを電離し、アーク放電に至
る。
おいて、高電圧電源により始動補助電極２に高電圧パル
スを印加すると、誘導コイル３がアースとなり、始動補
助電極２と誘導コイル３の間で絶縁破壊が起こり、その
際に発生した電子が誘導コイル３により発生する電界に
よって加速され、放電ガスを電離し、アーク放電に至
る。
【００２３】ところで、仕事関数の低い材料を封入して
いない従来のランプでは、始動補助電極２に高電圧パル
スを印加して生ずる始動補助電極２と誘導コイル３の間
で絶縁破壊にのみ初期電子の供給を依存していたので、
誘導コイル３に印加する電力を１００Ｗに固定し、始動
補助電極２に加えるパルスの電圧値を上げて行き、放電
が発生した時のパルスの平均電圧を測定すると、約２４
ｋＶ必要とした。
いない従来のランプでは、始動補助電極２に高電圧パル
スを印加して生ずる始動補助電極２と誘導コイル３の間
で絶縁破壊にのみ初期電子の供給を依存していたので、
誘導コイル３に印加する電力を１００Ｗに固定し、始動
補助電極２に加えるパルスの電圧値を上げて行き、放電
が発生した時のパルスの平均電圧を測定すると、約２４
ｋＶ必要とした。
【００２４】これに対して、低仕事関数の材料４を発光
管１に封入した本実施形態のランプでは、約２１．０ｋ
Ｖとなり、ランプの始動に必要なパルス電圧値を約１
２．５％下げることができた。因みに、酸化バリウム
（ＢａＯ）の仕事関数は１．６ｅＶである。
管１に封入した本実施形態のランプでは、約２１．０ｋ
Ｖとなり、ランプの始動に必要なパルス電圧値を約１
２．５％下げることができた。因みに、酸化バリウム
（ＢａＯ）の仕事関数は１．６ｅＶである。
【００２５】なお、発光管１内に封入する低仕事関数の
材料４に、アルカリ金属酸化物として酸化セシウム（Ｃ
ａ2 Ｏ）を、希土類金属酸化物として酸化イットリア
（Ｙ2Ｏ3 ）を用いても上記と同様の始動電圧低減効果
が得られた。それぞれの平均パルス電圧値を表１に示
す。
材料４に、アルカリ金属酸化物として酸化セシウム（Ｃ
ａ2 Ｏ）を、希土類金属酸化物として酸化イットリア
（Ｙ2Ｏ3 ）を用いても上記と同様の始動電圧低減効果
が得られた。それぞれの平均パルス電圧値を表１に示
す。
【００２６】
【表１】 （実施形態２）図２は本発明の第２の実施形態を示すも
のであり、実施形態１と異なる点は、始動補助電極２が
当接する発光管１の内面部に、低仕事関数の材料４とし
ての粒状に加工した酸化バリウム（ＢａＯ）を配設した
ことである。他の構成は前記実施形態１と同様であるの
で、同等構成に同一符号を付すことにより説明を省略す
る。
のであり、実施形態１と異なる点は、始動補助電極２が
当接する発光管１の内面部に、低仕事関数の材料４とし
ての粒状に加工した酸化バリウム（ＢａＯ）を配設した
ことである。他の構成は前記実施形態１と同様であるの
で、同等構成に同一符号を付すことにより説明を省略す
る。
【００２７】このように構成することにより、始動補助
電極２に高電圧パルスを印加した時に生ずる始動補助電
極２と誘導コイル３の間で絶縁破壊によって生じた電子
が、始動補助電極２に対向して配設されている酸化バリ
ウム４に当たり二次電子を放出し、結果的に初期電子数
を増やすことになり、ランプの始動に必要なパルス電圧
値を下げることができる。本実施形態のランプにおける
平均パルス電圧値は約１９．５ｋＶであり、約１８．８
％低減させることができた。
電極２に高電圧パルスを印加した時に生ずる始動補助電
極２と誘導コイル３の間で絶縁破壊によって生じた電子
が、始動補助電極２に対向して配設されている酸化バリ
ウム４に当たり二次電子を放出し、結果的に初期電子数
を増やすことになり、ランプの始動に必要なパルス電圧
値を下げることができる。本実施形態のランプにおける
平均パルス電圧値は約１９．５ｋＶであり、約１８．８
％低減させることができた。
【００２８】なお、発光管１内に封入する低仕事関数の
材料４に、アルカリ金属酸化物として酸化セシウム（Ｃ
ａ2 Ｏ）を、希土類金属酸化物として酸化イットリア
（Ｙ2Ｏ3 ）を用いても上記と同様の始動電圧低減効果
が得られた。それぞれの平均パルス電圧値を表２に示
す。
材料４に、アルカリ金属酸化物として酸化セシウム（Ｃ
ａ2 Ｏ）を、希土類金属酸化物として酸化イットリア
（Ｙ2Ｏ3 ）を用いても上記と同様の始動電圧低減効果
が得られた。それぞれの平均パルス電圧値を表２に示
す。
【００２９】
【表２】 （実施形態３）図３は本発明の第３の実施形態を示すも
のであり、実施形態１と異なる点は、始動補助電極２を
円筒状の発光管１の中心軸から外して配置し、且つ、始
動補助電極２から最も近い誘導コイル３までの間に、低
仕事関数の材料としての粒状に加工した酸化バリウム４
を配設したことである。他の構成は前記実施形態１と同
様であるので、同等構成に同一符号を付すことにより説
明を省略する。
のであり、実施形態１と異なる点は、始動補助電極２を
円筒状の発光管１の中心軸から外して配置し、且つ、始
動補助電極２から最も近い誘導コイル３までの間に、低
仕事関数の材料としての粒状に加工した酸化バリウム４
を配設したことである。他の構成は前記実施形態１と同
様であるので、同等構成に同一符号を付すことにより説
明を省略する。
【００３０】本実施形態では、始動補助電極２が発光管
１の中心軸から外れているために、始動補助電極２と、
始動補助電極２から最も近い誘導コイル３との間で絶縁
破壊が生じる。そして、この間に酸化バリウム４を配設
しているために、絶縁破壊により生じた電子が酸化バリ
ウム４に当たり二次電子を放出し、結果的に初期電子数
を増やすことになり、ランプの始動に必要なパルス電圧
値を下げることができる。本実施形態のランプにおける
平均パルス電圧値も約１９．２ｋＶと、約２０．０％低
減させることができた。
１の中心軸から外れているために、始動補助電極２と、
始動補助電極２から最も近い誘導コイル３との間で絶縁
破壊が生じる。そして、この間に酸化バリウム４を配設
しているために、絶縁破壊により生じた電子が酸化バリ
ウム４に当たり二次電子を放出し、結果的に初期電子数
を増やすことになり、ランプの始動に必要なパルス電圧
値を下げることができる。本実施形態のランプにおける
平均パルス電圧値も約１９．２ｋＶと、約２０．０％低
減させることができた。
【００３１】なお、発光管１内に封入する低仕事関数の
材料４に、アルカリ金属酸化物として酸化セシウム（Ｃ
ａ2 Ｏ）を、希土類金属酸化物として酸化イットリア
（Ｙ2Ｏ3 ）を用いても上記と同様の始動電圧低減効果
が得られた。それぞれの平均パルス電圧値を表３に示
す。
材料４に、アルカリ金属酸化物として酸化セシウム（Ｃ
ａ2 Ｏ）を、希土類金属酸化物として酸化イットリア
（Ｙ2Ｏ3 ）を用いても上記と同様の始動電圧低減効果
が得られた。それぞれの平均パルス電圧値を表３に示
す。
【００３２】
【表３】 （実施形態４）図４は本発明の第４の実施形態を示すも
のであり、実施形態１と異なる点は、酸化バリウムをコ
ーティングしたタングステン板５を封入したことであ
る。酸化バリウムをコーティングしたタングステン板５
は、誘導コイル３に流れる高周波電流によって誘導加熱
され、発生する熱により熱電子放出が起こり、結果的に
初期電子数を増やすことになり、ランプの始動に必要な
パルス電圧値を下げることができる。本実施形態のラン
プにおける平均パルス電圧値も約２０．８ｋＶと、約１
３．３％低減させることができた。
のであり、実施形態１と異なる点は、酸化バリウムをコ
ーティングしたタングステン板５を封入したことであ
る。酸化バリウムをコーティングしたタングステン板５
は、誘導コイル３に流れる高周波電流によって誘導加熱
され、発生する熱により熱電子放出が起こり、結果的に
初期電子数を増やすことになり、ランプの始動に必要な
パルス電圧値を下げることができる。本実施形態のラン
プにおける平均パルス電圧値も約２０．８ｋＶと、約１
３．３％低減させることができた。
【００３３】なお、上記コーティング材料として、アル
カリ金属酸化物である酸化セシウム（Ｃａ2 Ｏ）を、希
土類金属酸化物である酸化イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）を用
いても上記と同様の始動電圧低減効果が得られた。それ
ぞれの平均パルス電圧値を表４に示す。
カリ金属酸化物である酸化セシウム（Ｃａ2 Ｏ）を、希
土類金属酸化物である酸化イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）を用
いても上記と同様の始動電圧低減効果が得られた。それ
ぞれの平均パルス電圧値を表４に示す。
【００３４】
【表４】 （実施形態５）図５は本発明の第５の実施形態を示すも
のであり、上記実施形態４と異なる点は、タングステン
板をリング状に形成し、そのタングステンリング６に酸
化バリウムをコーティングしたことである。
のであり、上記実施形態４と異なる点は、タングステン
板をリング状に形成し、そのタングステンリング６に酸
化バリウムをコーティングしたことである。
【００３５】誘導電界中ではリング状金属は渦電流損を
生じやすく、従って、タングステンリング６はタングス
テン板５と比較して温度上昇が早い。その結果、初期電
子数を増やす能力がタングステン板５よりも優れ、ラン
プの始動に必要なパルス電圧値を下げることができる。
本実施形態のランプにおける平均パルス電圧値は約１
９．６ｋＶとなり、約１８．３％低減させることができ
た。
生じやすく、従って、タングステンリング６はタングス
テン板５と比較して温度上昇が早い。その結果、初期電
子数を増やす能力がタングステン板５よりも優れ、ラン
プの始動に必要なパルス電圧値を下げることができる。
本実施形態のランプにおける平均パルス電圧値は約１
９．６ｋＶとなり、約１８．３％低減させることができ
た。
【００３６】なお、上記コーティング材料として、アル
カリ金属酸化物である酸化セシウム（Ｃａ2 Ｏ）を、希
土類金属酸化物である酸化イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）を用
いても上記と同様の始動電圧低減効果が得られた。それ
ぞれの平均パルス電圧値を表５に示す。
カリ金属酸化物である酸化セシウム（Ｃａ2 Ｏ）を、希
土類金属酸化物である酸化イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）を用
いても上記と同様の始動電圧低減効果が得られた。それ
ぞれの平均パルス電圧値を表５に示す。
【００３７】
【表５】 （実施形態６）図６は本発明の第６の実施形態を示すも
のであり、実施形態５と異なる点は、酸化バリウムをコ
ーティングしたタングステンリング６の一部をバイメタ
ル金属７で形成し、所定の動作温度でリングの一部が切
り離されるようにしたことである。他の構成は前記実施
形態５と同様であるので、同等構成に同一符号を付すこ
とにより説明を省略する。
のであり、実施形態５と異なる点は、酸化バリウムをコ
ーティングしたタングステンリング６の一部をバイメタ
ル金属７で形成し、所定の動作温度でリングの一部が切
り離されるようにしたことである。他の構成は前記実施
形態５と同様であるので、同等構成に同一符号を付すこ
とにより説明を省略する。
【００３８】このように構成することにより、ランプ始
動時は実施形態５と同様の効果が得られ、且つ、ランプ
定常点灯時には放電からの熱でバイメタル金属７が動作
し、タングステンリング６の一部が切り離されるので、
タングステンリング６に吸収されていた電磁エネルギー
が減少し、放電に費やされる。その結果、ランプ効率が
向上する。
動時は実施形態５と同様の効果が得られ、且つ、ランプ
定常点灯時には放電からの熱でバイメタル金属７が動作
し、タングステンリング６の一部が切り離されるので、
タングステンリング６に吸収されていた電磁エネルギー
が減少し、放電に費やされる。その結果、ランプ効率が
向上する。
【００３９】本実施形態において、バイメタル金属７が
動作する前と後では、光束値が約７％向上した。同様の
効果は、形状記憶合金をリングの一部に用いたランプに
おいても観測された。
動作する前と後では、光束値が約７％向上した。同様の
効果は、形状記憶合金をリングの一部に用いたランプに
おいても観測された。
【００４０】（実施形態７）図７は本発明の第７の実施
形態を示すものであり、この無電極放電ランプは、発光
管１と、発光管１の内部に埋め込まれるとともに、酸化
バリウム４でコーティングされた始動補助電極２と、誘
導コイル３とで構成されている。
形態を示すものであり、この無電極放電ランプは、発光
管１と、発光管１の内部に埋め込まれるとともに、酸化
バリウム４でコーティングされた始動補助電極２と、誘
導コイル３とで構成されている。
【００４１】通常、放電空間内に電極を挿入すると、放
電プラズマにより損傷を受け、発光管の黒化や始動能力
の低下が生じる。しかし、本実施形態の始動補助電極２
は、酸化バリウム４でコーティングされているために電
極２の損傷がない上に、電極２を通してパルス電圧が直
接酸化バリウム４に働き、二次電子を放出するために初
期電子数が大幅に増え、ランプの始動に必要なパルス電
圧値を下げることができる。本実施形態のランプにおけ
る平均パルス電圧値は約１７．３ｋＶとなり、約２７．
９％低減させることができた。
電プラズマにより損傷を受け、発光管の黒化や始動能力
の低下が生じる。しかし、本実施形態の始動補助電極２
は、酸化バリウム４でコーティングされているために電
極２の損傷がない上に、電極２を通してパルス電圧が直
接酸化バリウム４に働き、二次電子を放出するために初
期電子数が大幅に増え、ランプの始動に必要なパルス電
圧値を下げることができる。本実施形態のランプにおけ
る平均パルス電圧値は約１７．３ｋＶとなり、約２７．
９％低減させることができた。
【００４２】なお、上記コーティング材料として、アル
カリ金属酸化物である酸化セシウム（Ｃａ2 Ｏ）を、希
土類金属酸化物である酸化イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）を用
いても上記と同様の始動電圧低減効果が得られた。それ
ぞれの平均パルス電圧値を表６に示す。
カリ金属酸化物である酸化セシウム（Ｃａ2 Ｏ）を、希
土類金属酸化物である酸化イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）を用
いても上記と同様の始動電圧低減効果が得られた。それ
ぞれの平均パルス電圧値を表６に示す。
【００４３】
【表６】
【００４４】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、内部に放
電ガスを封入した透光性を有する発光管と、発光管の一
部に当接ないし近接し、発光管に電気的刺激を印加する
始動補助電極と、発光管の周囲に巻回され高周波電流を
流すことにより発光管内の放電ガスを励起発光させる誘
導コイルとを備えた無電極放電灯において、前記発光管
の内部に仕事関数の低い材料を封入したことにより、電
気的刺激により発生した電子に加えて低仕事関数材料か
ら供給される電子が加わり、電子数を増加させることが
できるために始動が容易になる。
電ガスを封入した透光性を有する発光管と、発光管の一
部に当接ないし近接し、発光管に電気的刺激を印加する
始動補助電極と、発光管の周囲に巻回され高周波電流を
流すことにより発光管内の放電ガスを励起発光させる誘
導コイルとを備えた無電極放電灯において、前記発光管
の内部に仕事関数の低い材料を封入したことにより、電
気的刺激により発生した電子に加えて低仕事関数材料か
ら供給される電子が加わり、電子数を増加させることが
できるために始動が容易になる。
【００４５】請求項２記載の発明によれば、低仕事関数
の材料を、始動補助電極と対向する発光管内面に配置し
たことにより、始動補助電極からの電気的刺激を受ける
確率が上がり、発光管内部に供給できる電子数を増加さ
せることができるため、始動を容易にすることができ
る。
の材料を、始動補助電極と対向する発光管内面に配置し
たことにより、始動補助電極からの電気的刺激を受ける
確率が上がり、発光管内部に供給できる電子数を増加さ
せることができるため、始動を容易にすることができ
る。
【００４６】請求項３記載の発明によれば、始動補助電
極を発光管の中心から外して配置するとともに、その始
動補助電極から最も近接した誘導コイルまでの間に低仕
事関数の材料を配設したことにより、始動補助電極から
の電気的刺激を受ける確率が上がり、発光管内部に供給
できる電子数を増加させることができるため、始動を容
易にすることができる。
極を発光管の中心から外して配置するとともに、その始
動補助電極から最も近接した誘導コイルまでの間に低仕
事関数の材料を配設したことにより、始動補助電極から
の電気的刺激を受ける確率が上がり、発光管内部に供給
できる電子数を増加させることができるため、始動を容
易にすることができる。
【００４７】請求項４記載の発明によれば、発光管の内
部に低仕事関数の材料をコーティングした金属を配設し
たことにより、その金属は誘導コイルに流れる高周波電
流によって誘導加熱され、この熱により熱電子放出が起
こり、発光管内部に電子を供給できるので、始動を容易
にすることができる。
部に低仕事関数の材料をコーティングした金属を配設し
たことにより、その金属は誘導コイルに流れる高周波電
流によって誘導加熱され、この熱により熱電子放出が起
こり、発光管内部に電子を供給できるので、始動を容易
にすることができる。
【００４８】請求項５記載の発明によれば、上記金属の
形状をリング状としたことにより、より効果的に金属を
加熱させることができる。
形状をリング状としたことにより、より効果的に金属を
加熱させることができる。
【００４９】請求項６記載の発明によれば、上記リング
状金属の一部を所定の動作温度で切り離すようにしたこ
とにより、始動時には加熱されて電子を供給するが、放
電が発生し、その放電の熱でリング状金属の一部が切り
離されると、リング状金属で消費される電磁エネルギー
が大幅に減るため、始動を容易にすることができると共
に、電力損失を低減することができる。
状金属の一部を所定の動作温度で切り離すようにしたこ
とにより、始動時には加熱されて電子を供給するが、放
電が発生し、その放電の熱でリング状金属の一部が切り
離されると、リング状金属で消費される電磁エネルギー
が大幅に減るため、始動を容易にすることができると共
に、電力損失を低減することができる。
【００５０】請求項７記載の発明によれば、始動補助電
極を発光管の内部に埋め込むとともに、その補助電極を
低仕事関数の材料でコーティングしたことにより、コー
ティングによりプラズマによる始動補助電極の損傷を防
止しつつ、始動時には電気的刺激を受けた低仕事関数材
料から電子が発光管内部に供給されるために、始動を容
易にすることができる。
極を発光管の内部に埋め込むとともに、その補助電極を
低仕事関数の材料でコーティングしたことにより、コー
ティングによりプラズマによる始動補助電極の損傷を防
止しつつ、始動時には電気的刺激を受けた低仕事関数材
料から電子が発光管内部に供給されるために、始動を容
易にすることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態を摸式的に示す一部断
面の側面図である。
面の側面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を摸式的に示す一部断
面の側面図である。
面の側面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を摸式的に示すもの
で、（ａ）は一部断面の側面図、（ｂ）は上面図であ
る。
で、（ａ）は一部断面の側面図、（ｂ）は上面図であ
る。
【図４】本発明の第４の実施形態を摸式的に示す一部断
面の側面図である。
面の側面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態を摸式的に示すもの
で、（ａ）は一部断面の側面図、（ｂ）は上面図であ
る。
で、（ａ）は一部断面の側面図、（ｂ）は上面図であ
る。
【図６】本発明の第６の実施形態を摸式的に示す上面図
である。
である。
【図７】本発明の第７の実施形態を摸式的に示す一部断
面の側面図である。
面の側面図である。
１ 発光管 ２ 始動補助電極 ３ 誘導コイル ４ 仕事関数の低い材料 ５ タングステン板 ６ タングステンリング ７ バイメタル金属
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 拓磨 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 内部に放電ガスを封入した透光性を有す
る発光管と、発光管の一部に当接ないし近接し、発光管
に電気的刺激を印加する始動補助電極と、発光管の周囲
に巻回され高周波電流を流すことにより発光管内の放電
ガスを励起発光させる誘導コイルとを備えた無電極放電
灯において、前記発光管の内部に二次電子を放出しやす
い仕事関数の低い材料を封入したことを特徴とする無電
極放電ランプ。 - 【請求項２】 前記仕事関数の低い材料を、前記始動補
助電極と対向する発光管内面に配置したことを特徴とす
る請求項１記載の無電極放電ランプ。 - 【請求項３】 前記始動補助電極を発光管の中心から外
して配置するとともに、その始動補助電極から最も近接
した誘導コイルまでの間に、前記仕事関数の低い材料を
配設したことを特徴とする請求項１記載の無電極放電ラ
ンプ。 - 【請求項４】 内部に放電ガスを封入した透光性を有す
る発光管と、発光管の一部に当接ないし近接し、発光管
に電気的刺激を印加する始動補助電極と、発光管の周囲
に巻回され高周波電流を流すことにより発光管内の放電
ガスを励起発光させる誘導コイルとを備えた無電極放電
灯において、前記発光管の内部に二次電子を放出しやす
い仕事関数の低い材料をコーティングした金属を配設し
たことを特徴とする無電極放電ランプ。 - 【請求項５】 前記金属の形状がリング状であることを
特徴とする請求項４記載の無電極放電ランプ。 - 【請求項６】 前記リング状金属の一部を所定の動作温
度で切り離すようにしたことを特徴とする請求項５記載
の無電極放電ランプ。 - 【請求項７】 内部に放電ガスを封入した透光性を有す
る発光管と、発光管の内部に埋め込まれると共に二次電
子を放出しやすい仕事関数の低い材料でコーティングさ
れた始動補助電極と、発光管の周囲に巻回され高周波電
流を流すことにより発光管内の放電ガスを励起発光させ
る誘導コイルとを備えたことを特徴とする無電極放電ラ
ンプ。 - 【請求項８】 前記仕事関数の低い材料がアルカリ土類
酸化物、アルカリ金属酸化物または希土類金属酸化物で
あることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか
に記載の無電極放電ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27118796A JP3424460B2 (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 無電極放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27118796A JP3424460B2 (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 無電極放電ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10116595A true JPH10116595A (ja) | 1998-05-06 |
| JP3424460B2 JP3424460B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=17496568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27118796A Expired - Fee Related JP3424460B2 (ja) | 1996-10-14 | 1996-10-14 | 無電極放電ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3424460B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007087937A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 放電プラズマ生成補助装置 |
| JP2008047526A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Schott Ag | 最適効率化された外部電極蛍光ランプ |
-
1996
- 1996-10-14 JP JP27118796A patent/JP3424460B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007087937A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 放電プラズマ生成補助装置 |
| JP2008047526A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Schott Ag | 最適効率化された外部電極蛍光ランプ |
| KR101301230B1 (ko) * | 2006-08-11 | 2013-08-29 | 쇼오트 아게 | 최적의 효율을 가진 이이에프엘 타입 형광 램프 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3424460B2 (ja) | 2003-07-07 |
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