JPH11265798A - Discharge lamp lighting method - Google Patents

Discharge lamp lighting method

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Publication number
JPH11265798A
JPH11265798A JP6806398A JP6806398A JPH11265798A JP H11265798 A JPH11265798 A JP H11265798A JP 6806398 A JP6806398 A JP 6806398A JP 6806398 A JP6806398 A JP 6806398A JP H11265798 A JPH11265798 A JP H11265798A
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JP
Japan
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pulse
conductive film
transparent conductive
discharge lamp
lamp
Prior art date
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Application number
JP6806398A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Nishiyama
英夫 西山
Mitsuharu Miyazaki
光治 宮崎
Tomizo Matsuoka
富造 松岡
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting control method specified for a rare gas discharge lamp, and to maximize ultraviolet radiation efficiency and visible radiation efficiency through a fluorescent material. SOLUTION: In this lighting method, negative pulse voltage is impressed on transparent conductive film during the better part of time from before to after the rise of voltage pulse width impressed on both ends of a low-voltage discharge lamp 7, using the transparent conductive film loaded to a bulb of the low-voltage discharge lamp 7 and lamp bulb impressed pulse generator 9 impressing electric potential on the transparent conductive film. That is, maximization of visible radiation efficiency is realized by optimizing the impressed pulse voltage/current of the rare gas fluorescent lamp, pulse frequency, a pulse time interval, and the pulse voltage/pulse timing of the lamp bulb impressed pulse.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高効率の紫外域発
光を実現し、高効率に低圧放電ランプを点灯することが
できる放電ランプ点灯方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp lighting method capable of realizing highly efficient ultraviolet light emission and lighting a low pressure discharge lamp with high efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】低圧放電ランプのうち、混合希ガス封入
の放電ランプ、すなわち希ガス放電ランプは、水銀封入
のランプに比べて発光効率が格段に低い。しかしなが
ら、この希ガス放電ランプの長所は、水銀封入ランプの
欠点である著しい温度特性をもちあわせないことであ
る。
2. Description of the Related Art Among low-pressure discharge lamps, discharge lamps filled with a mixed rare gas, that is, rare gas discharge lamps, have much lower luminous efficiency than lamps filled with mercury. However, the advantage of this rare gas discharge lamp is that it does not have the remarkable temperature characteristics which are a drawback of the mercury filled lamp.

【0003】このため、複写機やファクシミリ等の情報
読み取り用光源のように、周辺温度の変動に影響され
ず、常に一定の光出力を要求される光源に利用されるこ
とが多い。また、この希ガス放電ランプは水銀を含まな
いため、いわゆる「地球環境保護」の観点からも注目さ
れつつある。
For this reason, it is often used as a light source for information reading such as a copying machine and a facsimile, which always requires a constant light output without being affected by fluctuations in ambient temperature. In addition, since the rare gas discharge lamp does not contain mercury, it is receiving attention from the viewpoint of so-called "global environmental protection".

【0004】この発光効率を高めるための手段は、希ガ
スが放射する紫外放射束をいかに増強するか、また、そ
の紫外放射から蛍光体を介して可視光をいかに効率よく
変換できるか、の2点に大別できる。
[0004] The means for increasing the luminous efficiency are to enhance the ultraviolet radiant flux emitted by the rare gas and to efficiently convert visible light from the ultraviolet radiation through a phosphor. Can be roughly divided into points.

【0005】このうち、前者の紫外放射束を効率よく発
光する手段として、矩形波による点灯方式が正弦波によ
る点灯方式よりも優れていることが従来から知られてい
る。また、周波数についても、放電管の管径や管長、及
び封入ガスの種類とガス圧などをパラメータとして、最
適化をはかる努力が続けられている。
[0005] Among them, as a means for efficiently emitting the former ultraviolet radiant flux, it is conventionally known that a lighting method using a square wave is superior to a lighting method using a sine wave. In addition, efforts have been made to optimize the frequency using parameters such as the tube diameter and tube length of the discharge tube, the type and gas pressure of the sealed gas, and the like.

【0006】例えば、特開平2−174097号公報等
で代表されるように、パルス幅とそのデューティー比
を、バルブ諸元や封入ガス特性に応じて変化させ、極大
値を求めている例が多いが、その発光効率は一般照明用
ランプに比べて低く、改良の余地が残されている。
For example, as typified by Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-174097, the maximum value is often obtained by changing the pulse width and the duty ratio according to the valve specifications and the characteristics of the sealed gas. However, its luminous efficiency is lower than that of general lighting lamps, leaving room for improvement.

【0007】また、特開平3−225745号公報等で
代表されるように、直管バルブの外面に一対の平行帯電
極を設けて、この電極間に高周波電圧を印加して点灯す
る例も多く開示されているが、情報読み取り用光源など
限られた分野にしか利用できず、その低い発光効率のた
めに一般照明用として使用できないのが現状である。
Further, as typified by Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-225745, there are many examples in which a pair of parallel band electrodes are provided on the outer surface of a straight tube bulb and a high frequency voltage is applied between the electrodes to light the lamp. Although it is disclosed, it can be used only in limited fields such as a light source for reading information, and cannot be used for general lighting because of its low luminous efficiency.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に鑑
み、本発明が解決しようとする課題は、希ガス放電ラン
プの放電特性の本質に遡り、いかに高効率の紫外域発光
を実現し、高効率の点灯方式を見いだすかにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the object of the present invention goes back to the essence of the discharge characteristics of a rare gas discharge lamp and realizes highly efficient ultraviolet light emission. We can find a highly efficient lighting method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、第1の発明は、低圧放電ランプのバルブに装着した
透明導電膜と、前記透明導電膜に電位を印加するランプ
バルブ印加パルス発生装置を用い、前記低圧放電ランプ
の両端に印加する電圧パルス幅の立ち上がり前から、立
ち上がり後の大半の時間幅を含む間に、負のパルス電圧
を前記透明導電膜に印加することを特徴とする。
In order to solve this problem, a first invention is directed to a transparent conductive film mounted on a bulb of a low pressure discharge lamp, and a lamp bulb application pulse generator for applying a potential to the transparent conductive film. And applying a negative pulse voltage to the transparent conductive film before the rise of the voltage pulse width applied to both ends of the low-pressure discharge lamp and during a period including most of the time width after the rise.

【0010】また、第2の発明は、低圧放電ランプのバ
ルブに装着した透明導電膜と、前記透明導電膜に電位を
印加するランプバルブ印加パルス発生装置を用い、前記
透明導電膜に印加するパルスの極性が正であって、その
パルス幅が、前記低圧放電ランプの両端に印加するパル
ス電圧の立ち下げ前から、立ち下げ後の大半の時間幅を
含む間となるようにして放電ランプを点灯することを特
徴とする。
In a second aspect of the present invention, a pulse applied to the transparent conductive film is provided by using a transparent conductive film mounted on a bulb of a low-pressure discharge lamp and a lamp bulb application pulse generator for applying a potential to the transparent conductive film. The discharge lamp is turned on such that the polarity of the pulse is positive and the pulse width is between the time before the fall of the pulse voltage applied to both ends of the low-pressure discharge lamp and the time including most of the time width after the fall. It is characterized by doing.

【0011】また、第3の発明は、低圧放電ランプのバ
ルブに装着した透明導電膜と、前記透明導電膜に電位を
印加するランプバルブ印加パルス発生装置を用い、前記
透明導電膜に印加するパルスが、ランプの一方の電極に
対して時間的に正もしくは負の極性をもち、負の印加パ
ルス幅にパルス点灯発光による発光時間が含まれ、他
方、正の印加パルス幅にアフターグローによる発光時間
が含まれるようにパルス位相を制御して放電ランプを点
灯することを特徴とする。
[0011] In a third aspect of the present invention, a pulse applied to the transparent conductive film is provided by using a transparent conductive film mounted on a bulb of a low pressure discharge lamp and a lamp bulb application pulse generator for applying a potential to the transparent conductive film. Has a temporally positive or negative polarity with respect to one of the electrodes of the lamp, and the negative applied pulse width includes the light emitting time due to pulsed light emission, while the positive applied pulse width includes the light emitting time due to afterglow. And controlling the pulse phase so that the discharge lamp is turned on.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明は、制御パルス発生装置に
よリバルブ表面の透明導電膜に高圧パルス電位を印加す
ると共に、前記制御パルス発生装置とスイッチング用ト
ランジスタによって駆動する昇圧トランス及び可変非線
形安定器によって、ランプに印加するパルス電圧・電流
及び印加時間間隔、並びにアフターグロー発光の最適化
をはかった点灯制御方法を見いだしたものである。以下
に、本発明の実施の形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control pulse generator for applying a high voltage pulse potential to a transparent conductive film on the surface of a re-valve, a step-up transformer driven by the control pulse generator and a switching transistor, and a variable nonlinear stable circuit. The present invention has found a lighting control method for optimizing a pulse voltage / current applied to a lamp, an application time interval, and afterglow light emission by a lamp. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

【0013】希ガスのうち、Xeガスを例にとると、こ
のXeガスの簡略化された励起・発光動作図は図2で表
される。図2において、低圧放電時のXe原子は供給す
る電気エネルギーに応じてXe*,Xe**,もしくはXe+
のもつエネルギー準位に励起され、主要原子発光とし
て、Xe*からXeの基底準位に到る共鳴線である14
7nmの放射が観測される。
Taking Xe gas as an example of a rare gas, a simplified excitation / emission operation diagram of this Xe gas is shown in FIG. In FIG. 2, Xe atoms at the time of low-pressure discharge are Xe *, Xe **, or Xe + depending on supplied electric energy.
Is a resonance line from Xe * to the ground level of Xe as main atomic emission when excited by the energy level of
7 nm radiation is observed.

【0014】しかしながら、この励起過程において短時
間に過剰な電気エネルギーを供給したり、継続的に電気
エネルギーを供給したりすると、前者の場合、イオン化
されたXeからの両極性拡散や、共鳴線以外の遷移過程
での、例えば中性原子・分子衝突によるエネルギーロス
が増大し、後者の場合にも電子密度の増大による前者と
同様のロスが生ずる。
However, if excessive electric energy is supplied in a short time in this excitation process, or if electric energy is supplied continuously, in the former case, ambipolar diffusion from ionized Xe or resonance other than resonance lines will occur. In the transition process, energy loss due to, for example, neutral atom / molecule collision increases, and in the latter case, a loss similar to the former occurs due to an increase in electron density.

【0015】これにより、適切なエネルギー準位、例え
ばXe*をわずかに越える程度の準位の電気エネルギー
を短時間に供給し、一定休止期間を経て次の電気エネル
ギーを供給することが発光効率を高める上で重要とな
る。
By this means, it is possible to supply luminous efficiency in a short time by supplying an appropriate energy level, for example, a level slightly exceeding Xe *, and to supply the next electric energy after a certain pause. It is important in raising.

【0016】一方、Xe2の2原子分子においては、図
2に示すように、主にXe*のエネルギー準位を経て、
2原子分子を構成し、Xe*より低準位のXe2*にシフ
トして172nmや158nmの分子発光、すなわちエ
キシマ発光が観測される。
On the other hand, in a diatomic molecule of Xe 2, as shown in FIG. 2, mainly through the energy level of Xe *,
It constitutes a diatomic molecule and shifts to Xe2 * at a lower level than Xe *, and molecular emission at 172 nm or 158 nm, that is, excimer emission is observed.

【0017】この場合も、Xe*をわずかに越える程度
の準位の電気エネルギーを電子密度の増大しない程度の
短時間に供給するとともに、Xe2**のレベルへの励起
を極力抑制する低電子密度を維持することが効率向上の
上で重要となる。
In this case as well, electric energy of a level slightly exceeding Xe * is supplied in a short time such that the electron density does not increase, and low electron density which suppresses excitation to the level of Xe2 ** as much as possible. Is important for improving efficiency.

【0018】このようにして、エキシマ光の発光を増や
しつつ、紫外放射全体の発光効率を上げるためには、供
給する電気エネルギー、すなわち入力パワーの形態を上
述の考えにもとづき特定しなければならない。
In this way, in order to increase the emission efficiency of the entire ultraviolet radiation while increasing the emission of excimer light, it is necessary to specify the form of electric energy to be supplied, that is, the form of input power, based on the above-mentioned idea.

【0019】具体的には、一定の入力パワーに対するパ
ルス電圧Vp・電流Ipと印加時間幅Twを、発光管の
形状諸元や封入ガスの種類・ガス圧に応じて特定するこ
とである。
Specifically, the pulse voltage Vp, the current Ip, and the application time width Tw with respect to a constant input power are specified in accordance with the shape of the arc tube, the type of the sealed gas, and the gas pressure.

【0020】また、電流遮断時以降に発光するアフター
グロー現象も封入希ガスの種類やガス圧により大きく変
化する。Xeの場合、Xe* のエネルギー準位、すなわ
ち準安定原子が多ければ、アフターグロー時の発光に1
47nm及び172nm・158nmの放射がより多く
重畳される。このうち、172nm・158nm放射は
147nmにやや遅れて発光するため、この発光が終了
して後に、次の電気エネルギーを供給することが重要と
なる。
Further, the afterglow phenomenon that emits light after the current is cut off greatly changes depending on the type and gas pressure of the sealed rare gas. In the case of Xe, if the energy level of Xe *, that is, the number of metastable atoms, is large, light emission during afterglow is 1%.
47 nm and 172 nm / 158 nm radiation are superimposed more. Of these, 172 nm and 158 nm radiation emits light with a slight delay to 147 nm, so it is important to supply the next electrical energy after this light emission ends.

【0021】これに反して電圧パルス遮断後の再印加時
間を縮めると、アフターグローが急減し発光効率が低下
する。これにより、パルスの最適繰り返し周波数fは、
パルス幅をTw、パルス立ち下げ後のアフターグローの
消滅時間をTaとすると、式1で表される。
On the contrary, if the re-application time after the interruption of the voltage pulse is shortened, the afterglow is sharply reduced and the luminous efficiency is reduced. Thus, the optimum repetition frequency f of the pulse is
Assuming that the pulse width is Tw and the afterglow extinction time after the fall of the pulse is Ta, it is expressed by Equation 1.

【0022】 f = 1/(Tw+Ta) ・・・・・ (1) fが式1の右辺の値より大きい値をとれば、上述のよう
にアフターグローが急減し、また、fが式1の右辺の値
より小さい値をとれば、印加パルスの実質的なデューテ
ィ比が低下し、いずれの場合も発光効率は低下する。
F = 1 / (Tw + Ta) (1) If f takes a value larger than the value on the right-hand side of Expression 1, the afterglow sharply decreases as described above. If the value on the right side is smaller than the value on the right side, the substantial duty ratio of the applied pulse decreases, and in any case, the luminous efficiency decreases.

【0023】次に、このような考えをもとに、図3に示
すように、管壁全体に装着した透明導電膜に負のランプ
バルブパルス電圧Vb1を印加して後、管両端にパルス電
圧を印加してパルス放電を開始すると、電子は管断面の
比較的中央部寄りを通過し、より少ない電気エネルギー
でXeの適切なエネルギー準位、たとえばXe*をわず
かに越える程度の準位の電気エネルギーを短時間に供給
することができる。
Next, based on the above idea, as shown in FIG. 3, a negative lamp bulb pulse voltage Vb1 is applied to the transparent conductive film mounted on the entire tube wall, and then a pulse voltage is applied to both ends of the tube. When a pulse discharge is started by applying a voltage, electrons pass relatively near the center of the cross section of the tube, and an electric energy of a level slightly exceeding an appropriate energy level of Xe, for example, Xe *, with less electric energy. Energy can be supplied in a short time.

【0024】またこのとき、Xe原子は管壁の負電位に
よって管周辺に移動し、その過程でXe*、Xe**等の
準位とXe基底準位間の励起・放射、すなわち共鳴線を
放射する。管周辺部のXe原子から放射される紫外放射
は、管中央部のXe原子から放射される紫外放射に比べ
て吸収・再放出の過程が少ないため、これが発光効率の
上昇につながる。
At this time, the Xe atom moves to the periphery of the tube due to the negative potential of the tube wall, and in the process, the excitation / emission between the levels such as Xe *, Xe ** and the Xe ground level, that is, the resonance line is generated. Radiate. Ultraviolet radiation radiated from Xe atoms at the tube periphery has less absorption and re-emission processes than ultraviolet radiation radiated from Xe atoms at the tube center, and this leads to an increase in luminous efficiency.

【0025】さらに図3において、aのランプ電極間パ
ルスをオフにしてアフターグロー発光の直前に、正のラ
ンプバルブパルス電圧Vb2を印加すると、電子が管周辺
にまで拡散して電子密度の平準化を促進し、アフターグ
ロー発光の高出力化と、発光時間の短縮化、すなわちラ
ンプ電極間印加パルスのデューティ比の向上につなが
る。
Further, in FIG. 3, when the pulse between the lamp electrodes a is turned off and a positive lamp bulb pulse voltage Vb2 is applied immediately before the after-glow light emission, electrons diffuse to the periphery of the tube to level the electron density. To increase the output of afterglow light emission and shorten the light emission time, that is, to improve the duty ratio of the pulse applied between the lamp electrodes.

【0026】他方、この正パルス印加によってXe*,X
e**等のXe原子の密度は管中心で高くなるが、アフタ
ーグロー発光時にはXe*,Xe**からXe基底準位に向
けての遷移、すなわち147,172nm放射が主体的
となり、その逆の励起確率は極端に低下し、見かけ上、
管径方向の紫外放射吸収係数は低下することになる。こ
れらの結果を総合して、アフターグロー発光の高効率化
がはかれるのである。
On the other hand, Xe *, X
The density of Xe atoms such as e ** increases at the center of the tube, but during afterglow light emission, the transition from Xe *, Xe ** toward the Xe ground level, that is, 147,172 nm emission becomes dominant, and vice versa. The excitation probability of
The ultraviolet radiation absorption coefficient in the tube diameter direction will decrease. On the basis of these results, the afterglow light emission is improved in efficiency.

【0027】図1は上記の点灯条件を実現する実施例を
説明した、他励式インバータの一例を表す図である。図
中1は直流電源、2は昇圧トランス、3はスイッチング
用トランジスタ、4は制御パルス信号発生装置、5はチ
ョークコイルと非線形コンデンサのT型回路からなる可
変非線形安定器、6はサージパルス吸収用のツェナーダ
イオード(またはZNRでもよい)、7は熱陰極形希ガ
ス蛍光ランプ、8は始動用スタータ、9はランプバルブ
印加パルス発生装置である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a separately-excited inverter for explaining an embodiment for realizing the above-mentioned lighting conditions. In the figure, 1 is a DC power supply, 2 is a step-up transformer, 3 is a switching transistor, 4 is a control pulse signal generator, 5 is a variable nonlinear ballast composed of a T-shaped circuit of a choke coil and a nonlinear capacitor, and 6 is a surge pulse absorber. 7 is a hot cathode rare gas fluorescent lamp, 8 is a starter for starting, and 9 is a pulse generator for applying a lamp bulb.

【0028】昇圧トランス2の1次側回路は、制御パル
ス信号発生装置4で得られるパルス信号によって駆動す
るパルス電圧発生回路を表し、昇圧トランスを介して2
次回路側に発生した昇圧パルスは可変非線形安定器5を
経て矩形波に整形され、ランプに供給される。
The primary side circuit of the step-up transformer 2 represents a pulse voltage generating circuit driven by a pulse signal obtained by the control pulse signal generating device 4, and the primary side circuit is connected via the step-up transformer.
The boost pulse generated on the next circuit side is shaped into a rectangular wave via the variable nonlinear stabilizer 5 and supplied to the lamp.

【0029】この可変非線形安定器5はランプに直列に
挿入されたチョークコイルLと、ランプに並列に挿入さ
れた非線形コンデンサCとが一対となって複数個設置さ
れている。
The variable nonlinear ballast 5 includes a plurality of choke coils L inserted in series with the lamp and a plurality of nonlinear capacitors C inserted in parallel with the lamp.

【0030】また、パルス波形は、既に述べたように1
72nm,158nmのエキシマ光を最大限に取り出し
たり、147nm放射を含めた紫外放射の効率を最大限
高めるために必要なパルス電圧Vp及び電流Ipが一定
値となるように昇圧トランス2の複数のステップアップ
端子及び可変非線形安定器5を調整している。
The pulse waveform is 1 as described above.
A plurality of steps of the step-up transformer 2 are performed so that the pulse voltage Vp and the current Ip necessary to extract the excimer light of 72 nm and 158 nm to the maximum and to maximize the efficiency of ultraviolet radiation including 147 nm radiation are constant. The up terminal and the variable nonlinear stabilizer 5 are adjusted.

【0031】また、制御パルス信号発生装置4では、上
記の式1で表される繰り返し周波数に等しい周波数で駆
動する。
The control pulse signal generator 4 is driven at a frequency equal to the repetition frequency represented by the above equation (1).

【0032】更に、パルス時間幅Twについては、上述
に示す考えのもとに、発光管内の電子密度を一定値以下
に抑制するように制御パルス信号発生装置4からスイッ
チング用トランジスタ3にオフの制御信号を送出し、そ
の時間幅を定める。
Further, the pulse time width Tw is controlled by the control pulse signal generator 4 to turn off the switching transistor 3 so as to suppress the electron density in the arc tube to a certain value or less based on the above-described concept. A signal is transmitted and its time width is determined.

【0033】このようにして、アフターグローの発生を
十分保障しつつ、デューティ比を最大限に確保できるパ
ルスにてスイッチング用トランジスタ3を駆動する。
In this way, the switching transistor 3 is driven by a pulse capable of ensuring the maximum duty ratio while sufficiently ensuring the occurrence of afterglow.

【0034】一方、ランプバルブ印加パルスについて
は、制御パルス信号発生装置4で作成した信号をもと
に、ランプバルブ印加パルス発生装置9で増幅されたパ
ルスをランプバルブ内面に塗布した透明導電膜に印加す
る。
On the other hand, with respect to the lamp bulb application pulse, the pulse amplified by the lamp bulb application pulse generator 9 based on the signal generated by the control pulse signal generator 4 is applied to the transparent conductive film applied to the inner surface of the lamp bulb. Apply.

【0035】このパルスの、電極間印加パルスに対する
タイミングは、図3のaおよびbのタイムフローチャー
トに示したとおりである。すなわち、ランプ電極間印加
パルスの立ち上がり直前に負のパルスをランプバルブに
印加し、ランプ電極間印加パルスの立ち下がり直前に正
パルスを印加する。
The timing of this pulse with respect to the pulse applied between the electrodes is as shown in the time flowcharts of FIGS. That is, a negative pulse is applied to the lamp bulb immediately before the rising of the applied pulse between the lamp electrodes, and a positive pulse is applied immediately before the falling of the applied pulse between the lamp electrodes.

【0036】言い換えれば、ランプバルブに高電圧のA
Cパルスをランプ電極間印加パルスの位相より少し早
め、極性を逆にして印加するのである。
In other words, a high voltage A is applied to the lamp bulb.
The C pulse is applied with the polarity slightly reversed, slightly earlier than the phase of the pulse applied between the lamp electrodes.

【0037】これら正・負パルス印加のタイミングは、
図3のcに示す発光波形モデルのように、ランプ電極間
印加パルスのオン・オフに応じて発生するパルス発光と
アフターグロー発光を合わせて最大となるように調整す
る。
The timing for applying these positive and negative pulses is as follows:
As in the emission waveform model shown in FIG. 3C, the pulse emission generated according to the ON / OFF of the pulse applied between the lamp electrodes and the after-glow emission are adjusted to be the maximum.

【0038】つまり、上記の発光の極大化をはかる手段
として、透明導電膜に印加するパルスが、ランプの放電
プラズマに対して正負の極性をもち、負の印加パルス幅
にパルス点灯発光による発光時間が含まれ、他方、正の
印加パルス幅にアフターグローによる発光時間が含まれ
るようにパルス位相を制御するのである。
That is, as a means for maximizing the light emission, the pulse applied to the transparent conductive film has a positive or negative polarity with respect to the discharge plasma of the lamp, and the light emission time of the pulsed light emission is set to a negative applied pulse width. Is controlled, and the pulse phase is controlled such that the positive applied pulse width includes the emission time due to the afterglow.

【0039】また、上記の発光の極大化をはかる別の手
段として、ランプバルブ印加パルスの電圧Vb1,Vb2 の
絶対値を変えることもでき、ガス圧やガス種のパラメー
タの変更に際して、タイミング制御と併用して有力な制
御方法を提供できる。
As another means for maximizing the light emission, the absolute values of the voltages Vb1 and Vb2 of the pulse applied to the lamp bulb can be changed. A powerful control method can be provided in combination.

【0040】また、ランプバルブ印加パルス発生装置9
からランプに供給する際のゼロ電位点は、通常パルス電
圧が点灯電圧より高いため、ランプのいずれか一方の電
極でもよい。
Further, a lamp bulb application pulse generator 9
The zero-potential point at the time of supplying the lamp to the lamp may be any one electrode of the lamp because the pulse voltage is usually higher than the lighting voltage.

【0041】しかし、このゼロ電位点は、図1のような
回路では常にランプ電圧の低い側に固定してもよい。な
お、ハーフブリッジ回路などにより極性が交互に変動す
るいわゆるAC点灯回路では、そのAC点灯回路のタイ
ミングに応じて、ランプバルブ印加パルス発生装置9か
らランプに供給するパルスのゼロ電位点を反転させるこ
とにより、発光効率の向上に寄与することもできる。な
お、この透明導電膜はバルブ外面に塗布し、その表面を
透明絶縁膜で被覆した構造をとってもよい。
However, this zero potential point may always be fixed to the lower side of the lamp voltage in the circuit as shown in FIG. In a so-called AC lighting circuit in which the polarity alternately changes due to a half-bridge circuit or the like, the zero potential point of the pulse supplied from the lamp bulb application pulse generator 9 to the lamp is inverted according to the timing of the AC lighting circuit. Thereby, it is possible to contribute to improvement of the luminous efficiency. The transparent conductive film may be applied to the outer surface of the bulb, and the surface may be covered with a transparent insulating film.

【0042】また、ツェナーダイオード6は再点弧時の
高圧キック電圧が発生する場合に備えて、一定高電圧以
上を吸収し、放電管中の電子密度の急激な変動を防止す
る機能を持つ。但し、このツェナーダイオード6はラン
プ始動時に、その障害の程度に応じて回路から切り離さ
れることがあるのは言うまでもない。
The zener diode 6 has a function of absorbing a constant high voltage or more and preventing a sudden change in the electron density in the discharge tube in case a high kick voltage is generated at the time of restriking. However, it goes without saying that the Zener diode 6 may be disconnected from the circuit at the time of starting the lamp, depending on the degree of its failure.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、低圧希ガ
ス放電ランプを点灯する際、印加パルス電圧・電流、パ
ルス時間間隔及びパルス繰り返し周波数を最適化し、さ
らにランプバルブにACパルスを印加して、放電プラズ
マ中のイオン並びに電子を管径方向に制御することによ
り、172nm,158nmのエキシマ光を最大限に取
り出すことができる。
As described above, according to the present invention, when lighting a low-pressure rare gas discharge lamp, the applied pulse voltage / current, pulse time interval and pulse repetition frequency are optimized, and an AC pulse is applied to the lamp bulb. By controlling ions and electrons in the discharge plasma in the radial direction of the tube, excimer light of 172 nm and 158 nm can be extracted to the maximum.

【0044】また、147nm放射を含めた紫外放射の
効率の極大化がはかれ、また、その紫外放射から147
nmより長波長紫外域で高い量子効率が期待できる蛍光
体を介して可視光を効率よく変換でき、産業応用面にお
ける実用的な価値は大きい。
Further, the efficiency of ultraviolet radiation including 147 nm radiation is maximized, and 147
Visible light can be efficiently converted through a phosphor that can be expected to have a high quantum efficiency in the ultraviolet region longer than nm, and has a great practical value in industrial applications.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態における放電ランプ点灯
装置の概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】希ガス放電の原理図FIG. 2 Principle diagram of rare gas discharge

【図3】(a)〜(c)本発明によるランプ印加電圧・
光出力の時間特性図
FIGS. 3 (a) to 3 (c) are diagrams showing lamp applied voltages according to the present invention.
Light output time characteristics

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 昇圧トランス 3 スイッチング用トランジスタ 4 制御パルス信号発生装置 5 可変非線形安定器 6 ツェナーダイオード 7 熱陰極形希ガス蛍光ランプ 8 始動用スタータ 9 ランプバルブ印加パルス発生装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Step-up transformer 3 Switching transistor 4 Control pulse signal generator 5 Variable nonlinear stabilizer 6 Zener diode 7 Hot cathode type rare gas fluorescent lamp 8 Starting starter 9 Lamp bulb application pulse generator

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】低圧放電ランプのバルブに装着した透明導
電膜と、前記透明導電膜に電位を印加するランプバルブ
印加パルス発生装置を用い、前記低圧放電ランプの両端
に印加する電圧パルス幅の立ち上がり前から、立ち上が
り後の大半の時間幅を含む間に、負のパルス電圧を前記
透明導電膜に印加する放電ランプ点灯方法。
1. A rising of a voltage pulse width applied to both ends of the low pressure discharge lamp using a transparent conductive film mounted on a bulb of the low pressure discharge lamp and a lamp bulb application pulse generator for applying a potential to the transparent conductive film. A discharge lamp lighting method in which a negative pulse voltage is applied to the transparent conductive film before and during the time including most of the time width after the rise.
【請求項2】低圧放電ランプのバルブに装着した透明導
電膜と、前記透明導電膜に電位を印加するランプバルブ
印加パルス発生装置を用い、前記透明導電膜に印加する
パルスの極性が正であって、そのパルス幅が、前記低圧
放電ランプの両端に印加するパルス電圧の立ち下げ前か
ら、立ち下げ後の大半の時間幅を含む間となるように設
定してなる放電ランプ点灯方法。
2. The method according to claim 1, wherein the polarity of the pulse applied to the transparent conductive film is positive, using a transparent conductive film mounted on the bulb of the low-pressure discharge lamp and a lamp bulb application pulse generator for applying a potential to the transparent conductive film. A discharge lamp lighting method wherein the pulse width is set so as to be between before the fall of the pulse voltage applied to both ends of the low-pressure discharge lamp and including most of the time width after the fall.
【請求項3】低圧放電ランプのバルブに装着した透明導
電膜と、前記透明導電膜に電位を印加するランプバルブ
印加パルス発生装置を用い、前記透明導電膜に印加する
パルスが、ランプの一方の電極に対して時間的に正或い
は負の極性をもち、負の印加パルス幅にパルス点灯発光
による発光時間が含まれ、他方、正の印加パルス幅にア
フターグローによる発光時間が含まれるようにパルス位
相を制御してなる放電ランプ点灯方法。
3. A transparent conductive film mounted on a bulb of a low-pressure discharge lamp, and a pulse generator for applying a potential to the transparent conductive film, wherein a pulse applied to the transparent conductive film is applied to one of the lamps. A pulse having a temporally positive or negative polarity with respect to the electrode, so that the negative applied pulse width includes the light emission time due to pulsed light emission, while the positive applied pulse width includes the afterglow light emission time. A discharge lamp lighting method that controls the phase.
【請求項4】ランプバルブ印加パルス発生装置から透明
導電膜に印加する正と負のパルス電圧がパルス点灯発光
とアフターグロー発光の和を極大化するようにそれぞれ
調整してなる請求項3記載の放電ランプ点灯方法。
4. The method according to claim 3, wherein the positive and negative pulse voltages applied from the lamp bulb application pulse generator to the transparent conductive film are adjusted so as to maximize the sum of pulsed light emission and afterglow light emission. Discharge lamp lighting method.
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