JPS58169861A - 低圧希ガス放電灯装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はクリプトンの発光を利用する低圧希ガス放電
灯とその点灯装置に関する。

螢光ランプと同様に低圧ガスの陽光柱の発光を利用する
低圧希ガス放電灯は、螢光ランプに比べて寿命中の劣化
が少ないこと、温度依存性が少ないこと、始動後の光束
の変化が少ないことなどの特徴を有している。またクリ
プトンの陽光柱は近赤外に多数の発光スペクトルをもつ
ために近赤外光源として利用可能である一一方、低圧希
ガスの陽光柱には移動縞として知られる発光のちらつき
がある。移動縞の発生は電流値に関係しており、移動縞
の存在する下限電流と上限電流がある。従って移動縞の
ない安定した放電を得るためには下限電流以下か。

あるいは上限電流以上で点灯すればよい。しかし下限電
流以下では電流値が小さいため大きな光出力が得られず
実用的でなく上限電流以上で点灯する必要がある。

ところで限界電流は直流放電において得られたものであ
り、交流電源では様相が異なる。交流放電では電流値が
変化するために、ある瞬間に上限電流以上であっても、
別の瞬間には上限ｉＩ流以下となる。このために限界電
流を決定することは困難であり、従って交流放電でちら
つきのない発光を得ることは難しかった０この発明者ら
は交流放電でちらつきのない発光が得られる低圧希ガス
放電灯について鋭意研究を重ねた結果、高周波放電では
両極性拡散時間に比べて電流の変化が速いために、イオ
ン密度は電流に追随せずに一定となり限界電流が設定で
きるのではないかと想到し、クリプトンの発光が主体で
ある低圧希ガス放電灯に関して種々検討の結果、所定値
以上の高周波では放電灯の封入圧力に１達して電流の尖
頭値で限界電流を決定できることを見出した。この発明
はこの知見に基づいてなされたものである。

即ち、この発ＢＡは低圧希ガス放電灯を、クリプトンあ
るいはクリプトンを含有し残部がアルゴン・ネオン・ヘ
リウムの少なくとも一種からなる混合ガスｆ　０．５　
’ｒｏｒｒ以上、　８　Ｔｏｒｒ以下放電収容器に封入
してクリプトンの発光が主体であろ構成とし、この放電
灯１に５　ＫＨｚ以上の周波数でかつ放電灯の封入圧−
ＩＰ（Ｔｏｒｒ）Ｋ対して電流の尖頭値工ｏｐ　（Ａ）
　（０−ｐｅａｋ電流）が工ｏｐ≧１．２／Ｐ０・５で
ある高周波点灯装置で点灯するものである。

この発明において、クリプトンの発光を得るためには放
電収容器に封入されるガスはクリプトンのみが、あるい
はクリプトンよりも高い電離電圧のガスを混合した場合
に限られる。従ってクリプトンに混合できるガスはヘリ
ウム・アルゴン・ネオンである。但しその他のガスであ
っても極めて微量の場合はこの限りでないが。

反対にクリプトンが微量なために他のガスの発光の方が
クリプトンの発光より多くなる場合は除かれる。

封入ガスの圧力はＱ、　５　Ｔｏｒｒ未満では′Ｒｆｍ
の寿命が短くなり、かつ限界電流が大きくなるため不適
当であｒ）　、　８　Ｔｏｒｒ　ｖＩ−超えると発光効
率が低下するため不適当である。従って圧力範囲はα５
Ｐ−ｆＪ　Ｔｏｒｒが適当である。

また点灯装置の点灯周波数は、低い場合にはイオン密度
の変動が生じて限界電流が変化すると考えられる。この
周波数の下限は明らかでないが少なくとも発明者らの実
験範囲である５ＫＨｚ以上では不変であった。

限界電流は発明者らが種々の実験により、封入圧力と電
流の尖頭価（０−ｐｅａｋ　ｉｊ流）とに関係し封入圧
力をＰ（Ｔｏｒｒ）としたとき電流の尖頭値工ｏｐ（Ａ
）はＩｏｐ　（Ａ）　＝　１．２　／Ｐ０５であること
がわかった。従ってこれ未満では発光にちらつきが生じ
、これ以上の電流値で点灯すれば発光にちらつきが生じ
ない。

ここで、限界電流を電流の尖頭値（０−ｐｅａｋ電流）
で表わすのは発明者らが正弦波の高胸波および矩形波の
高周波で実験を行なった結果。

正弦波の高周波では実験中に電極の損傷などにより電流
の歪みを生じることがあったが限界電ｆＭ、に電流の尖
頭値で表示すると一定であった。

また、矩形波の高周波でも正弦波の場合の電流の尖頭値
とはソ等しいことが判明した。これは限界電流が電流の
実効値よりも、むしろ電流の尖頭値に影１１を受けるた
めと考えられる。従って限界電流に尖頭値を用いること
により、正弦波以外の電流波形でも使用可能となる。

以下、実施例によりさらにこの発明の詳細な説明 熱電子放射物質を担持したフィラメントコイル電極を両
端に封着した管外径２６酊，長さ４３６１０１のガラス
管にクリプトンとクリプトンの混合比３０％および７０
％で残部がネオンである３種類のガスを０．　５　Ｔｏ
ｒｒｚ８　Ｔｏｒｒ封入した多数のランプを製作した。

このランプを点灯するために５　ＫＨｚ　Ｓ５　０ＫＨ
ｚの高周波電源を用いた。この電源と上記ランプとの間
に適当なインピーダンスを有する限流素子を介挿した。

ここでは限流素子を兼ねて高周波電源に接続したリーケ
ージ形出カトランスを使用した。また限界電流を定める
ために電流値を変化させた場合の発光波形をフォトダイ
オードで観察して．陽光柱全域にわたって一様な発光と
なり完全に発光波形が安定する電流値を求めた。

図は上記の実験の結果得られた限界電流と封入圧力の関
係を示す。実験値は○印で示され。

実線は限界電流の存在する下限１に示している。

なお限界電流は電流の尖頭値（０−ｐｅａｋ　１１ｉ流
）を用いている。図よりちらつきのない点灯をするため
の電流の尖頭値工ｏｐ（Ａ）はＩｏｐ≧ｔ２／Ｐ”であ
ることが分かる。

上記の実験では３釉類のガス間の差はほとんどなかった
が、わずかにクリプトン単体の場合よりも混合ガスのほ
うが高い電流値を示す傾向があった。この現象は次のよ
うに考えられる。

以上のランプはすべてクリプトンの発光が主体となるラ
ンプであり、このような状況ではクリプトンが限界電流
の支配的な因子となっているためにクリプトン単体の場
合に近い値をとる。

また直流における移動縞の上限電流はクリプトンよりネ
オンのほうが大きいので、混合ガスの限界電流はクリプ
トン単体の場合より大きくなる傾向を示すと考えられる
。以上の関係は他の希ガスとの混合に関しても同□様で
あるために。

上記の実験によって得られた電流範囲を他の混合ガスに
対しても適用できると考えられる。これｔ確認するため
にクリプトンを含有し、３！ｌｉ部がそれぞれアルゴン
・ヘリウムである混合ガス。

およびクリプトン−アルゴン・ネオン混合ガスやクリプ
トン・アルゴン・ヘリウム混合ガスなど多数の種類の混
合ガスを用いてそれぞれ少数のランプを製作して、これ
らのランプと上記の実験結果を比較検討した。この結果
、上記の傾向は一般的であり１図に与えられた限界電流
の存在する下限は他の混合ガスに対しても適用しうろこ
とを確認した。

以上説明したとおりこの発明によれば、クリプトンの発
光が主体であるランプｔその封入圧力に対応した高周波
の限界電流以上で点灯することにより、ちらつきのない
安定した点灯ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図はランプ封入圧力と限界電流の関係図である０ 代理人　葛　野　信　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クリプトンあるいはクリプトンを含有し残部がアルゴン
   −ネオン・ヘリウムの少なくとも一種からなる混合ガス
   ｆ　１１．５　Ｔｏｒｒ以上、　１ＩＴｏｒｒ以下放電
   収容器に封入したクリプトンの発光が主体である低圧希
   ガス放電灯と、この放電灯を５ＫＨｚ以上の周波数で封
   入圧力Ｐ（Ｔｏｒｒ）に対しテｔ　流ｆ）尖頭値工０’
   Ｐ　（Ａ）　（０−ｐｅａｋ電流）が工ｏｐ≧１．２７
   Ｐ”である高周波点灯装置によって構成された低圧希ガ
   ス放電灯装置０