JP2004014468A - Drive method for gas discharge tube - Google Patents

Drive method for gas discharge tube Download PDF

Info

Publication number
JP2004014468A
JP2004014468A JP2002170489A JP2002170489A JP2004014468A JP 2004014468 A JP2004014468 A JP 2004014468A JP 2002170489 A JP2002170489 A JP 2002170489A JP 2002170489 A JP2002170489 A JP 2002170489A JP 2004014468 A JP2004014468 A JP 2004014468A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas discharge
discharge tube
indirectly heated
heater
lighting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002170489A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Kawai
河合　浩司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP2002170489A priority Critical patent/JP2004014468A/en
Publication of JP2004014468A publication Critical patent/JP2004014468A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive method for a gas discharge tube capable of reducing a start-up time and improving rising characteristics of a light output. <P>SOLUTION: When turning on an AC power source 55, the AC power source 55 is connected between stem pins 5, a first terminal 61 and a second terminal 62 in a switch 60 are electrically connected with each other, and a starter 53 is bypassed. Thereby, a current is supplied to heaters 11 from the AC power source 55, and electron emission parts of indirectly heated electrodes are preheated before lighting. When a prescribed time T1 lapses after the turning-on of the AC power source 55, the first terminal 61 and a third terminal 63 in the switch 60 are electrically connected with each other, and the starter 53 is connected between the stem pins 3. Thereby, power from the AC power source 55 is supplied to the starter 53, the lighting of the gas discharge tube is started, and electric discharge is started between the indirectly heated electrodes. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傍熱型電極を備えたガス放電管の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
傍熱型電極を備えたガス放電管として、たとえば特開平４−３５７６５９号公報に開示されたようなものが知られている。特開平４−３５７６５９号公報に開示されたガス放電管は、ガスが気密封止された管状の容器と、この容器の両端部にそれぞれ封装された一対のステムピンの先端部に装着された傍熱型電極とを備えており、傍熱型電極のそれぞれは、一端部が一対のステムピンの一方と電気的に接続される加熱用ヒータと、加熱用ヒータの他端部と電気的に接続されると共に、一対のステムピンの他方と電気的に接続され、加熱用ヒータからの熱を受けて電子を放出する電子放射部と、を有している。
【０００３】
また、上述したガス放電管には、当該ガス放電管を点灯させるための駆動回路として、一方のステムピン間に交流電源が結合され、他方のステムピン間にスタータ等が結合されている。この駆動回路では、交流電源を投入し、スタータをオンすると、ヒータが加熱され、電子放射部が熱電子の放射可能な状態となる。この間に、スタータがオフすると、放電を開始し、維持する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平４−３５７６５９号公報に開示されたガス放電管の駆動回路では、スタータがオン、すなわちガス放電管の点灯開始後にヒータが加熱されることとなり、始動時間が長く、光出力の立ち上がり特性が悪くなってしまうという問題点を有することになる。
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、始動時間を短縮して、光出力の立ち上がり特性を改善することが可能なガス放電管の駆動方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ところで、本発明者等は、放電表面電位を実験因子として、従来の傍熱型電極（傍熱型陰極）との比較を陰極降下電圧（ボックス電位）を中心に着目し、調査研究の結果、以下のような事実を新たに見出した。
【０００７】
なお、以後使用する等電位面、等電位界面、ボックス電位と放電形態は、次のように定義する。等電位面とは、電位的に等電位状態となっている放電面が構成された状態をと定義する。等電位界面とは、等電位面に易電子放射物質としての金属酸化物が接触塗布され、ガスと接触した構造と定義する。ボックス電位とは、放電中、陰極近傍の陰極と電気的に絶縁された端子と陰極間に発生する電位と定義する。放電物性の一般用語として使われている陰極降下電圧に近似している値である。イオン電流とは、ガス放電管中のガス分子に電子が衝突することで、ガス分子が電離生成した電離ガスによって発生する電流と定義する。熱電子放出とは、金属の温度を上昇させると、熱運動エネルギが増加し、金属の持つ電子エネルギ障壁（仕事関数）を超えて空間中に電子が飛びだす電子放出のことで、ここでは化学的に不安定な易電子放射物質としての金属酸化物からの電子放出のことである。二次電子放出とは、電離ガスの陰極への衝突時に、陰極から空間中に電子が押し出される電子放出のことである。
【０００８】
直流動作でのボックス電位の変化を等電位化の前後で比較してみると、図１５に示されるように、ボックス電位の顕著な差を確認した。発明者は、等電位界面モデルを作成し、本現象の調査研究結果の考察を行った。ガス放電での放電形態としては、イオン電流、熱電子放出、二次電子放出の３形態でほぼ言い表すことができ、理論的には、下記のような関係式で表現される。因みに、真空放電での放電形態としては、熱電子放出のみでほぼ言い表すことができ、ガス放電の放電形態とは異なる。
Ｉｄ　＝Ｉｉ　＋　Ｉｅ＝Ｉｉ（１＋　γ）＋　Ｉｔｈ　　　　　　　　　　……　（１）
Ｉｅ　＝Ｉｔｈ＋γＩｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……　　（２）
Ｖｃ　＝Ｖｏ＋｛（１−Ｉｔｈ／Ｉｄ）｝／　｛α（γ＋Ｉｔｈ／Ｉｄ）｝　　　　　……　（３）
ショットキー効果関連の式
Ｉｅ　＝Ｉｔｈｅｘｐ｛（ｅ／ｋＴ）ｓｑｒ（ｅＥ／４πεｏ）　……　（４）
Ｉｔｈ＝ＳＡＴ＾２＊ｅｘｐ（−ｅφ／ｋＴ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　……　（５）
Ｉｓｅ＝Ｉｔｈ［ｅｘｐ［（ｅ／ｋＴ）ｓｑｒ（ｅＥ／４πεｏ）］−１］　　……（６）
ここで、Ｉｉ：イオン電流
Ｉｅ：エミッション電流
Ｉｔｈ：熱電子電流
Ｉｓｅ：二次電子電流
Ｉｄ：放電電流
Ｖｃ：陰極降下電圧
γ：二次電子放出に関わる係数（利得）
α、Ｖｏ：パラメータ
Ｓ：電極表面積
Ａ：材料で決定される定数
Ｔ：陰極温度
ｅ：電子負荷
φ：仕事関数
ｋ：ボルツマン定数
εｏ：真空中の誘電率
Ｅ：陰極降下部の電界強度
【０００９】
次に、ガス放電管におけるイオン電流（Ｉｉに相当）とエミッション電流（電子：Ｉｅに相当）について考察する。電子の静止質量が９．１０９×１０−３１ｋｇであるのに対して、元素の中で最も軽い水素でも１．６７５×１０−２７ｋｇと電子に比べ格段に重い。更に、電離ガスは陰極に吸寄せられて衝突するのに対して、電子の場合は、陰極から引き離されることから、電離ガスの衝撃力が電子の衝撃力を上回り、電離ガスの陰極に与える損傷は電子に比べて大きい。以上のことからイオン電流の陰極に対する有害性が分かる。一方、ガス放電管の発光および放電現象の観点から見ると、電離ガスが、発光物質として寄与するほか、真空中に比べ、イオン電流に依存して多くの放電電流を空間中に引き出す効用がある。ガス放電管においては、イオン電流の功罪を加味しつつ、陰極に対する影響を最小限に保つことが寿命特性、安定性を図る上で大切である。
【００１０】
ボックス電位は、陰極降下電圧に近似し、ガスの励起、電離状態を相対的に示していて、電離ガス発生量の目安となる。ボックス電位が低ければ低いほど、電離ガス生成量は少ないことを意味している。
【００１１】
ガス放電での放電形態としては、イオン電流、熱電子放出、二次電子放出の３形態あることは、上述した。熱電子放出は、易電子放射物質としての、バリウム等の金属酸化物を加熱することで起きる。熱電子放出は、放電開始時に、ガス電離を起こし、放電を開始させる役目が有る。放電を開始した後、ガス放電の場合、易電子放射物質としての金属酸化物から放出される熱電子に引き寄せられる形で電離ガスが衝突してくる。その際、電離ガス衝突により、主に電気導体と易電子放射物質としての金属酸化物の界面上から二次電子放出が起きる。ガス放電の場合、単位面積あたりの放電電流密度が、真空放電に比べ数十倍から数百倍にもなり、全放電電流中の大半が二次電子放出で形成される。
【００１２】
二次電子の供給に関し、易電子放射物質としての金属酸化物の電気抵抗率は、電気導体に比べ格段に大きく、易電子放射物質としての金属酸化物単体での供給には限界があり、二次電子の供給の多くは電気導体を介して供給され、易電子放射物質としての金属酸化物との界面上から放出される。電気導体への二次電子の基となる電子供給は、直接外部回路から供給される場合と、易電子放射物質としての金属酸化物との接触面を介して行われる場合がある。電気導体と界面を成さない易電子放射物質としての金属酸化物上からも熱電子放出が起きるが、上述したように、二次電子の供給に関し、易電子放射物質としての金属酸化物単体での供給には限界があり、二次電子放出量は少なく、ガス放電中に占める易電子放射物質としての金属酸化物単体からの放電電流の絶対量はきわめて少ない。以上整理すると、ガス放電における陰極で、主に電子放出を担う場所は、電気導体と易電子放射物質としての金属酸化物界面である。
【００１３】
次に、図１５及び図１６を参照して、等電位界面モデルに関して説明する。図１５は、横軸をヒータ印加電圧（Ｖｆ）、つまり陰極への強制加熱量による陰極温度の増減軸とし、縦軸を陰極降下電圧（ボックス電位）（Ｖｃ）とした線図（モデル図）である。図１６は、横軸を同じくヒータ印加電圧（Ｖｆ）とし、縦軸を放電電流（Ｉｄ）とした線図（モデル図）である。ただし、図１６の放電電流（Ｉｄ）は一定として、縦軸は、熱電子電流、二次電子電流、イオン電流の構成割合（領域分布）を表している。図１５の縦軸は、高低を表している。
【００１４】
陰極温度の構成要因は、ヒータ印加電圧（Ｖｆ）、つまり陰極への強制加熱量の他に、電離ガスの陰極への衝突時に発生する通称、自己加熱量が有り、この合計熱量により決まる。図１５左側の陰極温度が低い、つまり強制加熱量が少ない、あるいは放熱面積が大きく、陰極からの損失熱量が多い領域では、熱電子生成量が少なく、これを補う形でイオン電流が支配的になり、陰極降下電圧が電離電圧以上となり、電離ガスの生成を加速している。この領域で、陰極表面の電位分布が不均一である場合は、イオン電流、二次電子電流の集中による局所的な放電（放電位置の偏在）が生じ易く、電離ガス衝撃による陰極表面への損傷が大きく、陰極物質材（易電子放射物質としての金属酸化物）の削り取り（スパッタ）、還元金属との酸化による安定化（鉱物化）を招き易い。
【００１５】
これに対して、図１５左側の陰極温度が高い、つまり強制加熱量が多い、あるいは放熱面積が小さく、陰極への蓄熱量が多い領域では、熱電子生成量が過剰となり、これを補う形でイオン電流は減少し、陰極降下電圧が電離電圧以下なる。しかし、陰極温度が上昇し陰極構成物の蒸気圧を高め、蒸発による易電子放射物質としての金属酸化物の消失を招き易い。陰極への熱量の過不足は、上述した理由により好ましくない。動作領域の目安としては、ボックス電位（陰極降下電圧）で言うと、電離電圧近辺での動作が適している。
【００１６】
ところで、このモデルの構成要素の中で、重要な要素として、放電面積がある。これは、関係式中の電極表面積（Ｓ）と同義とみなせる。先に述べたように、ガス放電では、電気導体と易電子放射物質としての金属酸化物界面上からの電子放出が、放電主体を成している。これに加え、温度均一性に止まらず、電位的にも均一（等電位）であるか否かによって放電面積は変わる。つまり、放電面積は等電位面の面積、あるいは等電位面部の長さに比例することとなり、等電位面が広い、あるいは長いほど、電極表面積（Ｓ：放電面積）が増加し、上記（５）式から、熱電子電流（Ｉｔｈ）の割合が増加し、上記（１）式よりイオン電流量が減少し、イオン電流、二次電子電流は等電位面に分散し、図１６のモデルの細線部（等電位化前）はモデルの太線側（等電位化後）に領域分布がシフトすることになり、上記（３）式から図１５のボックス電位（陰極降下電圧）が低下する。今回の等電位面と金属酸化物、ガスの等電位界面構造を採用し、熱電子量が増加することで、放電電流中のイオン電流量が減少し、図１５のボックス電位が下がる理由を説明できる。
【００１７】
以上のことから、ガス放電において、従来の等電位化されていない陰極に比べ、イオン電流量を減少させることで、単位放電面積あたりの電離ガス衝撃を緩和させることができ、その結果、陰極への負荷が軽減し、熱電子放出能の低下が少なく、寿命特性が改善され、これに伴い、放電位置の移動も少なく、安定性の改善を図れることが分かる。
【００１８】
次に、等電位面のガス放電管への有効性について、考察する。真空放電での放電形態としては、熱電子放出のみでほぼ言い表すことができ、ガス放電の放電形態とは異なると、先に述べた。真空放電中での放電面積は、熱電子放出面にある易電子放射物質としての金属酸化物により形成された表面積で決まるといえる。従って、熱電子放出のほか、イオン電流、二次電子放出からなる放電形態を有するガス放電管における放電面積構成要素と真空放電中の放電面積構成要素とが異なり、ガス放電における陰極で、主に電子放出を担う場所は、電気導体と易電子放射物質としての金属酸化物界面であるから、放電面として、電気導体から形成されて電位をほぼ等しくした、等電位面がガス放電において有効であることを見出した。
【００１９】
更に、等電位面の形成手段に使う材料をメッシュ状、線状、あるいはリボン状、箔状を含む板状と細線構造とすることで、放熱面となる表面積と、熱伝導部となる体積を極力増やさず、結果的に熱損失量を抑える。金属酸化物と等電位面の接触部を増し、結果的に放電面積を増やす。以上のことから、等電位面の形成手段に使う材料をメッシュ状、線状、あるいは板状と細線構造とすることで、等電位面の効果をより高めることを見出した。
【００２０】
従来のように、陰極表面の電位分布が不均一である場合は、発熱量もそれに伴い不均一となるため、熱電子の生成密度も不均一となり、イオン電流、二次電子電流の集中による局所的な放電（放電位置の偏在）が生じることになる。そして、局所的な放電は、陰極物質材（易電子放射物質としての金属酸化物）の削り取り（スパッタ）、還元金属との酸化による安定化（鉱物化）、つまり熱電子放出能の低下を招き、放電位置が次なる熱電子放出特性のよい位置へと移動する。このように、局所的な熱電子放出劣化を繰り返しながら、陰極表面を劣化させることになる。また、上述した放電位置の移動により、放電自体が不安定になってしまう。
【００２１】
かかる調査研究結果も踏まえ、本発明に係るガス放電管の駆動方法は、傍熱型電極を備えたガス放電管を点灯させるガス放電管の駆動方法であって、傍熱型電極は、表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒータと、加熱用ヒータからの熱を受けて電子を放出する電子放射部と、電子放射部の最表面側部分に設けられ、所定長さを有する電気導体と、を有しており、ガス放電管を交流電源を用いて点灯する際に、当該点灯に先立って、所定の期間、加熱用ヒータに電流を供給して、当該加熱用ヒータを予熱することを特徴としている。
【００２２】
本発明に係るガス放電管の駆動方法では、傍熱型電極において、電気導体により電子放射部に等電位面が実効的に形成されるので、形成された等電位面の広い領域で熱電子放出が起きるために放電面積が増加し、単位面積当りの電子放出量（電子放出密度）が大きくなり、放電位置における負荷が軽減されることになる。これにより、局所的な放電の発生を抑制でき、傍熱型電極の長寿命化を図ることができる。また、放電位置の移動も抑制されることになるため、長時間にわたって安定した放電を得ることができる。また、放電面積が増加したことに関連して、電流密度を若干上げて、負荷をやや増す、つまり、放電電流を増しても、従来のものに比べ損傷を小さくでき、従来のものとほぼ同一形状で、大放電電流の傍熱型電極を提供でき、パルス動作、大電流動作を実現することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、ガス放電管を交流電源を用いて点灯する際に、点灯に先立って、所定の期間、加熱用ヒータに電流が供給されるので、点灯開始時には加熱用ヒータが既に予熱された状態とされる。これにより、点灯後、速やかに放電が開始されることとなり、始動時間を短縮して、光出力の立ち上がり特性を改善することができる。
【００２４】
本発明に係るガス放電管の駆動方法は、傍熱型電極を備えたガス放電管を点灯させるガス放電管の駆動方法であって、傍熱型電極は、コイル状に巻き回されたコイル部材と、コイル部材の内側に配設され、その表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒータと、コイル部材に保持される易電子放射物質としての金属酸化物と、コイル部材の内側に当該コイル部材と接触して設けられ、所定長さを有する電気導体と、を有しており、ガス放電管を交流電源を用いて点灯する際に、当該点灯に先立って、所定の期間、加熱用ヒータに電流を供給して、当該加熱用ヒータを予熱することを特徴としている。
【００２５】
本発明に係るガス放電管の駆動方法では、傍熱型電極において、電気導体によりコイル部材の裏面（放電面とは反対側の面）に等電位面が実効的に形成されるので、形成された等電位面の広い領域で熱電子放出が起きて放電面積が増加し、単位面積当りの電子放出量（電子放出密度）が大きくなり、放電位置における負荷が軽減されることになる。これにより、局所的な放電の発生を抑制でき、電極の長寿命化を図ることができる。また、放電位置の移動も抑制されることになるため、長時間にわたって安定した放電を得ることができる。また、放電面積が増加したことに関連して、電流密度を若干上げて、負荷をやや増す、つまり、放電電流を増しても、従来のものに比べ損傷を小さくでき、従来のものとほぼ同一形状で、大放電電流の傍熱型電極を提供でき、パルス動作、大電流動作を実現することができる。また、陰極降下電圧も、従来の傍熱型電極に比して、極めて安定したものとなる。
【００２６】
また、本発明によれば、ガス放電管を交流電源を用いて点灯する際に、点灯に先立って、所定の期間、加熱用ヒータに電流が供給されるので、点灯開始時には加熱用ヒータが既に予熱された状態とされる。これにより、点灯後、速やかに放電が開始されることとなり、始動時間を短縮して、光出力の立ち上がり特性を改善することができる。
【００２７】
本発明に係るガス放電管の駆動方法は、傍熱型電極を備えたガス放電管を点灯させるガス放電管の駆動方法であって、傍熱型電極は、マンドレルを有するコイルをコイル状に巻き回して構成した多重コイル部材と、多重コイル部材の内側に配設され、その表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒータと、多重コイル部材に接触するように当該多重コイル部材に保持される易電子放射物質としての金属酸化物と、を有しており、ガス放電管を交流電源を用いて点灯する際に、当該点灯に先立って、所定の期間、加熱用ヒータに電流を供給して、当該加熱用ヒータを予熱することを特徴としている。
【００２８】
本発明に係るガス放電管の駆動方法では、傍熱型電極において、多重コイル部材がマンドレルを有しているので、多重コイル部材の剛性が高くなり、成形を容易に行うことができ、この結果、傍熱型電極の製造が容易となる。また、加工時及び使用時の多重コイル部材の変形を抑制することができる。また、易電子放射物質である金属酸化物がコイル部分の間隔である、ピッチ（心距）間に挟み込まれて保持されることになる。これにより、各ピッチ間の距離は隙間程度に小さいため振動による金属酸化物の脱落を抑制することができる。また、隙間構造のピッチが多数存在するため、多量の金属酸化物を保持でき、放電中の経時劣化に伴う消失金属酸化物分を補充する効果がある。
【００２９】
また、本発明によれば、ガス放電管を交流電源を用いて点灯する際に、点灯に先立って、所定の期間、加熱用ヒータに電流が供給されるので、点灯開始時には加熱用ヒータが既に予熱された状態とされる。これにより、点灯後、速やかに放電が開始されることとなり、始動時間を短縮して、光出力の立ち上がり特性を改善することができる。
【００３０】
また、上記所定の期間の経過後に、加熱用ヒータの一端間にガス放電管を点灯させるためのスタータを結合して、ガス放電管を点灯することが好ましい。この場合には、加熱用ヒータの予熱後、ガス放電管を確実に点灯させることができる。
【００３１】
また、上記所定の期間、交流電源に直列接続して設置されるコンデンサを介して、加熱用ヒータに電流を供給し、上記所定の期間の経過後に、交流電源に直列接続して設置される安定器を介して、傍熱型電極に電流を供給することが好ましい。この場合には、加熱用ヒータを予熱する際に、安定器を介することなく交流電源から加熱用ヒータに電流を供給することができ、加熱用ヒータに供給される電流が増大することとなる。これにより、加熱用ヒータの発熱量が増加して、予熱をより一層速やかに行うことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明によるガス放電管の駆動方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００３３】
まず、図１及び図２に基づいて、本実施形態に係るガス放電管ＤＴ１を説明する。図１は、本実施形態に係るガス放電管（蛍光ランプ）を示す構成図であり、図２は、本実施形態に係るガス放電管に含まれる傍熱型電極近傍の概略断面図である。
【００３４】
ガス放電管ＤＴ１は、図１に示されるように、密封容器としての管状バルブ１と、ステムピン（導入線）３，５と、傍熱型電極Ｃ１とを備えている。
【００３５】
管状バルブ１は、ガラス等の材料からなり、当該管状バルブ１の端部を構成するステム１ａを含んでいる。管状バルブ１の内部には、アルゴン等の希ガス、あるいは、アルゴン等の希ガス及び水銀が封入されている。また、管状バルブ１の内壁には図示しない蛍光体が塗布されている。ステムピン３，５は、管状バルブ１の両端において、管状バルブ１のステム１ａに立設されており、管軸方向に延在している。傍熱型電極Ｃ１は、ステムピン３，５の先端部に装着されて、管状バルブ１内に気密に封着されている。本実施形態において、管状バルブ１の管径はφ３０ｍｍであり、傍熱型電極Ｃ１間長は２００ｍｍに設定されている。
【００３６】
傍熱型電極Ｃ１は、図２にも示されるように、加熱用ヒータ１１と、コイル部材としての二重コイル１３と、電気導体としての線状部材１５と、易電子放射物質（陰極物質）としての金属酸化物１７とを有している。
【００３７】
加熱用ヒータ１１は、直径０．１〜０．３ｍｍ、たとえば０．２ｍｍのタングステン素線を二重に巻回したフィラメントコイルからなり、このタングステンフィラメントコイルの表面には、電着法等により電気絶縁材料（たとえば、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、シリカ等）が被覆されて電気絶縁層１２が形成されている。なお、電気絶縁層１２の代わりに電気絶縁材料（たとえば、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、シリカ等）の円筒パイプを用い、当該円筒パイプ内に加熱用ヒータ１１を挿入して加熱用ヒータ１１を絶縁する構成を採用してもよい。ここで、二重コイル１３と易電子放射物質としての金属酸化物１７とは、加熱用ヒータ１１からの熱を受けて電子を放射する電子放射部を構成している。
【００３８】
加熱用ヒータ１１の一端部１１ａは、溶接等により、ステムピン３に電気的に接続されている。
【００３９】
二重コイル１３は、コイル状に巻き回されたコイルより構成される多重コイルであって、直径０．０９１３ｍｍのタングステン素線を外径０．４５ｍｍの１次マンドレル１３ａにピッチ０．１５ｍｍで巻き回して一次コイル（外周径０．６３３ｍｍ）に形成し、さらにその一次コイルを外径３．０ｍｍの２次マンドレルにピッチ０．７５ｍｍで、たとえば６回巻き回して二重コイルに形成したものである。二重コイル１３の内側には、加熱用ヒータ１１が挿入されて配設されている。
【００４０】
二重コイル１３は、２次マンドレルを取り除き１次マンドレル１３ａを残した状態で用いられ、当該１次マンドレル１３ａを有することになる。この１次マンドレル１３ａは、たとえばモリブデンからなる。また、二重コイル１３は、巻き回された複数のコイル部分が所定の間隔（０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ）を有している。ここで、マンドレルとは、フィラメントコイル作成時に巻径を決める型の役割を果たす芯線のことである。
【００４１】
なお、コイル部材としては、二重コイル１３を用いる代わりに、三重コイル、あるいは一重コイル等を用いるようにしもよい。また、コイル状の部材を用いる代わりに、メッシュ状の部材を用いるようにしてもよい。このように、コイルあるいはメッシュ状の部材を用いることにより、易電子放射物質としての金属酸化物１７を保持する保持手段としての放熱面積を減らすことができる。
【００４２】
線状に形成された線状部材１５は、導電性を有する剛体（金属導体）で、周期律表のＩＩＩａ〜ＶＩＩａ、ＶＩＩＩ、Ｉｂ族に属し、具体的にはタングステン、タンタル、モリブデン、レニウム、ニオブ、オスミウム、イリジウム、鉄、ニッケル、コバルト、チタン、ジルコニウム、マンガン、クロム、バナジウム、ロジウム、希土類金属等の高融点金属（融点１０００℃以上）の単体金属もしくはこれらの合金からなる。本実施形態においては、タングステン製の線状部材を用いている。線状部材１５の直径は、０．１ｍｍ程度に設定されている。
【００４３】
線状部材１５は、所定長さを有しており、二重コイル１３の外側に二重コイル１３の長手方向にわたって、放電方向に略直交するように配設されている。この線状部材１５は、図２に示されるように、二重コイル１３の長手方向に沿って二重コイル１３の複数のコイル部分に電気的に接触して設けられている。好ましくは、二重コイル１３の長手方向での全長にわたって電気的に接触して設けることがよい。この線状部材１５は、二重コイル１３と易電子放射物質としての金属酸化物１７とを含む電子放射部の最表面側部分に設けられることになる。
【００４４】
加熱用ヒータ１１の他端部１１ｂ、二重コイル１３及び線状部材１５は、リードロッド１６を介して、ステムピン５に電気的に接続されている。なお、線状部材１５の本数は、１本に限られることなく、２本以上の複数本であってもよい。また、線状部材１５と二重コイル１３との各接触点を溶接してもよい。また、線状部材１５の代わりに、メッシュ状に形成されたメッシュ状部材（例えば、直径０．０３ｍｍのタングステン素線をメッシュ状に編んだもの）や、板状（リボン状、箔状も含む）に形成された板状部材を用いてもよい。
【００４５】
傍熱型電極Ｃ１は、易電子放射物質としての金属酸化物１７を有している。金属酸化物１７は、二重コイル１３に保持され、線状部材１５に接触して設けられている。金属酸化物１７及び線状部材１５は、金属酸化物１７の表面及び線状部材１５の表面が放電面となるように、傍熱型電極Ｃ２の外側に露出しており、金属酸化物１７の表面部分に線状部材１５が接触するようになっている。
【００４６】
金属酸化物１７としては、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）の内のいずれか単体の酸化物、又はこれらの酸化物の混合物、あるいは、主構成要件がバリウム、ストロンチウム、カルシウムの内のいずれか単体の酸化物、又はこれらの酸化物の混合物であり副構成要件がランタン系を含む希土類金属（周期律表のＩＩＩａ）である酸化物が用いられる。バリウム、ストロンチウム、カルシウムは、仕事関数が小さく、熱電子を容易に放出することができ、熱電子供給量を増加させることができる。また、副構成要件として希土類金属（周期律表のＩＩＩａ）を添加した場合、熱電子供給量を更に増加させることができると共に、耐スパッタ性能を向上することもできる。
【００４７】
金属酸化物１７は、陰極物質材として金属炭酸塩（たとえば、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸カルシウム等）の形で塗布され、塗布された金属炭酸塩を真空加熱分解することにより得られる。尚、加熱用ヒータへの通電により真空加熱分解を行う場合、直流加熱分解に比べ交流加熱分解の方が好ましい。このようにして得られた金属酸化物１７が最終的に易電子放射物質となる。陰極物質材としての金属炭酸塩は、二重コイル１３の内側に加熱用ヒータ１１が配設され、二重コイル１３の外側に線状部材１５が配設されている状態において、線状部材１５側から塗布される。なお、金属炭酸塩は、傍熱型電極Ｃ１（二重コイル１３）の全周を覆うように塗布する必要はなく、線状部材１５が設けられている部分のみに塗布するようにしてもよい。
【００４８】
加熱用ヒータ１１は、図２に示されるように、電気絶縁層１２を介して、金属酸化物１７に接触している。このため、予熱時に加熱用ヒータ１１の熱を確実且つ効率よく金属酸化物１７に伝えることができる。また、特公昭６２−５６６２８号公報に開示されたガス放電管用傍熱型陰極のように熱良導性の円筒を有するものに比して、放熱面積が少なくなり、熱陰極動作に必要となる熱量の損失を抑制することができる。このため、外部からの電極への熱量供給、強制過熱を必要とせず、自己加熱による熱量のみで電極が動作するよう設計できる。ここで、自己加熱とは、ガス放電管において電極から電子が出る際、放電空間中のイオン化したガス分子が衝突して電気的に中和されるが、ガス分子が電極に衝突する衝撃により、熱が発生することをいう。
【００４９】
続いて、図３に基づいて、ガス放電管ＤＴ１の点灯装置５０を説明する。ガス放電管ＤＴ１の点灯装置５０は、図３に示されるように、スタータ（始動装置）５３、安定器５４、交流電源５５、切替部６０を有している。スタータ５３は、グロー管等を用いることができる。点灯装置５０では、ステムピン５間に、安定器５４、交流電源５５を結合している。安定器５４は、交流電源５５に対して直列接続して設置されている。
【００５０】
切替部６０は、第１〜第３端子６１〜６３と電源入力端子６４，６５を含んでいる。電源入力端子６４，６５は、交流電源５５に接続されている。切替部６０は、電源入力端子６４，６５間に交流電源５５からの電力が供給されると、所定の時間Ｔ１（たとえば、約１０秒）、第１端子６１と第２端子６２とを電気的に接続した状態となる。そして、この所定の時間Ｔ１が経過すると、切替部６０は、第１端子６１と第２端子６２との電気的な接続を遮断し、第１端子６１と第３端子６３とを電気的に接続した状態となる。切替部６０は、たとえば、ＲＳコンポーネンツ社製単極双投リレー：ＲＳ品番３２９−１３７を用いることができ、単極双投リレー：ＲＳ品番３２９−１３７を「オン・パルス」として機能させることで切替部６０を実現することができる。
【００５１】
切替部６０の第１端子６１は、一方のステムピン３（一方の傍熱型電極Ｃ１の加熱用ヒータ１１の一端部１１ａ）に電気的に接続されている。切替部６０の第２端子６２は、他方のステムピン３（他方の傍熱型電極Ｃ１の加熱用ヒータ１１の一端部１１ａ）に電気的に接続されている。切替部６０の第３端子６３は、スタータ５３を介して他方のステムピン３（他方の傍熱型電極Ｃ１の加熱用ヒータ１１の一端部１１ａ）に電気的に接続されている。
【００５２】
次に、図４〜図６に基づいて、ガス放電管ＤＴ１の点灯装置５０の動作（ガス放電管ＤＴ１の駆動方法）について説明する。図４は、ガス放電管の点灯装置の動作を説明するためのタイムチャートであり、図５及び図６は、ガス放電管の点灯装置の動作を説明するための図である。図４（ｂ）及び（ｃ）において、「ＯＮ」は対応する端子間が電気的に接続された状態にあることを示し、「ＯＦＦ」は対応する端子間の電気的な接続が遮断された状態にあることを示す。
【００５３】
まず、交流電源５５が投入されると（図４中、Ａ０の時点）、ステムピン５間に交流電源５５が結合された状態となると共に、図５にも示されるように、切替部６０は、第１端子６１と第２端子６２とを電気的に接続した状態となり、スタータ５３をバイパスした状態となる。これらにより、交流電源５５からそれぞれの加熱用ヒータ１１に電流が供給されて、傍熱型電極Ｃ１（電子放射部、すなわち二重コイル１３と易電子放射物質としての金属酸化物１７）が点灯に先立って予熱される（図４中、Ａ０〜Ａ１の期間）。
【００５４】
交流電源５５の投入から所定の時間Ｔ１が経過すると、図６にも示されるように、切替部６０は、第１端子６１と第３端子６３とを電気的に接続した状態となり、ステムピン３間にスタータ５３が結合された状態となる。これにより、交流電源５５からの電力がスタータ５３に供給され、ガス放電管ＤＴ１の点灯が開始され、傍熱型電極Ｃ１間において放電が始まる（図４中、Ａ１以降の期間）。
【００５５】
なお、ガス放電管ＤＴ１においては、一方の傍熱型電極Ｃ１が陰極として動作している場合、他方の傍熱型電極Ｃ１は陽極として動作する。このように、電源として交流電源５５を用いた場合には、傍熱型電極Ｃ１は、カソードサイクルとアノードサイクルが繰り返されることになるが、カソードサイクルのときは、放電面積が増えるためイオン電流過多による金属酸化物１７のスパッタを防止することができる。また、アノードサイクルのときは、線状部材１５が電子収束部としての役割を果たすことになり、受電子面積が大きく、過剰となる温度上昇を防止でき、金属酸化物１７の蒸発を抑制することができる。
【００５６】
また、図４に示されたように、ガス放電管ＤＴ１を点灯装置５０に接続した場合には、ガス放電管ＤＴ１の動作（点灯）中、加熱用ヒータ１１に放電電流が導入されることはなく、▲１▼傍熱型電極Ｃ１がオーバヒート状態となるようなことはなく、傍熱型電極Ｃ１の劣化を抑制できる、▲２▼加熱用ヒータ１１で消費される電力が加わるようなことはなく、ガス放電管ＤＴ１としての発光効率（照度／入力電力）が低下するのを抑制できる、といった作用効果を奏することとなる。
【００５７】
以上のことから、本実施形態では、傍熱型電極Ｃ１において、金属酸化物１７に接触して線状部材１５が設けられ、線状部材１５が複数箇所において二重コイル１３と電気的に接触することで、線状部材１５により等電位面が実効的に形成されるので、形成された等電位面の広い領域で熱電子放出が起きるために放電面積が増加し、単位面積当りの電子放出量（電子放出密度）が大きくなり、放電位置における負荷が軽減されることになり、劣化要因である金属酸化物１７のスパッタ、還元金属との酸化による安定化（鉱物化）、つまり熱電子放出能の低下を抑制することができる。この結果、局所的な放電の発生を抑制でき、陰極の長寿命化を図ることができる。また、放電位置の移動も抑制されることになるため、長時間にわたって安定した放電を得ることができる。また、陰極降下電圧も、従来の傍熱型電極に比して、極めて安定したものとなる。
【００５８】
また、傍熱型電極Ｃ１にあっては、放電面積が増加したことに関連して、電流密度を若干上げて、負荷をやや増す、つまり、放電電流を増しても、従来のものに比べ損傷を小さくできる。これにより、従来のものとほぼ同一形状で、大放電電流の傍熱型電極を提供でき、パルス動作、大電流動作の実現が可能となる。
【００５９】
また、電気導体として線状部材１５を用いているので、熱電子放出能の低下及び放電位置の移動を抑制し得る構成の電気導体を低コスト且つより一層簡易に実現することができる。また、線状部材１５（電気導体）が剛体となるために、加工が容易であると共に、金属酸化物１７に密接して設けることができる。
【００６０】
また、二重コイル１３において、易電子放射物質である金属酸化物１７がコイルを形成する線材間の間隔である、ピッチ（心距）間に挟み込まれて保持されることとなる。これにより、各ピッチ間の距離は間隙程度に小さいため振動による金属酸化物１７の脱落を抑制することができる。また、二重コイル１３のピッチ間に多量の金属酸化物１７が保持されることになり、放電中の経時劣化に伴う消失金属酸化物分を補充する効果がある。
【００６１】
また、二重コイル１３がマンドレル１３ａを有しているので、加工時に二重コイル１３が変形するのを抑制することができるという更なる効果を奏する。
【００６２】
また、本実施形態によれば、ガス放電管ＤＴ１を交流電源５５を用いて点灯する際に、点灯、すなわちスタータ５３への電力供給に先立って、所定の期間（上記所定の時間Ｔ１）、加熱用ヒータ１１に電流が供給されるので、点灯開始時には加熱用ヒータ１１が既に予熱された状態とされる。これにより、点灯後、速やかに傍熱型電極Ｃ１間において放電が開始されることとなり、始動時間を短縮して、光出力の立ち上がり特性を改善することができる。
【００６３】
また、上記所定の期間の経過後に、加熱用ヒータ１１の一端部１１ａ間にガス放電管ＤＴ１を点灯させるためのスタータ５３を結合して、ガス放電管ＤＴ１を点灯している。これにより、加熱用ヒータ１１の予熱後、ガス放電管ＤＴ１を確実に点灯させることができる。
【００６４】
続いて、図７に基づいて、ガス放電管ＤＴ１の点灯装置の変形例を説明する。ガス放電管ＤＴ１の点灯装置１５０は、図７に示されるように、スタータ５３、安定器５４、交流電源５５、切替部１６０を有している。
【００６５】
切替部１６０は、第１〜第６端子１６１〜１６６と電源入力端子１６７，１６８を含んでいる。電源入力端子１６７，１６８は、交流電源５５に接続されている。切替部１６０は、電源入力端子１６７，１６８間に交流電源５５からの電力が供給されると、所定の時間Ｔ１、第１端子１６１と第２端子１６２とを電気的に接続した状態及び第４端子１６４と第５端子１６５とを電気的に接続した状態となる。そして、この所定の時間Ｔ１が経過すると、切替部１６０は、第１端子１６１と第２端子１６２との電気的な接続及び第４端子１６４と第５端子１６５との電気的な接続を遮断し、第１端子１６１と第３端子１６３とを電気的に接続した状態及び第４端子１６４と第６端子１６６とを電気的に接続した状態となる。切替部１６０は、たとえば、ＲＳコンポーネンツ社製２極双投リレー：ＲＳ品番３２９−２２２を用いることができ、２極双投リレー：ＲＳ品番３２９−２２２を「オン・ディレイ」として機能させることで切替部１６０を実現することができる。尚、本実施例においてはリレーとして機械式リレーで説明したが、電子式リレーでもよい。
【００６６】
なお、切替部１６０は、上述したＲＳコンポーネンツ社製単極双投リレー：ＲＳ品番３２９−１３７を２体用いることにより構成してもよい。この場合、一方の単極双投リレー：ＲＳ品番３２９−１３７で、第１端子１６１と第２端子１６２とを電気的に接続した状態と第１端子１６１と第３端子１６３とを電気的に接続した状態との切り替えを行い、他方の単極双投リレー：ＲＳ品番３２９−１３７で、第４端子１６４と第５端子１６５とを電気的に接続した状態と第４端子１６４と第６端子１６６とを電気的に接続した状態との切り替えを行うこととなる。
【００６７】
また、電源入力端子１６７，１６８間に交流電源５５からの電力が供給されて第１端子１６１と第２端子１６２とを電気的に接続した状態から、当該電気的な接続を遮断して第１端子１６１と第３端子１６３とを電気的に接続した状態とするまでの期間と、電源入力端子１６７，１６８間に交流電源５５からの電力が供給されて第４端子１６４と第５端子１６５とを電気的に接続した状態から、当該電気的な接続を遮断して第４端子１６４と第６端子１６６とを電気的に接続した状態とするまでの期間とを異ならせてもよい。
【００６８】
切替部１６０の第１端子１６１は、一方のステムピン３（一方の傍熱型電極Ｃ１の加熱用ヒータ１１の一端部１１ａ）に電気的に接続されている。切替部１６０の第２端子１６２は、他方のステムピン３（他方の傍熱型電極Ｃ１の加熱用ヒータ１１の一端部１１ａ）に電気的に接続されている。切替部１６０の第３端子１６３は、スタータ５３を介して他方のステムピン３（他方の傍熱型電極Ｃ１の加熱用ヒータ１１の一端部１１ａ）に電気的に接続されている。
【００６９】
一方のステムピン５（一方の傍熱型電極Ｃ１の加熱用ヒータ１１の他端部１１ｂ）と切替部１６０の第４端子１６１との間に交流電源５５が結合されている。切替部１６０の第５端子１６５は、コンデンサ１７０を介して他方のステムピン５（他方の傍熱型電極Ｃ１の加熱用ヒータ１１の他端部１１ｂ）に電気的に接続されている。切替部１６０の第６端子１６６は、安定器５４を介して他方のステムピン５（他方の傍熱型電極Ｃ１の加熱用ヒータ１１の他端部１１ｂ）に電気的に接続されている。
【００７０】
切替部１６０の第４端子１６１と第５端子１６５とが電気的に接続された状態では、ステムピン５間に、交流電源５５及びコンデンサ１７０を結合している。このとき、コンデンサ１７０は、交流電源５５に対して直列接続されて設置された状態となる。なお、コンデンサ１７０は必ずしも設置する必要はない。
【００７１】
一方、切替部１６０の第４端子１６１と第６端子１６６とが電気的に接続された状態では、ステムピン５間に、交流電源５５及び安定器５４を結合している。このとき、安定器５４は、交流電源５５に対して直列接続されて設置された状態となる。
【００７２】
次に、図８〜図１０に基づいて、ガス放電管ＤＴ１の点灯装置１５０の動作（ガス放電管ＤＴ１の駆動方法）について説明する。図８は、ガス放電管の点灯装置の動作を説明するためのタイムチャートであり、図９及び図１０は、ガス放電管の点灯装置の動作を説明するための図である。図８（ｂ）〜（ｅ）において、「ＯＮ」は対応する端子間が電気的に接続された状態にあることを示し、「ＯＦＦ」は対応する端子間の電気的な接続が遮断された状態にあることを示す。
【００７３】
まず、交流電源５５が投入されると（図８中、Ａ０の時点）、図９に示されるように、切替部１６０は、第１端子１６１と第２端子１６２とを電気的に接続した状態となり、スタータ５３をバイパスした状態となる。また、切替部１６０は、第４端子１６４と第５端子１６５とを電気的に接続した状態となり、ステムピン５間に、交流電源５５及びコンデンサ１７０が結合された状態となる。これらにより、交流電源５５からそれぞれの加熱用ヒータ１１に電流が供給されて、傍熱型電極Ｃ１（電子放射部、すなわち二重コイル１３と易電子放射物質としての金属酸化物１７）が点灯に先立って予熱される（図８中、Ａ０〜Ａ１の期間）。
【００７４】
交流電源５５の投入から所定の時間Ｔ１が経過すると、図１０に示されるように、切替部１６０は、第１端子１６１と第３端子１６３とを電気的に接続した状態となり、ステムピン３間にスタータ５３が結合された状態となる。また、切替部１６０は、第４端子１６４と第６端子１６６とを電気的に接続した状態となり、ステムピン５間に、交流電源５５及び安定器５４が結合された状態となる。これにより、交流電源５５からの電力がスタータ５３に供給され、ガス放電管ＤＴ１の点灯が開始されて傍熱型電極Ｃ１間において放電が始まり、点灯中は、ガス放電管ＤＴ１に安定器５４を介した状態で電力が供給される（図４中、Ａ１以降の期間）。
【００７５】
このように、上記点灯装置１５０を用いた場合においても、ガス放電管ＤＴ１を交流電源５５を用いて点灯する際に、点灯、すなわちスタータ５３への電力供給に先立って、所定の期間（上記所定の時間Ｔ１）、加熱用ヒータ１１に電流が供給されるので、点灯開始時には加熱用ヒータ１１が既に予熱された状態とされる。これにより、点灯後、速やかに傍熱型電極Ｃ１間において放電が開始されることとなり、始動時間を短縮して、光出力の立ち上がり特性を改善することができる。
【００７６】
また、上述した点灯装置１５０を用いた場合、上記所定の期間、交流電源５５に直列接続して設置されるコンデンサ１７０を介して、加熱用ヒータ１１に電流を供給して当該加熱用ヒータ１１を予熱し、上記所定の期間の経過後に、交流電源５５に直列接続して設置される安定器５４を介して、傍熱型電極Ｃ１に電流を供給している。ここで、加熱用ヒータ１１供給される電流値（Ｉｆ）は、コンデンサ１７０を介する場合、
Ｉｆ＝Ｖ／（１／（２πｆＣ）＋Ｒｆ）　　　　　　　　……　（７）
Ｖ：　交流電源の電圧
ｆ：　交流電源の周波数
Ｃ：　コンデンサ１７０の容量
Ｒｆ：この回路間の合計抵抗値（通常は加熱用ヒータ合計抵抗値）
で表される。また、安定器５４を介する場合、電流値（Ｉｆ）は、当該安定器５４の電流・電圧特性で決定される。このように、加熱用ヒータ１１を予熱する際に、安定器５４を介することなく交流電源５５から加熱用ヒータ１１に電流を供給することができ、加熱用ヒータ１１に供給される電流が増大することとなる。これにより、加熱用ヒータ１１の発熱量が増加して、予熱をより一層速やかに行うことができる。
【００７７】
なお、点灯装置５０，１５０に接続されるガス放電管は、上述したガス放電管ＤＴ１に限られるものではなく、たとえば、図１１及び図１２に示されるガス放電管ＤＴ２、図１３及び図１４に示されるガス放電管ＤＴ３を用いてもよい。
【００７８】
まず、図１１及び図１２に基づいて、ガス放電管ＤＴ２を説明する。図１１は、ガス放電管を示す構成図であり、図１２は、ガス放電管に含まれる傍熱型電極近傍の概略断面図である。
【００７９】
ガス放電管ＤＴ２は、図１１に示されるように、密封容器としての管状バルブ１と、ステムピン３，５と、傍熱型電極Ｃ２とを備えている。
【００８０】
傍熱型電極Ｃ２は、図１２にも示されるように、加熱用ヒータ１１と、コイル部材としての二重コイル２２と、電気導体としての板状部材２３と、易電子放射物質（陰極物質）としての金属酸化物１７とを有している。ここで、二重コイル２２と易電子放射物質としての金属酸化物１７とは、加熱用ヒータ１１からの熱を受けて電子を放射する電子放射部を構成している。
【００８１】
二重コイル２２は、コイル状に巻き回されたコイルより構成される多重コイルであって、直径０．０９１ｍｍのタングステン素線を径０．２５ｍｍ、ピッチ０．１４６ｍｍの一次コイルに形成し、さらにその一次コイルで径１．７ｍｍ、ピッチ０．６ｍｍの二重コイルに形成したものである。二重コイル２２の内側には、加熱用ヒータ１１が挿入されて配設されている。なお、コイル部材としては、二重コイル２２を用いる代わりに、三重コイル等を用いるようにしもよい。
【００８２】
板状に形成された板状部材２３は、導電性を有する剛体（金属導体）で、周期律表のＩＩＩａ〜ＶＩＩａ、ＶＩＩＩ、Ｉｂ族に属し、具体的にはタングステン、タンタル、モリブデン、レニウム、ニオブ、オスミウム、イリジウム、鉄、ニッケル、コバルト、チタン、ジルコニウム、マンガン、クロム、バナジウム、ロジウム、希土類金属等の高融点金属（融点１０００℃以上）の単体金属もしくはこれらの合金からなる。本実施形態においては、幅１．５ｍｍ、厚さ２５．４μｍのタングステン製の板状部材を用いている。
【００８３】
板状部材２３は、二重コイル２２の内側（加熱用ヒータ１１と二重コイル２２との間）に二重コイル２２の長手方向にわたって、放電方向に略直交して設けられている。板状部材２３は、二重コイル２２と電気的に接続された状態にある。また、板状部材２３は、二重コイル２２の内側において複数のコイル部分に接触しており、二重コイル２２と複数個の接点を形成している。
【００８４】
加熱用ヒータ１１の他端部１１ｂ、二重コイル２２及び板状部材２３は、リードロッド１６を介して、ステムピン５に電気的に接続されている。なお、板状部材２３を用いる代わりに、メッシュ状に形成されたメッシュ状部材（例えば、直径０．０３ｍｍのタングステン素線をメッシュ状に編んだもの）線状に形成された線状部材（たとえば、直径０．１ｍｍ程度のタングステン素線）を用いるようにしてもよい。また、板状部材２３と二重コイル２２との各接触点を溶接してもよい。
【００８５】
金属酸化物１７は、二重コイル２２及び加熱用ヒータ１１に保持され、板状部材２３に接触して設けられている。金属酸化物１７の表面及び二重コイル２２の表面が傍熱型電極Ｃ２の外側に露出しており、金属酸化物１７の表面部分に二重コイル２２の表面部分が接触するようになっている。金属酸化物１７は、第１実施形態と同様にして、設けられる。
【００８６】
加熱用ヒータ１１は、電気絶縁層１２を介して、金属酸化物１７と二重コイル２２とに接触している。このため、予熱時に加熱用ヒータ１１の熱を確実且つ効率よく金属酸化物１７及び二重コイル２２に伝えることができる。また、特公昭６２−５６６２８号公報に開示されたガス放電管用傍熱型陰極のように熱良導性の円筒を有するものに比して、熱陰極動作に必要となる熱量の損失を抑制することができる。このため、外部からの電極への熱量供給、強制過熱を必要とせず、自己加熱による熱量のみで電極が動作するよう設計できる。
【００８７】
以上のように、上述したガス放電管ＤＴ２を点灯装置５０，１５０に接続した場合おいても、ガス放電管ＤＴ２を交流電源５５を用いて点灯する際に、点灯、すなわちスタータ５３への電力供給に先立って、所定の期間（上記所定の時間Ｔ１）、加熱用ヒータ１１に電流が供給されるので、点灯開始時には加熱用ヒータ１１が既に予熱された状態とされる。これにより、点灯後、速やかに傍熱型電極Ｃ２間において放電が開始されることとなり、始動時間を短縮して、光出力の立ち上がり特性を改善することができる。
【００８８】
また、傍熱型電極Ｃ２において、金属酸化物１７に接触するとともに二重コイル２２に接触して板状部材２３が設けられているので、板状部材２３は、二重コイル２２の裏面（放電面とは反対側の面）において当該二重コイル２２の内側部分とともに等電位面を実効的に形成することになる。すなわち、板状部材２３と二重コイル２２の内側部分とは、複数の電気配線（導電路）で構成され、かつ単一の方向へ電流が流れるよう規制されることはない。したがって、板状部材２３の表面の端々間の電気抵抗は著しく小さく、板状部材２３の表面においてはほぼ等電位状態となっており、複数の放電点あるいは放電線からなる放電面の電位はほぼ等しくなる。言い換えると、板状部材２３により、放電面に平行な方向に放電電流が流れ得る複数の電気回路が形成、つまり、放電電子（エミッション）の通り路（等電位回路）が複数形成されることとなる。
【００８９】
したがって、傍熱型電極Ｃ２では、板状部材２３と二重コイル２２とにより、二重コイル２２の裏面（放電面とは反対側の面）において等電位面が実効的に形成されているので、形成された等電位面の広い領域で熱電子放出が起きて放電面積が増加し、単位面積当りの電子放出量（電子放出密度）が大きくなって放電位置における負荷が軽減されることになり、劣化要因である金属酸化物１７のスパッタ、還元金属との酸化による安定化（鉱物化）、つまり熱電子放出能の低下を抑制することができる。この結果、局所的な放電の発生を抑制でき、陰極の長寿命化を図ることができる。また、放電位置の移動も抑制されることになるため、長時間にわたって安定した放電を得ることができる。また、放電面積が増加することから、傍熱型電極Ｃ２の動作電圧及び発生熱量を低くすることもできる。また、陰極降下電圧も、従来の傍熱型電極に比して、極めて安定したものとなる。
【００９０】
また、傍熱型電極Ｃ２にあっては、放電面積が増加したことに関連して、電流密度を若干上げて、負荷をやや増す、つまり、放電電流を増しても、従来のものに比べ損傷を小さくできる。これにより、従来のものとほぼ同一形状で、大放電電流の傍熱型電極を提供でき、パルス動作、大電流動作の実現が可能となる。
【００９１】
また、電気導体として板状部材２３を用いているので、熱電子放出能の低下及び放電位置の移動を抑制し得る構成の電気導体を低コスト且つより一層簡易に実現することができる。また、板状部材２３（電気導体）が剛体となるために、加工が容易であると共に、金属酸化物１７に密接して設けることができる。更に、板状部材２３と金属酸化物１７とが接触する箇所を容易に多く設けることができる。
【００９２】
また、傍熱型電極Ｃ２においては、加熱用ヒータ１１を核として、その外側に金属酸化物１７を保持する二重コイル２２を取り巻くように配置し、二重コイル２２の内側において金属酸化物１７に接触するように板状部材２３を配設することにより、二重コイル２２の振動抑制効果が働き、金属酸化物１７の落下を防ぐことができる。また、二重コイル２２のピッチ間に多量の金属酸化物１７が保持されることになり、放電中の経時劣化に伴う消失金属酸化物分を補充する効果がある。
【００９３】
次に、図１３及び図１４に基づいて、ガス放電管ＤＴ３を説明する。図１３は、ガス放電管を示す構成図であり、図１４は、ガス放電管に含まれる傍熱型電極近傍の概略断面図である。
【００９４】
ガス放電管ＤＴ３は、図１３に示されるように、密封容器としての管状バルブ１と、ステムピン３，５と、傍熱型電極Ｃ３とを備えている。
【００９５】
傍熱型電極Ｃ３は、図１４にも示されるように、加熱用ヒータ１１と、多重コイル部材としての二重コイル１３と、易電子放射物質（陰極物質）としての金属酸化物１７とを有している。加熱用ヒータ１１の他端部１１ｂ及び二重コイル１３は、ステムピン５に電気的に接続されている。ここで、二重コイル１３と易電子放射物質としての金属酸化物１７とは、加熱用ヒータ１１からの熱を受けて電子を放射する電子放射部を構成している。
【００９６】
金属酸化物１７は、二重コイル１３及び加熱用ヒータ１１に保持されている。金属酸化物１７の表面及び二重コイル１３の表面が傍熱型電極Ｃ３の外側に露出しており、金属酸化物１７の表面部分に二重コイル１３の表面部分が接触するようになっている。金属酸化物１７は、第１実施形態と同様にして、設けられる。
【００９７】
加熱用ヒータ１１は、電気絶縁層１２を介して、金属酸化物１７と二重コイル１３に接触している。このため、予熱時に加熱用ヒータ１１の熱を確実且つ効率よく金属酸化物１７及び二重コイル１３に伝えることができる。また、特公昭６２−５６６２８号公報に開示されたガス放電管用傍熱型陰極のように熱良導性の円筒を有するものに比して、熱陰極動作に必要となる熱量の損失を抑制することができる。このため、外部からの電極への熱量供給、強制過熱を必要とせず、自己加熱による熱量のみで電極が動作するよう設計できる。
【００９８】
ところで、多重コイル部材としてマンドレルを有する２重コイルを用い、電源として交流電源を用いた場合には、マンドレルの表面上での熱量の均衡によって放電が保たれる。マンドレルの表面上での放電により電極表面上の発生熱量は放電電流（Ｉｄ）と比例関係にある。また、マンドレルの断面積（Ｓｍ）が大きいと、表面積も増えることになるため熱損失量は増える。以上のことから、電極表面温度（Ｔｃ）は、Ｔｃ∝Ｉｄ／Ｓｍとの関係を有する。表面電極温度が許容範囲より小さすぎると、陰極動作温度不足となる。このため、放電を持続するように、局所的に温度を上昇させて熱電子を供給しようとして、放電が集中する。この結果、局所過熱による易電子放射物質のスパッタ現象を助長し、電極の劣化を加速させる。一方、表面電極温度が許容範囲より大きすぎると、電極表面全体が過熱状態となり、易電子放射物質の蒸発を助長し、電極の劣化を加速させる。また、陰極降下電圧も、従来の傍熱型電極に比して、極めて安定したものとなる。
【００９９】
以上のように、上述したガス放電管ＤＴ３を点灯装置５０，１５０に接続した場合おいても、ガス放電管ＤＴ３を交流電源５５を用いて点灯する際に、点灯、すなわちスタータ５３への電力供給に先立って、所定の期間（上記所定の時間Ｔ１）、加熱用ヒータ１１に電流が供給されるので、点灯開始時には加熱用ヒータ１１が既に予熱された状態とされる。これにより、点灯後、速やかに傍熱型電極Ｃ３間において放電が開始されることとなり、始動時間を短縮して、光出力の立ち上がり特性を改善することができる。
【０１００】
また、傍熱型電極Ｃ３では、二重コイル１３がマンドレル１３ａを有しているので、二重コイル１３の剛性が高くなり、成形を容易に行うことができ、この結果、傍熱型電極Ｃ３の製造が容易となる。また、加工時及び使用時の二重コイル１３の変形を抑制することができる。
【０１０１】
また、傍熱型電極Ｃ３では、易電子放射物質である金属酸化物１７が二重コイル１３のコイル部分の間隔である、ピッチ（心距）間に挟み込まれて保持されることになる。これにより、各ピッチ間の距離は隙間程度に小さいため振動による金属酸化物１７の脱落を抑制することができる。また、隙間構造のピッチが多数存在するため、多量の金属酸化物１７を保持でき、放電中の経時劣化に伴う消失金属酸化物分を補充する効果がある。
【０１０２】
また、二重コイル１３に含まれるタングステン素線とマンドレル１３ａとの間に生じる空間にも金属酸化物１７が保持されることになる。このタングステン素線とマンドレル１３ａとの間に生じる空間に金属酸化物１７は、電極動作中の金属酸化物１７のスパッタ等により消失する金属酸化物分を有効に補充する機能を有する。タングステン素線とマンドレル１３ａとの間に生じる空間に金属酸化物１７を有効に保持させるためには、上述した一次コイルにおけるコイル部分の間隔が１．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲が更に好ましい。
【０１０３】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、スタータ５３は、上述したグロー式のものの他、電子式のものであってもよい。
【０１０４】
また、本実施形態においては、電気導体として高融点金属を用いるようにしているが、導電性を有し融点が陰極の作動温度よりも高い剛体であれば、高融点金属の代わりに厚さの薄い多孔質金属、炭素繊維等を用いるようにしてもよい。また、金属酸化物１７の耐スパッタ性向上、放電性能向上のために、タンタル、チタン、ニオブ等の窒化物あるいは炭化物を金属酸化物１７の表面、あるいは二重コイル１３，２２、あるいは線状部材１５、板状部材２３に付着させるようにしてもよい。
【０１０５】
また、本実施形態においては、線状部材１５の表面が露出するようにしているが、必ずしもこれらを露出させる必要はなく、金属酸化物１７に線状部材１５が接触しているのであれば、線状部材１５の表面が金属酸化物１７に覆われていてもよい。また、二重コイル１３の表面部分が露出するようにしているが、必ずしもこれを露出させる必要はなく、金属酸化物１７に二重コイル１３の表面部分が接触しているのであれば、二重コイル１３の表面部分が金属酸化物１７に覆われていてもよい。なお、二重コイル１３の表面部分を露出させることにより、放電性をより向上させることができる。
【０１０６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、始動時間を短縮して、光出力の立ち上がり特性を改善することが可能なガス放電管の駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るガス放電管を示す構成図である。
【図２】実施形態に係るガス放電管に含まれる傍熱型電極近傍の概略断面図である。
【図３】実施形態に係るガス放電管の点灯装置を示す構成図である。
【図４】実施形態に係るガス放電管の点灯装置の動作（ガス放電管の駆動方法）を説明するためのタイムチャートである。
【図５】実施形態に係るガス放電管の点灯装置の動作（ガス放電管の駆動方法）を説明するための図である。
【図６】実施形態に係るガス放電管の点灯装置の動作（ガス放電管の駆動方法）を説明するための図である。
【図７】実施形態に係るガス放電管の点灯装置の変形例を示す構成図である。
【図８】実施形態に係るガス放電管の点灯装置の変形例における動作（ガス放電管の駆動方法）を説明するためのタイムチャートである。
【図９】実施形態に係るガス放電管の点灯装置の変形例における動作（ガス放電管の駆動方法）を説明するための図である。
【図１０】実施形態に係るガス放電管の点灯装置の変形例における動作（ガス放電管の駆動方法）を説明するための図である。
【図１１】実施形態に係るガス放電管の変形例を示す構成図である。
【図１２】実施形態に係るガス放電管の変形例に含まれる傍熱型電極近傍の概略断面図である。
【図１３】実施形態に係るガス放電管の変形例を示す構成図である。
【図１４】実施形態に係るガス放電管の変形例に含まれる傍熱型電極近傍の概略断面図である。
【図１５】ガス放電管における、ヒータ印加電圧と陰極降下電圧（ボックス電位）との関係を示す線図である。
【図１６】ガス放電管における、ヒータ印加電圧と放電電流との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１…管状バルブ、１ａ…ステム、３，５…ステムピン、１１…加熱用ヒータ、１２…電気絶縁層、１３…二重コイル、１３ａ…マンドレル、１５…線状部材、１７…金属酸化物、２２…二重コイル、２３…板状部材、５０，１５０…点灯装置、５３…スタータ、５４…安定器、５５…交流電源、６０，１６０…切替部、６１，１６１…第１端子、６２，１６２…第２端子、６３，１６３…第３端子、６４，６５，１６７，１６８…電源入力端子、１６４…第４端子、１６５…第５端子、１６６…第６端子、１７０…コンデンサ、Ｃ１〜Ｃ３…傍熱型電極、ＤＴ１〜ＤＴ１…ガス放電管。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for driving a gas discharge tube having an indirectly heated electrode.
[0002]
[Prior art]
As a gas discharge tube provided with an indirectly heated electrode, for example, a gas discharge tube disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-35759 is known. The gas discharge tube disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-35759 has a tubular container in which gas is hermetically sealed, and an indirect heat attached to a tip of a pair of stem pins respectively sealed at both ends of the container. Each of the indirectly heated electrodes has one end electrically connected to one of the pair of stem pins, and is electrically connected to the other end of the heater. And an electron emitting portion that is electrically connected to the other of the pair of stem pins and emits electrons by receiving heat from the heating heater.
[0003]
In the above-described gas discharge tube, an AC power supply is connected between one stem pin and a starter or the like is connected between the other stem pins as a drive circuit for lighting the gas discharge tube. In this drive circuit, when the AC power is turned on and the starter is turned on, the heater is heated, and the electron emission section is in a state capable of emitting thermoelectrons. During this time, if the starter is turned off, discharge starts and is maintained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the gas discharge tube driving circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-35759, the heater is heated after the starter is turned on, that is, after the gas discharge tube starts to be turned on. There is a problem that the characteristics are deteriorated.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a method of driving a gas discharge tube capable of shortening a starting time and improving a rising characteristic of an optical output.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
By the way, the present inventors focused on the cathode drop voltage (box potential) with the discharge surface potential as an experimental factor, focusing on the cathode drop voltage (box potential). The following facts are newly found.
[0007]
The equipotential surface, equipotential interface, box potential, and discharge mode to be used hereinafter are defined as follows. The equipotential surface is defined as a state in which a discharge surface that is in a potential equipotential state is formed. The equipotential interface is defined as a structure in which a metal oxide as an electron-emitting material is contact-coated on an equipotential surface and comes into contact with a gas. The box potential is defined as a potential generated between a cathode and a terminal that is electrically insulated from the cathode near the cathode during discharge. This value is close to the cathode drop voltage used as a general term of the discharge physical properties. The ion current is defined as a current generated by an ionized gas in which gas molecules are ionized by colliding electrons with gas molecules in a gas discharge tube. Thermionic emission is an electron emission in which when the temperature of a metal is raised, the thermal kinetic energy increases and electrons jump out into the space beyond the electron energy barrier (work function) of the metal. Electron emission from metal oxides as easily unstable electron emitting materials. Secondary electron emission refers to electron emission in which electrons are pushed out of the cathode into space when the ionized gas collides with the cathode.
[0008]
When the change in the box potential in the DC operation was compared before and after the potential equalization, a remarkable difference in the box potential was confirmed as shown in FIG. The inventor has created an equipotential interface model and has considered the results of the investigation and research on this phenomenon. The discharge form in the gas discharge can be substantially expressed by three forms of ion current, thermionic emission, and secondary electron emission, and is theoretically expressed by the following relational expression. Incidentally, the discharge form of the vacuum discharge can be almost expressed only by thermionic emission, and is different from the discharge form of the gas discharge.
Id = Ii + Ie = Ii (1 + γ) + Ith (1)
Ie = Ith + γIi (2)
Vc = Vo + {(1−Ith / Id)} / {α (γ + Ith / Id)} (3)
Schottky effect related formulas
Ie = Ithexp ｛(e / kT) sqr (eE / 4πεo) (4)
Ith = SAT ＾ 2 * exp (−eφ / kT) (5)
Ise = Ith [exp [(e / kT) sqr (eE / 4πεo)]-1] (6)
Where Ii: ion current
Ie: emission current
Ith: Thermionic current
Ise: Secondary electron current
Id: discharge current
Vc: cathode drop voltage
γ: coefficient (gain) related to secondary electron emission
α, Vo: parameters
S: Electrode surface area
A: Constant determined by material
T: cathode temperature
e: Electronic load
φ: work function
k: Boltzmann constant
εo: dielectric constant in vacuum
E: Electric field strength at cathode drop
[0009]
Next, the ion current (corresponding to Ii) and the emission current (electrons: corresponding to Ie) in the gas discharge tube are considered. While the static mass of electrons is 9.109 × 10-31 kg, even the lightest hydrogen among the elements is 1.675 × 10-27 kg, which is much heavier than electrons. Furthermore, ionized gas is attracted to the cathode and collided with it, while electrons are separated from the cathode. Therefore, the impact force of the ionized gas exceeds the impact force of the electrons, and the ionized gas damages the cathode. Are larger than electrons. From the above, the harmfulness of the ion current to the cathode can be understood. On the other hand, from the viewpoint of the light emission and discharge phenomena of the gas discharge tube, the ionized gas contributes as a light-emitting substance, and has the effect of drawing out more discharge current into the space depending on the ion current than in vacuum. . In a gas discharge tube, it is important to keep the influence on the cathode to a minimum while taking into account the merits and demerits of the ion current in order to improve the life characteristics and stability.
[0010]
The box potential approximates the cathode drop voltage and relatively indicates the excitation and ionization states of the gas, and is a measure of the amount of ionized gas generated. The lower the box potential, the lower the amount of ionized gas generated.
[0011]
As described above, there are three forms of gas discharge, namely, ion current, thermionic emission, and secondary electron emission. Thermionic emission is caused by heating a metal oxide such as barium as an easily electron-emitting substance. Thermionic emission has a role of causing gas ionization at the start of discharge to start discharge. After the start of the discharge, in the case of gas discharge, the ionized gas collides with the thermoelectrons emitted from the metal oxide as the electron emitting material. At this time, secondary electron emission occurs mainly from the interface between the electric conductor and the metal oxide as the electron-emitting material due to ionizing gas collision. In the case of gas discharge, the discharge current density per unit area is several tens to several hundred times that of vacuum discharge, and most of the total discharge current is formed by secondary electron emission.
[0012]
Regarding the supply of secondary electrons, the electrical resistivity of a metal oxide as an easily emitting material is much higher than that of an electric conductor, and there is a limit to the supply of a single metal oxide as an easily emitting material. Most of the supply of secondary electrons is supplied via an electric conductor and is emitted from an interface with a metal oxide as an electron emitting material. Electron supply, which is the basis of secondary electrons to the electric conductor, may be supplied directly from an external circuit, or may be performed via a contact surface with a metal oxide as an electron emitting material. Thermionic emission also occurs from a metal oxide as an easily emitting material that does not form an interface with an electric conductor, but as described above, with respect to the supply of secondary electrons, a single metal oxide as an easily emitting material is used. There is a limit in the supply of GaN, the amount of secondary electron emission is small, and the absolute amount of discharge current from the metal oxide alone as an electron emitting material occupying in gas discharge is extremely small. In summary, the place where the cathode in gas discharge mainly emits electrons is the interface between the electric conductor and the metal oxide as an electron-emitting material.
[0013]
Next, the equipotential interface model will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a diagram (model diagram) in which the horizontal axis is the heater applied voltage (Vf), that is, the axis of increase or decrease of the cathode temperature depending on the amount of forced heating of the cathode, and the vertical axis is the cathode drop voltage (box potential) (Vc). It is. FIG. 16 is a diagram (model diagram) in which the horizontal axis represents the heater applied voltage (Vf) and the vertical axis represents the discharge current (Id). However, the discharge current (Id) in FIG. 16 is constant, and the vertical axis represents the composition ratio (region distribution) of thermionic current, secondary electron current, and ionic current. The vertical axis of FIG. 15 represents the height.
[0014]
Constituent factors of the cathode temperature include a heater application voltage (Vf), that is, a forced heating amount to the cathode, and a so-called self-heating amount generated when the ionized gas collides with the cathode, which is determined by the total heat amount. In the region where the cathode temperature on the left side of FIG. 15 is low, that is, the amount of forcible heating is small, or the heat dissipation area is large, and the amount of heat loss from the cathode is large, the amount of generated thermoelectrons is small. As a result, the cathode drop voltage becomes equal to or higher than the ionization voltage, and the generation of ionized gas is accelerated. If the potential distribution on the cathode surface is non-uniform in this area, local discharge (dislocation of the discharge position) due to concentration of ion current and secondary electron current is likely to occur, and damage to the cathode surface due to ionized gas impact This is likely to cause scraping (sputtering) of a cathode material (metal oxide as an electron emitting material) and stabilization (mineralization) by oxidation with a reduced metal.
[0015]
On the other hand, in the region where the temperature of the cathode on the left side of FIG. 15 is high, that is, the amount of forcible heating is large, or the heat dissipation area is small and the amount of heat stored in the cathode is large, the amount of generated thermoelectrons is excessive. The ion current decreases, and the cathode drop voltage falls below the ionization voltage. However, the cathode temperature rises, the vapor pressure of the cathode component is increased, and the evaporation of the metal oxide as the electron-emitting material easily occurs due to evaporation. Excess or deficiency of the amount of heat to the cathode is not preferable for the above-mentioned reason. As an indication of the operation region, in terms of box potential (cathode drop voltage), operation near the ionization voltage is suitable.
[0016]
By the way, as an important element in the components of this model, there is a discharge area. This can be regarded as synonymous with the electrode surface area (S) in the relational expression. As described above, in the gas discharge, the discharge mainly consists of the emission of electrons from the interface between the electric conductor and the metal oxide serving as the electron emitting material. In addition to this, the discharge area changes depending on whether or not the potential is uniform (equipotential) as well as the temperature uniformity. In other words, the discharge area is proportional to the area of the equipotential surface or the length of the equipotential surface portion. As the equipotential surface becomes wider or longer, the electrode surface area (S: discharge area) increases. From the equation, the ratio of the thermionic current (Ith) increases, the amount of the ionic current decreases from the above equation (1), and the ionic current and the secondary electron current are dispersed on the equipotential surface. (Before equipotentialization), the region distribution shifts to the thick line side (after equipotentialization) of the model, and the box potential (cathode drop voltage) in FIG. The reason for adopting the equipotential interface structure of the equipotential surface, metal oxide and gas this time and increasing the amount of thermoelectrons reduces the amount of ionic current in the discharge current and lowers the box potential in FIG. it can.
[0017]
From the above, in the gas discharge, compared to the conventional non-equipotential cathode, by reducing the amount of ion current, ionized gas impact per unit discharge area can be reduced, and as a result, It can be seen that the load on the substrate is reduced, the decrease in the thermionic emission power is small, the life characteristics are improved, and accordingly, the movement of the discharge position is small, and the stability can be improved.
[0018]
Next, the effectiveness of the equipotential surface for a gas discharge tube will be considered. As described above, the discharge form in vacuum discharge can be almost expressed only by thermionic emission, and is different from the discharge form in gas discharge. It can be said that the discharge area in a vacuum discharge is determined by the surface area formed by the metal oxide as the electron emission material on the thermionic emission surface. Therefore, in addition to thermionic emission, the discharge area component in a gas discharge tube having a discharge form consisting of ion current and secondary electron emission is different from the discharge area component in a vacuum discharge. Since the place responsible for electron emission is the interface between the electric conductor and the metal oxide as an electron-emissive material, the equipotential surface formed from the electric conductor and having almost the same potential as the discharge surface is effective in gas discharge. I found that.
[0019]
Further, the material used for the means for forming the equipotential surface is formed into a mesh shape, a wire shape, a ribbon shape, a plate shape including a foil shape and a thin wire structure, so that the surface area serving as a heat radiating surface and the volume serving as a heat conducting portion are reduced. As a result, heat loss is suppressed without increasing as much as possible. The contact area between the metal oxide and the equipotential surface is increased, and as a result, the discharge area is increased. From the above, it has been found that the effect of the equipotential surface can be further enhanced by using a mesh, a line, or a plate and a thin wire structure as the material used for the means for forming the equipotential surface.
[0020]
In the case where the potential distribution on the cathode surface is not uniform as in the conventional case, the amount of generated heat also becomes non-uniform accordingly, so that the generation density of thermoelectrons also becomes non-uniform, and the localization due to the concentration of ion current and secondary electron current occurs. A typical discharge (dislocation of the discharge position) will occur. The local discharge causes the cathode material (metal oxide as an electron emitting material) to be scraped (sputtered), and to be stabilized by oxidation with a reduced metal (mineralization), that is, to decrease the thermionic emission ability. , The discharge position moves to the next position having good thermoelectron emission characteristics. In this manner, the surface of the cathode is deteriorated while repeating the local degradation of thermionic emission. In addition, the discharge itself becomes unstable due to the movement of the discharge position described above.
[0021]
Based on such research results, the method for driving a gas discharge tube according to the present invention is a method for driving a gas discharge tube for lighting a gas discharge tube provided with an indirectly heated electrode, wherein the indirectly heated electrode is provided on the surface. A heating heater on which an electrical insulating layer is formed, an electron emitting portion that receives heat from the heating heater and emits electrons, and an electric conductor having a predetermined length provided on the outermost surface side portion of the electron emitting portion. When lighting the gas discharge tube using an AC power supply, prior to the lighting, a current is supplied to the heating heater for a predetermined period to preheat the heating heater. Features.
[0022]
In the method for driving a gas discharge tube according to the present invention, in the indirectly heated electrode, an electric conductor effectively forms an equipotential surface on the electron emission portion by the electric conductor, so that thermionic electrons are emitted in a wide area of the formed equipotential surface. Occurs, the discharge area increases, the electron emission amount per unit area (electron emission density) increases, and the load at the discharge position is reduced. As a result, the occurrence of local discharge can be suppressed, and the life of the indirectly heated electrode can be extended. In addition, since the movement of the discharge position is also suppressed, a stable discharge can be obtained for a long time. In addition, in connection with the increase in the discharge area, the current density was slightly increased, and the load was slightly increased. That is, even if the discharge current was increased, the damage could be reduced as compared with the conventional one, and almost the same as the conventional one. It is possible to provide an indirectly heated electrode having a large discharge current in shape, and to realize a pulse operation and a large current operation.
[0023]
Further, according to the present invention, when the gas discharge tube is turned on using an AC power supply, a current is supplied to the heating heater for a predetermined period prior to lighting, so that the heating heater is already turned on at the start of lighting. It is in a preheated state. As a result, the discharge is started immediately after the lighting, so that the starting time can be shortened and the rising characteristics of the light output can be improved.
[0024]
The method for driving a gas discharge tube according to the present invention is a method for driving a gas discharge tube for lighting a gas discharge tube having an indirectly heated electrode, wherein the indirectly heated electrode is a coil member wound in a coil shape. A heating heater disposed inside the coil member and having an electric insulating layer formed on the surface thereof; a metal oxide as an electron-emitting material held by the coil member; and the coil inside the coil member. An electric conductor provided in contact with the member and having a predetermined length, when the gas discharge tube is turned on using an AC power supply, prior to the lighting, a heating heater for a predetermined period. The current is supplied to the heater to preheat the heater.
[0025]
In the method for driving a gas discharge tube according to the present invention, in the indirectly heated electrode, the electric conductor effectively forms the equipotential surface on the back surface (the surface opposite to the discharge surface) of the coil member. In addition, thermionic emission occurs in a wide area of the equipotential surface, the discharge area increases, the electron emission amount per unit area (electron emission density) increases, and the load at the discharge position is reduced. As a result, the occurrence of local discharge can be suppressed, and the life of the electrode can be extended. In addition, since the movement of the discharge position is also suppressed, a stable discharge can be obtained for a long time. In addition, in connection with the increase in the discharge area, the current density was slightly increased, and the load was slightly increased. That is, even if the discharge current was increased, the damage could be reduced as compared with the conventional one, and almost the same as the conventional one. It is possible to provide an indirectly heated electrode having a large discharge current in shape, and to realize a pulse operation and a large current operation. Also, the cathode drop voltage is extremely stable as compared with the conventional indirectly heated electrode.
[0026]
Further, according to the present invention, when the gas discharge tube is turned on using an AC power supply, a current is supplied to the heating heater for a predetermined period prior to lighting, so that the heating heater is already turned on at the start of lighting. It is in a preheated state. As a result, the discharge is started immediately after the lighting, so that the starting time can be shortened and the rising characteristics of the light output can be improved.
[0027]
The method for driving a gas discharge tube according to the present invention is a method for driving a gas discharge tube that turns on a gas discharge tube having an indirectly heated electrode, wherein the indirectly heated electrode is formed by winding a coil having a mandrel in a coil shape. A multi-coil member formed by turning, a heating heater disposed inside the multi-coil member and having an electric insulating layer formed on the surface thereof, and held by the multi-coil member so as to contact the multi-coil member A metal oxide as an electron-emitting material, and when lighting the gas discharge tube using an AC power supply, prior to the lighting, for a predetermined period, supplying a current to the heater for heating. , Characterized in that the heating heater is preheated.
[0028]
In the method for driving a gas discharge tube according to the present invention, in the indirectly heated electrode, since the multi-coil member has the mandrel, the rigidity of the multi-coil member is increased, and the molding can be easily performed. In addition, the manufacture of the indirectly heated electrode becomes easy. In addition, deformation of the multiple coil member during processing and use can be suppressed. In addition, the metal oxide, which is an electron emitting material, is held and held between the pitches (center distance), which are the intervals between the coil portions. Thus, since the distance between the pitches is as small as the gap, the metal oxide can be prevented from falling off due to vibration. In addition, since there are many pitches in the gap structure, a large amount of metal oxide can be retained, and there is an effect of replenishing the disappeared metal oxide due to deterioration with time during discharge.
[0029]
Further, according to the present invention, when the gas discharge tube is turned on using an AC power supply, a current is supplied to the heating heater for a predetermined period prior to lighting, so that the heating heater is already turned on at the start of lighting. It is in a preheated state. As a result, the discharge is started immediately after the lighting, so that the starting time can be shortened and the rising characteristics of the light output can be improved.
[0030]
Further, it is preferable that a starter for turning on the gas discharge tube is connected between one end of the heater for heating the gas discharge tube after the predetermined period has elapsed. In this case, the gas discharge tube can be reliably turned on after the preheating of the heating heater.
[0031]
In addition, a current is supplied to the heater for heating via the capacitor installed in series with the AC power supply for the predetermined period, and after the predetermined time elapses, the stable heater connected in series with the AC power supply is installed. It is preferable to supply a current to the indirectly heated electrode via a vessel. In this case, when preheating the heater, the current can be supplied from the AC power supply to the heater without passing through a ballast, and the current supplied to the heater increases. As a result, the amount of heat generated by the heating heater increases, and preheating can be performed more quickly.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a method for driving a gas discharge tube according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements or elements having the same functions will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
[0033]
First, a gas discharge tube DT1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a gas discharge tube (fluorescent lamp) according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view near an indirectly heated electrode included in the gas discharge tube according to the present embodiment.
[0034]
As shown in FIG. 1, the gas discharge tube DT1 includes a tubular bulb 1 as a sealed container, stem pins (introduction lines) 3, 5, and an indirectly heated electrode C1.
[0035]
The tubular valve 1 is made of a material such as glass, and includes a stem 1 a forming an end of the tubular valve 1. A rare gas such as argon, or a rare gas such as argon and mercury are sealed inside the tubular valve 1. Further, a phosphor (not shown) is applied to the inner wall of the tubular bulb 1. The stem pins 3 and 5 are erected on the stem 1a of the tubular valve 1 at both ends of the tubular valve 1 and extend in the tube axis direction. The indirectly heated electrode C <b> 1 is mounted on the tip of the stem pins 3, 5 and hermetically sealed in the tubular bulb 1. In the present embodiment, the tube diameter of the tubular valve 1 is φ30 mm, and the length between the indirectly heated electrodes C1 is set to 200 mm.
[0036]
As shown in FIG. 2, the indirectly heated electrode C1 includes a heater 11 for heating, a double coil 13 as a coil member, a linear member 15 as an electric conductor, and an electron emitting material (cathode material). As the metal oxide 17.
[0037]
The heating heater 11 is composed of a filament coil in which a tungsten wire having a diameter of 0.1 to 0.3 mm, for example, 0.2 mm is double-wound, and the surface of the tungsten filament coil is electrically connected by an electrodeposition method or the like. An insulating material (for example, alumina, zirconia, magnesia, silica, or the like) is coated to form an electric insulating layer 12. Note that a cylindrical pipe made of an electric insulating material (for example, alumina, zirconia, magnesia, silica, or the like) is used instead of the electric insulating layer 12, and the heating heater 11 is inserted into the cylindrical pipe to insulate the heating heater 11. A configuration may be adopted. Here, the double coil 13 and the metal oxide 17 as an electron emitting material constitute an electron emitting portion that emits electrons by receiving heat from the heater 11.
[0038]
One end 11a of the heater 11 is electrically connected to the stem pin 3 by welding or the like.
[0039]
The double coil 13 is a multiple coil composed of a coil wound in a coil shape, and is formed by winding a tungsten wire having a diameter of 0.0913 mm around a primary mandrel 13a having an outer diameter of 0.45 mm at a pitch of 0.15 mm. A primary coil (outer diameter of 0.633 mm) is turned to form a double coil by winding the primary coil around a secondary mandrel having an outer diameter of 3.0 mm at a pitch of 0.75 mm, for example, six times. is there. The heating heater 11 is inserted and arranged inside the double coil 13.
[0040]
The double coil 13 is used in a state where the secondary mandrel is removed and the primary mandrel 13a is left, and has the primary mandrel 13a. The primary mandrel 13a is made of, for example, molybdenum. In the double coil 13, a plurality of wound coil portions have a predetermined interval (0.1 mm to 0.3 mm). Here, the mandrel is a core wire that plays a role of a mold for determining a winding diameter when a filament coil is formed.
[0041]
Note that, instead of using the double coil 13, a triple coil, a single coil, or the like may be used as the coil member. Instead of using a coil-shaped member, a mesh-shaped member may be used. As described above, by using the coil or the mesh-shaped member, the heat radiation area as a holding unit for holding the metal oxide 17 as the electron emitting material can be reduced.
[0042]
The linear member 15 formed in a linear shape is a rigid body (metal conductor) having conductivity and belongs to Groups IIIa to VIIa, VIII, and Ib of the periodic table, and specifically includes tungsten, tantalum, molybdenum, rhenium, and the like. It is composed of a single metal of a high melting point metal (melting point of 1000 ° C. or more) such as niobium, osmium, iridium, iron, nickel, cobalt, titanium, zirconium, manganese, chromium, vanadium, rhodium, rare earth metal, or an alloy thereof. In the present embodiment, a linear member made of tungsten is used. The diameter of the linear member 15 is set to about 0.1 mm.
[0043]
The linear member 15 has a predetermined length, and is disposed outside the double coil 13 so as to extend substantially in the longitudinal direction of the double coil 13 so as to be substantially orthogonal to the discharge direction. As shown in FIG. 2, the linear member 15 is provided in electrical contact with a plurality of coil portions of the double coil 13 along the longitudinal direction of the double coil 13. Preferably, the double coil 13 is provided in electrical contact over the entire length in the longitudinal direction. The linear member 15 is provided on the outermost surface side portion of the electron emitting portion including the double coil 13 and the metal oxide 17 as the electron emitting material.
[0044]
The other end 11 b of the heating heater 11, the double coil 13, and the linear member 15 are electrically connected to the stem pin 5 via a lead rod 16. The number of the linear members 15 is not limited to one, but may be two or more. Further, each contact point between the linear member 15 and the double coil 13 may be welded. In place of the linear member 15, a mesh member formed into a mesh shape (for example, a tungsten wire having a diameter of 0.03 mm knitted into a mesh shape) or a plate shape (ribbon shape, foil shape is also included. ) May be used.
[0045]
The indirectly heated electrode C1 has a metal oxide 17 as an electron emitting material. The metal oxide 17 is held by the double coil 13 and provided in contact with the linear member 15. The metal oxide 17 and the linear member 15 are exposed outside the indirectly heated electrode C2 so that the surface of the metal oxide 17 and the surface of the linear member 15 become discharge surfaces. The linear member 15 comes into contact with the surface portion.
[0046]
As the metal oxide 17, any one of barium (Ba), strontium (Sr), and calcium (Ca), a mixture of these oxides, or a main constituent requirement of barium, strontium, calcium Of these, oxides which are any single oxide or a mixture of these oxides and whose sub-component is a rare earth metal containing lanthanum (IIIa in the periodic table) are used. Barium, strontium, and calcium have small work functions, can easily emit thermoelectrons, and can increase the supply of thermoelectrons. When a rare earth metal (IIIa in the periodic table) is added as a sub-component, the supply amount of thermoelectrons can be further increased and the sputter resistance can be improved.
[0047]
The metal oxide 17 is applied in the form of a metal carbonate (for example, barium carbonate, strontium carbonate, calcium carbonate, or the like) as a cathode material, and is obtained by subjecting the applied metal carbonate to vacuum thermal decomposition. In the case where vacuum heating decomposition is performed by energizing a heating heater, AC heating decomposition is more preferable than DC heating decomposition. The metal oxide 17 thus obtained finally becomes an electron-emitting material. The metal carbonate as the cathode material is supplied to the linear member 15 in a state where the heating heater 11 is provided inside the double coil 13 and the linear member 15 is provided outside the double coil 13. Applied from the side. Note that the metal carbonate does not need to be applied so as to cover the entire circumference of the indirectly heated electrode C1 (double coil 13), and may be applied only to the portion where the linear member 15 is provided. .
[0048]
The heating heater 11 is in contact with the metal oxide 17 via the electric insulating layer 12, as shown in FIG. Therefore, the heat of the heater 11 can be reliably and efficiently transmitted to the metal oxide 17 during preheating. Further, compared with the indirectly heated type cathode for a gas discharge tube disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-56628, which has a cylinder having good thermal conductivity, the heat radiation area is reduced, and it is necessary for the operation of the hot cathode. Heat loss can be suppressed. For this reason, it is not necessary to supply heat from the outside to the electrode and to perform forced overheating, and the electrode can be designed to operate only by the heat generated by self-heating. Here, self-heating means that when electrons are emitted from the electrodes in the gas discharge tube, ionized gas molecules in the discharge space collide and are electrically neutralized, but due to the impact of the gas molecules colliding with the electrodes, It means that heat is generated.
[0049]
Subsequently, the lighting device 50 of the gas discharge tube DT1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the lighting device 50 of the gas discharge tube DT1 includes a starter (starting device) 53, a stabilizer 54, an AC power supply 55, and a switching unit 60. As the starter 53, a glow tube or the like can be used. In the lighting device 50, a ballast 54 and an AC power supply 55 are connected between the stem pins 5. The ballast 54 is installed in series with an AC power supply 55.
[0050]
The switching unit 60 includes first to third terminals 61 to 63 and power input terminals 64 and 65. Power input terminals 64 and 65 are connected to AC power supply 55. When the power from the AC power supply 55 is supplied between the power input terminals 64 and 65, the switching unit 60 electrically connects the first terminal 61 and the second terminal 62 for a predetermined time T1 (for example, about 10 seconds). Connected. Then, when the predetermined time T1 has elapsed, the switching unit 60 disconnects the electrical connection between the first terminal 61 and the second terminal 62, and electrically connects the first terminal 61 and the third terminal 63. It will be in the state of having done. The switching unit 60 can use, for example, a single-pole double-throw relay: RS part number 329-137 manufactured by RS Components, and make the single-pole double-throw relay: RS part number 329-137 function as “on pulse”. The switching unit 60 can be realized.
[0051]
The first terminal 61 of the switching unit 60 is electrically connected to one stem pin 3 (one end 11a of the heating heater 11 of the one indirectly heated electrode C1). The second terminal 62 of the switching unit 60 is electrically connected to the other stem pin 3 (one end 11a of the heating heater 11 of the other indirectly heated electrode C1). The third terminal 63 of the switching unit 60 is electrically connected to the other stem pin 3 (one end 11a of the heating heater 11 of the other indirectly heated electrode C1) via the starter 53.
[0052]
Next, an operation of the lighting device 50 of the gas discharge tube DT1 (a method of driving the gas discharge tube DT1) will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the lighting device for the gas discharge tube, and FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining the operation of the lighting device for the gas discharge tube. 4B and 4C, “ON” indicates that the corresponding terminals are in an electrically connected state, and “OFF” indicates that the electrical connection between the corresponding terminals is interrupted. Indicates a state.
[0053]
First, when the AC power supply 55 is turned on (at the point A0 in FIG. 4), the AC power supply 55 is connected between the stem pins 5, and as shown in FIG. The first terminal 61 and the second terminal 62 are electrically connected, and the starter 53 is bypassed. As a result, an electric current is supplied from the AC power supply 55 to each of the heaters 11 to turn on the indirectly heated electrode C1 (the electron emitting portion, that is, the double coil 13 and the metal oxide 17 as the electron emitting material). It is preheated beforehand (periods A0 to A1 in FIG. 4).
[0054]
When a predetermined time T1 elapses after the AC power supply 55 is turned on, as shown in FIG. 6, the switching unit 60 is in a state in which the first terminal 61 and the third terminal 63 are electrically connected to each other. And the starter 53 is connected. As a result, electric power from the AC power supply 55 is supplied to the starter 53, lighting of the gas discharge tube DT1 is started, and discharge starts between the indirectly heated electrodes C1 (the period after A1 in FIG. 4).
[0055]
In the gas discharge tube DT1, when one of the indirectly heated electrodes C1 operates as a cathode, the other indirectly heated electrode C1 operates as an anode. As described above, when the AC power supply 55 is used as the power supply, the indirectly heated electrode C1 repeats the cathode cycle and the anode cycle. However, in the cathode cycle, the discharge area increases, and the ion current becomes excessive. Can prevent the metal oxide 17 from being sputtered. In the case of the anode cycle, the linear member 15 functions as an electron converging portion, and the electron receiving area is large, an excessive temperature rise can be prevented, and the evaporation of the metal oxide 17 can be suppressed. Can be.
[0056]
Further, as shown in FIG. 4, when the gas discharge tube DT1 is connected to the lighting device 50, a discharge current is not introduced into the heating heater 11 during the operation (lighting) of the gas discharge tube DT1. No, (1) the indirectly heated electrode C1 does not become overheated, the deterioration of the indirectly heated electrode C1 can be suppressed, and (2) the power consumed by the heating heater 11 increases. In addition, it is possible to suppress the decrease in the luminous efficiency (illuminance / input power) of the gas discharge tube DT1 and to achieve the operation and effect.
[0057]
From the above, in the present embodiment, in the indirectly heated electrode C1, the linear member 15 is provided in contact with the metal oxide 17, and the linear member 15 is electrically contacted with the double coil 13 at a plurality of locations. By doing so, the equipotential surface is effectively formed by the linear member 15, so that thermionic emission occurs in a wide area of the formed equipotential surface, so that the discharge area increases, and the electron emission per unit area increases. The amount (electron emission density) increases, the load at the discharge position is reduced, and the metal oxide 17 which is a deterioration factor is sputtered and stabilized by oxidation with reduced metal (mineralization), ie, thermionic emission. A decrease in performance can be suppressed. As a result, the occurrence of local discharge can be suppressed, and the life of the cathode can be extended. In addition, since the movement of the discharge position is also suppressed, a stable discharge can be obtained for a long time. Also, the cathode drop voltage is extremely stable as compared with the conventional indirectly heated electrode.
[0058]
In addition, in the indirectly heated electrode C1, the current density is slightly increased and the load is slightly increased due to the increase in the discharge area. Can be reduced. This makes it possible to provide an indirectly heated electrode having substantially the same shape as the conventional one and having a large discharge current, and it is possible to realize a pulse operation and a large current operation.
[0059]
Further, since the linear member 15 is used as the electric conductor, an electric conductor having a configuration capable of suppressing a decrease in the capability of emitting thermionic electrons and movement of the discharge position can be realized at lower cost and more simply. Further, since the linear member 15 (electric conductor) is a rigid body, it can be easily processed and can be provided in close contact with the metal oxide 17.
[0060]
In the double coil 13, the metal oxide 17, which is an electron-emitting material, is sandwiched and held between pitches (cardiac distances), which are intervals between wires forming the coil. Thus, since the distance between the pitches is as small as the gap, the metal oxide 17 can be prevented from falling off due to vibration. In addition, a large amount of metal oxide 17 is retained between the pitches of the double coil 13, and there is an effect of replenishing the disappeared metal oxide due to deterioration with time during discharge.
[0061]
Further, since the double coil 13 has the mandrel 13a, it is possible to suppress the deformation of the double coil 13 during processing.
[0062]
Further, according to the present embodiment, when the gas discharge tube DT1 is turned on using the AC power supply 55, the gas discharge tube DT1 is heated for a predetermined period (the predetermined time T1) prior to lighting, that is, before supplying power to the starter 53. Since the current is supplied to the heater 11, the heater 11 is already preheated at the start of lighting. As a result, the discharge is immediately started between the indirectly heated electrodes C1 after the lighting, so that the starting time can be shortened and the rising characteristics of the light output can be improved.
[0063]
After the elapse of the predetermined period, the starter 53 for lighting the gas discharge tube DT1 is connected between the one end 11a of the heater 11 to light the gas discharge tube DT1. Thereby, the gas discharge tube DT1 can be reliably turned on after the preheating of the heater 11 for heating.
[0064]
Subsequently, a modification of the lighting device of the gas discharge tube DT1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the lighting device 150 of the gas discharge tube DT1 includes a starter 53, a ballast 54, an AC power supply 55, and a switching unit 160.
[0065]
The switching unit 160 includes first to sixth terminals 161 to 166 and power input terminals 167 and 168. Power input terminals 167 and 168 are connected to AC power supply 55. When the power from the AC power supply 55 is supplied between the power input terminals 167 and 168, the switching unit 160 sets the first terminal 161 and the second terminal 162 to be electrically connected to each other for a predetermined time T1, The terminal 164 and the fifth terminal 165 are electrically connected. When the predetermined time T1 has elapsed, the switching unit 160 cuts off the electrical connection between the first terminal 161 and the second terminal 162 and the electrical connection between the fourth terminal 164 and the fifth terminal 165. In this state, the first terminal 161 and the third terminal 163 are electrically connected, and the fourth terminal 164 and the sixth terminal 166 are electrically connected. The switching unit 160 can use, for example, a double-pole double-throw relay made by RS Components: RS part number 329-222, and make the double-pole double-throw relay: RS part number 329-222 function as “on delay”. The switching unit 160 can be realized. In this embodiment, the mechanical relay has been described as the relay, but an electronic relay may be used.
[0066]
The switching unit 160 may be configured by using two single pole double throw relays: RS part numbers 329-137 manufactured by RS Components. In this case, one single-pole double-throw relay: RS part number 329-137 electrically connects the first terminal 161 and the second terminal 162 and electrically connects the first terminal 161 and the third terminal 163. Switching between the connected state and the other single-pole double-throw relay: RS part number 329-137, the state where the fourth terminal 164 and the fifth terminal 165 are electrically connected, and the fourth terminal 164 and the sixth terminal 166 is electrically connected.
[0067]
Further, from the state in which the power from the AC power supply 55 is supplied between the power input terminals 167 and 168 and the first terminal 161 and the second terminal 162 are electrically connected, the electrical connection is cut off and the first terminal 161 and the second terminal 162 are disconnected. The period until the terminal 161 and the third terminal 163 are electrically connected, and the power from the AC power supply 55 is supplied between the power input terminals 167 and 168 so that the fourth terminal 164 and the fifth terminal 165 May be different from the period from the state where the terminals are electrically connected to the state where the electric connection is cut off and the fourth terminal 164 and the sixth terminal 166 are electrically connected.
[0068]
The first terminal 161 of the switching unit 160 is electrically connected to one stem pin 3 (one end 11a of the heating heater 11 of one indirectly heated electrode C1). The second terminal 162 of the switching unit 160 is electrically connected to the other stem pin 3 (one end 11a of the heating heater 11 of the other indirectly heated electrode C1). The third terminal 163 of the switching unit 160 is electrically connected to the other stem pin 3 (one end 11a of the heating heater 11 of the other indirectly heated electrode C1) via the starter 53.
[0069]
An AC power supply 55 is coupled between one stem pin 5 (the other end 11 b of the heating heater 11 of the one indirectly heated electrode C <b> 1) and the fourth terminal 161 of the switching unit 160. The fifth terminal 165 of the switching unit 160 is electrically connected to the other stem pin 5 (the other end 11b of the heating heater 11 of the other indirectly heated electrode C1) via the capacitor 170. The sixth terminal 166 of the switching unit 160 is electrically connected to the other stem pin 5 (the other end 11b of the heating heater 11 of the other indirectly heated electrode C1) via the stabilizer 54.
[0070]
When the fourth terminal 161 and the fifth terminal 165 of the switching unit 160 are electrically connected, the AC power supply 55 and the capacitor 170 are connected between the stem pins 5. At this time, the capacitor 170 is placed in series with the AC power supply 55 and installed. Note that the capacitor 170 does not necessarily need to be provided.
[0071]
On the other hand, when the fourth terminal 161 and the sixth terminal 166 of the switching unit 160 are electrically connected, the AC power supply 55 and the ballast 54 are connected between the stem pins 5. At this time, the ballast 54 is installed in series with the AC power supply 55.
[0072]
Next, an operation of the lighting device 150 of the gas discharge tube DT1 (a method of driving the gas discharge tube DT1) will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a time chart for explaining the operation of the lighting device for the gas discharge tube, and FIGS. 9 and 10 are diagrams for explaining the operation of the lighting device for the gas discharge tube. 8B to 8E, "ON" indicates that the corresponding terminals are electrically connected, and "OFF" indicates that the electrical connection between the corresponding terminals is interrupted. Indicates a state.
[0073]
First, when the AC power supply 55 is turned on (at a point A0 in FIG. 8), as shown in FIG. 9, the switching unit 160 connects the first terminal 161 and the second terminal 162 electrically. Thus, the starter 53 is bypassed. Further, the switching section 160 is in a state where the fourth terminal 164 and the fifth terminal 165 are electrically connected, and the AC power supply 55 and the capacitor 170 are connected between the stem pins 5. As a result, an electric current is supplied from the AC power supply 55 to each of the heaters 11 to turn on the indirectly heated electrode C1 (the electron emitting portion, that is, the double coil 13 and the metal oxide 17 as the electron emitting material). It is preheated beforehand (periods A0 to A1 in FIG. 8).
[0074]
When a predetermined time T1 elapses after the AC power supply 55 is turned on, as shown in FIG. 10, the switching unit 160 is in a state where the first terminal 161 and the third terminal 163 are electrically connected, and between the stem pins 3. The starter 53 is brought into a connected state. Further, the switching unit 160 is in a state where the fourth terminal 164 and the sixth terminal 166 are electrically connected, and the AC power supply 55 and the ballast 54 are connected between the stem pins 5. As a result, the electric power from the AC power supply 55 is supplied to the starter 53, the lighting of the gas discharge tube DT1 is started, and the discharge starts between the indirectly heated electrodes C1, and the ballast 54 is connected to the gas discharge tube DT1 during the lighting. Electric power is supplied in a state of passing through (a period after A1 in FIG. 4).
[0075]
As described above, even when the lighting device 150 is used, when the gas discharge tube DT1 is lighted using the AC power supply 55, the gas discharge tube DT1 is turned on, that is, before the power is supplied to the starter 53, for a predetermined period (the predetermined time). Since the current is supplied to the heater 11 during the time T1), the heater 11 is already preheated at the start of lighting. As a result, the discharge is immediately started between the indirectly heated electrodes C1 after the lighting, so that the starting time can be shortened and the rising characteristics of the light output can be improved.
[0076]
When the above-described lighting device 150 is used, a current is supplied to the heater 11 via the capacitor 170 connected in series with the AC power supply 55 for the predetermined period, and the heater 11 is turned on. After preheating, and after the elapse of the predetermined period, a current is supplied to the indirectly heated electrode C1 via a ballast 54 installed in series with the AC power supply 55. Here, when the current value (If) supplied to the heating heater 11 passes through the capacitor 170,
If = V / (1 / (2πfC) + R f ) ...... (7)
V: AC power supply voltage
f: Frequency of AC power supply
C: Capacity of the capacitor 170
R f : Total resistance between circuits (usually total resistance of heater for heating)
Is represented by In the case where the current passes through the ballast 54, the current value (If) is determined by the current / voltage characteristics of the ballast 54. As described above, when preheating the heater 11, the current can be supplied from the AC power supply 55 to the heater 11 without passing through the stabilizer 54, and the current supplied to the heater 11 increases. It will be. As a result, the amount of heat generated by the heater 11 increases, and preheating can be performed more quickly.
[0077]
The gas discharge tubes connected to the lighting devices 50 and 150 are not limited to the above-described gas discharge tubes DT1, but may be, for example, gas discharge tubes DT2 shown in FIGS. 11 and 12 and FIGS. 13 and 14. The gas discharge tube DT3 shown may be used.
[0078]
First, the gas discharge tube DT2 will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a configuration diagram illustrating a gas discharge tube, and FIG. 12 is a schematic cross-sectional view near the indirectly heated electrode included in the gas discharge tube.
[0079]
As shown in FIG. 11, the gas discharge tube DT2 includes a tubular bulb 1 as a sealed container, stem pins 3 and 5, and an indirectly heated electrode C2.
[0080]
As shown in FIG. 12, the indirectly heated electrode C2 includes a heating heater 11, a double coil 22 as a coil member, a plate-like member 23 as an electric conductor, and an electron emitting material (cathode material). As the metal oxide 17. Here, the double coil 22 and the metal oxide 17 as an electron-emitting material constitute an electron emitting portion that emits electrons by receiving heat from the heater 11.
[0081]
The double coil 22 is a multiple coil composed of a coil wound in a coil shape, and is formed by forming a tungsten wire having a diameter of 0.091 mm into a primary coil having a diameter of 0.25 mm and a pitch of 0.146 mm. The primary coil is formed as a double coil having a diameter of 1.7 mm and a pitch of 0.6 mm. The heater 11 for heating is inserted and disposed inside the double coil 22. In addition, instead of using the double coil 22, a triple coil or the like may be used as the coil member.
[0082]
The plate-like member 23 formed in a plate shape is a rigid body (metal conductor) having conductivity and belongs to Groups IIIa to VIIa, VIII, and Ib of the periodic table, and specifically includes tungsten, tantalum, molybdenum, rhenium, and the like. It is composed of a single metal of a high melting point metal (melting point of 1000 ° C. or more) such as niobium, osmium, iridium, iron, nickel, cobalt, titanium, zirconium, manganese, chromium, vanadium, rhodium, rare earth metal, or an alloy thereof. In the present embodiment, a tungsten plate member having a width of 1.5 mm and a thickness of 25.4 μm is used.
[0083]
The plate member 23 is provided inside the double coil 22 (between the heating heater 11 and the double coil 22), and extends substantially in the longitudinal direction of the double coil 22, substantially orthogonal to the discharge direction. The plate member 23 is in a state of being electrically connected to the double coil 22. The plate-shaped member 23 is in contact with a plurality of coil portions inside the double coil 22 and forms a plurality of contacts with the double coil 22.
[0084]
The other end 11 b of the heater 11, the double coil 22, and the plate member 23 are electrically connected to the stem pin 5 via the lead rod 16. Instead of using the plate-like member 23, a mesh-like member formed into a mesh (for example, a tungsten wire having a diameter of 0.03 mm knitted into a mesh) is used. , A tungsten wire having a diameter of about 0.1 mm). Further, each contact point between the plate member 23 and the double coil 22 may be welded.
[0085]
The metal oxide 17 is held by the double coil 22 and the heater 11 and is provided in contact with the plate member 23. The surface of the metal oxide 17 and the surface of the double coil 22 are exposed outside the indirectly heated electrode C2, so that the surface of the double coil 22 contacts the surface of the metal oxide 17. . The metal oxide 17 is provided in the same manner as in the first embodiment.
[0086]
The heater 11 is in contact with the metal oxide 17 and the double coil 22 via the electric insulating layer 12. For this reason, the heat of the heating heater 11 can be reliably and efficiently transmitted to the metal oxide 17 and the double coil 22 at the time of preheating. Further, as compared with an indirectly heated cathode for a gas discharge tube disclosed in Japanese Patent Publication No. Sho 62-56628, which has a cylinder having good heat conductivity, the loss of heat required for operating the hot cathode is suppressed. be able to. For this reason, it is not necessary to supply heat from the outside to the electrode and to perform forced overheating, and the electrode can be designed to operate only by the heat generated by self-heating.
[0087]
As described above, even when the above-described gas discharge tube DT2 is connected to the lighting devices 50 and 150, when the gas discharge tube DT2 is turned on using the AC power supply 55, the lighting, that is, the power supply to the starter 53 is performed. Prior to this, a current is supplied to the heater 11 for a predetermined period (the predetermined time T1), so that the heater 11 is already preheated at the start of lighting. As a result, the discharge is immediately started between the indirectly heated electrodes C2 after the lighting, so that the starting time can be shortened and the rising characteristics of the light output can be improved.
[0088]
Further, in the indirectly heated electrode C2, since the plate-shaped member 23 is provided in contact with the metal oxide 17 and also in contact with the double coil 22, the plate-shaped member 23 is provided on the back surface (discharge) of the double coil 22. The surface opposite to the surface) effectively forms an equipotential surface together with the inner portion of the double coil 22. That is, the plate-like member 23 and the inner portion of the double coil 22 are constituted by a plurality of electric wirings (conductive paths) and are not regulated so that current flows in a single direction. Therefore, the electric resistance between the ends of the surface of the plate-like member 23 is extremely small, and the surface of the plate-like member 23 is almost in an equipotential state, and the electric potential of the discharge surface including a plurality of discharge points or discharge lines is almost equal. Be equal. In other words, the plate-like member 23 forms a plurality of electric circuits through which a discharge current can flow in a direction parallel to the discharge surface, that is, forms a plurality of paths (equipotential circuits) of discharge electrons (emission). Become.
[0089]
Therefore, in the indirectly heated electrode C2, the plate-like member 23 and the double coil 22 effectively form an equipotential surface on the back surface (the surface opposite to the discharge surface) of the double coil 22. Then, thermionic emission occurs in a wide area of the formed equipotential surface, the discharge area increases, the amount of electron emission per unit area (electron emission density) increases, and the load at the discharge position is reduced. In addition, the metal oxide 17 which is a deterioration factor is stabilized (mineralized) by sputtering the metal oxide 17 and oxidizing with the reduced metal, that is, a decrease in thermionic electron emission ability can be suppressed. As a result, the occurrence of local discharge can be suppressed, and the life of the cathode can be extended. In addition, since the movement of the discharge position is also suppressed, a stable discharge can be obtained for a long time. Further, since the discharge area increases, the operating voltage and the amount of generated heat of the indirectly heated electrode C2 can be reduced. Also, the cathode drop voltage is extremely stable as compared with the conventional indirectly heated electrode.
[0090]
Further, in the indirectly heated electrode C2, the current density is slightly increased and the load is slightly increased due to the increase in the discharge area. Can be reduced. This makes it possible to provide an indirectly heated electrode having substantially the same shape as the conventional one and having a large discharge current, and it is possible to realize a pulse operation and a large current operation.
[0091]
Further, since the plate-like member 23 is used as the electric conductor, an electric conductor having a configuration capable of suppressing a decrease in the capability of emitting thermoelectrons and a movement of a discharge position can be realized at lower cost and more easily. Further, since the plate-like member 23 (electric conductor) is made of a rigid body, it can be easily processed and can be provided in close contact with the metal oxide 17. Further, many places where the plate-like member 23 and the metal oxide 17 come into contact can be easily provided.
[0092]
In the indirectly heated electrode C2, the heater 11 for heating is used as a nucleus, and a double coil 22 for holding the metal oxide 17 is arranged outside the heater. By arranging the plate-shaped member 23 so as to be in contact with the metal, the vibration suppressing effect of the double coil 22 works, and the metal oxide 17 can be prevented from falling. In addition, a large amount of metal oxide 17 is held between the pitches of the double coil 22, and there is an effect of replenishing the disappeared metal oxide due to deterioration with time during discharge.
[0093]
Next, the gas discharge tube DT3 will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a configuration diagram illustrating a gas discharge tube, and FIG. 14 is a schematic cross-sectional view near the indirectly heated electrode included in the gas discharge tube.
[0094]
As shown in FIG. 13, the gas discharge tube DT3 includes a tubular bulb 1 as a sealed container, stem pins 3 and 5, and an indirectly heated electrode C3.
[0095]
As shown in FIG. 14, the indirectly heated electrode C3 includes a heater 11 for heating, a double coil 13 as a multiple coil member, and a metal oxide 17 as an electron emitting material (cathode material). are doing. The other end 11 b of the heater 11 and the double coil 13 are electrically connected to the stem pin 5. Here, the double coil 13 and the metal oxide 17 as an electron emitting material constitute an electron emitting portion that emits electrons by receiving heat from the heater 11.
[0096]
The metal oxide 17 is held by the double coil 13 and the heater 11. The surface of the metal oxide 17 and the surface of the double coil 13 are exposed outside the indirectly heated electrode C3, so that the surface of the metal oxide 17 is in contact with the surface of the double coil 13. . The metal oxide 17 is provided in the same manner as in the first embodiment.
[0097]
The heater 11 is in contact with the metal oxide 17 and the double coil 13 via the electric insulating layer 12. Therefore, the heat of the heating heater 11 can be reliably and efficiently transmitted to the metal oxide 17 and the double coil 13 at the time of preheating. Further, as compared with an indirectly heated cathode for a gas discharge tube disclosed in Japanese Patent Publication No. Sho 62-56628, which has a cylinder having good heat conductivity, the loss of heat required for operating the hot cathode is suppressed. be able to. For this reason, it is not necessary to supply heat from the outside to the electrode and to perform forced overheating, and the electrode can be designed to operate only by the heat generated by self-heating.
[0098]
By the way, when a double coil having a mandrel is used as the multiple coil member and an AC power supply is used as the power supply, the discharge is maintained by the balance of the amount of heat on the surface of the mandrel. The amount of heat generated on the electrode surface by the discharge on the surface of the mandrel is proportional to the discharge current (Id). Further, when the cross-sectional area (Sm) of the mandrel is large, the surface area also increases, so that the heat loss increases. From the above, the electrode surface temperature (Tc) has a relationship with Tc∝Id / Sm. If the surface electrode temperature is too low, the operating temperature of the cathode will be insufficient. Therefore, the discharge is concentrated in an attempt to locally increase the temperature and supply thermionic electrons so as to maintain the discharge. As a result, the sputter phenomenon of the electron emitting material due to local overheating is promoted, and the deterioration of the electrode is accelerated. On the other hand, if the surface electrode temperature is too high, the entire electrode surface becomes overheated, which promotes evaporation of the electron-emitting material and accelerates electrode deterioration. Also, the cathode drop voltage is extremely stable as compared with the conventional indirectly heated electrode.
[0099]
As described above, even when the above-described gas discharge tube DT3 is connected to the lighting devices 50 and 150, when the gas discharge tube DT3 is turned on using the AC power supply 55, the lighting, that is, power supply to the starter 53 is performed. Prior to this, a current is supplied to the heater 11 for a predetermined period (the predetermined time T1), so that the heater 11 is already preheated at the start of lighting. As a result, the discharge is immediately started between the indirectly heated electrodes C3 after the lighting, so that the starting time can be shortened and the rising characteristics of the light output can be improved.
[0100]
In the indirectly heated electrode C3, since the double coil 13 has the mandrel 13a, the rigidity of the double coil 13 is increased and molding can be easily performed. Can be easily manufactured. In addition, deformation of the double coil 13 during processing and use can be suppressed.
[0101]
In the indirectly heated electrode C3, the metal oxide 17, which is an electron-emitting material, is held between pitches (cardiac distances), which are intervals between coil portions of the double coil 13. Accordingly, since the distance between the pitches is as small as the gap, the metal oxide 17 can be prevented from falling off due to vibration. In addition, since there are many pitches in the gap structure, a large amount of the metal oxide 17 can be retained, and there is an effect of replenishing the disappeared metal oxide due to deterioration with time during discharge.
[0102]
Further, the metal oxide 17 is also held in a space generated between the tungsten wire included in the double coil 13 and the mandrel 13a. The metal oxide 17 has a function of effectively replenishing the metal oxide 17 which disappears due to sputtering of the metal oxide 17 during operation of the electrode in a space generated between the tungsten element wire and the mandrel 13a. In order to effectively hold the metal oxide 17 in the space generated between the tungsten wire and the mandrel 13a, the interval between the coil portions in the above-described primary coil is preferably 1.0 mm or less, and 0.01 mm to A range of 0.3 mm is more preferable.
[0103]
The present invention is not limited to the embodiments described above. For example, the starter 53 may be an electronic type in addition to the glow type described above.
[0104]
Further, in the present embodiment, a high melting point metal is used as the electric conductor. However, if the conductive body is a rigid body having a melting point higher than the operating temperature of the cathode, a thick metal is used instead of the high melting point metal. A thin porous metal, carbon fiber, or the like may be used. In order to improve the sputter resistance and discharge performance of the metal oxide 17, a nitride or carbide such as tantalum, titanium, or niobium is coated on the surface of the metal oxide 17, the double coils 13, 22 or a linear member. 15, may be attached to the plate-like member 23.
[0105]
Further, in the present embodiment, the surface of the linear member 15 is exposed, but it is not always necessary to expose them, and if the linear member 15 is in contact with the metal oxide 17, The surface of the linear member 15 may be covered with the metal oxide 17. Further, although the surface portion of the double coil 13 is exposed, it is not always necessary to expose the surface portion. If the surface portion of the double coil 13 is in contact with the metal oxide 17, the double portion is exposed. The surface portion of the coil 13 may be covered with the metal oxide 17. In addition, by exposing the surface portion of the double coil 13, the discharge performance can be further improved.
[0106]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a method for driving a gas discharge tube capable of shortening the starting time and improving the rising characteristics of the light output.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a gas discharge tube according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic sectional view near the indirectly heated electrode included in the gas discharge tube according to the embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a lighting device of a gas discharge tube according to an embodiment.
FIG. 4 is a time chart for explaining an operation (a method of driving the gas discharge tube) of the lighting device of the gas discharge tube according to the embodiment.
FIG. 5 is a diagram for explaining an operation (a method of driving the gas discharge tube) of the lighting device of the gas discharge tube according to the embodiment.
FIG. 6 is a diagram for explaining an operation (a method of driving the gas discharge tube) of the lighting device of the gas discharge tube according to the embodiment.
FIG. 7 is a configuration diagram showing a modification of the lighting device of the gas discharge tube according to the embodiment.
FIG. 8 is a time chart for explaining an operation (a method of driving a gas discharge tube) in a modification of the lighting device of the gas discharge tube according to the embodiment.
FIG. 9 is a diagram for explaining an operation (a method of driving a gas discharge tube) in a modification of the lighting device of the gas discharge tube according to the embodiment.
FIG. 10 is a diagram for explaining an operation (a method of driving a gas discharge tube) in a modification of the lighting device of the gas discharge tube according to the embodiment.
FIG. 11 is a configuration diagram showing a modified example of the gas discharge tube according to the embodiment.
FIG. 12 is a schematic sectional view near an indirectly heated electrode included in a modified example of the gas discharge tube according to the embodiment.
FIG. 13 is a configuration diagram showing a modified example of the gas discharge tube according to the embodiment.
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of an indirectly heated electrode included in a modified example of the gas discharge tube according to the embodiment.
FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a heater applied voltage and a cathode drop voltage (box potential) in a gas discharge tube.
FIG. 16 is a diagram showing a relationship between a heater applied voltage and a discharge current in a gas discharge tube.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tubular valve, 1a ... Stem, 3, 5 ... Stem pin, 11 ... Heater, 12 ... Electric insulating layer, 13 ... Double coil, 13a ... Mandrel, 15 ... Linear member, 17 ... Metal oxide, 22 ... double coil, 23 ... plate member, 50, 150 ... lighting device, 53 ... starter, 54 ... ballast, 55 ... AC power supply, 60, 160 ... switching part, 61, 161 ... first terminal, 62, 162 .. Second terminal, 63, 163 third terminal, 64, 65, 167, 168 power input terminal, 164 fourth terminal, 165 fifth terminal, 166 sixth terminal, 170 capacitor, C1 to C3 ... indirectly heated electrodes, DT1 to DT1 ... gas discharge tubes.

Claims (5)

傍熱型電極を備えたガス放電管を点灯させるガス放電管の駆動方法であって、
前記傍熱型電極は、
表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒータと、
前記加熱用ヒータからの熱を受けて電子を放出する電子放射部と、
前記電子放射部の最表面側部分に設けられ、所定長さを有する電気導体と、を有しており、
前記ガス放電管を交流電源を用いて点灯する際に、当該点灯に先立って、所定の期間、前記加熱用ヒータに電流を供給して、当該加熱用ヒータを予熱することを特徴とするガス放電管の駆動方法。A method of driving a gas discharge tube for lighting a gas discharge tube having an indirectly heated electrode,
The indirectly heated electrode,
A heater for heating having an electric insulating layer formed on the surface,
An electron emitting unit that receives electrons from the heater and emits electrons.
An electric conductor having a predetermined length, provided on the outermost surface side portion of the electron emitting portion,
When lighting the gas discharge tube using an AC power supply, a current is supplied to the heating heater for a predetermined period before the lighting, and the heating heater is preheated, whereby the gas discharge is performed. How to drive the tube. 傍熱型電極を備えたガス放電管を点灯させるガス放電管の駆動方法であって、
前記傍熱型電極は、
コイル状に巻き回されたコイル部材と、
前記コイル部材の内側に配設され、その表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒータと、
前記コイル部材に保持される易電子放射物質としての金属酸化物と、
前記コイル部材の内側に当該コイル部材と接触して設けられ、所定長さを有する電気導体と、を有しており、
前記ガス放電管を交流電源を用いて点灯する際に、当該点灯に先立って、所定の期間、前記加熱用ヒータに電流を供給して、当該加熱用ヒータを予熱することを特徴とするガス放電管の駆動方法。A method of driving a gas discharge tube for lighting a gas discharge tube having an indirectly heated electrode,
The indirectly heated electrode,
A coil member wound in a coil shape,
A heating heater disposed inside the coil member and having an electric insulating layer formed on a surface thereof;
A metal oxide as an electron-emitting material held by the coil member,
An electric conductor having a predetermined length, provided inside the coil member in contact with the coil member,
When lighting the gas discharge tube using an AC power supply, a current is supplied to the heating heater for a predetermined period before the lighting, and the heating heater is preheated, whereby the gas discharge is performed. How to drive the tube. 傍熱型電極を備えたガス放電管を点灯させるガス放電管の駆動方法であって、
前記傍熱型電極は、
マンドレルを有するコイルをコイル状に巻き回して構成した多重コイル部材と、
前記多重コイル部材の内側に配設され、その表面に電気絶縁層が形成された加熱用ヒータと、
前記多重コイル部材に接触するように当該多重コイル部材に保持される易電子放射物質としての金属酸化物と、を有しており、
前記ガス放電管を交流電源を用いて点灯する際に、当該点灯に先立って、所定の期間、前記加熱用ヒータに電流を供給して、当該加熱用ヒータを予熱することを特徴とするガス放電管の駆動方法。A method of driving a gas discharge tube for lighting a gas discharge tube having an indirectly heated electrode,
The indirectly heated electrode,
A multiple coil member configured by winding a coil having a mandrel into a coil shape,
A heating heater disposed inside the multiple coil member and having an electric insulating layer formed on a surface thereof;
A metal oxide as an electron-emitting material held by the multiple coil member so as to contact the multiple coil member,
When lighting the gas discharge tube using an AC power supply, a current is supplied to the heating heater for a predetermined period before the lighting, and the heating heater is preheated, whereby the gas discharge is performed. How to drive the tube. 前記所定の期間の経過後に、前記加熱用ヒータの一端間に前記ガス放電管を点灯させるためのスタータを結合して、前記ガス放電管を点灯することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のガス放電管の駆動方法。The gas discharge tube is lit by connecting a starter for turning on the gas discharge tube between one ends of the heaters after the predetermined period has elapsed. The method for driving a gas discharge tube according to claim 1. 前記所定の期間、前記交流電源に直列接続して設置されるコンデンサを介して、前記加熱用ヒータに前記電流を供給し、前記所定の期間の経過後に、前記交流電源に直列接続して設置される安定器を介して、前記傍熱型電極に電流を供給することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のガス放電管の駆動方法。The predetermined period, the current is supplied to the heater for heating through a capacitor installed in series with the AC power supply, and after the predetermined period has passed, the heater is installed in series with the AC power supply. The method for driving a gas discharge tube according to any one of claims 1 to 3, wherein a current is supplied to the indirectly heated electrode via a ballast.
JP2002170489A 2002-06-11 2002-06-11 Drive method for gas discharge tube Pending JP2004014468A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002170489A JP2004014468A (en) 2002-06-11 2002-06-11 Drive method for gas discharge tube

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002170489A JP2004014468A (en) 2002-06-11 2002-06-11 Drive method for gas discharge tube

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004014468A true JP2004014468A (en) 2004-01-15

Family

ID=30436726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002170489A Pending JP2004014468A (en) 2002-06-11 2002-06-11 Drive method for gas discharge tube

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004014468A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7429826B2 (en) Indirectly heated electrode for gas discharge tube, gas discharge tube using said indirectly heated electrode, and lighting device for said gas discharge tube
JP3987436B2 (en) Side-heated electrode for gas discharge tube
JP3999663B2 (en) Direct heating type electrode for gas discharge tube and gas discharge tube
JP2004014464A (en) Driving method of gas discharge tube
JP2004014468A (en) Drive method for gas discharge tube
US3328622A (en) Electric discharge device having primary and secondary electrodes
JP4227364B2 (en) Gas discharge tube and gas discharge tube device
US4742275A (en) High pressure metal vapor discharge lamp with starting element
JP4054017B2 (en) Gas discharge tube
JP4012904B2 (en) Gas discharge tube
JP2004014467A (en) Gas discharge tube
JP2005071816A (en) Light source device
JP3165274U (en) Hot cathode preheating start discharge lamp
WO2002049073A1 (en) Gas discharge tube
JP2003123621A (en) Indirectly heated cathode
JPH04501485A (en) Glow discharge lamp with thermal switch creating two hot spots on the cathode
EP0784864A1 (en) Low-pressure discharge lamp
JP2005183046A (en) Gas discharge tube
JP2007520034A (en) Low pressure discharge lamp
KR840002223B1 (en) High tension discharge lamp
JPH01296542A (en) Magnetron
EP0439603A1 (en) Tri-model thermal switch and preheat lamp containing same
WO2008059639A1 (en) Electrode part, light source, illuminating device, and liquid crystal display
JPH11307288A (en) Low-pressure discharge lamp lighting device
JPH09102640A (en) Direct heat impregnation type cathode structure