JPS63248050A

JPS63248050A - 希ガス放電灯

Info

Publication number: JPS63248050A
Application number: JP62079719A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Tsunekawa; 真一恒川; Masasane Takagi; 将実高木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-04-02
Filing date: 1987-04-02
Publication date: 1988-10-14
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: KR880013208A; EP0285396A2; KR910004742B1; JPH0697603B2; EP0285396A3; US4882520A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［Ｒ明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、バルブの内部にキセノンを主体とした希ガス
を封入してなる希ガス放電灯に関する。

（従来の技術）複写機やファクシミリの光源、または液晶表示装置のバ
ックライトなどには、けい光ランプまたはキセノン（Ｘ
ｅ）グローランプが使用されている。

従来のけい光ランプは、バルブの内面にけい光体被膜を
形成し、このバルブの内部にコイルフィラメントよりな
る熱陰極形電極を設けるとともに、このバルブの内部に
水銀ＨＱと、アルゴンＡｒを主体とした希ガスを封入し
て構成されていることは知られている。

しかしながら、けい光ランプは、水銀の蒸気圧が周囲温
度に依存し、この水銀の蒸気圧が紫外線の発光量を変化
させるから、雰囲気温度に影響される度合いが大きく、
したがって、周囲温度が１５℃未満または６０℃を越え
るような雰囲気では光効率が著しく低下したり、極端な
低温状態では始動性が大幅に悪化して始動電圧が高くな
る等の欠点をもつ。

また、従来のけい光ランプは、フィラメントに酸化バリ
ウム等の電子放射物質を塗布してあり、この電子放射物
質は点灯中にフィラメントが高温になった場合には蒸発
し易いので早期に管壁の黒化を招く。

さらに、けい光ランプの場合、アルゴンＡｒガスが１〜
５丁ｏｒｒ程度の圧力で封入されており、点灯中の水銀
蒸気圧との分圧が１−ＩＱ　：Ａｒ＝１０００　：　１
程度となるように封入されている。

これはＡｒガスのペニング効果を利用するためのもので
、Ａｒガスを５Ｔｏｒｒ以上の圧力で封入することは実
用的でないので採用されない。このため希ガスの封入圧
力は低く、電極前部に長いファラデー暗部が発生し、こ
のような暗部は通常のけい光ランプでは１０Ｉ＋ＩＩｍ
程度にもなり、発光に有効に寄与しなく、有効発光長さ
が相対的に短くなる欠点があり、ＯＡ機器の光源として
は好ましくない。

一方、従来のＸｅグローランプは、バルブの内面にけい
光体被膜を形成し、このバルブの内部に冷陰極形電極を
設けるとともに、このバルブの内部にキセノンを主体と
した希ガスを５０Ｔｏｒｒ以上の圧力で封入して構成さ
れている。

このような従来のＸｅグローランプは、バルブの内部に
キセノンを主体とした希ガスを相対的に高い圧力で封入
しであるので周囲温度の影響を受ける割合いは少ないが
、封入圧力が高いゆえに始動電圧が高くなる欠点がある
。

また、従来のＸｅグローランプは、冷陰極形電極を用い
ているので、ランプ電流を多く流すと冷陰極が発熱して
消耗が著しくなる欠点があり、これを回避するためラン
プ電流を抑えであるので、光効率が良くないとともに、
光量が少ない不具合がある。

さらに従来のＸｅグローランプは、ランプ電流が少ない
ために陽光柱が細くなり過ぎ、このため陽光柱が蛇行し
、この結果輝度分布にムラが生じていた。また陽光柱の
蛇行現象は刻−刻と変化し、輝度分布が安定しないとい
う欠点もあった。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、最近のＯＡＩ器用の光源は、周囲温度の
影響を受けず、光効率が高いとともに、長寿命であり、
しかもムラのない安定した輝度分布を有することが強く
望まれている。

本発明は、上記の要請を満足し得る希ガス放電灯を提供
しようとするものである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明においては、バルブの内面にけい光体被膜を形成
し、このバルブの内部に熱陰極形電極を設けるとともに
、このバルブの内部にキセノンを主体とした希ガスを２
０〜２００Ｔｏｒｒの圧力で封入したことを特徴とする
。

〈作用）本発明は、けい光体被膜を励起させる紫外線を発する物
質として、キセノンを主体とした希ガスを２０〜２００
τｏｒｒ封入したので、バルブ内の圧力が雰囲気温度に
影響される割合いが少なく、光効率および始動性能が安
定する。また、Ｎ極は熱陰極形を採用したから、始動時
に予熱することができ、始動電圧を引下げることができ
る。また、熱陰極であればランプ電流を大きくすること
ができ、光量の増大が可能となり、かつランプ電圧を下
げて光効率の向上が可能になる。そして、キセノンを主
体とした希ガスは高圧で封入しであるので、熱陰極の蒸
発が防止され管壁の黒化が発生せず、またファラデー暗
部の発生は極めて小さく有効発光長さを大きくすること
もできる。さらに、ランプ電流が大きいので陽光柱が太
くなり、管内に広がるから陽光柱の蛇行現象がみられず
、輝度分布のムラが解消されて安定した輝度分布が得ら
れる。

（実施例）以下本発明について、第１図ないし第３図に示すアパー
チャ形希ガス放電灯に適用した実施例にもとづき説明す
る。

図において、１は細長い棒状をなしたバルブであり、石
英または硬質あるいは軟質ガラスにより形成されている
。バルブ１の内径は、０Ａｆｊ１器用として６Ｍ〜１２
Ｍの範囲が好ましい。６姻未満では後述する熱陰極５の
挿入が不可能であり、また１２Ｍを越える場合はＯＡ機
器用光源としては太くなり過ぎる。

このバルブ１の内面にはけい光体被膜２が形成されてい
るとともに、これらバルブ１の内面とけい光体被膜２の
間には反射被膜３または遮光被膜が形成されている。反
射被膜３または遮光被膜は、第２図に示すように、バル
ブ１の周方向の所定角度範囲θを除いた全面に形成され
ており、この反射被膜３または遮光被膜が形成されてい
ない上記所定角度範囲θ部が開口部となってここから外
部に光を放出する。よって、本実施例のランプはアパー
チャ形をなしているものである。

このようなバルブ１内にはキセノンガスよりなる希ガス
が２０〜２００Ｔｏｒｒの範囲で封入されている。

バルブ１の両端は、ボタンステム４．４が封着されてお
り、これら各ボタンステム４．４には電極５．５が取付
けられている。

電極５．５は、従来のけい光ランプで使用されていたと
同様なコイルフィラメント６．６からなる熱陰極であり
、これらフィラメント６．６はリード線７・・・に支持
されており、これらリード線７・・・は上記ボタンステ
ム４，４を気密に貫通されている。

このような構成のＸｅガス放電灯の作用について説明す
る。

リードｌ！；１７・・・を電源に接続して電極５．５間
に電圧を印加すると、従来のけい光ランプと同様にコイ
ルフィラメント６．６が予熱され熱電子を放出するとと
もに、図示しない点灯管の作用によりキック電圧が付与
されてこれら電極５．５間にアーク放電を発生させる。

このアーク放電によりバルブ１内の希ガスが紫外線を発
し、その共鳴線がバルブ１内面に形成したけい光体被膜
２を励起して可視光線を発する。

この可視光線はバルブ１の外部に放射される。この場合
、バルブ１内面には反射液ＩＩ！３または遮光被膜を設
け、かつ反射液１ｉ４３または遮光被膜を形成しない所
定角度範囲θ部に開口部を形成しであるから、上記けい
光体被膜２から発した光は間口部を通じて外部に放出さ
れる。

したがって、このものは開口部θを通じてのみ光が放出
されるので、光の放出方向に指向性が与えられ、開口部
θの方向のみを照射することになる。

このようなＸｅガス放電灯においては、バルブ１内にキ
セノンを主体とした希ガスを２０〜２００丁ｏｒｒ封入
したので、バルブ１内の圧力が雰囲気温度に影響される
割合いが少なく、光効率および始動性能が安定し、周囲
温度の変化による発光量の変動は少なくなる。

また、電極５，５はコイルフィラメント６．６からなる
熱陰極を採用したから、始動時に予熱することができ、
熱電子を放出して始動を容易にし、始動電圧を引下げる
ことができる。

また、コイルフィラメント６．６よりなる熱陰極である
と、ランプ電流を例えば５０ｍＡ以上まで大きくするこ
とができ、光ａの増大が可能となり、かつランプ電圧を
下げて光効率の向上が可能になる。

そして、キセノンを主体とした希ガスは高圧で封入しで
あるので、コイルフィラメント６．６の蒸発が防止され
管壁の黒化が発生しない。

特に、ＸｅガスはＡｒガスに比べて熱伝導性がよく、こ
のためコイルフィラメント６．６の発熱を管壁を通じて
放出し易く、コイルフィラメント６．６の温度上昇を抑
制するのでコイルフィラメント６．６の蒸発を防止する
とともに、この温度上昇が抑えられる分ランプ電流を増
して発光量を増大させることもできる。

また、封入ガス圧が高いことから、ファラデー暗部の発
生は数層程度に極めて小さくなり、有効発光長さを大き
くすることもできる。

また、ランプ電流が大きいので陽光柱が太くなり、管内
に広がるため陽光柱の蛇行現象がみられず、輝度分布の
ムラが解消される。

本実施例の場合、電極マウントとしてボタンステム４，
４を使用したので、バルブ１の端部からの電極＾さｈを
小さくすることができ、バルブ１の全長しに対する有効
発光長さ１を大きくすることができ、また有効発光長さ
１を従来と同等とすればバルブ１の全長りを短くするこ
とができ、ランプの小形化が可能になる。このことは、
上記ファラデー暗部が極めて小さくなることにより一層
助長される利点もある。

第３図は、本実施例構造のＸｅガス放電灯について、光
束維持率を調べた実験結果を示すもので、バルブ外径１
０ｍ１バルブ長さ２００ｍ、バルブ内にＸｅガスを８０
Ｔｏｒｒ封入したアパーチャ形ランプの場合を実線ａで
示す。

これに対し、バルブ外径１０ｍ、バルブ長さ２００ｍ、
バルブ内に水銀ＨｇとアルゴンＡｒを、Ａｒガスが３Ｔ
Ｏｒｒとして封入したアパーチャ形けい光ランプの場合
を破線すで示す。

バルブ内に水銀とアルゴンを封入したけい光ランプの場
合は、管壁の黒化により点灯時間３０００時間で光束維
持率が６０％に低下したが、本発明に係る＞＜ｅガス放
電灯は管壁の黒化が全く認められず、点灯時間３０００
時間でも光束維持率を略１００％に維持することが確認
された。

なお、本発明は上記実施例に制約されるものではない。

すなわち、バルブ１の外面に、軸方向に沿ってほぼ均一
な幅を有する帯状をな外部電極を密着して設け、始動時
にこの外部電極にも電圧を印加して始動補助電極として
使用するようにすれば、始動性が一層向上する。なお、
外部電極は、たとえば銅とカーボンをペースト状にして
塗布し、これを焼成することにより形成した導電性塗布
膜にて構成することができる。

また、本発明はアパーチャ形希ガス放電灯には限らず、
反射被膜や遮光被膜のない放電灯であってもよい。

さらに、バルブ１内に封入される物質としては、キセノ
ンのみに制約されず、キセノンにクリプトン、アルゴン
、ネオン、ヘリウム等の少なくとも１種からなる他の希
ガスを混合したものであってもよい。

そしてまた、本発明は直管形希ガス放電灯には限らず、
第４図に他の実施例として示すようなＵ字形や、Ｗ字形
など、種々の形状に曲成された希ガス放電灯であっても
よく、またステムは第１図のボタ′ンステム４には限ら
ず、第４図のようなフレアステム２０であってもよい。

［発明の効果コ以上説明したように本発明によると、けい光体被膜を励
起させる紫外線を発する物質として、キセノンを主体と
した希ガスを２０〜２００Ｔｏｒｒ封入したので、バル
ブ内の圧力が雰囲気温度に影響される割合いが少なく、
光効率および始動性能が安定する。また、電極は熱陰極
形を採用したから、始動時に予熱することができ、始動
電圧を引下げることができる。また、熱陰極であればラ
ンプ電流を大きくすることができ、光僅の増大が可能と
なり、かつランプ電圧を下げて光効率の向上が可能にな
る。そして、キセノンを主体とした希ガスは高圧で封入
しであるので、熱陰極の蒸発が防止され管壁の黒化が発
生せず、またファラデー暗部の発生は極めて小さく有効
発光長さを大きくすることもできる。さらにまた、ラン
プ電流が大きいので陽光柱が太くなり、管内に広がるた
め陽光柱の蛇行現象がみられず、輝度分布のムラが解消
される利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示し、第１図
はランプ全体の構成を示す断面図、第２図は第１図中Ｉ
Ｉ−ＩＩ線の断面図、第３図は特性図、第４図は本発明
の他の実施例を示すランプの構成図である。１・・・バルブ、２・・・けい光体被膜、３・・・反射
被膜、４・・・ステム、５・・・熱陰極形電極、６・・
・コイルフィラメント。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）バルブの内面にけい光体被膜を形成し、このバル
ブの内部に熱陰極形電極を設けるとともに、このバルブ
の内部にキセノンを主体とした希ガスを２０〜２００Ｔ
ｏｒｒの圧力で封入したことを特徴とする希ガス放電灯
。
（２）上記放電灯のランプ電流は５０ｍＡ以上としたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の希ガス放電
灯。
（３）上記バルブの管内径は、６ｍｍ以上、１２ｍｍ以
下としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または
第２項記載の希ガス放電灯。