JPH01231259A - 小形発光装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発光装置に係り、特に小形ランプの電気的特性
の安定化と周波数適用範囲を広げることに関し好適な点
灯回路に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は実開昭５７−１８０９６７号に示されるよ
うにランプ点灯回路は電ｇ電圧は直流である電池。

点灯バラストは抵抗となっていた。また、特願昭６１−
１６３６３４号において、気密に形成された放電容器内
に、少なくとも一対の電極と放電用ガスとを封入した低
圧放電灯において、上記電極の１つが陽極として動作す
るときに、上記陽極として動作する電極が、負グロー内
に位置するように配置した電極構造にすると、陽極降下
電圧が零になり、その結果、ランプ電圧と放電始動電圧
が低くなり、発光効率も増大する小形高効率低圧放電灯
が得られることが記されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、直流電源を用いて点灯する場合にはラ
ンプ電流を制御するための安定器すなわちバラストが抵
抗で構成されているため、このバラストでの消費電力９
発熱が大きく装置全体の効率がきわめて低下するという
欠点があった。また、交流電源で点灯した場合には、以
下の欠点があった。すなわち、第１に、熱陰極が２個存
在するので、熱電子放射物質の飛散量が１個の場合の約
２倍になり、ランプの動程特性が悪くなる。第２に、二
つの熱陰極は交互に陽極として動作するので、陽極サイ
クル時にランプ電流と電極の仕事関数の積に相当する電
力で加熱される。したがって、電源電圧の変動、電源の
周波数の変動やバラストの特性の変動などによってラン
プ電流が変動すると、電極の加熱状態が著しく変動し、
その結果、熱電子放射物質の飛散が増大するという欠点
があり。

たとえば、バラストを５０Ｈｚと６０Ｈｚで共用するこ
とは不可能であった。

本発明は、交流電源電圧を使用でき、かつ、回路効率が
よく、かつ電源電圧変動に対し安定で５０　Ｈｚ・６０
Ｈｚ共用で使用できる小形発光装置を提供することを目
的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、ランプ点灯回路として、バラストをコンデ
ンサとし、交流電圧を直流にするための整流回路を設け
、ランプとしては電極構成として一個の陽極と一個の熱
陰極の組み合わせにすることにより達成される。

すなわち、気密に形成された放電容器内に、少なくとも
一対の電極と放電用ガスとを封入した低圧放電灯におい
て、上記電極の１つが陽極として動作するときに、上記
陽極として動作する電極が、負グロー内に位置するよう
に配置した電極構造を有することを特徴とする低圧放電
灯においては、ランプ電圧は希ガスの準安定励起電圧程
度となり、通常の蛍光灯などのランプ電圧よりも著しく
低い。

また、ランプ電流によるランプ電圧の変化も、通常の蛍
光灯ではいわゆる負特性を示し、ランプ電流が増大する
とランプ電圧は低下するが１本発明に使用する低圧放電
灯においては、ランプ電圧はランプ電流の変化によって
ほとんど変らない。

上記のような特徴ある低圧放電灯を使用し、ランプ電流
制御部品であるバラストをコンデンサで構成することに
より、電源電圧が交流で大きく変動したとしても、ラン
プ両端の電圧すなわちランプ電圧は約９ｖ程度と比較的
小さく、電源電圧１００Ｖに対してほとんど無視できる
ぐらいの値であるため、ランプ電流はバラストの大きさ
を決めればほとんどこの値により定まり、がっ、電源電
圧が変動してもランプ電圧−ランプ電流特性がほぼ平坦
なのでその変動した分の比率のみが比例してランプ電流
の変動値となり、従来のチョークコイルバラストと蛍光
ランプの組み合わせのように、電源電圧変動分により、
バラスト自体の電流電圧特性の変動や、ランプ自体の電
流電圧特性変ＩＪ分を考慮するということがなくなるた
め、きわめで安定な電流特性を有する装置とすることが
可能である。

さらに、点灯電源回路に整流器を設けて直流電源に変換
することにより、低圧放電灯の電極構成を一つの熱陰極
と一つの陽極にすることが出来、陽極は単に電子を捕型
するだけでよいので熱電子放射物質を用いる必要がなく
、形状も自由なので飛散の小さい金属の板、線などを使
用できる。したがって、ランプ電流が変動して陰極の温
度が変化したとしても、陽極物質の飛散は少なく、ラン
２・？ ブの働程はすぐれている。

〔作用〕

バラストとしてコンデンサーに使用すると、電気損失が
なく高効率の発光装置が得られる。また、チョークコイ
ルのような飽和特性がないので、電源電圧が変動しても
ランプ電流の変動が小さいという効果も出る。

整流器を設けて交流電源を直流電源にすることにより、
低圧放電灯の電極構成を陽極と熱陰極の組み合わせにで
きる。陽極は、材質、形状を自由に選べるので、ランプ
電流が変化しても陽極物質の飛散が小さくなるようにで
きる。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明の発光装置を示しており、ｌはバラスト
としてのコンデンサ、２は整流器、３は起動装置、４は
ランプであり、内部にフィラメント等で構成される熱陰
極６、金属棒や板で構成される！ｍ電極を有し、ランプ
発光部５はガラス等で構成され、ガラス内面には蛍光体
が塗布されるかあるいは何も塗布されないままで、たと
えば紫外線を透過するガラスを用いて製作される。さら
に発先部５は気密が保持され、アルゴン等の希ガス。

水銀が封入されて適正な紫外線が発生できる構造を有し
、かつ、陽極７と陰極６との距離Ａは陽極が負グロー内
に入るようにするために１０１ＴＩＴ１以下、０＜Ａ≦
１０ｍｍとしてなる。

第１図において１発光部５の放電容器を直径１５ｎｖｎ
、長さ４５ｍの紫外線透過ガラスとし、熱１１３極６は
タングステンコイルに（Ｂａ、Ｓ　ｒ、Ｃａ）Ｏを主と
する熱電子放射物質を塗布した構成とし、陽極７はニッ
ケル板とし、陽極７を熱陰極６の間の距離を３ｍとした
。また、封入ガスはアルゴン５Ｔｏｒｒと水銀であった
。コンデンサーは１０；１ μＦ、整流器２を全焼整流器とし、５０　Ｈｚ　１００
Ｖの交流電源を用いる。

上記の如くして構成された発光装置において電源電圧変
動に対するランプ変動特性すなわち電圧ン 本坊特性を側定した結果は第２図の通りとなり。

８ａは本発明のランプ電流特性を示しており、電源が１
−Ｏ％程度増加するとランプ電流８ａは増加するが、約
１０％程度と微少であり実用上何ら支障をきたすもので
はない。一方、本発明のコンデンサバラスト１の代わり
に従来の安定器である抵抗を使用した場合は前述のよう
に抵抗による発熱・消費電力が大きく、かつ、電源が１
００ｖ交流の場合は抵抗にかかる電圧が約９０Ｖと大き
くなり、その発光効率すなわち発光量／入力電力はきわ
めて悪くなり、適用価値は希少である（第１表参照）。

さらに、一方、コンデンサバラスト１の代わりに従来の
チョークコイルバラストを使用した場合はランプ電流の
変動率は第２図の９ａとなり、本発明に比してきわめて
大きな変動となる。

これはチョークコイル自身の電圧電流特性が電圧の高い
ところで電流が急増する非直線性性能を有するという理
由による。

また第１表に示すようにチョークバラストの場合はバラ
スト内の抵抗分による消費電力が大きく、従って装置入
力電力が大きくなり１発光効率が低下するという欠点を
も有する。

さらに、電源の周波数変動についてもコンデンサバラス
ト１を使用すると５０　Ｈｚから６０　Ｈｚに変化した
場合のランプ電流変動特性を試験してみると第３図１０
のようになり、約２０％程度の変動率であり、実用上充
分耐えられる範囲であり。

寿命等も所望の性能を得ることができる。一方、チョー
クコイルとの組合せでは５０　Ｈｚから６０Ｈｚに変更
することにより、ランプ電流１１は３０％以上減少し、
実用上５０　Ｈｚと６０　Ｈｚとを共用する性能を得る
ことは困難である。特にこのランプは蛍光ランプと同様
の熱陰極を使用しているため、ランプ′ｒｖ、流が減少
することにより寿命の低下は著しいものがあり、製品の
価値を著しく低下するものである。

整流器２を設けて直流電源に変換することにより、？ｉ
￥極構成は、陽極７と熱陰極６にすることが石 できた。ｌＩａ極７は、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）Ｏなどの
熱電子放射物質よりははるかに飛散の少ないニッケル板
にしたので、電源電圧あるいは電源の周波数の変動によ
ってランプ電流が変化しても、陽１ジ 極の飛散はほとんどなく、働程特性も良好であつさらに
１本発明の装置のランプ起動装置については第４図に示
すように電圧を印加して一定以上の電圧で両端の抵抗が
著しく低下して高電流が流れる非線形半導体スイッチ３
を第１図のように接続して構成することができ上記部品
は小形であるためランプ構成部品の特に口金の中に内蔵
せしめて製作可能のためきわめてランプが小形になると
いう特徴を有する。

なお、本発明のランプで電源電圧を１００Ｖとした場合
、コンデンサは約１０μＦ、ランプは９■となり、ラン
プ電流は０．３５Ａ、装置人力′電力は約３．５Ｗ、バ
ラスト消費′市力は０　、５　Ｗとなり小形高効率ラン
プとすることができた。

第１表 第５図は、別の実施例のランプを示す。陽７０は、熱陰
極６の一端に電気的に接続されており、かつ熱陰極にほ
ぼ平行に設けられている。

放電始動器は不要である。コンデンサバラスト、整流器
を通してランプに電圧が印加されると、熱陰極が加熱さ
れる。熱１１３極６の温度が高くなると熱陰極の電気抵
抗も大きくなり、したがって陽極７０と熱ｌＩ３極６の
端部７１との電圧差が大きくなり、陽極７０と熱１１３
極の端部７１の間で放電が生じる。この実施例は、放電
始動器が不要であり、さらに小形化できるという利点が
ある。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、バラストをコンデンサと
することにより、従来の抵抗バラストよりも回路効率が
きわめてすぐれ、チョークコイルバラストよりも電圧変
動特性がよく、さらに、整流回路を用いる事によって専
用の陽極５０−６０　Ｈｚ共用の小形、高効率発光装置
が得られる。

さらに起動装置も非線形半導体スイッチを用いたためこ
れをランプ内に内蔵してきわめてコンパクトなランプを
製作・提供することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は電圧変
動特性図、第３図は周波数変動特性図、第４図は起動装
置電圧電流特性図、第５図は本発明の別の実施例のラン
プの原理図である。 １・・・コンデンサ、２・・・整流器、３・・・起動装
置、４・・・ランプ、５・・・発光部、６・・・陰極、
７，７０・・・陽極、８ａ、８ｂ・・・本発明のランプ
電流、電圧特性、９ａ、９ｂ・・・従来のチョークコイ
ルによるランプ電流、１′？ｉ圧特性、１０・・本発明
のランプ電流特性。 宕ビ躯；午（船 −（’、Ｉ　　Ｉ”ｎ　−刈

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、気密に形成された放電容器内に、少なくとも一対の
   電極と放電用ガスとを封入し、上記電極の１つが陽極と
   して動作するときに、上記陽極として動作する電極が、
   負グロー内に位置するように配置した電極構造を有する
   低圧放電灯と、点灯回路から成る小形発光装置において
   、上記点灯回路は整流器、電流を制御するためのコンデ
   ンサバラストからなることを特徴とする小形発光装置。