JPH01281653A - ビームモードけい光ランプ - 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】 ［技術分野］ 本発明は、ガス放電ランプの保守特性（動作時間に伴う
光出力の減少）の改善に向けられるものである。

［従来の技術］ この種のガス放電ランプは１００ワツトの白熱電球の形
状のものでありビームモード放電（ＢＭＤ）ランプと呼
称されている。このランプの欠点は、陰極材料の燐光物
質面への被着による動作時間中放射される光の減少であ
る。

ＢＭＤランプの一般的動作原理および関連の従来技術は
先に説明されている６本発明により修正が行なわれる特
定のＢＭＤランプの例はｒ　ＤｕａｌＣａｔｈｏｄｅ　
Ｂｅａｍ　Ｍｏｄｅ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｌａｍ
ｐＪと標題のみされた米国特許第４．４０８．１４１号
明細書に説明されている６発行されている別のＢＭＤラ
ンプの特許には、ｒＮｏｎ−［１ｎｉｆｏｒｎ＋　Ｒｅ
５（ｓｔａｎｃｅ　ＢｅａｍＭｏｄｅ　Ｆｌｕｏｒｅｓ
ｃｅｎｔ　Ｌａｍｐ　Ｊ　と標題の付された米国特許第
４．４１３．２０４号、ｒ　Ｍｕｌｔｉｓｌｅｃｔｒｏ
ｄｅ＾ｒｒａｙ　Ｆｏｒ　Ａ　Ｂａａｍ　Ｍｏｄｅ　Ｌ
ａｍｐ　Ｊと標題の付された米国特許第４．４５０．３
８０号、ｒ　ＳｉｎｇｌｅＣａｔｈｏｄｅ　　Ｂｅａｔ
ｓ　Ｍｏｄａ　　Ｆｌｕｏｒｓｓｃｅｎｔ　　Ｌａｍｐ
　　ｆｏｒ　　ＤＣυ８６Ｊ　と標題の付された米国特
許 第４．４９４．０４６号、ｒＢｅａｍ　Ｍｏｄｅ　Ｌａ
ｍｐｗｉｔｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ　
Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ」と標題の付された米国特許第４．
５２１，７１８号、ｒ　Ｍｕｌｔｉａｌｅｃｔｒｏｄｅ
　Ａｒｒａｙ　Ｆｏｒ　Ａ　Ｂｅａｍ　ＭｏｄｅＦｌｕ
ｏｒａｇｃｅｎｔ　Ｌａｍｐ」と標題の付された米国特
許第４，５１６，０５７号、「丁ｗｉｎ　Ａｎｏｄｅ　
ＢｅａｍＭｏｄｅ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｌａｍｐ
　Ｊ　と標題の付された米国特許第４．５１８．８９７
号がある。

［発明の目的］ 本発明の主たる目的は、ランプ空間内の追加のメツシュ
形電極が、適当に自己バイアスされるとき、陰極から蒸
発する材料が燐光層へ着床する前に捕捉できそして光出
力の低下の防止に貢献する新規かつ改善されたビームモ
ードけい光ランプを提供することである。

本発明の一様相によれば、ある改良がビームモードけい
光ランプに施される。この種のランプは、内面を有する
光伝達性の外囲器を有する。受口を有するランプの基部
が、外囲器とともに完全な密閉が行なわれるよう、外囲
器に結合される。

内面に被着される燐光コーティングが紫外放射を可視放
射へ変換する。希ガスおよび水銀蒸気の充填物が外囲器
内に存在する。各々アルカリ土類の被着物で被覆される
一対のフィラメントがそれぞれ対向端部を有する。アル
カリ土類の被着物は、熱がこれに与久られると、元素の
形式に分解する傾向がある。フィラメント接続リードの
各組によりフィラメントが受口へ結合される。被分解被
着物が燐光コーティングへ被着するのを抑制するための
電気的に伝導性のグリッド手段が改良の内容である。

本発明の一定の特徴に従えば、グリッド手段は両方のフ
ィラメントを包囲するために、単一の構造体とされる。

グリッド手段は、電気的に浮動であるよう構成できる。

別の特徴においては、グリッド手段は第１のフィラメン
トのための第１グリラドおよび第２のフィラメントのた
めの第２のグリッドを備えることができる９両方のグリ
ッドは互いにアイソレートできる。グリッド手段は電気
的に浮動とされる。

［好ましい例の詳細な説明］ 第１図に図示されるようなビームモードランプ１０は電
気的接続のために受口を持つ基部１１を有する。ランプ
１０はＡＣ電圧で働きそして大略２０ボルトで動作する
。アルカリ土類酸化物の被着物で被覆されるフィラメン
ト１２．１３が、電力がフィラメント接続リード１４〜
１７を通じて放電ランプへ付与されるとき熱イオン性放
射源として振る舞う、ビームモード放電（ＢＭＤ）ラン
プｌＯは、各フィラメント１２．１３が半サイクルごと
に陰極および陽極として交互に動作するＡＣ態様で通常
動作する。ランプ１０の始動動作は予熱始動方法または
ラビッドスタート方法のいずれでも実現される（ウェイ
マウス（Ｗａｙｍｏｕｔｈ）によるｒＥｌｅｃｔｒｉｃ
　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　ＬａｍｐｇＪと標題の付された
刊行物第５９ページ〜６２ページを参照されたい）、ラ
ンプ１０の始動動作時間中、フィラメントな熱イオン性
放射温度へ高めるためにフィラメントに電流が供給され
る。これは、ランプ１０がターンオンされた後短い時間
期間２つのフィラメントを電源出力に直列に配する（予
熱モード）かまたは電流をフィラメント１２．１３へ連
続的に供給し同時にランプ１０がオン状態とされる（ラ
ビッドスタート）かによって達成できる。

ランプ外囲器１８は（数トル圧力の）希ガスおよび水銀
蒸気が充填される。２つのフィラメント間に形成される
放電は、フィラメント１２．１３を超大て外囲器１８の
空間を拡散し、効率よく紫外放射が発生する。この放射
は順次、ランプ外囲器１８の内側に被覆される燐光層１
９により吸収される。燐光１ｉ１９は紫外放射を可視放
射へ変換する。このランプ１０からの光出力は燐光１９
の可視の放射が大部分であるけれども、僅かな部分が放
電放射から直接にやってくる。

けい光ランプの端部黒化（ｓｅｌｆ−ｂｌａｃｋｅｎｉ
ｎｇ）という現象にはこれと等価なものがＢＭＤランプ
１ｏにおいてもある。これは動作時間の経過とともに、
燐光面１９全体の緩慢な黒化として明らかであり、フィ
ラメント材料の蒸発、拡散および引き続く燐光層での凝
縮により生ずる。この現象は、幾何学的事情（すなわち
、全燐光面層のフィラメントへの接近）並びにフィラメ
ント１２．１３自身のパワー負荷動作の増大によりＢＭ
Ｄランプ１０で増大せられる。数百時間動作したＢＭＤ
ランプ１０の燐光面１９に被着する膜状物の走査電子顕
微鏡による観察により、高濃度のバリウム（最も揮発性
であるフィラメントコーティング材料の構成要素）がこ
れよりも揮発性の低い構成要素であるストロンチウムの
跡とともに発見された。フィラメント１２．１３から発
散するバリウム蒸気の大部分は蒸発の際にまたはプラズ
マを通じての拡散中のいずれでもイオン化される。

ＢＭＤランプ１０の放射スペクトルには、いくつかの弱
いＢａ”ラインが含まれる。Ｂａ”蒸発の割合を減少さ
せる際の以前の試みは、フィラメントに形成される「ホ
ットスポット」　（すなわち、蒸発が最も高い領域）の
温度を減少することに集中していた。これにより、Ｂａ
”蒸発は減少せられるけれども、電極の放射能の低下を
も招く。

本発明は、燐光面へのＢａ”の拡散が大幅に減少せられ
るランプ外囲器内部の少くとも一つの追加の電極の場所
および機能に向けられるものである。少くとも一つの追
加の電極をビームモードランプの動作電圧を高めるため
の修正電極として使用することは、米国特許第４．５２
１．７１８号明細書に開示されている。第２図は上記の
考え方の一つの例を図示するものである。この図では追
加のメツシュ電極２１が装着された従来のビームモード
放電ランプを図示する。第２図に図示されるように、メ
ツシュ２１は通常円筒形状でありそしてその上側端部が
メツシュ頂部によりまた下側端部がランプの基部１１に
より包囲される。メツシュ２１の厳密な形状は変更可能
であるが、メツシュはフィラメント１２．１３を包囲し
なければならずまたフィラメント１２．１３と燐光面１
９との間に挿入せられるよう位置決めされねばならない
、メツシュ２１はランプヘッダ（すなわち基部１１）で
、メツシュ２１が電気的に浮動可能な態様でメツシュ支
持ワイヤ２２により支持される。米国特許第４．５２１
．７１８号明細書では、修正電極もまたメツシュである
がそれは浮動自由ではない、このメツシュ２１は順次プ
ラズマについて負の電位を得そして選択的に正イオンの
バリウムを得るようにみえる。

代替久のメツシュ電極形態が第３図に図示されており、
その形態は、本出願ではメツシュ電極は浮動自由である
こと以外は、米国特許 第４．５２１，７１８号明細書の第３図に図示されるも
のと同様であるのに反して前記特許ではメツシュは電気
的にバイアス電圧源へ接続される。

本発明の目的を達成するのには、前記特許明細書に開示
されるようなこの種の構成しかない、この場合、２つの
フィラメント１２．１３が、電気的に浮動であり第２図
のメツシュ電極２１と同様の態様で動作する個々のメツ
シュ電極３１および３２により包囲される。メツシュ電
極３１．３２は、端部が開放されている以外は、フィラ
メント１２．１３をほぼ包囲する。この形態では、フィ
ラメント１２．１３からの極く少量の被分解被着物が、
前記メツシュの対向端部の開口を通じて脱出しつる。さ
らに、この形態は、陰極として動作するとき各フィラメ
ント１２．１３へのイオン衝突の割合を減少させ、かく
してスパッタリングの割合を低下させる。先の米国特許 第４．５２１．７１８号明細書に開示のようなこの形態
が使用されるとき、動作電圧の増加が生ずる。

追加のメツシュ電極２１の使用を通じての保守改善の程
度が第４図に図示される。予熱モードで動作する従来の
デュアルフィラメントＢＭＤランプ１０について、動作
時間の関数として、相対的光出力が曲線４１で図示され
る。電気的浮動バイアス条件で動作する追加の第３のメ
ツシュ電極２１を持つＢＭＤランプが、第４図の曲線４
２に図示されるような改善された保守特性を呈示した。

本発明は、電子放射特性の減少を招くことなく、追加の
第３のメツシュ電極の使用を通じて、改善されたＢＭＤ
ランプ保守特性を表す、２つの「メツシュ」電極形態が
開示される。第３図の形態は、スパッタリング割合が低
下せられるという追加の特徴を有する。ただ２つの別々
の「メツシュ」電極形態がここでは図示されるけれども
、この電極の別の形態もまた同様の目的を達成する。さ
らに電極電位は、放電により指示される電位がどのよう
なものでも電気的に浮動とされる代わりに外部への接続
を介して制御可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のビームモードランプの模式図である。 第２図は、本発明によるビームモードけい光ランプの模
式図である。 第３図は、本発明を利用できるビームモードけい光ラン
プの別の例の部分的に破断された斜視図である。 第４図は、第２図の例の特性と第１図に図示される従来
の装置とを比較したデュアルカソードＢＭＤランプの保
守特性のグラフ図である。 図中の各参照番号が示す主な名称を以下に挙げる。 １０　　　　ビームモード（放電）ランプ１１　　　　
基部 １２．１３　フィラメント １４〜１７　フィラメント接続リード １８　　　　ランプ外囲器 １９　　　　燐光Ｎ（面） ２１　　　　メツシュ電極 ２２　　　　メツシュ支持ワイヤ ３１．３２　メツシュ電極 皮本恢１ギ） Ｆ”Ｌｇ、１゜ Ｆ”Ｌの２゜ メッソシを年長のｊ鳥な Ａｔ　ｊ３＾−４ｎ　＜”？　８％　ｔ’コｌｃｅ％ｒ
ｎ　）Ｆ″Ｌψ４゜

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）内面を有する光伝達性密閉ランプ外囲器を備える
   改善されたビームモードけい光ランプにおいて、 前記外囲器とともに、完全な密閉が形成されるよう前記
   外囲器に結合される受口を持つランプ基部と、 紫外放射を可視放射へ変換するため、該外囲器の前記内
   面に被着される燐光コーティングと、前記密閉空間内の
   希ガスおよび水銀蒸気の充填物と、 一対の対向端部を有しアルカリ土類被着物で被覆される
   第１のフィラメントと、 該端部を前記受口へ結合するため第１の一組のフィラメ
   ント接続リードと、 一対の対向端部を有しアルカリ土類被着物で被覆される
   第２のフィラメントと、 該第２のフィラメントの端部を前記受口へ結合するため
   の第２の一組のフィラメント接続リードとを有し、 前記アルカリ土類被着物は、これへの熱の付加により元
   素形態に分解する傾向を有するビームモードけい光ラン
   プであって、 前記被分解被着物が前記燐光コーティングへ被着するの
   を抑制するために、前記フィラメントと前記燐光コーテ
   ィングとの間に挿入される電気的に浮動性の伝導性グリ
   ッド手段を構成したことを特徴とするビームモードけい
   光ランプ。
2. （２）前記グリッド手段は両方のフィラメントを包囲す
   る単一の構造体である請求項第１項記載のビームモード
   けい光ランプ。
3. （３）前記グリッド手段は、前記フィラメント間に挿入
   されるよう、前記第１フィラメントのための第１のグリ
   ッドと、前記第２フィラメントのための第２のグリッド
   とを含む請求項第１項記載のビームモードけい光ランプ
   。
4. （４）前記グリッドは互いにアイソレートされている請
   求項第３項記載のビームモードけい光ランプ。
5. （５）前記グリッド手段は、両方のフィラメントをほぼ
   包囲する単一構造体でありそして、前記被分解被着物が
   、前記フィラメントから前記燐光層へ妨害されずに拡散
   できないよう、前記フィラメントと前記燐光層との間に
   挿入されるメッシュが提供されるよう、前記ランプ基部
   の一部により一端部にて閉ざされている請求項第１項記
   載のビームモードけい光ランプ。
6. （６）前記グリッドは各々、その対応するフィラメント
   をほぼ包囲しそして前記被分解被着物の少量が前記グリ
   ッドの開放部分を通じて拡散するよう、その対向端部に
   小さな開口を有する請求項第３項記載のビームモードけ
   い光ランプ。