JPH04357662A - 無電極放電ランプ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ランプ内部に電極を持
たず、外部からの高周波電磁界によってランプ内部の放
電ガスを励起発光させる無電極放電ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、無電極放電ランプは小型で高
出力、長寿命といった特徴を有する為、各所で研究開発
されている。その用途は様々であるが、例えば、高出力
点光源としての利用が考えられている。

【０００３】このような無電極放電ランプのうち、例え
ば、特開昭５７−７８７６６号公報に開示されたランプ
では、図４に示すように、空芯コイル１１を被うような
バルブ１２を形成し、この空芯コイル１１に高周波電流
を流して発生する電磁界によってバルブ１２内の水銀蒸
気を放電させるもので、ここで使われる円筒形コイルに
よる磁界は、その内部で最も強いものであるが、この例
ではその部分に放電空間は存在せず、専らコイル外部の
磁界を利用する形でバルブ１２が形成されている。

【０００４】また、最近各所で開発されている電磁波に
よって発光させる高出力無電極放電ランプの形状は、図
５に示すように球状であり、透明石英等で形成されたバ
ルブ１３内に希ガスと発光物質が封入されて、バルブ１
３の回りに誘導コイル１４が巻かれている。発光物質と
して水銀を選んだ場合、初期始動は比較的容易であるが
再始動は困難であり、また、温度上昇に伴い水銀蒸気圧
が指数関数的に変化するため、回路系とランプとの間の
整合状態が非常に悪くなり、ランプを安定に動作させら
れない。

【０００５】整合状態を良くするために水銀を入れなか
った場合には、初期始動が非常に困難になり、高電圧を
印加して強制的に始動させようとすれば、大型の点灯装
置が必要になる。

【０００６】このような問題点に鑑み、本願出願人は先
に、始動性が良好で、高周波回路との整合性も良い無電
極放電ランプを出願した。以下、図６及び図７に基づい
てその概要を述べる。

【０００７】図において、１は細管部２を有する球状の
バルブであって、気密性で透光性を有し、内部にはキセ
ノンガス１００Ｔｏｒｒと、メタルハライド物質として
ＮａＩ−ＴａＩ−ＩｎＩが総量２４ｍｇ、重量％比率８
０：１５：５で封入されている。３は前記バルブ１の外
周壁に沿って巻かれた誘導コイルで、この例では３ター
ン巻かれ、その両端は高周波電力発生部４に接続されて
いる。

【０００８】５，６は箔状導電性材料よりなる一対の補
助電極で、前記細管部２に僅かな間隔（空気中で絶縁破
壊が生じない程度、この例では０．５　ｍｍ離れている
）をもって巻き付けられており、この補助電極５，６は
、前記誘導コイル３の両端に接続線７を介してそれぞれ
接続されている。

【０００９】このように構成された無電極放電ランプに
おいて、誘導コイル３に高周波電流を流した場合、コイ
ル端子間に電圧が発生する。この発生電圧は、前記細管
部２の電極５，６間にもかかる。しかるに、この電極間
距離はコイル端子間距離に比べて小さいので、電極５，
６間の電界強度はコイル３間の電界強度よりも大きい。 従って、先ず、細管部２でＸｅガスの絶縁破壊が生じる
。細管部２で生じた放電はストリーマー状となり、入力
が増すに従いバルブ１の主放電空間へと伸びて行く。

【００１０】主放電空間内で十分に電子密度が増えると
、誘導コイル３に沿って主放電空間であるバルブ１内で
リング状の強い発光を伴う放電が生じる。このリング状
放電による温度上昇でメタルハライド物質の蒸気圧が上
がり、金属発光が主体の放電となる。従って、水銀を封
入しなくても初期始動は容易であり、しかも、高周波回
路との整合性も良い無電極放電ランプが得られる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような無電極放電ランプにおいては、例えば、再始動の
際などに、前記ストリーマー状放電が十分に主放電空間
に伸びない場合がある。このような場合、主放電の始動
が困難になるという問題があった。

【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、始動性が良く、高周波回
路との整合性も良く、しかも動作安定中に所望の光出力
が得られる無電極放電ランプを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、透光性バルブの外周壁に沿って巻かれた誘導
コイルに高周波電流を通電することにより、前記バルブ
内に封入した放電ガスを励起発光させて成る無電極放電
ランプにおいて、前記バルブは主放電空間と、該主放電
空間と同一空間で管径が主放電空間に比べて小さい細管
部とから成り、かつ、高周波電力を供給する静電的ある
いは誘導的結合部を前記細管部に設けるとともに、前記
静電的あるいは誘導的結合部の主放電空間に近い側の電
位よりも低い電位になる部分を、前記主放電空間近傍に
設けたことを特徴とするものである。なお、前記細管部
に加熱手段あるいは保温手段を設けてもよい。

【００１４】

【実施例１】図１は本発明の第１の実施例を示すもので
、前記図６及び図７に示す先行技術と異なる点は、前記
細管部２に設けた静電的結合部である補助電極５，６の
うち主放電空間に近い側の補助電極５から見て負の電位
になるような部分８を、前記主放電空間近傍に設けたこ
とで、他の構成は前記先行技術と同様であるので、同等
構成に同一符号を付すことにより説明を省略する。なお
、主放電空間に近い側の補助電極５は、前記先行技術と
同様に大地電位にされている。

【００１５】このように構成したことにより、上記「従
来の技術」の欄で述べたと同様の過程で、始動初期に細
管部２にストリーマー状放電が発生する。このストリー
マー状放電は陽イオン中心の放電である。従って、細管
部２から主放電空間に入ったストリーマー状放電は、主
放電空間近傍に設けられた負電位の部分８に向かって導
かれる。即ち、負電位部分がない前記先行技術と比べ、
ストリーマー状放電が伸び易くなる。つまり、始動、再
始動がし易くなる。

【００１６】なお、本実施例では、細管部２に静電的結
合部を持った構成で説明したが、誘導的結合部を静電的
結合部の代わりに設けても勿論よい。

【００１７】

【実施例２】図２は本発明の第２の実施例を示すもので
、前記静電的結合部である補助電極５，６に加え、さら
に負の電位になる第３の補助電極９を前記細管部２の主
放電空間に近い側に設けた構成とし、補助電極５，６間
に高周波電流を流すとともに補助電極５を大地電位にし
、補助電極９は補助電極５よりも負電位となるように構
成されている。なお、補助電極５，６の代わりに誘導的
結合部を設けても勿論よい。

【００１８】このように構成したことにより、補助電極
５，６だけの場合に比べ、ストリーマー状放電が主放電
空間に伸び易くなる。

【００１９】

【実施例３】図３は本発明の第３の実施例を示すもので
、実施例１と異なる点は、細管部２に加熱手段としての
ヒータ１０を設けたことである。

【００２０】このように構成したことにより、動作安定
中に主放電空間内のメタルハライド物質が細管部２に移
動することが避けられ、動作中に色シフトのない無電極
メタルハライドランプが得られる。

【００２１】加熱手段の代わりに保温手段を用いたり、
細管部２の内側や外側に赤外線反射膜等を設けても勿論
よい。また、このような構成は、前記実施例２に施して
も勿論よい。

【００２２】

【実施例４】この実施例は、実施例１において補助電極
５，６に給電する高周波電力発生部を、誘導コイル３に
給電する高周波電力発生部４とは独立に設けたもので、
他の構成は前記実施例と同様である。

【００２３】このように構成することにより、細管部２
において必要以上の電力が消費される心配がなくなる。 本実施例は、実施例１のように高周波電力発生部４が共
通の場合には、細管部２での放電が主放電よりも先に起
こるため、細管部放電空間でのインピーダンスが下がり
、高周波電力を供給していっても、細管部２での電力吸
収ばかりが増加し、主放電に移行しにくい場合などに有
効である。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上記のように、細管部に高周波
電力を供給する静電的あるいは誘導的結合部を設けると
ともに、該結合部の主放電空間に近い側の電位よりも低
い電位になる部分を主放電空間近傍に設けたことにより
、始動性が良く、高周波回路との整合性も良く、しかも
動作安定中に所望の光出力が得られる無電極放電ランプ
を提供できる。

【００２５】また、細管部に加熱手段あるいは保温手段
を設けることにより、動作安定中に主放電空間内のメタ
ルハライド物質が細管部に移動することが避けられ、動
作中に色シフトのない無電極メタルハライドランプが得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す簡略図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す簡略図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示す簡略図である。

【図４】従来例を示す一部断面の正面図である。

【図５】異なる従来例を示す簡略図である。

【図６】先行技術を示す簡略図である。

【図７】上記先行技術のランプ部分の断面図である。

【符号の説明】

１　　バルブ ２　　細管部 ３　　誘導コイル ４　　高周波電力発生部 ５　　補助電極 ６　　補助電極 ７　　接続線 ８　　負電位部分 ９　　第３の補助電極 １０　　加熱手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　透光性バルブの外周壁に沿って巻かれ
   た誘導コイルに高周波電流を通電することにより、前記
   バルブ内に封入した放電ガスを励起発光させて成る無電
   極放電ランプにおいて、前記バルブは主放電空間と、該
   主放電空間と同一空間で管径が主放電空間に比べて小さ
   い細管部とから成り、かつ、高周波電力を供給する静電
   的あるいは誘導的結合部を前記細管部に設けるとともに
   、前記静電的あるいは誘導的結合部の主放電空間に近い
   側の電位よりも低い電位になる部分を、前記主放電空間
   近傍に設けたことを特徴とする無電極放電ランプ。
2. 【請求項２】　　前記細管部に加熱手段あるいは保温手
   段を設けた請求項１記載の無電極放電ランプ。