JPH0529085A - 希ガス放電灯装置 - Google Patents

希ガス放電灯装置

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JPH0529085A
JPH0529085A JP18113091A JP18113091A JPH0529085A JP H0529085 A JPH0529085 A JP H0529085A JP 18113091 A JP18113091 A JP 18113091A JP 18113091 A JP18113091 A JP 18113091A JP H0529085 A JPH0529085 A JP H0529085A
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JP
Japan
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electrode
rare gas
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current flowing
lamp
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JP18113091A
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English (en)
Inventor
Masasane Takagi
将実 高木
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】点灯中に希ガスの消失を軽減し、輝度維持率を
高くすることができる希ガス放電灯点灯装置を提供しよ
うとするものである。 【構成】希ガスを封入したバルブ1の内部に冷陰極から
なる内部電極4を設けるとともに、外部に外部電極5を
設け、これら内部電極4と外部電極5との間に高周波点
灯回路10から高周波電圧を印加して点灯させる希ガス
放電灯装置において、上記高周波点灯回路10は、外部
電極に向かって流れる電流の実効値が内部電極に向かっ
て流れる電流の実効値よりも小さくなるようにした。 【作用】ランプ電流は、内部電極から外部電極に向かう
ランプ電流の実効値Ioに比べて、外部電極から内部電
極に向かうランプ電流の実効値Iiが大きいので、希ガ
スイオンがガラス壁に打ち込まれる割合が少なくなり、
希ガスの消失を防止することができ、長時間に亘り高い
輝度を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷陰極キセノン放電灯
などのような希ガス放電灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、各種計器の指針として小形冷陰極
キセノン放電灯を使用する研究が進められている。この
種の放電灯は、外径が数mmで、長さが100mm前後とし
た細長いバルブを用い、このバルブ内にキセノンガスを
封入するとともに、バルブの内面にけい光体被膜を形成
してあり、かつバルブの一端に冷陰極からなる内部電極
を封装してある。指針としてはバルブの先端(針の先
端)まで発光領域を欲することからバルブの他端に内部
電極を封装せず、バルブの外部にバルブに沿って帯状の
外部電極を形成てある。そして、これら内部電極と外部
電極との間に数10KHzの高周波電圧を印加して点灯
させるようになっている。従来の技術について、図3に
もとづき説明する。図3において1はガラスバルブであ
り、外径が2.4mm、全長が例えば70mm程度の直管形
をなしており、内部は放電空間2をなしている。
【0003】バルブ1の内面には放電空間2に面してけ
い光体被膜3が形成されている。けい光体被膜3は、例
えば各々ブルー、ブリーン、レッドに発光領域を有する
3波長発光けい光体が使用されている。バルブ1の両端
は閉封されており、一端の内部には冷陰極4が封装され
ている。冷陰極4はニッケル板を円筒形に加工して形成
されている。
【0004】バルブ1の外面には、軸方向に沿って帯状
に伸びる外部電極5が形成されており、この外部電極5
はバルブ1に、例えば銀ペーストを塗布して形成されて
いる。バルブ1の放電空間2にはキセノンが40Torr
(5.3×103 KPa)封入されている。
【0005】8は高周波点灯回路であり、詳図しないが
プッシュプル形(2石形)のインバ−タ回路を備え、周
波数30KHzの正弦波電圧をランプに供給するように
なっている。
【0006】このような構成の点灯装置においては、電
圧が内部電極4と外部電極5に交互に印加され、したが
って内部電極4から外部電極5に向かうランプ電流Io
と、外部電極5から内部電極4に向かうランプ電流Ii
とが交互に発生し、高周波点灯されるようになってい
る。
【0007】この場合、点灯回路8はプッシュプル形
(2石形)のインバ−タ回路であるから、図1の(B)
図のランプ電流波形に示すように、内部電極4から外部
電極5に向かうランプ電流の実効値Ioと、外部電極5
から内部電極4に向かうランプ電流の実効値Iiは同じ
であり、例えばIo=Ii=3〜4mAとなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような内部・外部電極形のキセノン放電灯の場合は、点
灯中にキセノンガスの封入量が減少し、点灯時間の経過
にともなって輝度が低下する現象がみられる。
【0009】すなわち、内部電極4と外部電極5に正弦
波を印加すると、内部電極4から外部電極5に電流が流
れる半サイクルと、外部電極5から内部電極4に電流が
流れる半サイクルが交互に発生する。内部電極4から外
部電極5に電流が流れる半サイクルの放電中に、放電空
間2内で電離されたキセノンイオンが外部電極5に引か
れてガラス壁に打ち込まれ、このキセノンイオンのガラ
ス壁への打ち込み割合は、電流にほぼ比例する。
【0010】この結果、図4に示す管内キセノンガス圧
の変化特性から判るように、点灯中キセノンガスがバル
ブ壁に打ち込まれて消失し、点灯時間の経過にともなっ
てキセノンガスの封入圧が低下する。なお、図4では破
線が上記従来の場合の特性である。
【0011】キセノンガス圧の低下はランプの輝度を低
下させる。つまり、図5には点灯時間に対する輝度維持
率の特性を示してあり、点灯時間の経過に伴い輝度が低
下することが示されている。但し、輝度の低下はキセノ
ンの消失が原因するばかりでなく、けい光体の劣化も影
響する。したがって、ある時間経過したランプに対して
キセノンの消失分を補ってやれば、輝度がある程度まで
回復する。しかし、輝度が初期の水準まで復帰しない原
因はけい光体の劣化分の輝度低下が発生するためであ
る。よって、図5の実線は、キセノンの消失とけい光体
の劣化とが原因する場合の輝度維持率を示し、破線はけ
い光体の劣化のみが原因する場合の輝度維持率を示す。
【0012】このようなことから、内部電極4から外部
電極5に電流が流れる半サイクルの放電中における電流
値が大きいと、放電空間2内のキセノンイオンがガラス
壁に打ち込まれて消失する割合が大きくなり、輝度の低
下を促進させる要因になることをつきとめた。
【0013】なお、バルブ内に一対の内部電極を設け
て、内部電極間同志で放電させるようにしたキセノン放
電灯では、上記のようなキセノンの消失は顕著に発生し
ないことが確認されている。
【0014】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするのは、点灯中にキセノンなど
のような希ガスの消失を軽減し、輝度維持率を高くする
ことができる希ガス放電灯装置を提供しようとするもの
である。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、放電用希ガス
を封入したバルブの内部に内部電極を設けるとともに、
外部に外部電極を設け、これら内部電極と外部電極との
間に高周波点灯回路から高周波電圧を印加し、上記希ガ
スを電離させて点灯させる希ガス放電灯装置において、
上記高周波点灯回路は、外部電極側に向かって流れる電
流の実効値が内部電極側に向かって流れる電流の実効値
よりも小さくなるような電圧を、上記ランプに印加する
ようにしたことを特徴とする。
【0016】
【作用】本発明によれば、ランプ電流を、内部電極から
外部電極に向かうランプ電流の実効値Ioに比べて、外
部電極から内部電極に向かうランプ電流の実効値Iiが
大きくなるように(Io<Ii)したので、放電空間内
で電離された放電用希ガスのイオンがガラス壁に打ち込
まれる割合が少なくなり、希ガスの消失を防止すること
ができ、長時間に亘り高い輝度を維持することができ
る。
【0017】
【実施例】以下本発明について、図1ないし図2に示す
一実施例にもとづき説明する。図面は指針用の陰極キセ
ノン放電灯装置を示し、図3の場合と同一の部材は同一
番号を付して説明する。すなわち、1はガラスバルブ、
2は放電空間、3はけい光体被膜、4は冷陰極からなる
内部電極、5はバルブ1の外面に設けられた外部電極で
ある。また、バルブ1内にはキセノンが40Torr(5.
3×103 KPa)封入されている。
【0018】10は高周波点灯回路であり、本実施例の
場合はブロッキング発振形の1石インバ−タ回路を備て
おり、周波数30KHzの正弦波電圧をランプに供給す
るようになっている。
【0019】この高周波点灯回路10について、図2に
もとづき説明すると、11は交流電源、12は整流器、
13は平滑コンデンサ、14はブロッキング発振形イン
バ−タ回路、15はチョークコイルである。
【0020】ブロッキング発振形インバ−タ回路14
は、発振トランス16、共振用コンデンサ17、スイッ
チングトランジスタ18、ベースインダクタ19、ダイ
オード20、コンデンサ21などを備えている。
【0021】このような高周波点灯回路10は、周波数
30KHzの正弦波電圧をランプに供給するものである
が、外部電極5に印加する電圧を、内部電極4に印加す
る電圧より大きくしてある。このため、内部電極4から
外部電極5に向かうランプ電流の実効値Ioに比べて、
外部電極5から内部電極4に向かうランプ電流の実効値
Iiの方が大きくなっており(Io<Ii)、例えばI
o=2mA、Ii=6mAとなるように設定してあり、
トータル値(Io+Ii)では従来の場合と同等になる
ようにしてある。
【0022】このような構成においては、内部電極4か
ら外部電極5に向かうランプ電流の実効値Ioと、外部
電極5から内部電極4に向かうランプ電流の実効値Ii
を、非対称にしてあるが、トータル値(Io+Ii)は
従来の場合と同等になっているので、初期の輝度を従来
と同等にすることができる。
【0023】そして、内部電極4から外部電極5に向か
うランプ電流の実効値Ioに比べて、外部電極5から内
部電極4に向かうランプ電流の実効値Iiの方を大きく
した(Io<Ii)ので、内部電極4から外部電極5に
電流が流れる半サイクルの放電中における電流値が低い
ため、放電空間2内で電離されたキセノンイオンが外部
電極5に引かれる力が弱くなる。このためキセノンがガ
ラス壁に打ち込まれる割合が減じられ、長期の点灯であ
ってもキセノンの消失を軽減することができ、この結
果、図4に示す管内キセノンガス圧の変化特性は、実線
から判るように、点灯時間の経過にともなってキセノン
ガスの封入圧が低下する割合を少なくすることができ
る。したがって、長期の点灯による輝度の低下を抑制す
ることができ、輝度維持率を高くすることができる。
【0024】また、キセノンの消失が原因となるランプ
寿命は、従来の場合約15000時間であるのに対し、
上記実施例の場合は25000時間となり、寿命が長く
なることが確認されている。なお、本発明は上記の実施
例に制約されるものではない。
【0025】すなわち、本発明は希ガスとして用いるガ
スはキセノンに制約されず、キセノンを主体としてアル
ゴン、ネオン、クリプトンなどを混合したガスであって
もよく、キセノン以外のガスを封入してもよい。また、
インバ−タ回路14は1石形であれば、ランプ電流のI
oとIiを非対称にすることができ、種々の回路構造が
実施可能である。さらに、本発明のランプは計器の指針
に用いることに限らず、液晶表示装置のバックライトな
どに使用するランプであってもよい。
【0026】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、ラン
プに印加する電圧はランプ電流が、内部電極から外部電
極に向かうランプ電流の実効値Ioに比べて、外部電極
から内部電極に向かうランプ電流の実効値Iiが大きく
なる(Io<Ii)ようにしたから、内部電極から外部
電極にランプ電流が流れる場合に発生する希ガスイオン
がガラス壁に打ち込まれる割合を少なくすることができ
る。このため点灯中に希ガスの消失を抑止することがで
き、長時間に亘り高い輝度を維持することができる利点
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示し、(A)図は冷陰極キ
セノン放電灯の全体の断面図、(B)図はその電流波形
の特性図。
【図2】同例の高周波点灯回路の回路図。
【図3】従来の示し、(A)図は冷陰極キセノン放電灯
の全体の断面図、(B)図はその電流波形の特性図。
【図4】点灯時間に対するキセノンガス圧の変化割合を
示す特性図。
【図5】点灯時間に対する輝度維持率を示す特性図。
【符号の説明】
1…バルブ、2…放電空間、3…けい光体被膜、4…内
部電極、5…外部電極、10…高周波点灯回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バルブ内に放電用希ガスを封入し、この
    バルブの内部に内部電極を設けるとともに外部に外部電
    極を設け、これら内部電極と外部電極との間に高周波点
    灯回路から高周波電圧を印加し、上記放電用希ガスを電
    離させて点灯させる希ガス放電灯装置において、 上記高周波点灯回路は、外部電極側に向かって流れる電
    流の実効値が内部電極側に向かって流れる電流の実効値
    よりも小さくなるような電圧を、上記ランプに印加する
    ようにしたことを特徴とする希ガス放電灯装置。
  2. 【請求項2】 上記放電用希ガスはキセノン、またはキ
    セノンを主体とする不活性ガスであることを特徴とする
    請求項1に記載の希ガス放電灯装置。
  3. 【請求項3】 上記内部電極は冷陰極であることを特徴
    とする請求項1または2に記載の希ガス放電灯装置。
JP18113091A 1991-07-22 1991-07-22 希ガス放電灯装置 Pending JPH0529085A (ja)

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