JPH0689700A - 低圧放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電極から飛散されるエミッタやその他の物質が
封止部に付着するのを防止し、異常放電の発生を防止し
た低圧放電灯を提供する。 【構成】放電ガスを封入したバルブ１の封止端部５に、
エミッタ６を保持した電極４を封装してなる低圧放電灯
において、上記電極４とバルブ端部の封止部５との間
に、上記電極よりも大径をなし、上記電極に保持された
エミッタが封止部へ飛散するのを防止する遮蔽体７を設
けたことを特徴とする。 【作用】遮蔽体が電極から飛散されたエミッタや電極物
質が封止部に付着するのを阻止し、異常放電によるラン
プの破損を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小形けい光ランプや希
ガス放電灯などのような低圧放電灯に係り、その電極を
熱陰極モードで点灯して効率に改善を図るとともに、寿
命特性を改善する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、液晶表示装置のバックライトや、
複写機やファクシミリ等のようなＯＡ機器用光源あるい
はメ−タの照明光源などに、小形のけい光ランプが使用
されている。この種のけい光ランプは、小形であるにも
拘らず、高輝度が要求され、かつ所定の発光長を必要と
する等の条件があり、これらの条件を実現するに、例え
ば、バルブの外径を２〜３mm程度の細径にし、バルブ長
さを５０〜３００mm程度にする必要があり、高輝度を得
るためにはランプ電流を２〜２０ｍＡ以上も流す必要が
ある。しかしながら、このようなランプは、バルブ径が
細いので従来のようなコイルフィラメントを使用する
と、ランプ効率判高いがフィラメントに保持される熱電
子放射物質（エミッタ）の量が相対的に少なくなり、早
期に枯渇し易い。また、冷陰極ランプに用いる板状や筒
状金属の冷陰極では、陰極降下電圧が大きくなり、ラン
プ効率が大幅に低下してしまう。

【０００３】このようなことから、最近、この種の低圧
放電灯における電極として焼結電極を用いる研究が進め
られている。すなわち、例えばタングステンＷ、チタン
Ｔｉ、ニッケルＮｉ、ニオブＮｂなどのような高融点金
属からなる焼結金属は、円柱形などのような団塊形状を
なすことができるので電極の体積が大きくなり、熱容量
も大きくなるので、電極温度の上昇を抑制し、電極物質
の飛散を防止することができ、よってバルブの早期黒化
を防止することができる。

【０００４】しかも、この種の高融点金属の焼結電極
は、全体に亘り多数の気孔が形成されているので、この
ような多数の気孔、つまり空孔部にエミッタを含浸させ
るようにすれば、電極に保持できるエミッタの量が多く
なり、表面でエミッタが消失しても内部の空孔部に保持
されたエミッタが表面に電子を供給して補充するので、
長期に亘り良好なエミッタ作用を維持することができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の小形放電灯においてエミッタを含浸させた焼結電極を
使用した場合、電極に保持されたエミッタが飛散し、こ
の飛散したエミッタがバルブ端部の封止部に付着するこ
とがある。つまり、この種の放電灯は小形であるから電
極高さが低く、よって電極軸の先端部に設けられた焼結
体からなる電極構体とバルブ端部の封止部の距離が比較
的に接近している。このため、電極から飛散したエミッ
タが封止部に付着し、ランプの始動時に電極構体から放
電をせずに、上記封止部に付着したエミッタのために封
止部の導電部や電極軸根元部から放電を開始する場合が
ある。

【０００６】このような異常放電が生じると、封止部が
放電の熱によりクラックを生じランプの気密が損なわれ
たり、バルブの破損を生じたり、また電極軸が溶断され
たり、細りを生じって折損しやすくなる。

【０００７】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、電極から飛散され
るエミッタやその他の物質が封止部に付着するのを防止
し、異常放電の発生を防止した低圧放電灯を提供しよう
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、放電ガスを封
入したバルブの封止部にエミッタを保持した電極を封装
してなる低圧放電灯において、上記電極とバルブの封止
部との間に、上記電極よりも大径をなし、上記電極に保
持されたエミッタが封止部へ飛散するのを防止する遮蔽
体を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によると、電極とバルブの封止部との間
に設けた遮蔽体が、電極から飛散されたエミッタや電極
物質が封止部に付着するのを阻止し、異常放電によるラ
ンプの破損や電極に折損を防止することができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。

【００１１】図１において１はバルブであり、内径３m
m、外径４mm程度の細径をなし、電極間距離が６０〜１
５０mm程度となるような直管形ガラスチューブによって
形成されている。バルブ１の両端は封止されており、内
部に放電空間２を構成しているとともに、このバルブ１
の内面にはけい光体被膜３が形成されている。

【００１２】バルブ１の両端部には電極４、４が封装さ
れている。これら電極４は焼結電極であり、その詳細は
図２に示されている。すなわち、４１はリード線を兼ね
た電極軸であり、ニッケルまたはタングステン等の高融
点金属ワイヤにて構成されている。この電極軸４１の先
端には電極構体４２が取着されている。この電極構体４
２は、外径１mm程度の高融点金属の焼結体にて構成され
ており、例えばＷ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｎｂの少なくとも１種
からなる高融点金属の粉末を、所定の形状に型成形し、
これを高温で焼結して高融点の多孔質焼結体を構成して
いる。つまり、この焼結体は各粉末相互の間に空孔率が
例えば６０〜８０％の空隙が形成されている。この焼結
体からなる電極構体４２には、その多孔質を利用してそ
の空孔部にエミッタ（熱電子放射物質）６が含浸されて
いる。エミッタ６はＢａ、Ｃａ、Ｓｒの酸化物の中から
選ばれた少なくとも１種が用いられる。なお、電極構体
自体が、焼結前にこれらのエミッタを混合し、その後に
焼結したものであってもよい。

【００１３】上記電極軸４１は封着線４５に接合されて
おり、この封着線４５は電極軸４１よりも大径の例えば
ジュメット線などからなる。この封着線４５はバルブ１
の端部の封止部５に気密に貫通して封着されており、外
面には外部リード線４６が接続されている。

【００１４】上記電極軸４１には、電極構体４２の後端
側に位置して、つまり電極構体４２とバルブ１端部の封
止部５との間に位置して遮蔽体７が設けられている。こ
の遮蔽体７は円環形状をなし、中央部がサポートワイヤ
８を介してまたは直接に、上記電極軸４１に固定されて
いる。この遮蔽体７は内径が電極構体４２の外径以下、
例えば０．５〜１．０mmとされており、また、外径は電
極構体４２の外径よりも大きくしかしながらバルブ１の
内径よりも小さく形成されており、例えば２．５mm程度
とされている。

【００１５】本実施例においては、この遮蔽体７に水銀
放出構体を取着してある。すなわち、遮蔽体７は鉄にニ
ッケルメッキを施したリング形状であり、電極構体４２
と反対側の面に全周に亘る溝を形成し、この溝に水銀放
出構体９、例えばＴｉ−Ｈｇの化合物（例えばＧＥＭＥ
ＤＩＳ＝商品名）を充填して構成してある。このような
水銀放出構体９はバルブ１の封止後にバルブ１の外部か
ら高周波誘導加熱によって加熱することで水銀を放出
し、これによりバルブ１内に水銀を封入することができ
るものである。

【００１６】なお、この遮蔽体７にはＺｒ−Ａｌなどの
ゲッターが付着されている。また、バルブ１内にはアル
ゴンなどの希ガスが１０〜１００Torr程度封入されてい
る。そして、上記電極４、４は高周波点灯回路１０に接
続されており、ランプ電流が５〜３０ｍＡで点灯される
ようになっている。

【００１７】このような構成のけい光ランプの作用につ
いて説明する。ランプを点灯すると、始動直後は電極
４、４が予熱されていないので、冷陰極モードとなって
負グロー放電を発生する。この場合、負グロー放電によ
り電極構体４２が加熱され、エミッタ６が所定動作温度
に加熱され電子を放出する。このため、負グローから主
アーク放電へ移行する。そして、電極４、４間に主アー
ク放電が生じると、電極構体４２は所定の温度に達し、
含浸したエミッタ６を加熱して熱電子を放出させ、熱陰
極モードとなる。このため、エミッタ６が大量の熱電子
を放出し、ランプ電圧を引き下げ、ランプの立ち消えや
電極構体の過熱による電極物質やエミッタなどの過度の
飛散を軽減する。

【００１８】ところで、このようなランプにおいては、
使用時間の経過にともなって電極４からエミッタ６が飛
散される。電極４は多孔質の焼結体にて形成されている
から、その空孔部に多量のエミッタ６を含浸させること
ができ、例え電極４が小さくてもエミッタ６の保持量を
多くすることができる。そして、電極１の表面でエミッ
タ６が消失しても内部の空孔部に保持されたエミッタか
ら電子が補充されるから、長期に亘りエミッタ作用を持
続することができる。よって、エミッタの枯渇によるラ
ンプの寿命を長くすることができ、長期に亘り良好な始
動性を維持することができる。

【００１９】一方、電極４から飛散してエミッタ６は、
バルブ１の内面に付着する。この種のランプは小形であ
るから電極構体４２と封止部５の距離が短く、飛散した
エミッタ６や電極物質が封止部５、特に大径の封着線４
５に付着することがある。このような場合には、ランプ
点灯時に電極構体４２の先端にアークスポットが発生せ
ずに、封止部または封着線４５とこれに対向する他端側
の電極との間で異常放電を生じ、ランプを破損すること
がある。

【００２０】これに対し、本実施例の場合は、電極構体
４２と封止部５との間に遮蔽体７を設けたので、電極構
体４２から飛散したエミッタ６や電極物質が封止部５の
封着線４５に届くまでの前に遮蔽体７により遮られ、よ
って封止部５や封着線４５に付着することが防止され
る。このため、ランプ始動時の異常放電も遮蔽体７とこ
れに対向する他端側の電極との間で生じるため、ランプ
の早期破損や封着線４５や電極軸５１の溶断が防止され
る。

【００２１】また、上記実施例では、遮蔽体７に水銀放
出構体８を取着したから、水銀封入量を高精度に規制す
ることができる。すなわち、水銀を液体の状態で封入す
る場合は表面張力が大きいから、少量の秤量を高精度に
行うことが困難であるが、合金の形態で封入すると秒量
が容易であり、少ない封入量であっても高精度に管理す
ることができる。しかも、このような水銀放出構体８を
遮蔽体７に取着したので、格別な水銀放出構体の支持構
造が不要である。

【００２２】以上のことから、上記実施例のけい光ラン
プは、小形にも拘らず大量のエミッタ６を保有した焼結
電極４を用いるので、電子の放出性に優れ、小形電極で
ありながら熱陰極モードで点灯可能となり、高効率のラ
ンプとなる。そして、保有したエミッタ６が飛散されて
も、遮蔽体７により封止部５や封着線４５に付着するこ
とがなく、異常放電によるランプの破損を防止すること
ができる。また、遮蔽体７に水銀放出構体８を保持させ
たので、他に水銀放出構体８の支持構造が不要であり、
かつバルブ内に寿命末期まで必要とする水銀の量を高い
精度で充分封入することができる。また、遮蔽体７にゲ
ッタを塗着したので、管内の不純物を吸着し、バルブの
黒化を防止して長寿命にすることができる。なお、本発
明はけい光ランプに限らず、水銀を封入しない希ガス放
電灯の場合でも実施可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
極とバルブ端部の封止部との間に設けた遮蔽体が、電極
から飛散されたエミッタや電極物質が封止部や電極軸の
根元、あるいはウエルズの根元に付着するのを阻止する
ので、これら封止部や電極軸の根元、あるいはウエルズ
の根元にアークスポットが発生しなくなり、異常放電の
発生によるランプの破損を防止することができる。この
ため、高効率の熱陰極モードのランプにおいてランプ寿
命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すけい光ランプの断
面図。

【図２】同実施例の電極部分を拡大した断面図。

【符号の説明】

１…バルブ、４…電極、５…封止部、６…エミッタ、７
…遮蔽体、８…水銀放出構体、４１…電極軸、４２…電
極構体、４５封着線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 将実 東京都港区三田一丁目４番28号 東芝ライ テック株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電ガスを封入したバルブの封止部にエ
   ミッタを保持した電極を封装してなる低圧放電灯におい
   て、 上記電極とバルブの封止部との間に、上記電極よりも大
   径をなし、上記電極に保持されたエミッタが封止部へ飛
   散するのを防止する遮蔽体を設けたことを特徴とする低
   圧放電灯。
2. 【請求項２】 上記電極は高融点金属の多孔質焼結体か
   らなる焼結電極であり、この多孔質の中空部にエミッタ
   を含浸して保持していることを特徴とする請求項１に記
   載の低圧放電灯。
3. 【請求項３】 上記バルブの端部に封着された導電体
   は、電極につながる電極軸よりも大きな径を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の低圧放電灯。
4. 【請求項４】 上記遮蔽体は水銀合金を有していること
   を特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の低圧放
   電灯。