JPH08306338A - 無電極放電ランプ - Google Patents
無電極放電ランプInfo
- Publication number
- JPH08306338A JPH08306338A JP10638995A JP10638995A JPH08306338A JP H08306338 A JPH08306338 A JP H08306338A JP 10638995 A JP10638995 A JP 10638995A JP 10638995 A JP10638995 A JP 10638995A JP H08306338 A JPH08306338 A JP H08306338A
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- Japan
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- discharge lamp
- rare earth
- electrodeless discharge
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発光効率を向上し、バルブの内部に保護膜を
形成する工程を簡略化可能であると共に、長寿命化可能
な無電極放電ランプを提供する。 【構成】 希土類金属ハロゲン化物と希土類金属単体と
を封入する透光性のバルブ１を備え、バルブ１に巻回さ
れた誘導コイル２に高周波電流を通電することにより発
生する高周波電磁界をバルブ１に印加して、バルブ１の
内壁面に、失透を防ぐ様な保護膜４を生成する無電極放
電ランプ。 【効果】 発光効率を向上し、バルブの内部に保護膜を
形成する工程を簡略化可能であると共に、長寿命化可能
な無電極放電ランプを提供できる。
形成する工程を簡略化可能であると共に、長寿命化可能
な無電極放電ランプを提供する。 【構成】 希土類金属ハロゲン化物と希土類金属単体と
を封入する透光性のバルブ１を備え、バルブ１に巻回さ
れた誘導コイル２に高周波電流を通電することにより発
生する高周波電磁界をバルブ１に印加して、バルブ１の
内壁面に、失透を防ぐ様な保護膜４を生成する無電極放
電ランプ。 【効果】 発光効率を向上し、バルブの内部に保護膜を
形成する工程を簡略化可能であると共に、長寿命化可能
な無電極放電ランプを提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バルブ内部に電極を持
たず、外部から高周波電磁界を印加させて発光物質を励
起発光させる無電極放電ランプに関する。
たず、外部から高周波電磁界を印加させて発光物質を励
起発光させる無電極放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】発光物質に金属ハロゲン化物を用いたラ
ンプに於ては、点灯中にバルブが高温になることによっ
てバルブ内に封入されている発光物質とバルブとが反応
し、バルブの変色及びバルブ材料の結晶化により、失透
現象などが生じ、バルブの光透過率の低下及びバルブの
強度の低下により、ランプ寿命の劣化が起こる、という
第１の問題点が生じる。
ンプに於ては、点灯中にバルブが高温になることによっ
てバルブ内に封入されている発光物質とバルブとが反応
し、バルブの変色及びバルブ材料の結晶化により、失透
現象などが生じ、バルブの光透過率の低下及びバルブの
強度の低下により、ランプ寿命の劣化が起こる、という
第１の問題点が生じる。
【０００３】また、金属ハロゲン化物の金属がバルブに
溶け込んだり、バルブと反応して、消失することによっ
て残されたハロゲンにより、始動電圧やランプ電圧の上
昇による不点灯や立消え現象が生じ、ランプ寿命の劣化
が起こる、という第１の問題点が生じる。
溶け込んだり、バルブと反応して、消失することによっ
て残されたハロゲンにより、始動電圧やランプ電圧の上
昇による不点灯や立消え現象が生じ、ランプ寿命の劣化
が起こる、という第１の問題点が生じる。
【０００４】上記第１の問題点を解決する手段として、
バルブの内壁面に、透明で耐熱性，耐薬品性の優れた保
護膜を施した放電ランプが提案されている。金属酸化物
の保護膜としては、例えば金属キレート化合物を用いた
ＣＶＤ法によるもの（特開平３- ２３８７４７号公報参
照）がある。また、金属酸化物以外の保護膜としては、
窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を用いたもの（特開昭５１- ３
６７８８号公報、特開昭５６- ２２０４１号公報など参
照）、及びダイヤモンドまたはダイヤモンド状カーボン
を用いたもの（特開平３- ２３８７４８号公報参照）な
どがある。更に、無電極放電ランプでは、バルブ内壁に
保護膜を塗布することにより、バルブと発光材料との化
学反応を防止したものがある。（特開平４- ２２９９４
５号公報、特開平４- ２４８２４７号公報など参照）。
バルブの内壁面に、透明で耐熱性，耐薬品性の優れた保
護膜を施した放電ランプが提案されている。金属酸化物
の保護膜としては、例えば金属キレート化合物を用いた
ＣＶＤ法によるもの（特開平３- ２３８７４７号公報参
照）がある。また、金属酸化物以外の保護膜としては、
窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を用いたもの（特開昭５１- ３
６７８８号公報、特開昭５６- ２２０４１号公報など参
照）、及びダイヤモンドまたはダイヤモンド状カーボン
を用いたもの（特開平３- ２３８７４８号公報参照）な
どがある。更に、無電極放電ランプでは、バルブ内壁に
保護膜を塗布することにより、バルブと発光材料との化
学反応を防止したものがある。（特開平４- ２２９９４
５号公報、特開平４- ２４８２４７号公報など参照）。
【０００５】ここで無電極放電ランプは、図６に示す様
に、発光物質と希ガスとが気密に封入されると共に、透
光性を有する石英ガラスなどで形成されたバルブ１を有
し、バルブ１に巻回された誘導コイル２に、高周波電源
３から供給される高周波電流を通電することにより発生
する高周波電磁界をバルブ１に印加して、発光物質を励
起発光させるものである。バルブ１からの発光は、バル
ブ１に巻回された誘導コイル２により一部遮断されてし
まうので、無電極放電ランプに於ては、誘導コイル２に
より遮断されない発光が主となる。
に、発光物質と希ガスとが気密に封入されると共に、透
光性を有する石英ガラスなどで形成されたバルブ１を有
し、バルブ１に巻回された誘導コイル２に、高周波電源
３から供給される高周波電流を通電することにより発生
する高周波電磁界をバルブ１に印加して、発光物質を励
起発光させるものである。バルブ１からの発光は、バル
ブ１に巻回された誘導コイル２により一部遮断されてし
まうので、無電極放電ランプに於ては、誘導コイル２に
より遮断されない発光が主となる。
【０００６】なお、高周波電源３は、図６に示す様に、
高周波を発生する高周波発生器３ａと、高周波発生器３
ａの出力を増幅する増幅器３ｂと、増幅器３ｂと誘導コ
イル２の間に挿入され、両者のインピーダンスを整合さ
せるマッチング回路部３ｃとにより構成される。
高周波を発生する高周波発生器３ａと、高周波発生器３
ａの出力を増幅する増幅器３ｂと、増幅器３ｂと誘導コ
イル２の間に挿入され、両者のインピーダンスを整合さ
せるマッチング回路部３ｃとにより構成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の様な無
電極放電ランプに於ては以下の様な第２の問題点が生じ
る。
電極放電ランプに於ては以下の様な第２の問題点が生じ
る。
【０００８】バルブ１全体に保護膜を塗布すれば、保護
膜により光の透過性が減少してしまうが、これは、保護
膜形成上避けにくいことである。よって、透明度が極め
て高く且つ膜厚の小さい保護膜を形成しなければなら
ず、このことを考慮すると、失透防止効果はあるが透光
性が悪いために使えない材料が存在してしまう。
膜により光の透過性が減少してしまうが、これは、保護
膜形成上避けにくいことである。よって、透明度が極め
て高く且つ膜厚の小さい保護膜を形成しなければなら
ず、このことを考慮すると、失透防止効果はあるが透光
性が悪いために使えない材料が存在してしまう。
【０００９】また、バルブ１の内壁面に保護膜を形成す
ることは、製作時間の長期化、コスト高などを招いてし
まう、という第３の問題点も生じる。
ることは、製作時間の長期化、コスト高などを招いてし
まう、という第３の問題点も生じる。
【００１０】本発明は上記全ての問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、発光効率を向上
し、バルブの内部に保護膜を形成する工程を簡略化可能
であると共に、長寿命化可能な無電極放電ランプを提供
する。
たもので、その目的とするところは、発光効率を向上
し、バルブの内部に保護膜を形成する工程を簡略化可能
であると共に、長寿命化可能な無電極放電ランプを提供
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１記載の発明によれば、少なくとも１種類
の希土類金属ハロゲン化物を封入する透光性のバルブを
備え、外部より高周波電磁界を印加することにより希土
類金属ハロゲン化物を励起発光させる無電極放電ランプ
に於て、バルブに、少なくとも１種類の希土類金属単体
を封入すると共に、外部より高周波電磁界を印加するこ
とによりバルブの内壁面に、失透を防ぐ保護膜を生成し
たことを特徴とする。
めに、請求項１記載の発明によれば、少なくとも１種類
の希土類金属ハロゲン化物を封入する透光性のバルブを
備え、外部より高周波電磁界を印加することにより希土
類金属ハロゲン化物を励起発光させる無電極放電ランプ
に於て、バルブに、少なくとも１種類の希土類金属単体
を封入すると共に、外部より高周波電磁界を印加するこ
とによりバルブの内壁面に、失透を防ぐ保護膜を生成し
たことを特徴とする。
【００１２】請求項２記載の発明によれば、希土類金属
ハロゲン化物の希土類金属と、希土類金属単体とは同種
類であることを特徴とする。
ハロゲン化物の希土類金属と、希土類金属単体とは同種
類であることを特徴とする。
【００１３】
【作用】請求項１記載の発明よれば、バルブを巻回する
誘導コイルに高周波電流を通電して、バルブに高周波電
磁界を印加すると、誘導コイル近傍且つバルブ内部にプ
ラズマが形成され、熱が発生する。そして、希土類金属
が活性化されて、バルブと活性化された希土類金属とが
反応し、誘導コイル近傍且つバルブ内壁面に保護膜が生
成される。保護膜が生成されることにより、バルブとプ
ラズマ中のイオンとの反応が抑制されて、失透現象の発
生を低減する。
誘導コイルに高周波電流を通電して、バルブに高周波電
磁界を印加すると、誘導コイル近傍且つバルブ内部にプ
ラズマが形成され、熱が発生する。そして、希土類金属
が活性化されて、バルブと活性化された希土類金属とが
反応し、誘導コイル近傍且つバルブ内壁面に保護膜が生
成される。保護膜が生成されることにより、バルブとプ
ラズマ中のイオンとの反応が抑制されて、失透現象の発
生を低減する。
【００１４】請求項２記載の発明よれば、発光物質に含
まれる希土類金属と封入する希土類金属単体とは、同じ
発光スペクトルを生じる。
まれる希土類金属と封入する希土類金属単体とは、同じ
発光スペクトルを生じる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明に係る実施例について説明す
る。
る。
【００１６】ここで、バルブ１は直径３０ｍｍ，高さ１
５ｍｍの円筒形とし、バルブ１内に、希土類金属系発光
物質であるＮｄＩ3 を１５ｍｇ及びＣｓＩを５ｍｇと、
Ｎｄ金属単体を５ｍｇと、希ガスとしてキセノンガス１
００Ｔｏｒｒとを封入してある。
５ｍｍの円筒形とし、バルブ１内に、希土類金属系発光
物質であるＮｄＩ3 を１５ｍｇ及びＣｓＩを５ｍｇと、
Ｎｄ金属単体を５ｍｇと、希ガスとしてキセノンガス１
００Ｔｏｒｒとを封入してある。
【００１７】この様なバルブ１を有する無電極放電ラン
プを、入力電力３００Ｗで１時間点灯すると、図１の斜
視図、及び図２の断面図に示す様に、誘導コイル３の近
傍且つバルブ１の内壁面に茶色系の膜４が生成される。
一方、Nd金属単体を封入しないバルブ１を有する無電極
放電ランプを、入力電力３００Ｗで１時間点灯すると、
図３の断面図に示す様に、無電極放電ランプの最冷点部
５であるバルブ１の隅部５に、発光物質が溜まることが
わかっている。
プを、入力電力３００Ｗで１時間点灯すると、図１の斜
視図、及び図２の断面図に示す様に、誘導コイル３の近
傍且つバルブ１の内壁面に茶色系の膜４が生成される。
一方、Nd金属単体を封入しないバルブ１を有する無電極
放電ランプを、入力電力３００Ｗで１時間点灯すると、
図３の断面図に示す様に、無電極放電ランプの最冷点部
５であるバルブ１の隅部５に、発光物質が溜まることが
わかっている。
【００１８】つまり、Ｎｄ金属単体を封入したバルブ１
を有する無電極放電ランプは、最冷点部に発光物質が溜
まらずに、誘導コイル３の近傍且つバルブ１の内壁面に
凝集し、保護膜が生成されたことがわかる。これは、誘
導コイル３に電流を通電することにより、誘導コイル３
近傍且つバルブ１内部にプラズマが形成されて熱が発生
し、希土類金属系発光物質が活性化されて、石英で形成
されたバルブ１と活性化された希土類金属系発光物質と
が反応することによる。ここで、保護膜が生成された無
電極放電ランプを点灯する際に、保護膜が生成された箇
所が主たる照射方向を遮断しない様に、無電極放電ラン
プを配置することが好ましい。
を有する無電極放電ランプは、最冷点部に発光物質が溜
まらずに、誘導コイル３の近傍且つバルブ１の内壁面に
凝集し、保護膜が生成されたことがわかる。これは、誘
導コイル３に電流を通電することにより、誘導コイル３
近傍且つバルブ１内部にプラズマが形成されて熱が発生
し、希土類金属系発光物質が活性化されて、石英で形成
されたバルブ１と活性化された希土類金属系発光物質と
が反応することによる。ここで、保護膜が生成された無
電極放電ランプを点灯する際に、保護膜が生成された箇
所が主たる照射方向を遮断しない様に、無電極放電ラン
プを配置することが好ましい。
【００１９】図４に無電極放電ランプの点灯時間と光束
との特性図を示し、図５に無電極放電ランプの点灯時間
と始動電圧との特性図を示す。（入力電力２００Ｗ） Ｎｄ金属単体を封入しないバルブ１を有する無電極放電
ランプは、図４（ａ）に示す様に、初期点灯時（点灯時
間＝０）に光束は１３, ６００ｌｍであったが、１００
００時間点灯後の光束は７７５０ｌｍと低下し、つまり
１００００時間点灯後での光束維持率は５７％であっ
た。そして図５（ａ）に示す様に、無電極放電ランプの
始動電圧、つまり始動に要する誘導コイル間電圧は初期
点灯時に１．５ｋＶであったが、１００００時間点灯後
は４．０ｋＶ以上と、約２．７倍に上昇した。
との特性図を示し、図５に無電極放電ランプの点灯時間
と始動電圧との特性図を示す。（入力電力２００Ｗ） Ｎｄ金属単体を封入しないバルブ１を有する無電極放電
ランプは、図４（ａ）に示す様に、初期点灯時（点灯時
間＝０）に光束は１３, ６００ｌｍであったが、１００
００時間点灯後の光束は７７５０ｌｍと低下し、つまり
１００００時間点灯後での光束維持率は５７％であっ
た。そして図５（ａ）に示す様に、無電極放電ランプの
始動電圧、つまり始動に要する誘導コイル間電圧は初期
点灯時に１．５ｋＶであったが、１００００時間点灯後
は４．０ｋＶ以上と、約２．７倍に上昇した。
【００２０】また、Ｎｄ金属単体を封入したバルブ１を
有する無電極放電ランプは、図４（ｂ）に示す様に、初
期点灯時に光束は１２３００ｌｍと若干１０％ダウンし
たが、１００００時間点灯後の光束は１０２００ｌｍと
若干低下し、つまり１００００時間点灯後での光束維持
率は８３％と大幅に向上した。そして図５（ｂ）に示す
様に、無電極放電ランプの始動電圧は初期点灯時に１．
６ｋＶであったが、１００００時間点灯後は１．９ｋＶ
と、約１．２倍にしか上昇せず、つまり始動性を改善で
きた。
有する無電極放電ランプは、図４（ｂ）に示す様に、初
期点灯時に光束は１２３００ｌｍと若干１０％ダウンし
たが、１００００時間点灯後の光束は１０２００ｌｍと
若干低下し、つまり１００００時間点灯後での光束維持
率は８３％と大幅に向上した。そして図５（ｂ）に示す
様に、無電極放電ランプの始動電圧は初期点灯時に１．
６ｋＶであったが、１００００時間点灯後は１．９ｋＶ
と、約１．２倍にしか上昇せず、つまり始動性を改善で
きた。
【００２１】この様に、希土類金属系発光物質が封入さ
れたバルブに、更にＮｄ金属単体を封入することによっ
て、バルブの最冷点部に発光物質が残留しなくなり、誘
導コイル３の近傍且つバルブ１の内壁面に保護膜が生成
され、この保護膜によってバルブ１の内壁面とバルブの
封入物との反応を抑制することができると共に、光束維
持率を大幅に上昇させることができ、且つ始動性を向上
でき、寿命の劣化を防止できる。
れたバルブに、更にＮｄ金属単体を封入することによっ
て、バルブの最冷点部に発光物質が残留しなくなり、誘
導コイル３の近傍且つバルブ１の内壁面に保護膜が生成
され、この保護膜によってバルブ１の内壁面とバルブの
封入物との反応を抑制することができると共に、光束維
持率を大幅に上昇させることができ、且つ始動性を向上
でき、寿命の劣化を防止できる。
【００２２】なお、誘導コイル２のターン数は特に限定
されるものではなく、バルブに封入する発光物質はＮｄ
Ｉ3 及びＣｓＩに限らず他の希土類金属ハロゲン化物で
もよく、その量は限定しなくてもよい。また、バルブに
封入するＮｄ金属単体の代わりに他の希土類金属を用い
てもよく、その量も限定されない。
されるものではなく、バルブに封入する発光物質はＮｄ
Ｉ3 及びＣｓＩに限らず他の希土類金属ハロゲン化物で
もよく、その量は限定しなくてもよい。また、バルブに
封入するＮｄ金属単体の代わりに他の希土類金属を用い
てもよく、その量も限定されない。
【００２３】更に、発光物質に含まれる希土類金属と、
更に封入する希土類金属単体を同種類のものにして、そ
れらの発光スペクトルを同じにする様にしてもよく、キ
セノンガスの代わりに他の１種類のガスあるいは２種類
以上の混合ガスを用いてもよく、ガス圧も１００Ｔｏｒ
ｒに限定されるものではなく、バルブ１の形状は円筒形
に限定されるものではなく、球形など他の形状でもよ
い。
更に封入する希土類金属単体を同種類のものにして、そ
れらの発光スペクトルを同じにする様にしてもよく、キ
セノンガスの代わりに他の１種類のガスあるいは２種類
以上の混合ガスを用いてもよく、ガス圧も１００Ｔｏｒ
ｒに限定されるものではなく、バルブ１の形状は円筒形
に限定されるものではなく、球形など他の形状でもよ
い。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、発光効率を向上し、バ
ルブの内部に保護膜を形成する工程を簡略化可能である
と共に、長寿命化可能な無電極放電ランプを提供でき
る。
ルブの内部に保護膜を形成する工程を簡略化可能である
と共に、長寿命化可能な無電極放電ランプを提供でき
る。
【図１】本発明に係る無電極放電ランプの斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る無電極放電ランプの断面図であ
る。
る。
【図３】希土類金属単体を封入しない無電極放電ランプ
の断面図である。
の断面図である。
【図４】無電極放電ランプの点灯時間と光束との関係を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図５】無電極放電ランプの点灯時間と始動電圧との関
係を示す特性図である。
係を示す特性図である。
【図６】無電極放電ランプを用いた点灯装置の概略図で
ある。
ある。
１ バルブ ４ 保護膜
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも１種類の希土類金属ハロゲン
化物を封入する透光性のバルブを備え、外部より高周波
電磁界を印加することにより前記希土類金属ハロゲン化
物を励起発光させる無電極放電ランプに於て、 前記バルブに、少なくとも１種類の希土類金属単体を封
入すると共に、外部より高周波電磁界を印加することに
より前記バルブの内壁面に、失透を防ぐ保護膜を生成し
たことを特徴とする無電極放電ランプ。 - 【請求項２】 前記希土類金属ハロゲン化物の希土類金
属と、前記希土類金属単体とは同種類であることを特徴
とする請求項１記載の無電極放電ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10638995A JPH08306338A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 無電極放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10638995A JPH08306338A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 無電極放電ランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08306338A true JPH08306338A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14432348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10638995A Withdrawn JPH08306338A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 無電極放電ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08306338A (ja) |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP10638995A patent/JPH08306338A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |