JP3603799B2

JP3603799B2 - Rare gas fluorescent lamp

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Publication number: JP3603799B2
Application number: JP2001068019A
Authority: JP
Inventors: 正樹井上
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2021-03-12
Also published as: JP2002270136A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ、複写機、イメージリーダ等の情報機器に利用される原稿照明用や、液晶ディスプレイパネルのバックライト装置等に利用される希ガス蛍光ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＡ機器の読み取り用光源、液晶表示装置のバックライト等に使用される蛍光ランプとして、ガラス管の外壁面に帯状の一対の電極を配設し、これらの電極に高周波電圧を印加して点灯する希ガス蛍光ランプが知られている。図１は上記希ガス蛍光ランプの一例を示す図であり、同図（ａ）は希ガス蛍光ランプの管軸に垂直な断面図を示し、同図（ｂ）は該希ガス蛍光ランプの全体の斜視図である。同図に示すように、希ガス蛍光ランプ１０は、ガラス管１の外壁面に帯状の一対の電極２，２’を該ガラス管１を挟んで対向する位置に配設し、ガラス管１の内部に希ガスを封入するとともに、ガラス管１の内壁面に蛍光物質３を塗布したものであり、上記電極２，２’に例えば高周波電源より連続的な高周波電圧やパルス的高周波電圧を印加して点灯させる。このような希ガス蛍光ランプにおいては、一対の電極２，２’はガラス管１の外壁面上に配設されているため、当該電極２，２’を覆うように樹脂等からなる絶縁性保護チューブ（図示省略）を該ガラス管の全域にわたって配設した構造が好ましく採用されている。
【０００３】
上記希ガス蛍光ランプ１０の一対の電極２，２’間に高周波電圧をに印加すると、該電極２，２’に挟まれたガラス管１内部の放電空間に、当該ガラス管１の断面方向に放電を発生する。この放電で発生した紫外線によりガラス管１の内壁面に塗布された蛍光物質３が発光して、これにより得られる可視光は、蛍光物質が塗布されていない側のアパーチャ４から主に外部に放射される。なお、同図（ｂ）において示すように、一対の電極２，２’が形成されているガラス１管の管軸方向の長さが、ランプ１０の有効発光長となる。
【０００４】
希ガス蛍光ランプの照度を高める場合には、例えば、ガラス管の外径を大きくしたり、管入力（ランプへ投入される電力）を大きくしたり、あるいはガス圧（キセノンガスの封入分圧）を大きくしたりする方法が挙げられる。
しかしながら、ガラス管の外径を大きくする方法では、近時の市場動向からＯＡ機器の小形化に伴い、その光源用ランプの収納空間も益々狭小となっているため好ましい手段ではないとされる。
【０００５】
また、キセノンガスの封入分圧（後段において単に、「キセノンガスの封入圧」という）を大きくする手段によると、ランプの管軸方向で部分的に不点灯を生じて、配光分布が不均一になるという問題がある。このような配光部分不点灯を回避するためには、管入力を大きくしなければならないが、一方でガラス管の管壁温度が上昇してしまうため、ランプ周辺機器への熱的弊害や、電極の絶縁処理のために設けた樹脂製保護チューブの劣化など、様々な問題を招来することになってしまう。
よって、キセノンガスの封入圧を大きくすることによる高照度化は、上述したような問題を招来するために実施が困難で、所望の効果を得ることができないという事情があった。
つまり、上記のことを簡単に述べると、希ガス蛍光ランプにおいては、安定な放電が得られる範囲において、ある管入力に対してのキセノンガスの封入圧が決まってしまうために、所望にキセノンガスの封入圧を大きくすることができなかった。
【０００６】
キセノンガスの封入圧を高くした場合、希ガス蛍光ランプが配光部分不点灯に至るのは、以下の理由によると考えられる。
希ガス蛍光ランプにおいては、一対の電極が少なくとも誘電体であるガラス管と放電空間とを挟むような構成であり、該ガラス管の管軸に対して垂直方向つまりガラス管内壁面に形成された蛍光物質を通過する方向に放電を生じる。キセノンガスを高圧に封入すると放電が生じにくくなる傾向があり、更に上述のように蛍光物質層の積層方向に放電が生じると、蛍光物質の層の薄い部分や蛍光物質の充填率の低い部分が易放電部分となって放電が集中してしまう。このような現象は、キセノンガスの封入圧が増大するにしたがってより顕著にあらわれるようになり、配光部分不点灯を生じると考えられる。係る問題に鑑み、蛍光物質を均一に設けることが解決策であると考えられるが放電特性が均一になるようにガラス管に蛍光物質を塗布することは不可能である。
【０００７】
本発明者らは、一対の電極における周方向の離隔距離を一方の離隔距離と他方の離隔距離で変えることにより、上記問題を解決することができることを見出した。
然るに、係る構成では、配光部分不点灯という問題を回避できるが、電極における離隔距離が短い方の側縁部近傍において放電が集中して発生するために、従来と同じ管入力であっても、放電が集中する部分においてガラス管の管壁の温度が上昇するという不具合があると判明した。
ガラス管の管壁温度が上昇すると、ランプの周囲環境への熱的影響や、ランプの保護チューブの劣化等の問題を招来することになる。また、このような問題以外にも、ガラス管温度が上昇すると、内部のキセノンガスの温度もまた上昇するため、キセノンの発光効率が悪くなって、ランプの光出力の低下にもつながる。
【０００８】
以上のような事情から、希ガス蛍光ランプにおいては、配光部分不点灯を生じない範囲でキセノンガスを最大圧に封入し、更に、アパーチャからの照度が最高となるように適宜設計変更が行われてきた。
【０００９】
例えば、ランプに実際に供給される電力は電極の静電容量によって増減するため、電極の面積つまり電極の幅（図１に示す「Ｗ」）を最適化することにより、高照度の希ガス蛍光ランプとすることができる。
図７は、電極の幅（Ｗ）と相対照度の関係を示す図であり、同図（ａ）はガラス管の外径がφ８ｍｍ、同図（ｂ）はガラス管の外径がφ１０ｍｍの希ガス蛍光ランプを示している。キセノンガスを分圧で１２ｋＰａ（９０Ｔｏｒｒ）封入し、管入力を２６．４ｋＷ（２４ｋＶ、１．１Ａ）として、希ガス蛍光ランプを点灯した結果であるが、
同図に示すように、最高照度を得るには、ガラス管の外径φ８ｍｍの場合電極幅Ｗを約５ｍｍと設定するのがよく、ガラス管の外径φ１０ｍｍの場合電極幅Ｗを約７ｍｍと設定するのがよい。
なお、本発明者らは、図７に示す電極の幅（Ｗ）と相対照度の関係に関し、キセノンガスの封入圧（管入力）の数値を変えた場合も、最高照度となる電極幅について同様の結果が得られることを確認している。
【００１０】
図７に示す電極幅（Ｗ）と相対照度の関係によれば、希ガス蛍光ランプの有効発光長内、つまり、電極が形成されているガラス管部分で、一の電極の面積をガラス管の外壁面の全面積に対し、約０．２０〜０．２３の割合で設定すると、希ガス蛍光ランプは最大照度が得られると推察される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ファクシミリ、複写機、イメージリーダ等、ある時間をかけて画像を走査して読み取るものにおいては、当然光源からの光束や発光色が時間的に安定していることを前提としており、したがって、光源用ランプは、始動性、安定性が要求される。希ガス蛍光ランプは、一対の電極間に電圧の印加を開始するとほぼ１００％の照度を得ることができ、始動性の点で特に有利であるが、一方で、照度が安定したときの相対照度が点灯時よりも十数％程度低下するという問題も有する。原稿読取装置において連続的に原稿を読み取る場合等、ランプ点灯した後、数十秒乃至数分間にランプの照度が低下すると原稿の最初の一枚と最後の一枚とで読み取り精度の低下につながることになる。このため、原稿の読み取り用光源などの用途に使用される希ガス蛍光ランプにおいては、ランプ点灯後、例えば３００ｓｅｃ（５ｍｉｎ）間における照度変位の割合（照度安定性）がより小さい方が望ましい。
【００１２】
また、上述のような情報機器においては、読み取るべき紙面の照度すなわち光源の光束によって読み取り速度が支配される。近時、ＯＡ用機器における原稿読取速度の高速化にかかる要請が高まり、これ伴って上記希ガス蛍光ランプの一層の高光束化が切望されている。
【００１３】
希ガス蛍光ランプにおける照度安定性は、キセノンガスの封入圧を高くすることで改善される。しかしながら、キセノンガスを高圧に封入すると上述したように放電の安定性が損なわれるため、所望に高くすることができなかった。
そこで、本発明の目的とするところは、キセノンガスの封入圧を高くすることができて照度安定性が良好であり、更には、よりいっそう光出力を増大することができる希ガス蛍光ランプを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
キセノンガスを含む希ガスが内部に封入されたガラス管と、該ガラス管の外壁面に配設されて該ガラス管の管軸方向に伸びる略帯状の一対の電極と、前記ガラス管の内壁面に塗布された蛍光物質と、を具備した希ガス蛍光ランプであって、前記一対の電極は、一の電極と他の電極が略同寸法で、前記ガラス管の管軸を中心に対称に配置されてなり、前記一対の電極が配置されている前記ガラス管の外壁面の全面積を１としたとき、当該一の電極が形成される面積の割合を０．０９以上０．１９以下とし、前記キセノンガスを１４ｋＰａ以上封入したことを特徴とする。
【００１５】
【作用】
本発明においては、電極の面積が小さくなるとすなわち該電極の静電容量が小さくなるので、管入力を低減させること無く配光部分不点灯を防止することができる。したがって、キセノンガスの封入分圧（後段において、単に「キセノンガスの封入圧」という。）を増大させることができるようになり、その結果、照度安定性の良好な希ガス蛍光ランプとすることができる。
そして、電極面積を小さくするため、電極幅をより小さくすることで、一対の電極間で生じる主要な放電はその距離がより長くなる。その結果、紫外線の発生量が増大し、可視光の出力が増して、ランプよりの光出力が増大する。よって、希ガス蛍光ランプの高照度化を達成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、希ガス蛍光ランプの説明図で、（ａ）管軸に垂直な断面図、（ｂ）希ガス蛍光ランプの斜視図を示しており、その基本的な構成は、電極の幅Ｗ及びキセノンガスの封入圧を除いて、従来技術と同様である。同図において、希ガス蛍光ランプ１０（以下、単に「ランプ」と略記する。）は、ガラス管１の外壁面上に電極２，２’が配設されて内壁面には蛍光物質３が塗布されている。ガラス管１の内部には、所定の真空排気処理がされた後に、キセノンガスを含む希ガスが充填され、ガラス管１の両端で閉塞されている。また、上記電極２，２’で挟まれたアパーチャ４の部分のガラス管１内壁面は蛍光物質３が除去されており、この部分が有効発光面となる。
【００１７】
前記電極２，２’は、ガラス管１の軸方向に伸びる略帯状の電極であり、例えば銀ペースト等の導電性塗料や、Ａｌ、Ｃｕ等の金属製テープから形成される。前記銀ペーストを用いてスクリーン印刷法により電極２，２’を形成する場合、その厚みは約２〜１５μｍで形成される。金属製テープを用いる場合は、厚み約３０〜１５０μｍで形成される。上記電極２，２’における一方の電極２と他方の電極２’とは、形状及び寸法がほぼ同じであり、該ガラス管１の断面から見たとき、当該ガラス管１の管軸Ｏを中心として対称に配置されている。
なお、同図（ｂ）において示すように、一対の電極２，２’が形成されているガラス管１の管軸方向の長さが、ランプ１０の有効発光長となる。
【００１８】
本発明によれば、一対の電極が配設されている前記ガラス管の外壁面の全面積を１としたとき、前記一の電極が形成される面積の割合を０．１９以下とすることで管入力を低減させること無く、配光部分不点灯を回避でき、これにより、キセノンガスを分圧で１４ｋＰａ以上封入することができるようになる。そして、希ガス蛍光ランプにおいていっそうの光出力の増大を図ることが可能となる。また、一の電極が形成される面積の割合を０．０９以上０．１９以下の範囲にすると、従来のものに比較して高照度の希ガス蛍光ランプとなる。
【００１９】
ここで、図２を参照して本発明を説明する。同図（ａ），（ｂ）に示すように、電極面積を小さくするため、電極幅Ｗを小さくした場合、電極における長手方向側縁部２ａ，２ａ’近傍において一対の電極２，２’間に形成される主要な放電は、その距離Ｌがより長くなる。
電極間における主要な放電の経路内において、その放電距離Ｌが長くなる分、存在するキセノンの分子の数は多くなるので、１回の放電で発光するキセノンが増すようになる。この結果紫外線の発生量が増す。無論、キセノンガスの封入圧を大きくしたことによっても、放電空間中に存在するキセノン分子数は多くなるため、発光効率は向上することになる。
そして一対の電極２，２’がガラス管の管軸を中心に対称配置されていることで、放電がガラス管の一側面に集中すること無くほぼ二等分されるので、ガラス管の管壁温度の上昇も抑制される。
【００２０】
電極幅を小さくすると、上述したように面積が小さくなるため電極の静電容量としては小さくなり、その結果、キセノンガスの封入圧を増大したことによる部分配光不点灯が回避されるようになる。したがって、管入力を従来よりも小さくすること無く、安定した放電状態を維持できるようになる。
【００２１】
本発明者らの検討によれば、前記電極２，２’は各々ガラス管１の外壁面上においてその占める割合が、該一対の電極が形成されている部分内で当該ガラス管１の外壁面の面積に対し０．１９以下であると、キセノンガスの封入圧を１４ｋＰａ（１０５Ｔｏｒｒ）以上に大きくすることが可能となる。具体的数値を述べると、キセノンガスの封入圧を、例えば１４ｋＰａにする場合、ガラス管の外径がφ８ｍｍの場合、電極幅を約４．２ｍｍ以下、より好ましくは３．５ｍｍ以下にするのが望ましく、ガラス管の外径がφ１０ｍｍの場合、電極幅を約６ｍｍ以下にするのが好ましい実施形態である。更にキセノンガスの封入圧を大きくする場合は、例えばキセノンガスの封入圧を１６ｋＰａ（１２０Ｔｏｒｒ）まで大きくするときには、ガラス管の外径がφ８ｍｍの場合、電極幅を約３ｍｍ以下にするのが好ましく、ガラス管の外径がφ１０ｍｍの場合、電極幅を約５ｍｍ以下にするのが好ましい。
【００２２】
図１の構成のランプにおいて、電極幅（Ｗ）、キセノンガスの封入分圧（以下、単にキセノンガスの封入圧という）を変えた場合について、ランプから放出される光出力を調べた。なお、実験にはランプ外径がφ８ｍｍ、φ１０ｍｍと、外径の異なるガラス管を使用した。いずれもガラス管の外壁面上に一対の電極を長さ（有効発光長）約３６０ｍｍとして形成した。また、ランプにはパルス状の高周波電圧を印加して点灯させたが、高周波交流電圧をランプに印加しても同様の結果が得られると考えられる。ガラス管内壁面上には上記アパーチャ部を除く箇所に、蛍光体物質を厚さ約３０〜１００μｍの範囲で設けた。アパーチャは管軸を中心としたとき６５°の角度で開口部を形成した。
【００２３】
ガラス管の外径φ８ｍｍのランプ及びガラス管の外径φ１０ｍｍランプを、キセノンガスの封入圧及び電極の幅（つまり、電極面積）を変えて作製した。電極は銀ペーストをスクリーン印刷法により、厚み約２〜１５μｍで塗布、形成した。なお電極は、一対の電極における周方向の離隔距離を、一方の離隔距離と他方の離隔距離がほぼ同じになるように、該ガラス管の管軸を中心に対称に形成した。
【００２４】
ガラス管内にはキセノンガスを３０％含み、その他のネオン等の希ガスを適宜封入した希ガスの混合ガスである。この実験ではキセノンガスの封入圧を、従来の１２ｋＰａ（９０Ｔｏｒｒ）よりも大きな、１６ｋＰａ（１２０Ｔｏｒｒ、全圧４００Ｔｏｒｒ）及び１４ｋＰａ（１０５Ｔｏｒｒ、混合ガスの全圧３５０Ｔｏｒｒ）の２種類とした。
【００２５】
表１は、外径がφ８ｍｍのガラス管の用いた希ガス蛍光ランプの構成をまとめた表である。
【００２６】
【表１】

【００２７】
表２は、外径がφ１０ｍｍのガラス管の用いた希ガス蛍光ランプの構成をまとめた表である。
【００２８】
【表２】

【００２９】
上記のようにして作製した希ガス蛍光ランプを管入力２６．４ｋＷ（電圧２４ｋＶ、電流１．１Ａ）で点灯した。
【００３０】
図３は、上記表１に示すサンプルを用いて照度を測定した結果を示す図である。同図において、縦軸は、ガラス管の外径φ８ｍｍ、電極幅が５ｍｍのランプの照度を１００としたときの各ランプの照度（相対値％）を示し、横軸は、電極幅を示している。同図において番号は上記表１のサンプルＮｏ．に対応しており、キセノンガスの封入圧が、１６ｋＰａのものについては丸（○、●）、１４ｋＰａのものについては四角形（□、■）で点を付した。この点が白抜きのものについてはランプが安定な点灯状態を示したことを意味し、一方、点が黒く塗り潰されているものについてはランプに不点灯（配光部分不点灯）の箇所が認められ、実用に不向きと判断されたことを意味する。なお、同図中の破線は電極幅と相対照度の関係を示すための仮想曲線である。また、従来におけるガラス管の外径φ８ｍｍのランプの相対照度をひし形（◇）で点を付してある。
【００３１】
図３に示すようにＮｏ．１のランプ、つまり、電極幅Ｗが３ｍｍであって該電極がガラス管表面に占める面積の割合（以下、単に面積比ともいう）が約０．１２のものにおいては、配光部分不点灯を生じないで安定に点灯することが確認された。また、Ｎｏ．２のランプのように、Ｎｏ．１よりもキセノン封入圧が低い（１４ｋＰａ）場合でも、相対照度は約１０２％と従来のものに比較して光出力が増大することが確認された。Ｎｏ．３のランプは電極幅Ｗが３．５ｍｍ（電極の面積比：約０．１４）では、相対照度が約１０７％になり、大幅な照度の増大が可能となる。
Ｎｏ．４およびＮｏ．５のランプは電極幅Ｗが５ｍｍ（電極の面積比：約０．２０）であり、各封入圧で最大照度を得ることができるが、何れもランプに不点灯の部分が形成されるために原稿照明用等の光源としては不適となる。更に電極幅が広い、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７のランプ（電極幅Ｗ：７ｍｍ、電極の面積比：約０．２８）も、配光部分不点灯を生じるので実用には適さない。
【００３２】
また、図４は、上記表２に示すサンプルを用いて照度を測定した結果を示す図であり、縦軸は、ガラス管の外径φ１０ｍｍ、電極幅が７ｍｍのランプの照度を１００としたときの各ランプの照度（相対値％）を示し、横軸は、電極幅を示している。同図において番号は上記表２のサンプルＮｏ．に対応しており、図３と同様、キセノンガスの封入圧が１６ｋＰａのランプについては丸、該封入圧が１４ｋＰａのものについては四角形で点を付し、ランプの点灯状態により白と黒で分けて示した。同図中の破線は、上記図３と同様、電極幅と相対照度の関係を示すための仮想曲線である。また、従来におけるガラス管の外径φ１０ｍｍのランプの相対照度もひし形（◇）で点を付してある。
【００３３】
図４に示すようにＮｏ．８、Ｎｏ．９のランプ、つまり、電極幅Ｗが３ｍｍであって該電極の面積比が約０．１（より詳しくは、０．０９５）の場合、配光部分不点灯を生じないで安定に点灯することが確認された。相対照度はＮｏ．８が約１０５％以上であり、Ｎｏ．９の場合も１００以上になることが確認された。この結果から、電極の面積比を０．１以下のランプで高照度化を図る場合は、キセノンガスの封入圧を１４ｋＰａ以上にするのが望ましい。
Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１１の、電極幅Ｗが５ｍｍ（電極の面積比：０．１６）の場合も、配光部分不点灯が発生せずに十分な照度の増大を図ることができるようになる。特に、電極幅を０．１６にしたとき、Ｎｏ．１０のようにキセノンガスの封入圧が１６ｋＰａと高くしておくと、相対照度が１１２％以上になり、極めて高照度のランプとなることが確認された。Ｎｏ．１２の電極幅Ｗ：６ｍｍ（面積比：０．１９）の場合も、配光部分不点灯を生じることなく安定な放電が生じ、図４に係る実験を通してキセノンガス１４ｋＰａの場合に最高照度が得られた。
同図のガラス管の外径φ１０ｍｍのランプの実験結果によれば、キセノンガスの封入圧に関係無く、電極幅Ｗが７ｍｍの場合に照度が最大となるが同図のＮｏ．１３、Ｎｏ．１４のように配光部分不点灯が生じるので使用できなくなる。係る場合電極の面積比は約０．２２である。
Ｎｏ．１５、Ｎｏ．１６の場合、電極幅Ｗを９ｍｍ（面積比：０．２９）まで大きくすると、配光部分不点灯が生じる上、前記Ｎｏ．１３、Ｎｏ．１４の場合より照度が低下する。
【００３４】
以上、図３，４で示すように、ガラス管の外壁面上において電極が占める面積の割合が０．１９以下の、Ｎｏ．１，２，３，８，９，１０，１１，１２の場合、配光部分不点灯といった不具合を生じることなくキセノンガスの封入圧を高くでき、光出力の増大を図ることができて照度を従来のものに比較して高くすることができた。
【００３５】
なお、希ガス蛍光ランプにおける高照度化を望む場合、電極の面積比は、好ましくは０．０９以上、更に好ましくは０．０９５以上とするのが望ましい。係る電極面積比が０．０９よりも小さい場合はキセノンガスの封入圧が１４ｋＰａ未満では、電極の静電容量が低下したことによる照度の低下が過大となり、従来のランプに比較して相対照度が１００％未満になる可能性が生じる。
一方、希ガス蛍光ランプの照度安定性を図ることを主目的とし、高照度化をそれほど望まない場合は、上記の電極の面積比が０．０９未満でもその効果を期待することができる。
図５にキセノンガス封入圧と照度安定性の関係を示す。同図において、（ａ）は、キセノンガスの封入圧の異なる希ガス蛍光ランプを作製し、照度安定性を調べた。なお、希ガス蛍光ランプの基本的な構成は上記図１に示したものと同様である。ガラス管外径φ１０ｍｍ、電極幅Ｗを５ｍｍとし、キセノンガスの封入圧を変化させて照度安定性を調査した結果を示す図である。
ここで、同図（ｂ）を参照し、照度安定性についての説明を行う。同図（ｂ）の縦軸は、希ガス蛍光ランプの点灯後３００ｓｅｃ間の最高照度を１００としたときの相対照度（％）、横軸は時間である。照度安定性は、点灯後、３００ｓｅｃ（５ｍｉｎ）間における相対照度（％）の最大値（１００）と最低値の差を該最低値で除して百分率で表したものであり、数値が０に近いほど所定時間経過後の照度変位が小さくて照度安定性が良い、ということができる。
同図（ａ）の結果に示すように、キセノンガスの封入圧が大きくなるほど照度安定性が良くて、点灯後から所定時間における照度変位が少なくなる。
同図においてキセノンガスの封入圧が従来希ガス蛍光ランプの１２ｋＰａであると、照度安定性は約７．５％であったため、点灯後からの照度の変位が比較的大きかった。係るキセノンガスの封入圧を１４ｋＰａにすると、照度安定性は約４．５％まで低下し、更に係る封入圧を１６ｋＰａまで高くすると、照度安定性は約３．６％になり、原稿読み取り用光源として特に好ましいランプとなる。
【００３６】
このように、照度安定性の良好なランプとするには、電極面積を小さくしてキセノンガスの封入圧を高くすることにより達成できる。上述のキセノンガスの封入圧と照度安定性との関係はガラス管の外径や電極幅等の大きさに影響されるものではなく、ガラス管の外径がφ１０ｍｍ以外のランプにも適用される。
【００３７】
なお、本発明において、電極の形状は特に限定されるものではない。例えば、図６に示すように、電極に穴やスリット等を設けていてもよいし、電極の長手方向における側縁部が例えば山型や波型形状に成形されていてもよい。本発明では、電極の面積を小さくすることは、電極同士の離隔距離を大きくするように電極幅（Ｗ）を小さくすることを意味している。したがって、図６（ａ）（ｂ）のように穴やスリットが形成されている場合、係る穴やスリット部分にも電極が形成されているものとみなして電極面積を算出する。
更に、図６（ｃ）（ｄ）のように電極の長手方向における側縁部が例えば山型や波型形状に成形されている場合はそれら頂点を結ぶ仮想線を引いて電極の幅Ｗが決定され、該仮想線で囲まれた内部全体を電極とみなして面積を算出する。本発明では、電極の面積を小さくすることで静電容量を低下させる作用の他、一方の電極と他方電極との間に生じる主要な放電における距離を長くすることが重要であり、電極の長手方向の側縁部が山型や波型である場合は、その頂点部分が他方の電極に最も近接するので、係る主要な放電が生じる部分となるからである。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、内壁面に蛍光物質を塗布したガラス管内部に希ガスを所定量密封し、ガラス管外壁面の管軸方向に一対の電極を配設した希ガス蛍光ランプにおいて、一対の電極における周方向の離隔距離を、一方の離隔距離と他方の離隔距離で同じになるように、電極をガラス管の管軸を中心に対称に配置すると共に、該電極の幅を小さくするようにその形成面積を小さくすることで、キセノンガスの封入圧を大きくすることができて、照度安定性が良好で、高照度の希ガス蛍光ランプを提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】希ガス蛍光ランプの軸方向に垂直な断面図及び斜視図である。
【図２】希ガス蛍光ランプの電極幅と放電状態を説明するための図である。
【図３】希ガス蛍光ランプの電極幅と相対照度の関係の一例を示す図である。
【図４】希ガス蛍光ランプの電極幅と相対照度の関係の一例を示す図である。
【図５】キセノンガスの封入圧と照度安定性の関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例のその他の電極形状を示す図である。
【図７】従来の希ガス蛍光ランプの電極幅と相対照度の関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ガラス管
２，２’ 電極
３蛍光物質
４アパーチャ
１０希ガス蛍光ランプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rare gas fluorescent lamp used for illuminating a document used for information equipment such as a facsimile, a copying machine, and an image reader, and for a backlight device of a liquid crystal display panel.
[0002]
[Prior art]
As a fluorescent lamp used for a reading light source of an OA device, a backlight of a liquid crystal display device, etc., a pair of band-shaped electrodes are arranged on an outer wall surface of a glass tube, and a high-frequency voltage is applied to these electrodes to light them. Noble gas fluorescent lamps are known. FIG. 1 is a view showing an example of the rare gas fluorescent lamp. FIG. 1 (a) is a cross-sectional view perpendicular to the tube axis of the rare gas fluorescent lamp, and FIG. 1 (b) is an overall view of the rare gas fluorescent lamp. It is a perspective view of. As shown in FIG. 1, the rare gas fluorescent lamp 10 has a pair of strip-

shaped electrodes

2 and 2 ′ disposed on the outer wall surface of the glass tube 1 at positions facing each other with the glass tube 1 interposed therebetween. A rare gas is sealed in the inside, and a fluorescent substance 3 is applied to the inner wall surface of the glass tube 1. A continuous high-frequency voltage or a pulsed high-frequency voltage is applied to the electrodes 2, 2 'from a high-frequency power supply, for example. And turn it on. In such a rare gas fluorescent lamp, since the pair of electrodes 2, 2 'is disposed on the outer wall surface of the glass tube 1, an insulating protection made of resin or the like covers the electrodes 2, 2'. A structure in which a tube (not shown) is provided over the entire area of the glass tube is preferably employed.
[0003]
When a high-frequency voltage is applied between the pair of

electrodes

2 and 2 ′ of the rare gas fluorescent lamp 10, a discharge space inside the glass tube 1 sandwiched between the

electrodes

2 and 2 ′ is formed in a cross-sectional direction of the glass tube 1. Generates electric discharge. The fluorescent material 3 applied to the inner wall surface of the glass tube 1 emits light due to the ultraviolet light generated by the discharge, and the visible light obtained thereby is mainly radiated to the outside from the aperture 4 on which the fluorescent material is not applied. Is done. In addition, as shown in FIG. 2B, the length in the tube axis direction of one glass tube on which the pair of

electrodes

2 and 2 ′ is formed is the effective light emission length of the lamp 10.
[0004]
In order to increase the illuminance of the rare gas fluorescent lamp, for example, the outer diameter of the glass tube is increased, the tube input (power supplied to the lamp) is increased, or the gas pressure (xenon gas sealing partial pressure) is used. Or a method of increasing the size.
However, the method of increasing the outer diameter of the glass tube is not considered to be a preferable means because the space for accommodating the light source lamp is becoming smaller and smaller as the OA equipment is downsized due to recent market trends.
[0005]
According to the means for increasing the xenon gas filling partial pressure (hereinafter simply referred to as "xenon gas filling pressure"), non-lighting occurs partially in the lamp axis direction, resulting in uneven light distribution. Problem. In order to avoid such non-lighting of the light distribution part, it is necessary to increase the tube input, but on the other hand, since the tube wall temperature of the glass tube rises, thermal harm to lamp peripheral devices and Various problems such as deterioration of the resin protection tube provided for insulating the electrodes are caused.
Therefore, increasing the illuminance by increasing the sealing pressure of the xenon gas is difficult to implement because of the above-described problem, and the desired effect cannot be obtained.
In other words, to briefly describe the above, in the rare gas fluorescent lamp, the sealing pressure of xenon gas with respect to a certain tube input is determined within a range where stable discharge can be obtained. Could not be increased.
[0006]
It is considered that the reason why the rare gas fluorescent lamp is turned off when the filling pressure of the xenon gas is increased is as follows.
In a rare gas fluorescent lamp, a pair of electrodes are configured to sandwich at least a glass tube, which is a dielectric, and a discharge space, and a fluorescent lamp formed in a direction perpendicular to the tube axis of the glass tube, that is, on the inner wall surface of the glass tube. Discharge occurs in the direction passing through the substance. When xenon gas is sealed at a high pressure, discharge tends to be difficult to occur. Further, when discharge occurs in the laminating direction of the fluorescent material layer as described above, a thin portion of the fluorescent material layer and a portion having a low filling rate of the fluorescent material are reduced. Discharge concentrates as an easy discharge portion. Such a phenomenon becomes more remarkable as the filling pressure of the xenon gas increases, and it is considered that the light distribution portion is turned off. In view of such a problem, it is considered that the solution is to provide the fluorescent substance uniformly, but it is impossible to apply the fluorescent substance to the glass tube so that the discharge characteristics become uniform.
[0007]
The present inventors have found that the above problem can be solved by changing the circumferential separation distance between a pair of electrodes by using one separation distance and the other separation distance.
However, in such a configuration, the problem of non-lighting of the light distribution portion can be avoided, but since the discharge is concentrated near the side edge of the electrode where the separation distance is short, even if the tube input is the same as the conventional one, It has been found that there is a problem that the temperature of the wall of the glass tube rises in the portion where the discharge is concentrated.
When the wall temperature of the glass tube rises, problems such as thermal influence on the surrounding environment of the lamp and deterioration of the protective tube of the lamp are caused. In addition to the above problems, when the temperature of the glass tube increases, the temperature of the xenon gas inside also increases, so that the luminous efficiency of xenon deteriorates and the light output of the lamp decreases.
[0008]
Under the circumstances described above, the rare gas fluorescent lamp is filled with xenon gas at the maximum pressure within a range that does not cause the light distribution part to be turned off, and the design is changed appropriately so that the illuminance from the aperture becomes the highest. I have been.
[0009]
For example, since the power actually supplied to the lamp is increased or decreased depending on the capacitance of the electrode, the area of the electrode, that is, the width of the electrode (“W” shown in FIG. 1) is optimized so that the rare gas fluorescent light with high illuminance is obtained. Can be a lamp.
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing the relationship between the electrode width (W) and the relative illuminance. FIG. 7A is a diagram illustrating a case where the outer diameter of the glass tube is φ8 mm, and FIG. 3 shows a gas fluorescent lamp. Xenon gas was filled at a partial pressure of 12 kPa (90 Torr), the tube input was set to 26.4 kW (24 kV, 1.1 A), and the result of turning on the rare gas fluorescent lamp was as follows.
As shown in the figure, in order to obtain the highest illuminance, it is good to set the electrode width W to about 5 mm when the outer diameter of the glass tube is 8 mm, and to set the electrode width W to about 7 mm when the outer diameter of the glass tube is 10 mm. It is good to set.
Regarding the relationship between the width (W) of the electrode and the relative illuminance shown in FIG. 7, the present inventors also applied the same value to the electrode width at which the maximum illuminance was obtained even when the value of the xenon gas filling pressure (tube input) was changed. It has been confirmed that the result is obtained.
[0010]
According to the relationship between the electrode width (W) and the relative illuminance shown in FIG. 7, within the effective emission length of the rare gas fluorescent lamp, that is, in the glass tube portion where the electrode is formed, the area of one electrode is equal to that of the glass tube. When the ratio is set at about 0.20 to 0.23 with respect to the entire area of the outer wall surface, it is presumed that the rare gas fluorescent lamp can obtain the maximum illuminance.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a facsimile, a copying machine, an image reader, and the like, which scans and reads an image over a certain period of time, it is naturally assumed that the luminous flux and the emission color from the light source are temporally stable. Light source lamps are required to have startability and stability. The rare gas fluorescent lamp can obtain almost 100% illuminance when voltage is started to be applied between a pair of electrodes, and is particularly advantageous in terms of startability. On the other hand, the relative illuminance when the illuminance is stable is obtained. Has a problem that it is reduced by about ten and several percent compared with the time of lighting. When the lamp is turned on and the illuminance of the lamp is reduced for several tens of seconds to several minutes after the lamp is turned on, for example, when the document is continuously read by the document reading device, the reading accuracy of the first and last sheets of the document is reduced. Will be. For this reason, in a rare gas fluorescent lamp used for an application such as a light source for reading a document, it is desirable that the ratio of illuminance displacement (illuminance stability) during, for example, 300 seconds (5 minutes) after the lamp is turned on is small.
[0012]
Further, in the information apparatus as described above, the reading speed is controlled by the illuminance of the paper surface to be read, that is, the light flux of the light source. In recent years, there has been a growing demand for higher document reading speeds in OA equipment, and with this, there has been a keen desire for a higher luminous flux of the rare gas fluorescent lamp.
[0013]
The illuminance stability of the rare gas fluorescent lamp is improved by increasing the filling pressure of xenon gas. However, when xenon gas is sealed at a high pressure, the stability of the discharge is impaired as described above, so that it has not been possible to increase the desired value.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a rare gas fluorescent lamp that can increase the sealing pressure of xenon gas, has good illuminance stability, and can further increase the light output. It is to be.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A glass tube in which a rare gas containing xenon gas is sealed, a pair of substantially band-shaped electrodes disposed on the outer wall surface of the glass tube and extending in the tube axis direction of the glass tube, and an inner wall surface of the glass tube And a fluorescent substance applied to the rare gas fluorescent lamp, wherein the pair of electrodes are arranged such that one electrode and the other electrode have substantially the same dimensions, and are symmetrically arranged about a tube axis of the glass tube. When the total area of the outer wall surface of the glass tube in which the pair of electrodes is disposed is set to 1, the ratio of the area where the one electrode is formed is set to 0.09 or more and 0.19 or less, The xenon gas is filled at 14 kPa or more.
[0015]
[Action]
In the present invention, since the electrode area is reduced, that is, the capacitance of the electrode is reduced, it is possible to prevent the light distribution portion from being unlit without reducing the tube input. Therefore, it becomes possible to increase the partial pressure of the sealed xenon gas (hereinafter simply referred to as the "enclosed pressure of the xenon gas"). As a result, a rare gas fluorescent lamp having good illuminance stability can be obtained. it can.
By reducing the electrode width in order to reduce the electrode area, the distance of the main discharge generated between the pair of electrodes is longer. As a result, the amount of generated ultraviolet light increases, the output of visible light increases, and the light output from the lamp increases. Therefore, high illuminance of the rare gas fluorescent lamp can be achieved.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory view of a rare gas fluorescent lamp, in which (a) a cross-sectional view perpendicular to the tube axis and (b) a perspective view of the rare gas fluorescent lamp. It is the same as the prior art except for the sealing pressure of xenon gas. In FIG. 1, a rare gas fluorescent lamp 10 (hereinafter simply referred to as “lamp”) has

electrodes

2 and 2 ′ disposed on an outer wall surface of a glass tube 1 and a fluorescent substance 3 applied on an inner wall surface. Have been. After a predetermined evacuation process, the inside of the glass tube 1 is filled with a rare gas containing xenon gas, and the glass tube 1 is closed at both ends. The fluorescent substance 3 is removed from the inner wall surface of the glass tube 1 at the portion of the aperture 4 sandwiched between the electrodes 2 and 2 ', and this portion becomes an effective light emitting surface.
[0017]
The

electrodes

2 and 2 ′ are substantially band-shaped electrodes extending in the axial direction of the glass tube 1, and are formed of, for example, a conductive paint such as a silver paste or a metal tape such as Al or Cu. When the electrodes 2 and 2 'are formed by screen printing using the silver paste, the thickness is about 2 to 15 [mu] m. When a metal tape is used, it is formed with a thickness of about 30 to 150 μm. One electrode 2 and the other electrode 2 ′ in the

electrodes

2 and 2 ′ have substantially the same shape and dimensions, and when viewed from the cross section of the glass tube 1, the center is about the tube axis O of the glass tube 1. Are arranged symmetrically.
As shown in FIG. 2B, the length of the glass tube 1 in which the pair of

electrodes

2 and 2 ′ is formed in the tube axis direction is the effective light emission length of the lamp 10.
[0018]
According to the present invention, when the total area of the outer wall surface of the glass tube in which the pair of electrodes is provided is set to 1, the ratio of the area where the one electrode is formed is set to 0.19 or less. The non-lighting of the light distribution portion can be avoided without reducing the tube input, whereby the xenon gas can be filled with a partial pressure of 14 kPa or more. Further, it is possible to further increase the light output in the rare gas fluorescent lamp. Further, when the ratio of the area where one electrode is formed is in the range of 0.09 or more and 0.19 or less, a rare gas fluorescent lamp having a higher illuminance than that of the conventional lamp can be obtained.
[0019]
The present invention will now be described with reference to FIG. As shown in FIGS. 3A and 3B, when the electrode width W is reduced in order to reduce the electrode area, a pair of electrodes 2 and 2 'is disposed near the longitudinal side edges 2a and 2a' of the electrodes. , The distance L of the main discharge is longer.
In the main discharge path between the electrodes, as the discharge distance L increases, the number of xenon molecules existing increases, so that xenon that emits light in one discharge increases. As a result, the amount of generated ultraviolet rays increases. Of course, even if the sealing pressure of the xenon gas is increased, the number of xenon molecules existing in the discharge space is increased, so that the luminous efficiency is improved.
Since the pair of

electrodes

2 and 2 ′ are symmetrically arranged around the tube axis of the glass tube, the discharge is almost equally divided without being concentrated on one side of the glass tube. The rise in temperature is also suppressed.
[0020]
When the electrode width is reduced, as described above, the area is reduced, so that the capacitance of the electrode is reduced. As a result, the partial distribution light non-lighting due to the increase in the sealing pressure of xenon gas is avoided. . Therefore, a stable discharge state can be maintained without making the tube input smaller than before.
[0021]
According to the study of the present inventors, the ratio of the

electrodes

2 and 2 ′ occupying on the outer wall surface of the glass tube 1 is different from the outer wall surface of the glass tube 1 in the portion where the pair of electrodes is formed. If the area is 0.19 or less with respect to the area of, it is possible to increase the sealing pressure of xenon gas to 14 kPa (105 Torr) or more. Specifically, when the filling pressure of xenon gas is set to, for example, 14 kPa, when the outer diameter of the glass tube is 8 mm, the electrode width should be about 4.2 mm or less, more preferably 3.5 mm or less. Desirably, when the outer diameter of the glass tube is 10 mm, it is a preferred embodiment to set the electrode width to about 6 mm or less. Further, when increasing the sealing pressure of xenon gas, for example, when increasing the sealing pressure of xenon gas to 16 kPa (120 Torr), when the outer diameter of the glass tube is φ8 mm, it is preferable to set the electrode width to about 3 mm or less. When the outer diameter of the glass tube is φ10 mm, it is preferable that the electrode width be about 5 mm or less.
[0022]
In the lamp having the configuration shown in FIG. 1, the light output emitted from the lamp was examined when the electrode width (W) and the charged partial pressure of xenon gas (hereinafter simply referred to as the charged pressure of xenon gas) were changed. In the experiment, glass tubes having different outer diameters of lamp outer diameters of φ8 mm and φ10 mm were used. In each case, a pair of electrodes having a length (effective emission length) of about 360 mm was formed on the outer wall surface of the glass tube. In addition, although the lamp was turned on by applying a pulsed high-frequency voltage, it is considered that a similar result can be obtained by applying a high-frequency AC voltage to the lamp. On the inner wall surface of the glass tube, a fluorescent substance was provided in a thickness range of about 30 to 100 μm except for the aperture. The aperture formed an opening at an angle of 65 ° about the tube axis.
[0023]
A lamp having an outer diameter of φ8 mm of the glass tube and a lamp having an outer diameter of φ10 mm of the glass tube were produced by changing the sealing pressure of xenon gas and the width of the electrode (that is, the electrode area). The electrodes were formed by applying a silver paste by screen printing to a thickness of about 2 to 15 μm. The electrodes were formed symmetrically about the axis of the glass tube so that the separation distance in the circumferential direction between the pair of electrodes was substantially equal to the separation distance between one and the other.
[0024]
The glass tube is a mixed gas of a rare gas containing xenon gas at 30% and a rare gas such as neon properly sealed therein. In this experiment, two types of xenon gas filling pressures were used: 16 kPa (120 Torr, total pressure 400 Torr) and 14 kPa (105 Torr, mixed gas total pressure 350 Torr), which were larger than the conventional 12 kPa (90 Torr).
[0025]
Table 1 is a table summarizing the configuration of a rare gas fluorescent lamp using a glass tube having an outer diameter of φ8 mm.
[0026]
[Table 1]

[0027]
Table 2 is a table summarizing the configuration of a rare gas fluorescent lamp using a glass tube having an outer diameter of φ10 mm.
[0028]
[Table 2]

[0029]
The rare gas fluorescent lamp produced as described above was turned on at a tube input of 26.4 kW (voltage 24 kV, current 1.1 A).
[0030]
FIG. 3 is a diagram showing the results of measuring the illuminance using the samples shown in Table 1 above. In the figure, the vertical axis indicates the illuminance (relative value%) of each lamp when the illuminance of the lamp having the outer diameter of the glass tube of 8 mm and the electrode width of 5 mm is 100, and the horizontal axis indicates the electrode width. I have. In the figure, the numbers are the sample numbers in Table 1 above. In the case of xenon gas filling pressure of 16 kPa, points are marked with circles (○, ●), and those of 14 kPa are marked with squares (□, △). If the dot is white, it means that the lamp is in a stable lighting state. On the other hand, if the dot is black, the lamp is not lit (light distribution part is not lit). Means that it is not suitable for practical use. Note that the broken line in the figure is a virtual curve showing the relationship between the electrode width and the relative illuminance. Further, the relative illuminance of a conventional lamp having an outer diameter of φ8 mm of a glass tube is indicated by a diamond (◇).
[0031]
As shown in FIG. In the lamp of No. 1, that is, the electrode width W is 3 mm and the ratio of the area occupied by the electrode to the surface of the glass tube (hereinafter, also simply referred to as area ratio) is about 0.12, the light distribution portion is not lit. It was confirmed that the lighting was stable without any occurrence. No. No. 2 lamp, Even when the xenon filling pressure was lower than 14 (14 kPa), the relative illuminance was about 102%, confirming that the light output was increased as compared with the conventional one. No. When the electrode width W of the lamp No. 3 is 3.5 mm (electrode area ratio: about 0.14), the relative illuminance becomes about 107%, and the illuminance can be greatly increased.
No. 4 and No. 4. The lamp No. 5 has an electrode width W of 5 mm (area ratio of the electrode: about 0.20), and the maximum illuminance can be obtained at each sealing pressure. It is unsuitable as a light source for illuminating a document. Further, the electrode width is wider. 6, no. The lamp No. 7 (electrode width W: 7 mm, electrode area ratio: about 0.28) is not suitable for practical use because the light distribution portion is not lit.
[0032]
FIG. 4 is a diagram showing the results of measuring the illuminance using the samples shown in Table 2 above. The vertical axis represents the case where the illuminance of a lamp having an outer diameter of a glass tube of 10 mm and an electrode width of 7 mm is 100. Of the respective lamps (relative value%), and the horizontal axis indicates the electrode width. In the figure, the numbers are the sample Nos. In Table 2 above. In the same manner as in FIG. 3, a lamp having a filling pressure of xenon gas of 16 kPa is marked with a circle, and a lamp having a filling pressure of 14 kPa is marked with a square, and is divided into white and black according to the lighting state of the lamp. Shown. The broken line in the figure is a virtual curve showing the relationship between the electrode width and the relative illuminance as in FIG. Also, the relative illuminance of a conventional lamp having an outer diameter of φ10 mm of a glass tube is marked with a diamond (形).
[0033]
As shown in FIG. 8, No. 9; that is, when the electrode width W is 3 mm and the area ratio of the electrodes is about 0.1 (more specifically, 0.095), the lamp is stably lit without causing the light distribution portion to be turned off. Was confirmed. The relative illuminance is no. No. 8 is about 105% or more. In the case of 9, it was confirmed that the value was 100 or more. From these results, when increasing the illuminance with a lamp having an electrode area ratio of 0.1 or less, it is desirable that the sealing pressure of xenon gas be 14 kPa or more.
No. 10, No. In the eleventh embodiment, when the electrode width W is 5 mm (area ratio of the electrode: 0.16), it is possible to sufficiently increase the illuminance without causing the light distribution portion to turn off. In particular, when the electrode width was set to 0.16, When the filling pressure of the xenon gas is set to be as high as 16 kPa as in 10, the relative illuminance becomes 112% or more, and it has been confirmed that the lamp has an extremely high illuminance. No. Also in the case of the electrode width W of 12: 6 mm (area ratio: 0.19), a stable discharge was generated without causing the light distribution part to be turned off, and the highest illuminance was obtained in the case of 14 kPa of xenon gas through the experiment according to FIG. Was done.
According to the experimental results of the lamp having an outer diameter of φ10 mm of the glass tube in FIG. 12, the illuminance becomes maximum when the electrode width W is 7 mm regardless of the sealing pressure of xenon gas. 13, No. As shown in FIG. 14, the light distribution portion is not lit, so that it cannot be used. In such a case, the area ratio of the electrodes is about 0.22.
No. 15, No. In the case of No. 16, when the electrode width W is increased to 9 mm (area ratio: 0.29), the light distribution part is not turned on, and the light distribution part is not lighted. 13, No. Illuminance is lower than in the case of 14.
[0034]
As described above, as shown in FIGS. 3 and 4, the ratio of the area occupied by the electrode on the outer wall surface of the glass tube was 0.19 or less. In the case of 1, 2, 3, 8, 9, 10, 11, and 12, xenon gas sealing pressure can be increased without causing a problem such as a non-lighting of a light distribution portion, and light output can be increased, thereby increasing illuminance. It could be higher than the conventional one.
[0035]
When it is desired to increase the illuminance of the rare gas fluorescent lamp, the area ratio of the electrodes is preferably 0.09 or more, more preferably 0.095 or more. When the electrode area ratio is smaller than 0.09, when the sealing pressure of the xenon gas is less than 14 kPa, the decrease in the illuminance due to the decrease in the capacitance of the electrode becomes excessive, and the relative illuminance is lower than that of the conventional lamp. There is a possibility that it will be less than 100%.
On the other hand, if the main purpose is to achieve the illuminance stability of the rare gas fluorescent lamp and high illuminance is not so desired, the effect can be expected even if the area ratio of the electrodes is less than 0.09.
FIG. 5 shows the relationship between xenon gas filling pressure and illuminance stability. In the figure, (a) shows the production of rare gas fluorescent lamps having different sealing pressures of xenon gas, and the illuminance stability was examined. The basic structure of the rare gas fluorescent lamp is the same as that shown in FIG. It is a figure which shows the result of having investigated the illuminance stability by changing the sealing pressure of xenon gas with the glass tube outer diameter (phi) of 10 mm and the electrode width W of 5 mm.
Here, the illuminance stability will be described with reference to FIG. The vertical axis | shaft of the same figure (b) shows relative illuminance (%) when the maximum illuminance during 300 seconds after lighting of a rare gas fluorescent lamp is set to 100, and a horizontal axis | shaft is time. The illuminance stability is expressed as a percentage by dividing the difference between the maximum value (100) and the minimum value of the relative illuminance (%) for 300 sec (5 min) after the lighting by the minimum value, and the numerical value becomes 0. It can be said that the closer the distance is, the smaller the illuminance displacement after the lapse of a predetermined time and the better the illuminance stability.
As shown in the results of FIG. 5A, the illuminance stability is improved as the sealing pressure of the xenon gas is increased, and the illuminance displacement in a predetermined time after lighting is reduced.
In the figure, when the filling pressure of xenon gas is 12 kPa of the conventional rare gas fluorescent lamp, the illuminance stability was about 7.5%, and the illuminance displacement after lighting was relatively large. When the sealing pressure of the xenon gas is set to 14 kPa, the illuminance stability decreases to about 4.5%. When the sealing pressure is further increased to 16 kPa, the illuminance stability becomes about 3.6%. Is a particularly preferable lamp.
[0036]
Thus, a lamp with good illuminance stability can be achieved by reducing the electrode area and increasing the sealing pressure of xenon gas. The relationship between the above-described xenon gas filling pressure and illuminance stability is not affected by the size of the outer diameter of the glass tube, the electrode width, and the like, and is also applied to lamps having an outer diameter of the glass tube other than φ10 mm. .
[0037]
In the present invention, the shape of the electrode is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 6, a hole, a slit, or the like may be provided in the electrode, or a side edge in the longitudinal direction of the electrode may be formed into, for example, a mountain shape or a wave shape. In the present invention, reducing the area of the electrode means reducing the electrode width (W) so as to increase the separation distance between the electrodes. Therefore, when a hole or a slit is formed as shown in FIGS. 6A and 6B, the electrode area is calculated on the assumption that an electrode is also formed in the hole or the slit portion.
Further, when the side edges in the longitudinal direction of the electrode are formed in, for example, a mountain shape or a wave shape as shown in FIGS. 6C and 6D, an imaginary line connecting the vertices is drawn to reduce the width W of the electrode. The determined area is calculated by regarding the entire interior surrounded by the virtual line as an electrode. In the present invention, in addition to the effect of reducing the capacitance by reducing the area of the electrode, it is important to increase the distance in the main discharge that occurs between one electrode and the other electrode, This is because, when the side edge in the direction is mountain-shaped or corrugated, the apex portion is closest to the other electrode, so that such a major discharge is generated.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, a rare gas fluorescent gas in which a predetermined amount of a rare gas is sealed inside a glass tube coated with a fluorescent substance on the inner wall surface, and a pair of electrodes is disposed in the tube axis direction on the outer wall surface of the glass tube. In the lamp, the electrodes are arranged symmetrically around the axis of the glass tube so that the circumferential separation distance between the pair of electrodes is equal at one separation distance and at the other separation distance. By reducing the formation area so as to reduce the pressure, the sealing pressure of xenon gas can be increased, and a rare gas fluorescent lamp with good illuminance stability and high illuminance can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view and a perspective view of a rare gas fluorescent lamp, which are perpendicular to the axial direction.
FIG. 2 is a diagram for explaining an electrode width and a discharge state of a rare gas fluorescent lamp.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a relationship between an electrode width of a rare gas fluorescent lamp and relative illuminance.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a relationship between an electrode width of a rare gas fluorescent lamp and relative illuminance.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the sealing pressure of xenon gas and illuminance stability.
FIG. 6 is a diagram showing another electrode shape according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an example of the relationship between the electrode width and relative illuminance of a conventional rare gas fluorescent lamp.
[Explanation of symbols]
1 glass tube
2,2 'electrode
3 Fluorescent substance
4 Aperture
10. Noble gas fluorescent lamp

Claims

A glass tube in which a rare gas containing xenon gas is sealed, a pair of substantially band-shaped electrodes disposed on an outer wall surface of the glass tube and extending in the tube axis direction of the glass tube, and an inner wall surface of the glass tube And a fluorescent substance applied to the rare gas fluorescent lamp comprising:
In the pair of electrodes, one electrode and the other electrode have substantially the same size, and are arranged symmetrically about a tube axis of the glass tube,
When the total area of the outer wall surface of the glass tube in which the pair of electrodes is arranged is 1, the ratio of the area where the one electrode is formed is set to 0.09 or more and 0.19 or less, and the xenon gas is used. A rare gas fluorescent lamp which is sealed at 14 kPa or more .