專利名稱：放電燈的點(diǎn)燈裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用於傳真機(jī)，復(fù)印機(jī)，圖像閱讀機(jī)(I-mage reader)等信息機(jī)器的原稿讀取照明或液晶顯示器的背光裝置等的外部電極式螢光放電燈的點(diǎn)燈裝置。
用於OA機(jī)器的原稿照明或OA機(jī)器的液晶畫面的背光等的螢光燈，已知有外部電極式螢光放電燈。
上述外部電極式螢光放電燈，在玻璃管外面配設(shè)帶狀的一對(duì)外部電極，連續(xù)將高頻電壓或脈沖高頻電壓施加於該電極予以點(diǎn)燈。


圖12是表示上述外部電極式螢光放電燈的構(gòu)造圖，圖中(a)表示外部電極式螢光放電燈的垂直於管軸方向的斷面圖，(b)表示其側(cè)面圖。
如圖12所示，外部電極式螢光放電燈1包括由玻璃等電介質(zhì)構(gòu)成的放電容器3；沿其管軸方向側(cè)面大體全長(zhǎng)配設(shè)的由鋁等材料制成的一對(duì)帶狀或線狀電極2，2′及形成於放電容器3內(nèi)表面的螢光物質(zhì)層4。
先前，與內(nèi)部電極式冷陰極螢光放電燈相同，將高頻電壓施加於上述外部電極式螢光放電燈1的外部電極進(jìn)行點(diǎn)燈。
即如圖13所示，將高頻電源電路5連接於外部電極式螢光放電燈1的一對(duì)電極2，2′，將例如圖14所示波形的高頻交流電壓施加於電極2，2′。因此，經(jīng)電容器3的側(cè)面將高頻電壓施加於被外部電極2，2′挾持的放電容器3的內(nèi)部的放電空間，從而產(chǎn)生放電。此種技術(shù)披露于日本特開平3-225745號(hào)(美國(guó)專利第5,117,160號(hào))。
上述現(xiàn)有的點(diǎn)燈方式中，進(jìn)一步提高外部電極式螢光放電燈照度的方法之一，有提高封入放電容器3內(nèi)部的稀有氣體氣壓的方法。
然而，如上述提高封入壓力時(shí)，若不提高外部電極式螢光放電燈的附加電壓則放電所需電流不足，而無(wú)法獲得穩(wěn)定的放電。
茲更詳細(xì)說(shuō)明提高封入壓力時(shí)的放電容器3內(nèi)部的放電形狀，此放電的發(fā)光集中的部位多數(shù)產(chǎn)生於燈的整個(gè)區(qū)域，但此局部多數(shù)的發(fā)光集中部位隨時(shí)改變其位置，可觀察到放電容器3內(nèi)的呈帶狀的發(fā)光狀態(tài)。圖15以模式圖表示此帶狀的放電現(xiàn)象。
圖12所示外部電極式螢光放電燈1，可視為由外部電極2，2′及電介質(zhì)放電容器3構(gòu)成的電容器。
流經(jīng)此種外部電極式螢光放電燈1的燈電流由外部電極2，2′與電介質(zhì)構(gòu)成的放電容器3之間所形成的靜電容量的大小決定。為了提高外部電極式螢光放電燈1的照度，需流通更多電流，必須提高對(duì)外部電極2，2′施加的電壓及電壓的高頻頻率。
然而，提高所加電壓時(shí)，有外部電極2，2′間之電介質(zhì)表面產(chǎn)生沿面放電的危險(xiǎn)性或點(diǎn)燈電路內(nèi)產(chǎn)生絕緣破壞的危險(xiǎn)性等問(wèn)題。
本發(fā)明為解決上述問(wèn)題之方法，其目的在于提供即使提高放電容器內(nèi)的封入氣壓亦可維持穩(wěn)定的放電，并且可得到更高照度的外部電極式螢光放電燈的點(diǎn)燈裝置。
如上述，施加正弦波的現(xiàn)有點(diǎn)燈方式，在提高放電容器3的內(nèi)部封入的稀有氣體氣壓，并提高對(duì)放電燈1所加的電壓時(shí)，將發(fā)生前述圖15所示現(xiàn)象，而無(wú)法維持穩(wěn)定的放電。
經(jīng)各種實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，了解到聳立急劇時(shí)，用具有重復(fù)周期t、波幅為所定值以下的最大尖峰的波形的重復(fù)電壓波形，對(duì)放電燈1點(diǎn)燈，即使提高封入氣壓亦可維持穩(wěn)定的放電。
即，如圖1A所示，在燈兩端所測(cè)電壓(圖1中，P-Q間電壓)波形中，將具有上述1周期內(nèi)的電壓之最大尖峰的波形取與電壓0V交叉的位置至最大尖峰值(圖1中H)的一半電壓值(圖1中H/2)的2點(diǎn)a，b的寬度定義為半值寬度W時(shí)，由於將該半值寬度W設(shè)為所定值以內(nèi)的重復(fù)電壓波形施加於放電燈1，即使提高封入氣壓仍可維持穩(wěn)定的放電，并且可提高照度。
本發(fā)明依據(jù)上述原理，按下述解決前述課題。
(1)一種放電燈的點(diǎn)燈裝置，以具有重復(fù)波形的燈電壓對(duì)外部電極式放電燈(1)進(jìn)行點(diǎn)燈，該外部電極式放電燈(1)的玻璃管內(nèi)部密封有預(yù)定量的He、Ne、Ar、Kr、Xe中的至少任一種以上的稀有氣體，上述玻璃管內(nèi)部涂敷著熒光物質(zhì)，上述玻璃管外面的管軸方向上至少配置2根以上的帶狀電極(2，2′)，其特征在于上述燈電壓的重復(fù)波形中、具有一周期內(nèi)唯一最大尖峰(H)的波形的電壓在0時(shí)的波寬度Wo，對(duì)于電壓波形的重復(fù)周期t有2Wo＜t。
因此，即使提高封入放電燈的氣壓亦可維持穩(wěn)定的放電，比現(xiàn)有的施加正弦波的點(diǎn)燈方式，可提高發(fā)光照度。
(2)上述放電燈點(diǎn)燈裝置中，將燈電壓的重復(fù)波形中具有一周期內(nèi)的唯一最大尖峰的波形電壓在0V時(shí)的波寬度為Wo時(shí)，對(duì)電壓波形的重復(fù)周期t為2Wo＜t，且設(shè)按正弦波對(duì)前述燈(1)點(diǎn)燈時(shí)可得的最大照度為L(zhǎng)，附加以上述條件供給相同燈功率時(shí)，該照度L可得具有最大尖峰的波形的半值寬度為Wx，這時(shí)，使用的燈電壓的具有最大尖峰的波形的半值寬度為W＜Wx，用具有該重復(fù)波形的電壓，對(duì)放電燈點(diǎn)燈。
(3)如權(quán)利要求1或2所述的放電燈點(diǎn)燈裝置中，具有最大尖峰的波形的半值寬度W為W≤2.5μsec。
(4)如權(quán)利要求1或2所述的放電燈點(diǎn)燈裝置中，重復(fù)電壓波形的周期t為5μsec至70μsec。
(5)如權(quán)利要求1或2所述的放電燈點(diǎn)燈裝置中，對(duì)玻璃管內(nèi)部封有分壓為80Torr以上的Xe氣和全封入氣體氣壓為760Torr以下的外部電極式螢光放電燈(1)進(jìn)行點(diǎn)燈。
(6)如權(quán)利要求1或2所述的放電燈點(diǎn)燈裝置中，將有助於發(fā)光的有效功率施加於接有最大尖峰電壓的振動(dòng)波。
(7)如權(quán)利要求1或2所述的放電燈點(diǎn)燈裝置中，以回掃描方式，電路產(chǎn)生前述燈電壓的重復(fù)波形。
本發(fā)明權(quán)利要求第1～7項(xiàng)的發(fā)明，因構(gòu)成如上述(1)～(7)，故即使提高封入放電燈的氣壓亦可維持穩(wěn)定的放電，比現(xiàn)有的施加正弦波的點(diǎn)燈方式，可提高照度。
圖1表示本發(fā)明實(shí)施例的.放電燈點(diǎn)燈裝置的回掃描方式的基本構(gòu)成電路圖。
圖2表示本發(fā)明其他實(shí)施例的點(diǎn)燈裝置的回掃描方式的電路構(gòu)成圖。
圖3表示具備二極管的MOSFET的電路構(gòu)成圖。
圖4表示本發(fā)明使用的回掃描方式的實(shí)驗(yàn)電路的構(gòu)成圖。
圖5表示半值寬度與放電燈(8管)的照度的關(guān)系圖。
圖6表示半值寬度與放電燈(6.5管)的照度的關(guān)系圖。
圖7表示放電燈點(diǎn)燈時(shí)的燈電壓波形圖。
圖8表示使波形不同時(shí)的燈功率與照度的關(guān)系圖。
圖9表示點(diǎn)燈周期與照度的關(guān)系圖。
圖10表示Xe氣分壓與亮度變化率的關(guān)系圖。
圖11表示Ne混合比與照度的關(guān)系圖。
圖12表示外部電極式螢光放電燈的構(gòu)造圖。
圖13外部電極式螢光放電燈的現(xiàn)有的正弦波高頻點(diǎn)燈方式的電路圖。
圖14表示現(xiàn)有的外部電極式螢光放電燈點(diǎn)燈用電壓波形的概念圖。
圖15加大封入氣體壓力時(shí)呈現(xiàn)的不穩(wěn)定放電現(xiàn)象的模式圖。
圖1是表示本發(fā)明之實(shí)施例的放電燈點(diǎn)燈裝置的基本電路構(gòu)成圖。該圖中，1是前述外部電極式熒光放電燈(以下稱放電燈)，6是直流電源，7是驅(qū)動(dòng)電路，8是開關(guān)元件，9是變壓器。此圖表示回掃描方式之基本電路構(gòu)成，開關(guān)元件8，按照驅(qū)動(dòng)電路7輸出的所定頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行開/關(guān)(on/off)。由該驅(qū)動(dòng)信號(hào)使開關(guān)元件8開(on)，經(jīng)過(guò)直流電源6→變壓器9的初級(jí)側(cè)繞線→開關(guān)元件8→接地G流通電流，將能量?jī)?chǔ)存於變壓器9中。
當(dāng)開關(guān)元件8關(guān)(off)時(shí)，因流經(jīng)變壓器9的電流被切斷，故儲(chǔ)存於上述變壓器9中的能量放出，在變壓器9的初級(jí)側(cè)、次級(jí)側(cè)產(chǎn)生具有如圖A所示急峻聳立的電壓波形。
此電壓波形，以隨電路常數(shù)的衰減常數(shù)衰減，其次開關(guān)元件8開后再關(guān)時(shí)，與上述同樣，再次產(chǎn)生具有急峻聳立之電壓波形。
如上所述，每當(dāng)由驅(qū)動(dòng)電路7輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以所定頻率使開關(guān)元件8開/關(guān)時(shí)，在變壓器9的次級(jí)側(cè)如同圖A所示重復(fù)產(chǎn)生具有急峻聳立的電壓波形，將此電壓波形施加於放電燈1。
上述放電燈點(diǎn)燈裝置中，由於如上所述，將上述電壓波形的半值寬度W定為所定值以內(nèi)，以所定重復(fù)周期t施加於放電燈1，則即使提高封入放電燈1中的氣壓，亦可維持穩(wěn)定的放電。
此可認(rèn)為由於將聳立時(shí)間早，即含大量的高頻率成分的電壓施加於放電燈，使由玻璃等構(gòu)成的放電容器3事實(shí)上不起電介質(zhì)作用，而接近于直接將電壓施加於封入內(nèi)部的氣體本身的狀態(tài)之故。
即，通過(guò)玻璃點(diǎn)燈的放電燈，因玻璃本身為電介質(zhì)，故將電壓施加於燈時(shí)，此玻璃表面帶電，達(dá)擊穿(break down)電壓時(shí)開始放電。此放電因立即中和玻璃表面，電位梯度消除，故放電停止。因而，下一放電開始時(shí)，同樣重復(fù)玻璃表面中和、放電停止的動(dòng)作。
此現(xiàn)象按照玻璃表面狀態(tài)及當(dāng)時(shí)的帶電狀態(tài)，發(fā)生於玻璃表面的所有部分。
施加於燈的電壓為正弦波時(shí)，因電壓比較緩慢地上升，同樣的電壓波形連續(xù)重復(fù)出現(xiàn)，故可認(rèn)為這些現(xiàn)象不斷發(fā)生，如前所述的帶狀放電發(fā)生。
因此，施加正弦波的現(xiàn)有點(diǎn)燈方式，為了提高照度逐漸提高封入放電燈的氣壓時(shí)，如后述，當(dāng)Xe氣的分壓達(dá)80Torr以上時(shí)，上述現(xiàn)象發(fā)生，亮度變動(dòng)率急劇加大。
針對(duì)此點(diǎn)，將聳立時(shí)間早的電壓波形施加於燈時(shí)，如前述，因接近于直接將電壓施加於封入放電容器3內(nèi)的氣體本身的狀態(tài)，故上述電介質(zhì)表面中和的現(xiàn)象減少，可認(rèn)為不發(fā)生帶狀放電而產(chǎn)生穩(wěn)定之發(fā)光。
此時(shí)，由放電燈1的Xe氣體發(fā)射的紫外線之照度，無(wú)論施加於放電燈1的上述電壓的重復(fù)頻率(所謂點(diǎn)燈頻率)過(guò)高，或過(guò)低均降低。此可認(rèn)為由于下列理由所致。
(1)降低點(diǎn)燈頻率時(shí)。
在輸入功率一定，降低點(diǎn)燈頻率時(shí)，燈電壓波形的每1次重復(fù)之能量隨點(diǎn)燈頻率降低而加大。另一方面，Xe之發(fā)光效率隨輸入能量加大而降低。
因此，可認(rèn)為點(diǎn)燈頻率愈降低，發(fā)光效率降低，隨之照度亦降低。
(2)提高點(diǎn)燈頻率時(shí)。
由上述(1)所說(shuō)明，點(diǎn)燈頻率上升時(shí)，雖至某一頻率照度將上升，但再提高頻率時(shí)，下一電壓波形將消除產(chǎn)生紫外線的激發(fā)源，并降低照度。
此可認(rèn)為與激發(fā)源的壽命相關(guān)，以比一次發(fā)生的激發(fā)源的壽命更快的周期將下一電壓波形施加於放電燈時(shí)，以下一周期所得能量打消尚剩余之激發(fā)源，而無(wú)法獲得自激激勵(lì)源的效率良好的發(fā)光。
如以上，將施加於放電燈1的電壓的半值寬度W定為所定值以內(nèi)，又將施加於放電燈1的電壓的重復(fù)頻率選定於合適的范圍內(nèi)，即使提高封入氣體的壓力，亦可以穩(wěn)定的發(fā)光狀態(tài)使放電燈點(diǎn)燈。
圖2是本發(fā)明之其他實(shí)施例的點(diǎn)燈裝置的回掃描方式的電路構(gòu)成圖，本實(shí)施例中將二極管D與開關(guān)元件8串聯(lián)地設(shè)置。
例如，上述開關(guān)元件8，使用MOSFET時(shí)，通常如圖3所示，其構(gòu)造是在漏(drain)與源(source)間設(shè)二極管D1。因此，圖2所示點(diǎn)燈電路，在使輸入關(guān)之瞬間，於變壓器9的初級(jí)側(cè)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，電流流向圖3中的箭頭所示方向，效率大為降低。
圖2中，將二極管D1與開關(guān)元件8串聯(lián)連接，從而阻止上述電流。
由於如上所述的結(jié)構(gòu)，即使使用圖3所示設(shè)有二極管D1的開關(guān)元件，亦不致降低效率，而可獲得前述半值寬度為所定值以內(nèi)的電壓波形。
以下表示使用上述點(diǎn)燈裝置將外部電極式熒光放電燈1點(diǎn)燃時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖4是表示本實(shí)施例中所使用的回掃描方式的實(shí)驗(yàn)電路之構(gòu)成圖，圖4中開關(guān)元件8使用MOSFET，如圖2所示將二極管D與開關(guān)元件8串聯(lián)連接，將50Ω之電阻R1及1000pF之電容器C1的串聯(lián)電路所構(gòu)成的緩沖(Sunbber)電路10連接於變壓器9的初級(jí)側(cè)。
因此，將24V的直流電源連接於變壓器9的初級(jí)側(cè)的一方的端子，另一方端子經(jīng)二極管D1連接開關(guān)元件8，如該圖所示將波高值12V的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供給開關(guān)元件8。此外，將440μF的電容器C2連接於24V的直流電源。
使用具有下列(1)～(4)項(xiàng)的特性的變壓器9，變壓器9的次級(jí)側(cè)產(chǎn)生的重復(fù)電壓波形之半值寬度改變。
(1)半值寬度0.4μS時(shí)初級(jí)側(cè)的電感8.5μH次級(jí)側(cè)的電感0.34mH(2)半值寬度0.8μS時(shí)初級(jí)側(cè)的電感8.5μH次級(jí)側(cè)的電感1.3mH(3)半值寬度1.9μS時(shí)初級(jí)側(cè)的電感8.5μH次級(jí)側(cè)的電感5.4mH(4)半值寬度3.0μS時(shí)初級(jí)側(cè)的電感8.5μH次級(jí)側(cè)的電感12.1mH圖5，圖6是表示由上述實(shí)驗(yàn)電路所得半值寬度與放電燈的照度的關(guān)系圖。
圖5表示在管徑8mm、燈長(zhǎng)360mm的放電燈中使用電極寬度8mm的2片(一對(duì))帶狀電極，并按下列A、B項(xiàng)條件將放電燈點(diǎn)燈時(shí)的半值寬度與照度的關(guān)系，該圖中「本發(fā)明的點(diǎn)火方式」表示使用圖4之電路點(diǎn)燈的情形，「先前的點(diǎn)燈方式」表示以正弦波高頻率交流電壓對(duì)放電燈點(diǎn)燈的情形。
條件A燈功率7W條件B燈功率13W又，本發(fā)明的點(diǎn)燈方式的點(diǎn)燈頻率在條件A時(shí)以40kHz、條件B時(shí)以70kHz點(diǎn)燈。
由該圖可知，在條件A，B的任一情形下，先前的點(diǎn)燈方式中不管半值寬度值如何但照度略為一定，而本發(fā)明的點(diǎn)燈方式則隨著半值寬度的減小照度增加，將半值寬度減小至比2.8μS～3μS小時(shí)，比先前的點(diǎn)燈方式的照度增加。
圖6表示在管徑6.5mm，燈長(zhǎng)360mm的放電燈中使用電極寬度7mm的2片(一對(duì))帶狀電極，并按上述條件B，即燈功率13W對(duì)放電燈點(diǎn)燈時(shí)的半值寬度與照度的關(guān)系，與圖5同樣，「本發(fā)明的點(diǎn)燈方式」表示使用圖4的電路點(diǎn)燈的情形，而「先前的點(diǎn)燈方式」表示以正弦波高頻率交流電壓對(duì)放電燈點(diǎn)燈的情形。此外，此時(shí)的本發(fā)明點(diǎn)燈方式的點(diǎn)燈頻率采用70kHz。
圖6的情形中，半值寬度小於2.6μS時(shí)，照度比先前的點(diǎn)燈方式高。
由以上實(shí)驗(yàn)可確認(rèn)即使改變放電燈的管徑，至少將半值寬度W定為W≤2.5μS時(shí)，照度比先前的點(diǎn)燈方式高。
其次為查施加於放電燈的電壓玻形與照度的關(guān)系，改變圖4所示電路的電路參數(shù)，將所產(chǎn)生的如圖7(a)～(c)所示波形1～3的電壓施加於放電燈，以查燈功率與照度的關(guān)系，此外，圖7中，依波形1→波形2→波形3的順序連有最大尖峰電壓的振動(dòng)波逐漸減小。
該燈功率例如尖峰電壓為1400V時(shí)，波形1中為13.5W，波形2中為12.7W，波形3中為11.0W。此即將波形3的燈功率作為1時(shí)，則波形1為1.22，波形2就相當(dāng)於1.14。該燈功率的差異是由于連有最大尖峰電壓的輸入振動(dòng)波中有助于發(fā)光的功率不同致。
如上述，若能將有助于發(fā)光的有效功率輸入連有最大尖峰電壓的振動(dòng)波，即可降低尖峰電壓獲得必要的光量，使點(diǎn)燈電路燈中的絕緣、耐壓等的操作容易。
圖8是表示將上述波形1～3施加於放電燈時(shí)的燈功率與照度的關(guān)系圖，該圖表示管徑8mm、燈長(zhǎng)360mm的放電燈使用點(diǎn)燈頻率70kHz的情形。
如同圖所示，可確認(rèn)即使附加於放電燈的電壓波形改變，亦可獲得略相同的照度。
此外，可認(rèn)為不僅如圖7(a)～(c)所示的僅單極性地出現(xiàn)電壓尖峰的波形1～3，而且如該圖(d)所示雙極性地顯現(xiàn)電壓尖峰的電壓波形4均可獲得同樣效果，重要的是在所定時(shí)間間隔中將具有所定值以下的半值寬度W(例如W≤2.5μS以下)的電壓波形施加於放電燈，即可獲得本發(fā)明的效果。
圖9是表示點(diǎn)燈周期與照度的關(guān)系(燈功率一定13W)之圖，與前述圖5相同，「本發(fā)明的點(diǎn)燈方式」表示使用圖4的電路點(diǎn)燈的情形，而「先前的點(diǎn)燈方式」表示以正弦波高頻交流電壓對(duì)放電燈點(diǎn)燈的情形，并使用管徑8mm、燈長(zhǎng)360mm的放電燈。
如該圖所示，「本發(fā)明的點(diǎn)燈方式」中照度隨點(diǎn)燈周期之加長(zhǎng)而降低，并且，即使點(diǎn)燈周期縮短，照度也降低。此可認(rèn)為如前述，是因降低點(diǎn)燈頻率時(shí)(加長(zhǎng)點(diǎn)燈周期)發(fā)光效率降低，則照度隨之降低，并且過(guò)分提高點(diǎn)燈頻率時(shí)(過(guò)分縮短點(diǎn)燈周期時(shí))，無(wú)法由自激激勵(lì)源獲得效率良好的發(fā)光之故。
另一方面，「先前的點(diǎn)燈方式」中，點(diǎn)燈周期至略30μS時(shí)可保持一定照度，而略超過(guò)30μS時(shí)照度將降低。
由上述實(shí)驗(yàn)可知，使用「本發(fā)明的點(diǎn)燈方式」，將點(diǎn)燈周期設(shè)為略5μS～70μS時(shí)，比「先前的點(diǎn)燈方式」可得高的照明度。
其次，查封入放電燈的Xe氣體分壓與亮度變化率的關(guān)系。
如前述，提高放電燈的封入壓力時(shí)，如圖15所示的「先前的點(diǎn)燈方式」中，觀察放電容器3內(nèi)的發(fā)光狀態(tài)為帶狀。茲就使用「先前的點(diǎn)燈方式」時(shí)與使用「本發(fā)明的點(diǎn)燈方式」時(shí)調(diào)查的Xe氣體分壓與亮度變化率的關(guān)系，確認(rèn)本發(fā)明的效果。
此外，亮度變化率由對(duì)放電燈點(diǎn)燈經(jīng)過(guò)n分后的放電燈的最大值亮度a(前述圖15的發(fā)光集中部位的亮度最大值)，和最小值亮度b(圖15中黑暗部分的亮度最小值)所定義，由下式算出。
亮度變化率(％)＝{(a-b)/(a+b)}×100圖10是表示Xe氣體分壓與亮度變化率的關(guān)系圖，與前述圖5相同，「本發(fā)明的點(diǎn)燈方式」表示用圖4的電路點(diǎn)燈的情形，「先前的點(diǎn)燈方式」表示以正弦波對(duì)放電燈點(diǎn)燈的情形，使用管徑8mm，燈長(zhǎng)360mm的放電燈，以燈功率13W點(diǎn)燈，求經(jīng)點(diǎn)燈3分后的亮度變化率。
如該圖所示，「先前的點(diǎn)燈方式」中當(dāng)Xe氣體分壓達(dá)100Torr以上時(shí)，亮度變化率將急激加大。針對(duì)此點(diǎn)，「本發(fā)明的點(diǎn)燈方式」中，即使提高Xe分壓，亮度變化率也不變，由本發(fā)明可確認(rèn)將Xe氣體分壓設(shè)為80Torr以上則可穩(wěn)定保持點(diǎn)燈狀態(tài)。
如以上，由於使用「本發(fā)明的點(diǎn)燈方式」，可將Xe氣體封入壓力設(shè)為「先前的點(diǎn)燈方式」中亮度變化率大、保持穩(wěn)定的點(diǎn)燈狀態(tài)困難的80Torr以上，比「先前的點(diǎn)燈方式」可得高的照度。
因此，提高放電燈照度的方法之一，是使用Xe-Ne系的混合氣體作為封入放電燈的氣體。
圖11是表示使用上述氣體系、Xe氣壓為100Torr、改變Ne氣體的混合比時(shí)的照度效率圖，該圖表示使用管經(jīng)8mm，燈長(zhǎng)360mm的放電燈、點(diǎn)燈頻率為70kHz和燈功率為一定(20W)的情形。
如該圖所示，仍保持Xe氣體分壓為100Torr，逐漸加大Ne氣體之混合比時(shí)，照度效率將上升。
即使使用如上述的Xe-Ne系之混合氣體，使用「本發(fā)明的點(diǎn)燈方式」時(shí)，可確認(rèn)與圖10同樣，即使加大Xe氣體之分壓亦可獲得維持穩(wěn)定的放電狀態(tài)的本發(fā)明之效果。
此外，將Xe氣體的分壓設(shè)為100Torr，Ne氣體的混合比設(shè)為80％時(shí)，放電燈內(nèi)的全壓將為500Torr，只有封入放電燈的全壓達(dá)760Torr以上時(shí)，放電燈制作時(shí)將產(chǎn)生膨脹等燈不良，致使放電燈的制作困難。
因此，封入放電燈的氣壓以全壓760Torr以下為宜。
如上所述，本發(fā)明的放電燈點(diǎn)燈裝置，可用於傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、圖像閱讀機(jī)等信息機(jī)器的原稿讀取照明、或液晶顯示器的背光裝置。
權(quán)利要求
1.一種放電燈的點(diǎn)燈裝置，以具有重復(fù)波形的燈電壓對(duì)外部電極式放電燈(1)進(jìn)行點(diǎn)燈，該外部電極式放電燈(1)的玻璃管內(nèi)部密封有預(yù)定量的He、Ne、Ar、Kr、Xe中的至少任一種以上的稀有氣體，所述玻璃管內(nèi)部涂敷著螢光物質(zhì)，所述玻璃管外面的管軸方向上至少配置2根以上的帶狀電極(2，2′)，其特征在于所述燈電壓的重復(fù)波形中、具有一周期內(nèi)唯一最大尖峰(H)的波形的電壓在0時(shí)的波寬度Wo，對(duì)于電壓波形的重復(fù)周期t有2Wo＜t。
2.如權(quán)利要求1所述的放電燈的點(diǎn)燈裝置，其特征在于設(shè)以正弦波對(duì)所述燈(1)點(diǎn)燈時(shí)所得的最大照度為L(zhǎng)，在所述條件下供給相同的燈功率的場(chǎng)合，該照度L所得的具有最大尖峰的波形的半值寬度為Wx，這時(shí)，使用的燈電壓中具有最大尖峰的波形的半值寬度為W＜Wx。
3.如權(quán)利要求1或2所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于具有最大尖峰的波形的半值寬度W為W≤2.5μsec。
4.如權(quán)利要求1或2所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于重復(fù)電壓波形的周期t為5μsec至70μsec。
5.如權(quán)利要求1或2所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于對(duì)玻璃管內(nèi)部封有分壓為80Torr以上的Xe氣且全封入氣體氣壓為760Torr以下的外部電極式螢光放電燈(1)進(jìn)行點(diǎn)燈。
6.如權(quán)利要求1或2所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于將有助於發(fā)光的有效功率施加於接有最大尖峰電壓的振動(dòng)波。
7.如權(quán)利要求1或2所述的放電燈點(diǎn)燈裝置，其特征在于以回掃描方式，電路產(chǎn)生前述燈電壓的重復(fù)波形。
全文摘要
一種外部電極型熒光放電燈的點(diǎn)燈裝置。將開關(guān)元件8按所定頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)開關(guān)(ON/OFF),使變壓器9的次級(jí)側(cè)產(chǎn)生圖1A所示的重復(fù)電壓波形,將該電壓波形施加于外部電極式熒光放電燈1予以點(diǎn)燈。上述重復(fù)電壓波形,在具有其一周期內(nèi)之最大尖峰的波形的電壓為0V時(shí)的波寬度W0對(duì)重復(fù)周期t為2W0< t,其半值寬度W(圖1中a、b間的幅度)設(shè)定為所定值(例如2.5μsec以下)。因此,即使提高上述放電燈1的封入氣壓,亦可維持穩(wěn)定的放電,并可獲得高照度。
文檔編號(hào)H05B41/24GK1178062SQ97190015
公開日1998年4月1日 申請(qǐng)日期1997年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月16日
發(fā)明者橫川佳久, 平岡尊宏, 井上正樹, 吉岡正樹, 五十嵐龍志 申請(qǐng)人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會(huì)社