放电灯点燃装置制造方法及图纸

提供一种能以高的效率使介质阻挡放电灯放电的放电灯点燃装置。以来自点燃电路（５）的具有重复波形的１ｋＶ～１０ｋＶ灯电压加在将预定量的至少一种以上稀有气体密封在由电介质构成的灯管（３）内部、且在至少一个电极和气体之间配置介质阻挡层并通过该介质阻挡层在灯管内引起放电的（ａ）（ｂ）所示的外部电极式放电灯（１）、或（ｃ）所示的介质阻挡受激准分子放电灯（１０）上使其点燃。这时，将作为上述重复波形的主要能量供给期间的波形上升或下降时间设定为０．０３μｓ以上、９μｓ以下。此外，将供给上述能量的波形间的最长间隔设定为３．４μｓ以上。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于点燃将预定量的至少一种以上稀有气体密封于由电介质构成的灯管内部并通过介质阻挡层在灯管内引起放电点燃放电灯的放电灯点燃装置。
技术介绍
在将以稀有气体为主体的放电用气体封入由电介质物质构成的放电容器内的放电灯中，已知当通过介质阻挡层施加高频电压时，在容器内将产生受激准分子发光。并且，为了选择所需要的光，有的在放电容器内部涂布荧光体，有的不涂布荧光体。不涂布荧光体的型式，作为至少从放电容器的一部分通过介质物质放射出紫外线的介质阻挡放电灯，已在市场上出售，经常用于紫外线清洗或有机材料的紫外线改性等。另一方面，作为在放电容器内表面涂布荧光体的型式，已知有外部电极式荧光放电灯，用于OA设备的原稿读取或用作液晶显示器的背照光而在市场上出售。以往，上述的介质阻挡放电灯(以下，根据需要简称为放电灯)，是在将连续高频电压或脉冲高频电压施加于其电极的条件下点燃的。但是，由于在上述点燃条件下不能获得高效率的放电，所以本专利技术人进行了各种实验研究，结果表明，通过施加上升急速且具有相对于重复周期t其宽度在预定值以下的最大峰值波形的重复电压波形而点燃放电灯，能以高效率保持稳定的放电。因此，本专利技术人等在以前提出的特愿平8-4499号(WO97/26779)中指出，规定施加于放电灯的电压的半幅值，并使电压波形依赖于该半幅值而急速上升，对该放电灯是有效果的。即，如图9所示，当由驱动电路7切换开关元件8并通过变压器9对放电灯1施加电压时，如该图的A所示，在将从上述1周期内具有电压最大峰值的波形与0V电压相交的位置起其电压值等于最大峰值(该图中的H)的一半(该图中的H/2)的2点a、b的宽度定义为半幅值W时，通过将该半幅值W在预定值以内的重复电压波形施加于放电灯1，可以保持稳定的放电，并能使照度提高。上述半幅值小，即意味着电压急速上升，因而照度也随半幅值减小而提高。此外，与现有的推挽点燃方式相比，如上所述，在回扫点燃方式中规定预定的半幅值的方法，可以提高照度。如上所述，通过减小半幅值，与现有的推挽点燃方式等相比虽可以提高照度，但是，近年来，一直期望着以更高的效率点燃放电灯。本专利技术是鉴于上述情况而开发的，其目的在于，提供一种通过施加以往没有使用过的电压波形的灯电压而能以高的效率使介质阻挡放电灯放电的放电灯点燃装置。专利技术的公开着眼于以上的各点，本专利技术通过以如下方式点燃放电灯来解决上述课题。(1)所提出的放电灯点燃装置，以具有重复波形的1kV～10kV灯电压点燃将预定量的至少一种以上稀有气体密封在由电介质构成的灯管内部、且在至少一个电极和气体之间配置介质阻挡层并通过该介质阻挡层在灯管内引起放电的放电灯，在该放电灯点燃装置中，将作为上述重复波形的主要能量供给期间的波形上升或下降时间设定为0.03μs以上、9μs以下。(2)所提出的放电灯点燃装置，以具有重复波形的1kV～10kV灯电压点燃将预定量的至少一种以上稀有气体密封在由电介质构成的灯管内部、且在上述灯管外表面沿管轴方向至少配置2个以上的电极并在上述灯管内部涂布荧光物质的外部电极式放电灯，在该放电灯点燃装置中，将作为上述重复波形的主要能量供给期间的波形上升或下降时间设定为0.03μs以上、9μs以下。(3)在上述(1)、(2)中，在重复波形的1周期内或邻接周期中，将供给上述能量的波形间的最长间隔设定为3.4μs以上。(4)在上述(2)中，将供给上述能量的波形的间隔上限设定为8ms。(5)在上述(1)、(2)中，将封入灯管内的稀有气体压力设定为80～760Torr。(6)在上述(1)～(5)中，点燃将灯电压E与稀有气体封入压力P和放电空间距离x之积的比{E/(x·P)}设定为0.914≤E/(x·P)≤312.5(V/cm·Torr)的放电灯。如上所述，本专利技术人等，在以前的申请中指出，通过减小半幅值、也就是使施加于放电灯的电压急速上升，可以提高照度。其后，本专利技术人等对附图说明图1所示的介质阻挡放电灯进行各种实验研究时，又弄清楚了以下情况。(1)在介质阻挡放电灯中，不仅是施加于灯的电压急速上升，而且所施加的电压波形的急速下降对放电也是有效果的。这可以考虑是基于以下的原因。由于作为本专利技术对象的灯是进行介质阻挡放电的灯，所以放电气体与电极通过电介质进行电容耦合(通过电容的耦合)，使电力通过该电容耦合输入给放电气体。即，通过对外部电极施加急速的电压变化，可以将电力输入给放电气体。这一点可以由表示电容性阻抗的下式清楚地看出。就是说，这是由于上升、下降急速的波形大多包含ω高的频率分量，而ω越高，则阻抗越低，因而使电力的输入变得更为容易。Z=√{R2+(1/ωC)2}本专利技术放电灯的放电气体的主体是氙，在施加急速变化的电压的情况下，使电子具有超过9eV(氙的最低激发能级)的高能量，因而可以高效率地激发氙原子。而且，在急速上升或下降之后的灯电压变化较小的期间，通过激发原子与基态氙原子的碰撞，生成Xe2**，并立即离解而发出受激准分子光。图2是表示施加于放电灯的电压波形和灯电流的图，如该图2(a)所示，当电压不是急速上升、下降时，灯电流不会呈峰值状增加，但如图2(b)、(c)所示，当电压急速地上升、下降时，在电压急速上升、下降的期间，灯电流呈峰值状增加，在该期间内，将为点燃放电灯所需的主要能量供给放电灯。在本专利技术中，将上述期间称作「重复波形的主要能量供给期间」。如上所述，施加于放电灯的电压的急速上升、下降，对放电是有效果的，但是，如果上述电压的急速上升、下降在极其短的时间之间连续发生，则就不能有效地使灯发光。图3是说明施加于灯的电压与受激准分子发光的关系的图，在该图中，在灯电压急速变化的点A、B、C、D，灯电流增加并发生放电，而受激准分子发光则在这些放电后的余辉中发出很强的光。由于放电灯在上述余辉中发光，所以受激准分子光的输出取决于到下一次放电的时间。在图3中，当时间t1、t4足够长时，可在放电A、D的余辉中得到受激准分子光。另一方面，当在放电B后经过极其短的时间t1又发生放电C时，在放电B中生成的氙的激发粒子与在生成受激准分子的过程中生成的受激准分子一起被接着发生的C放电破坏。而如果在放电C后的时间t3足够长，则由在放电C中生成的氙的激发粒子生成受激准分子，并得到受激准分子光。即，如在发生放电之后经过极短的时间又发生下一次放电，则所生成的受激准分子将被下一次放电破坏。因此，为了使放电灯以高的效率发光，放电的时间间隔、即供给为使放电灯发光所需能量的波形的间隔，必须在预定值以上。实验结果表明，上述灯施加电压的急速上升、下降的间隔、即供给为使放电灯放电所需能量的波形的间隔，如后文所述，必须在3.4μs以上。另外，当前使用着的荧光体(RGB)的80％余辉时间，B(蓝)约在1μs以下、G(绿)约在8ms以下、R(红)约在2ms以下。因此，在放电容器内表面涂有荧光体的外部电极式荧光放电灯中，为了连续地发出在复印机等中经常使用的G(绿)光，必须将供给为使上述放电灯放电所需能量的波形的间隔设定在8ms以下。(2)如上所述，在预定值以上的时间间隔内，通过将上升、下降急速的电压波形施加于放电灯，能使放电灯以高的效率发光，但是，所进行的各种实验研究的结果表明，当上述上升时间、下降时间过长或过短时，就不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电灯点燃装置，以具有重复波形的１ｋＶ～１０ｋＶ灯电压点燃将预定量的至少一种以上稀有气体密封在由电介质构成的灯管内部、且在至少一个电极和气体之间配置介质阻挡层并通过该介质阻挡层在灯管内引起放电的放电灯，该放电灯点燃装置的特征在于：作为上述重复波形的主要能量供给期间的波形上升或下降时间，在０．０３μｓ以上、９μｓ以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：横川佳久，吉冈正树，沟尻贵文，
申请(专利权)人：优志旺电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]