DE69814724T2

DE69814724T2 - Edelgasentladungslampe

Info

Publication number: DE69814724T2
Application number: DE69814724T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Osaka-shi Tamura
Original assignee: NEC Corp; Ushio Denki KK
Current assignee: NEC Corp; Ushio Denki KK
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1998-03-23
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2018-03-24
Also published as: US6150758A; EP0867915A3; DE69814724D1; EP0867915A2; EP0867915B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Edelgas-Entladungslampe. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung eine Edelgas-Entladungslampe mit einer lichtemittierenden Schicht, die innerhalb eines Glaskolbens eine Öffnung aufweist, und einem Paar Außenelektroden in Form eines Reifens außerhalb des Glaskolbens; wobei die lichtemittierende Schicht so verbessert ist, dass sie den Lichtausgang erhöht und eine stabile elektrische Entladung erzeugen kann.
Beschreibung des Standes der Technik
Die Anmelder der vorliegenden Erfindung haben früher die in den 8 bis 10 gezeigte Edelgas-Entladungslampe vorgeschlagen (US-5,117,160-A). In den 8 bis 10 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine luftdichte Außenhülle in Form eines geraden Rohres und besteht beispielsweise aus einem Glaskolben. Im Inneren der Außenhülle 1 ist eine lichtemittierende Schicht 2 ausgebildet, die aus einer oder mehreren Arten von fluoreszenten Substanzen besteht, wie beispielsweise fluoreszente Substanzen der seltenen Erdmetalle und fluoreszente Substanzen der Halorinsäuresalze. Insbesondere ist eine Öffnung 2a mit einem gewissen Öffnungswinkel so ausgebildet, dass sie sich über die volle Länge der lichtemittierenden Schicht 2 erstreckt.
Die Außenhülle 1 ist durch Ankleben von Glasplatten in Form einer Scheibe auf die Enden des Glaskolbens abgedichtet. Beispielsweise kann die Außenhülle 1 jedoch auch durch Quetschen und Abschneiden der Enden des Glaskolbens unter Erhitzen abgedichtet werden.
Darüber hinaus ist der Innenteil der Außenhülle 1 mit einem Edelgas, wie beispielsweise Xenon (Xe), Krypton (Kr), Neon (Ne), Helium (He) und dergleichen oder einem Gemisch derselben gefüllt, in welchem kein Metalldampf wie beispielsweise Quecksilber enthalten ist. Unter diesen Edelgasen sind ein Edelgas, das Xenon als Hauptkomponente enthält, vorzuziehen.
Auf die Außenseite der Außenhülle 1 ist ein Außenlaminat 3 eng anliegend aufgerollt. Das Außenlaminat 3 kann aus einer lichtdurchlässigen Folie 4, einem Paar Außenelektroden 5 und 6, Anschlüssen 51 und 61 und einer Haftschicht 9 zusammengesetzt sein.
Die lichtdurchlässige Folie 4 hat eine Länge gleich der Länge der Außenhülle 1 und eine Dicke im Bereich von 20 bis 100 μm. Diese lichtdurchlässige Folie 4 kann zweckmäßigerweise aus Polyethylenterephtalat (PET) bestehen; es kann jedoch auch ein Polyesterharz verwendet werden.
Das vorstehend genannte Paar Außenelektroden 5 und 6 besteht aus einem metallischen Element mit lichtisolierender Eigenschaft, das Aussehen derselben ist eine Bandform und wird an einer Oberfläche der lichtdurchlässigen Folie 4 so angeklebt, dass eine Außenelektrode 5 von der anderen Außenelektrode 6 mit einem gewissen Abstand getrennt ist.
Die Anschlüsse 51 und 61 sind elektrisch an die Enden der Außenelektroden 5 und 6 angeschlossen. Sie sind an der Kante der lichtdurchlässigen Folie 4 so angeordnet, dass die Enden derselben an der Kante der lichtdurchlässigen Folie 4 vorstehen. Die Dicke der Anschlüsse 51 und 61 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 0,5 mm.
Die Außenelektroden 5 und 6 und die Anschlüsse 51 und 61 bestehen aus Metallen mit unterschiedlichen Korrosionspotentialen, beispielsweise ist Aluminiumfolie in Form eines Bandes für die Außenelektroden 5 und 6 geeignet. Zusätzlich zu Aluminium können die Außenelektroden 5 und 6 Nickel und andere Metalle enthalten, die ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeits- und Lichtisoliereigenschaften haben. Bezüglich der Anschlüsse 51 und 61 ist Kupfer in Form eines Streifens geeignet. Zusätzlich zu Kupfer können die Anschlüsse 51 und 61 Metalle wie beispielsweise Silber, rostfreien Stahl, Cu-Ni-Legierung und dergleichen enthalten.
In den Beziehungen zwischen den Breiten der Außenelektroden 5 und 6 und der Breiten der Anschlüsse 51 und 61 sind die Breite (w) der Außenelektroden 5 und 6 und die Breite (d) der Anschlüsse 51 und 61 vorzuziehen, welche die Formel 0,1 w ≤ d ≤ 0,5 w erfüllen.
Die Haftschicht 9 hat haftende und/oder klebende Eigenschaften und wird an einer Oberfläche der lichtdurchlässigen Folie 4 angeklebt. Die Haftschicht 9 besteht geeigneterweise aus einem Silikonklebstoff; es können jedoch auch Acrylharzklebstoffe und dergleichen verwendet werden.
Darüber hinaus ist auf den Anschlüssen 51 und 61 eine Plattierschicht (in den Figuren nicht dargestellt) ausgebildet. Die Plattierschicht besteht aus Metallen, die sich von den Metallen, aus welchen die Außenelektroden 5 und 6 und die Anschlüsse 51 und 61 bestehen, unterscheidet, und deren Korrosionspotentialdifferenz zwischen den Korrosionspotentialdifferenzen der Metalle, aus welchen die Außenelektroden 5 und 6 bestehen und den Metallen, aus welchen die Anschlüsse 51 und 61 bestehen, unterscheidet. Für den Fall, bei dem die Außenelektroden 5 und 6 aus Aluminiumfolie bestehen und die Anschlüsse 51 und 61 aus Kupfer bestehen, kann beispielsweise ein Bleizinnlot als Metall angegeben werden, das für die Plattierschicht geeignet ist.
Die Plattierschicht kann vorzugsweise durch Elektroplattieren oder elektroloses Plattieren ausgebildet werden; die Plattierschicht kann jedoch auch durch ein Eintauchen oder ein Flammsprühen ausgebildet sein.
Die Dicke der Plattierschicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 30 μm, insbesondere in einem Bereich von 10 bis 20 μm. Es kann jedoch auch eine Plattierschicht mit einer Dicke außerhalb des Bereiches verwendet werden.
Das vorstehend genannte Außenlaminat 3 ist auf der Außenseite der Außenhülle 1 ausgebildet, so dass die Außenelektroden 5 und 6 zwischen der Außenhülle 1 und der lichtdurchlässigen Folie 4 angeordnet sind. Eine Kante 4a der lichtdurchlässigen Folie 4 ist auf die andere Kante 4b an dem folgenden zweiten Öffnungsteil 8 laminiert oder aufgeklebt. Darüber hinaus ist ein erster Öffnungsteil 7 an einem Ende der Außenelektroden 5 und 6 positioniert, und der zweite Öffnungsteil 8 ist an den anderen Enden der Außenelektroden 5 und 6 positioniert. Das Licht von der lichtemittierenden Schicht 2 wird hauptsächlich über die Apertur 2a aus dem ersten Öffnungsteil 7 emittiert.
Die Edelgas-Entladungslampe mit den vorstehend beschriebenen Teilen kann durch die folgenden Schritte hergestellt werden.
Es wird eine wasserlösliche Fluoreszenzfarbe durch Vermischen von wasserlöslichen fluoreszenten Substanzen, die ein Emissionsspektrum von beispielsweise einem blauen Bereich, einem grünen Bereich und einem roten Bereich haben, hergestellt. Als nächstes wird die lichtemittierende Schicht 2 durch Beschichten des Inneren der Außenhülle 1, die aus einem Glaskolben besteht, mit der wasserlöslichen, fluoreszenten Farbe, durch Trocknen und nachfolgendem Hartbrennen hergestellt.
Die Apertur 2a ist durch Abschälen und durch zwangsweises Entfernen eines Teils der lichtemittierenden Schicht 2 unter Beibehaltung eines gewissen Öffnungswinkels unter Verwendung eines Abstreifers (in den Figuren nicht gezeigt) gebildet. Die erhaltene Außenhülle 1 wird abgedichtet und mit einer gewissen Menge Edelgas, wie beispielsweise Xenon und dergleichen, gefüllt.
Wie in den 9 und 10 gezeigt, ist das Außenlaminat 3 so gebildet, dass ein Paar Außenelektroden 5 und 6 auf der lichtdurchlässigen Folie 4 so positioniert wird, dass diese mit einem gewissen Abstand zueinander angeordnet sind, so dass die Anschlüsse 51 und 61 an den Kanten der Außenelektroden 5 und 6 vorstehen und indem die Haftschicht 9 auf den Oberseiten der lichtdurchlässigen Folie 4 und der Außenelektroden 5 und 6 ausgebildet wird.
Wie in der 11 gezeigt, wird das abgewickelte Außenlaminat 3, das durch die vorstehend beschriebenen Schritte erhalten worden ist, auf der Plattform 10 positioniert. Die Außenhülle 1 wird auf dem Außenlaminat 3 so positioniert, dass die Außenhülle 1 an der Kante 4a der lichtemittierenden Folie 4 positioniert ist und die Längsachse der Außenhülle 1 parallel zur Längsachse der Außenelektroden 5 und 6 verläuft. Walzen 11 und 11 sind so positioniert, dass die Außenhülle 1 mit einem gewissen Druck auf die lichtdurchlässige Folie 4 berührt wird, wobei die vorstehenden Bedingungen aufrechterhalten werden.
Unter Beibehaltung der vorstehenden Bedingungen wird, wie in 11 gezeigt, die Plattform 10 in Richtung M bewegt und dann in die Richtung N bewegt. Infolge dieser Bewegungen wird das Außenlaminat 3 um die Außenseite des Außengehäuses 1 gewickelt und eine Kante 4a wird über der anderen Kante 4b der lichtdurchlässigen Folie 4 angeordnet, wie dies in der 8 gezeigt ist. Dann wird die Edelgas-Entladungslampe durch Verkleben der Kanten 4a und 4b der lichtdurchlässigen Folie 4 mit der Haftschicht 9 fertiggestellt.
Die resultierende Edelgas-Entladungslampe wird eingeschaltet, um Licht zu erzeugen, indem über die Anschlüsse 51 und 61 an die Außenelektroden 5 und 6 von einer Inverterschaltung 12 eine Hochspannung mit hoher Frequenz (beispielsweise einer Frequenz von 3 kHz und einer Spannung von 2500 V_o-p) angelegt wird. Licht wird aus dem ersten Öffnungsteil 7 über die Apertur 2a emittiert.
Beispielsweise ist die Spannung, welche an die Außenelektroden 5 und 6 angelegt wird, in einer Edelgas-Entladungslampe mit einem Außendurchmesser von 8 mm und einer Gesamtlänge von 360 mm der Außenhülle 1 ungefähr 2500 V_o-p.
In dieser Edelgas-Entladungslampe ist insbesondere kein Quecksilber enthalten; daher werden sofort große Lichtmengen erzeugt, wenn die Lampe eingeschaltet wird. Das heißt, Licht erreicht, sobald die Lampe eingeschaltet ist, die volle Menge (ungefähr 100%). Darüber hinaus werden die Lichtmenge und die Entladungsspannung der erhaltenen Edelgas-Entladungslampe nicht durch die Umgebungstemperatur beeinflusst. Wenn daher die Edelgas-Entladungslampe dazu verwendet wird, Abtastvorrichtungen zu beleuchten, kann beispielsweise die Beleuchtungsintensität auf einem abgetasteten Dokument erhöht werden, und daher kann die Abtastpräzision des abgetasteten Dokumentes verbessert werden.
Darüber hinaus wird vorweggenommen, dass die Edelgas-Entladungslampe die folgenden Effekte haben wird. Die Plattierschicht ist zwischen den Außenelektroden 5 und 6 und den Anschlüssen 51 und 61 ausgebildet; selbst wenn daher die Außenelektroden 5 und 6 und die Anschlüsse 51 und 61, die aus Metallen bestehen, welche unterschiedliche Korrosionspotentialdifferenzen zueinander haben, direkt miteinander verbunden werden, kann die Erzeugung von Korrosion infolge des Kontaktes von unterschiedlichen Metallarten verhindert werden.
Insbesondere wenn die Breite (w) der Außenelektroden 5 und 6 und die Breite (d) der Anschlüsse 51 und 61 so bemessen ist, dass sie die folgende Gleichung: 0,1 w ≤ d ≤ 0,5 w erfüllt, kann die Korrosion infolge von Kontakt von unterschiedlichen Arten von Metall in Verbindung mit der Existenz der Plattierschicht verhindert werden. Daher kann ein stabiler Betrieb der elektrischen Entladung der Edelgas-Entladungslampe für lange Perioden aufrechterhalten werden.
Wenn jedoch die Breite (d) der Anschlüsse 51 und 61 kleiner als 0,1 w ist, wird die Kontaktintensität der Außenelektroden 5 und 6 der Anschlüsse 51 und 61 gesenkt. Wenn im Gegensatz hierzu die Breite (d) der Anschlüsse 51 und 61 mehr als 0,5 w ist, können beim Wickeln des Außenlaminats 3 um die Außenseite der Außenhülle 1 die Anschlüsse 51 und 61 nicht mehr leicht um die Außenseite der Außenhülle 1 gewickelt werden. Dieser Vorgang ist extrem schwierig. Daher ist es vorzuziehen, dass die Breite (w) der Außenelektro den 5 und 6 und die Breite (d) der Anschlüsse 51 und 61 die vorstehende Gleichung erfüllen.
Darüber hinaus können die folgenden Effekte bei dem Herstellungsvorgang erzielt werden. Die Haftschicht 9 ist auf einer Oberfläche der lichtdurchlässigen Folie 4 ausgebildet; daher kann das Außenlaminat 3 eng an die Außenseite der Außenhülle 1 durch einen einfachen Schritt angeklebt werden, d. h. einfach durch Rollen der Außenhülle 1 auf das Außenlaminat 3. Zusätzlich sind die Außenelektroden 5 und 6 vorher in einem gewissen Abstand zueinander auf der lichtdurchlässigen Folie 4 angeordnet worden; daher ist es bei dem Ankleben des Außenlaminats 3 an die Außenhülle 1 nicht notwendig, die Positionierung der Außenelektroden 5 und 6 zur Aufrechterhaltung eines gewissen Abstandes zwischen diesen einzustellen. Daher kann vorweggenommen werden, dass nicht nur die Arbeitseffizienz stark verbessert ist, sondern dass auch eine automatische Herstellung der Edelgas-Entladungslampe möglich ist. Das heißt, eine Massenherstellung der Edelgas-Entladungslampe kann erwartet werden.
Wie vorstehend beschrieben kann, wenn die Edelgas-Entladungslampe in einer Abtastvorrichtung verwendet wird, die Strahlung mit emittiertem Licht von der lichtemittierenden Schicht 2 infolge der Existenz der Apertur 2a hoch sein. Daher kann die Beleuchtungsintensität eines abzutastenden Dokumentes erhöht werden. Als ein Ergebnis kann ein genaues Abtasten von Dokumenten sichergestellt werden.
In den vergangenen Jahren war jedoch zur Handhabung eines Geschäftes mit hoher Effizienz eine Verbesserung der Zuführgeschwindigkeit von Dokumenten in Büroautomationsgeräten wünschenswert. Bei hohen Geschwindigkeiten besteht die Tendenz, dass die Abtastgenauigkeit von Dokumenten (die Auflösung) sinkt.
Um Dokumente mit hoher Zuführgeschwindigkeit abzutasten, ist es vorzuziehen, die Lichtmenge zu erhöhen, um die Beleuchtungsintensität auf dem beleuchteten Dokument zu erhöhen. Beispielsweise kann der Durchmesser der Außenhülle 1 vergrößert werden und es kann die elektrische Leistung, die an der Edelgas-Entladungslampe eingegeben wird, er höht werden, wodurch der Lichtausgang einfach erhöht wird. Der Abstand zwischen der Oberfläche des beleuchteten Dokumentes und dieser Edelgas-Entladungslampe ist jedoch bei einer Beleuchtungsvorrichtung geringer, wie beispielsweise 6 bis 12 mm. Daher ist es schwierig, die Edelgas-Entladungslampe, welche eine Außenhülle 1 mit einem größeren Durchmesser als den genannten Bereich hat, anzuordnen.
Wenn die elektrische Energie, die an der Edelgas-Entladungslampe eingegeben wird, erhöht wird, ohne dass deren Größe geändert wird, ist es möglich, die emittierende Lichtmenge proportional zur Erhöhung der elektrischen Energie zu erhöhen. Die Rate der Erhöhung der emittierten Lichtmenge ist jedoch klein im Verhältnis zu der Erhöhung der eingegebenen elektrischen Energie. Es ist daher unmöglich, eine Beleuchtungsintensität auf einem beleuchteten Dokument zu erhalten, die ausreichend ist, um eine vollständige Abtastgenauigkeit sicherzustellen.
Darüber hinaus unterscheidet sich diese Edelgas-Entladungslampe von Lampen, die eine Entladung entlang der Längsrichtung der Außenhülle 1 haben, wie beispielsweise einer Edelgas-Entladungslampe mit einer Heisskathode oder einer Kaltkathode. Genauer gesagt, treten zwischen den Außenelektroden 5 und 6 zahllose Entladungen auf (Entladungen werden ungefähr rechtwinklig zur Längsrichtung der Außenhülle 1 erzeugt); wenn daher eine derartige Lampe eingeschaltet wird, wird bei der vorstehend genannten Edelgas-Entladungslampe Licht in einem Streifenmuster emittiert. Elektrische Entladungen in einem Streifenmuster können unter normalen Beleuchtungsbedingungen nicht bestätigt werden.
Wenn jedoch die elektrische Ausgangsleistung der Inverterschaltung 12 um beispielsweise 10% gesenkt wird, indem die Spannung einer Energiequelle geändert wird, können elektrische Entladungen in einem Streifenmuster bestätigt werden. Darüber hinaus sind die elektrischen Entladungspositionen (Punkte) nicht stabil und wandern ohne Unterbrechung in der Längsrichtung der Außenhülle 1. Das Licht, welches aus der Apertur 2a emittiert wird, wird daher intermittierend. Als ein Ergebnis wird die Beleuchtungsintensität des beleuchteten Dokumentes gesenkt.
Insbesondere für den Fall der Verwendung einer Edelgas-Entladungslampe in der Beleuchtungsvorrichtung für eine Büroausrüstung, wie beispielsweise eine Telefaxgerät, einen Bildscanner und dergleichen, ändern sich die Lichtintensitäten an den Punkten in der Längsrichtung der Apertur 2a fortlaufend. Daher ist es möglich, dass die Abtastgenauigkeit des beleuchteten Dokumentes extrem verschlechtert ist und die Reproduktion ebenfalls verschlechtert ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Edelgas-Entladungslampe mit einfacherer Konstruktion zu schaffen, wobei diese Lampen den Lichtausgang verbessern und einen stabilen Betrieb der elektrischen Entladung ohne Änderung der Größe der Außenhülle und des elektrischen Eingangs erzeugen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft die vorliegende Erfindung eine Edelgas-Entladungslampe mit: einer Außenhülle mit einer lichtemittierenden Schicht bestehend aus wenigstens einer fluoreszenten Substanz, wobei die lichtemittierende Schicht im Inneren der Hülle ausgebildet ist, und zwei metallischen Außenelektroden in Bandform, die an der gesamten Länge der Außenseite der Außenhülle so angeklebt sind, dass beide Elektroden mit einem gewissen Abstand voneinander getrennt sind und einen ersten Öffnungsteil und einen zweiten Öffnungsteil bilden, wobei die Schichtmenge der fluoreszenten Substanz im Bereich von 5 bis 30 mg/cm² liegt.
Wie vorstehend angegeben, ist die Schichtmenge der fluoreszenten Substanz im Bereich von 5 bis 30 mg/cm²; daher kann in den Edelgas-Entladungslampen gemäß der vorliegenden Erfindung der Lichtausgang aus dem ersten Öffnungsteil wirksam verbessert werden, ohne dass die Größe der Außenhülle oder des elektrischen Eingangs geändert wird. Daher kann beim Verwenden der Edelgas-Entladungslampe in Beleuchtungsvorrichtungen für Bürogeräte die Beleuchtungsintensität auf dem beleuchteten Dokument verbessert werden. Als ein Ergebnis kann erwartet werden, dass eine hohe Abtastgenauigkeit selbst dann erhalten wird, wenn die Dokumentzuführgeschwindigkeit erhöht wird.
Insbesondere wenn die Breite der Außenelektroden festgelegt ist, ist der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils auf einen Bereich von 60 bis 110° eingestellt; wenn der Abstand zwischen einer Außenelektrode und der anderen Elektrode in dem zweiten Öffnungsteil 2 mm ist, ist der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils im Bereich von 60 bis 120° bemessen, wobei der Lichtausgang, der aus dem ersten Öffnungsteil weiter verbessert werden kann, wenn die Schichtmenge der fluoreszenten Substanz im Bereich von 5 bis 30 mg/cm² bemessen ist.
Darüber hinaus ist der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils größer als der Öffnungswinkel θ₂ des zweiten Öffnungsteils; daher kann der Lichtverlust, der durch Entweichen von Licht aus dem zweiten Öffnungsteil verursacht wird, reduziert werden. Als ein Ergebnis kann der Lichtausgang aus dem ersten Öffnungsteil verbessert werden.
Darüber hinaus kann, wenn der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils größer als der Öffnungswinkel θ₂ des zweiten Öffnungsteils ist und der Abstand zwischen einer Außenelektrode und der anderen Elektrode in dem zweiten Öffnungsteil 2 mm oder größer ist, gleichzeitig nicht nur Lichtverlust, verursacht durch Entweichen von Licht aus dem zweiten Öffnungsteil, gesenkt werden, sondern es kann auch die Zerstörung der Isolation in dem zweiten Öffnungsteil verhindert werden. Als ein Ergebnis kann ein stabiler Betrieb der Entladungen in der Edelgas-Entladungslampe erhalten werden.
Wenn zusätzlich das Innere der Außenelektroden, an welchem die Außenelektroden die Außenhülle kontaktieren, mit lichtreflektierenden Eigenschaften versehen ist, kann der Lichtausgang aus dem ersten Öffnungsteil weiter mit den vorstehenden Konstruktionen verbessert werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine Ansicht im Schnitt durch die Edelgas-Entladungslampe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Ansicht im Schnitt durch die Edelgas-Entladungslampe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Ansicht im Schnitt durch die Edelgas-Entladungslampe gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Ansicht im Schnitt durch die Edelgas-Entladungslampe gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Ansicht im Schnitt durch die Edelgas-Entladungslampe gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine Ansicht im Schnitt durch die Edelgas-Entladungslampe gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine Ansicht im Schnitt durch die Edelgas-Entladungslampe gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine Ansicht im Schnitt, die den Hintergrund der Edelgas-Entladungslampe zeigt;
9 ist eine schematische Ansicht, die das Außenlaminat gemäß 8 zeigt;
10 ist eine Ansicht im Schnitt entlang der Schnittlinie X-X in 9;
11 ist eine schematische Ansicht, die das Verfahren zum Herstellen der Edelgas-Entladungslampe gemäß 8 zeigt; und
12 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung der Edelgas-Entladungslampe.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Edelgas-Entladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun im einzelnen erläutert.
Die erste Ausführungsform der Edelgas-Entladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der 1 erläutert. Die Komponenten in 1, die mit denen der 8 bis 10 identisch sind, sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in den 8 bis 10 bezeichnet und eine detaillierte Erläuterung derselben wird weggelassen.
Die charakteristischen Komponenten der Edelgas-Entladungslampe gemäß 1 sind wie folgt:
Eine lichtemittierende Schicht 2A, bestehend aus einer oder mehreren Arten von fluoreszenten Substanzen, ist im Inneren der Außenhülle 1A ausgebildet, die beispielsweise aus einem Glaskolben (Rohr) besteht. Die Schichtmenge der fluoreszenten Substanz liegt im Bereich von 5 bis 30 mg/cm². Der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 ist größer als der Öffnungswinkel θ₂ des zweiten Öffnungsteils 8.
Der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 liegt im Bereich von 60° bis 120°.
Darüber hinaus ist die Apertur 2a im Inneren der Außenhülse 1A an einer Position nahezu entsprechend dem ersten Öffnungsteil 7 positioniert, an welcher die Lichtemittierung der Schicht 2A nicht ausgebildet ist.
Die Außenhülle 1A besteht aus Materialien, die eine große Dielektrizitätskonstante haben, zuverlässige hermetische Abdichteigenschaften und Lichtdurchlässigkeitseigenschaften haben. Es ist jedoch vorzuziehen, beispielsweise ein Bleiglas zu verwenden, das eine große Dielektrizitätskonstante hat.
Die Dicke der Außenhülle 1A liegt im Bereich von 0,2 bis 0,6 mm. In diesem Bereich können eine ausgezeichnete Produktivität und ausgezeichnete Lichteigenschaften erzielt werden. Genauer gesagt, wenn an die Außenelektroden 5 und 6 eine Hochspannung mit hoher Frequenz angelegt wird, kann das Ansteigen der Spannung an der Außenhülle 1A, das durch Ansteigen der Widerstandskomponenten verursacht wird, verhindert werden.
Wenn jedoch die Dicke der Außenhülle 1A geringer als 0,2 mm ist, ist die mechanische Festigkeit der Außenhülle 1A extrem verschlechtert. Wenn daher die Außenhüllen 1A in die kommerzielle Produktion gegeben werden, steigt die Produktionsrate an Gütern mit geringer Qualität (beispielsweise Glasbruch). Wenn im Gegensatz hierzu die Dicke über 0,6 mm liegt, können elektrische Entladungen in einem Streifenmuster bestätigt werden.
Darüber hinaus wird nicht nur das Licht, welches aus der Apertur 2a emittiert wird, sehr intermittierend, sondern es sinkt auch der Lichtausgang, was durch Anlegen von ungenügender elektrischer Energie an die Edelgas-Entladungslampe verursacht wird. Daher ist es vorzuziehen, dass die Dicke der Außenhülle 1A in diesem Bereich liegt.
Die lichtemittierende Schicht 2A kann eine oder mehrere Arten von fluoreszenten Substanzen enthalten, und zwar in Abhängigkeit von der Art und Weise, in welcher die Edelgas-Entladungslampe verwendet wird.
Beispiele für die fluoreszente Substanz, aus der die lichtemittierende Schicht 2A besteht, sind fluoreszentes Borat, wie beispielsweise fluoreszentes Europium-aktiviertes Yttrium·Gallium-Borat und dergleichen; fluoreszente Phosphate, wie beispielsweise fluoreszentes Cerium·Terbium-aktiviertes Lanthan-Phosphat (LaPO₄ : Ce, Tb), fluoreszentes Zinn-aktiviertes Strontium-Magnesium-Phosphat ((SrMg)₃(PO₄)₂ : Sn), fluoreszentes Europium-aktiviertes Strontium-Bor-Phosphat (2SrO·(P₂O₇·B₂O₃) : Eu) und dergleichen; fluoreszentes Europium-aktiviertes Yttrium-Phosphorvanadat (Y(PV)O₄ : Eu); fluoreszentes Cerium·Terbium-aktiviertes Magnesium-Aluminat (MgAl₁₁O₁₉·Ce, Tb); fluoreszentes Cerium·Terbium-aktiviertes Yttrium·Silikat (Y₂SiO₅ : Ce, Tb); fluoreszentes Europium-aktiviertes Barium·Magnesium-Aluminat (BaMg₂Al₁₆O₂₇ : Eu); fluoreszentes Europium-aktiviertes Yttrium-Oxid (Y₂O₃ : Eu) und dergleichen.
Genauer gesagt, enthält beispielsweise für den Fall eines Drei-Wellenlängen-Beleuchtungssystems die lichtemittierende Schicht 2A ein Gemisch aus fluoreszenten Substanzen, d. h. fluoreszentem Europium-aktiviertem Barium·Magnesium-Aluminat, das ein blaues Emissionsspektrum hat; fluoreszentem Cerium·Terbium-aktiviertem Lanthan-Phosphat, das ein grünes Emissionsspektrum hat; und fluoreszentem Europium-aktiviertem Yttrium·Gallium-Borat, das ein rotes Emissionsspektrum hat.
Die Schichtmenge der fluoreszenten Substanz liegt im Bereich von 5 bis 30 mg/cm². In diesem Bereich kann der gewünschte Lichtausgang erzielt werden. Wenn jedoch die Schichtmenge niedriger als 5 mg/cm² ist, sinkt der Lichtausgang; daher ist die Beleuch tungsintensität auf dem beleuchteten Dokument ungenügend. Wenn im Gegensatz hierzu die Schichtmenge größer als 30 mg/cm² ist, kann eine lichtemittierende Schicht 2A mit einer gleichförmigen Qualität nicht leicht erzielt werden. Daher liegt die Schichtmenge der fluoreszenten Substanzen vorzugsweise in diesem Bereich.
Darüber hinaus werden die ersten und zweiten Öffnungsteile 7 und 8 an voneinander getrennten Positionen durch die Außenelektroden 5 und 6 gebildet und der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 ist größer als der Öffnungswinkel θ₂ des zweiten Öffnungsteils 8.
Unter den Winkeln, welche die vorstehenden Bedingungen erfüllen, ist es vorzuziehen, dass der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 im Bereich von 60° bis 120° liegt und der Öffnungswinkel θ₂ des zweiten Öffnungsteils 8 ungefähr 55° ist. Es ist jedoch vorzuziehen, dass der zweite Öffnungsteil 8 eng ist, um keine Brüche in der Isolierung zu verursachen; daher ist der Abstand zwischen der einen Außenelektrode 5 und der anderen Elektrode 6 in dem zweiten Öffnungsteil 8 vorzugsweise 2 mm oder darüber.
Darüber hinaus ist der in der 1 gezeigten Edelgas-Entladungslampe der Öffnungswinkel der Apertur 2a gleich dem ersten Winkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7.
Bei dieser Ausführungsform liegt die Schichtmenge der fluoreszenten Substanz im Bereich von 5 bis 30 mg/cm²; der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 ist größer als der Öffnungswinkel θ₂ des zweiten Öffnungsteils 8; und der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 liegt im Bereich von 60° bis 120°; daher kann der Lichtausgang aus dem ersten Öffnungsteil 7 über die Apertur 2a wirksam verbessert werden, ohne dass die Größe der Außenhülle 1A oder der elektrische Eingang vergrößert wird. Wenn daher die Edelgas-Entladungslampe dieses Beispiels in einer Beleuchtungseinrichtung, beispielsweise in einem Bürogerät verwendet wird, kann die Beleuchtungsintensität des beleuchteten Dokuments erhöht werden. Als ein Ergebnis kann, selbst wenn die Dokumentzuführgeschwindigkeit erhöht wird, eine hohe Genauigkeit des Abtastens aufrechterhalten werden.
Insbesondere ist der vorstehend genannte Bereich der Schichtmenge der fluoreszenten Substanzen das Zwei- bis Zehnfache der Menge der fluoreszenten Substanzen, die bei gewöhnlichen Fluoreszenzlampen für die Beleuchtung verwendet wird. Es wird angenommen, dass die Schichtmenge für gewöhnliche Fluoreszenzlampen für die Beleuchtung nicht vorzuziehen ist. Der Lichtausgang wird jedoch in der Edelgas-Entladungslampe gemäß der Ausführungsform wirksam erhöht. Eine Ursache für dieses Phänomen ist nicht klar; es wird jedoch angenommen, dass dieses Phänomen eine Eigenschaft der Edelgas-Entladungslampe ist, in welcher unzählige Entladungen zwischen den Außenelektroden 5 und 6 erzeugt werden (ungefähr rechtwinkelig zur Längsrichtung der Außenhülle 1A); weswegen Streifenmuster erzeugt werden.
Darüber hinaus kann der Lichtausgang aus dem ersten Öffnungsteil 7 noch effektiver verbessert werden, indem die Schichtmenge der fluoreszenten Substanz im Bereich von 5 bis 30 mg/cm² liegt; indem der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 im Bereich von 60 bis 120° liegt; und indem die Innenseite der Außenelektroden 5 und 6, mit welchen die Außenelektroden 5 und 6 die Außenhülle 1A berühren, mit lichtreflektierenden Eigenschaften versehen ist. Auf diese Art und Weise ist der Abstand zwischen einer Außenelektrode 5 und der anderen Außenelektrode 6 in dem zweiten Öffnungsteil 8 ebenfalls auf annähernd 2 mm gesetzt, d. h. der Öffnungswinkel θ₂ des zweiten Öffnungsteils 8 ist eng (ungefähr 29°), wobei davon ausgegangen wird, dass der Verlust an Licht, das aus dem zweiten Öffnungsteil 8 entkommt, verhindert wird und der Lichtausgang aus dem ersten Öffnungsteil 7 verbessert ist.
2 zeigt die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die Basiskomponenten der in der 2 gezeigten Edelgas-Entladungslampe sind die gleichen wie diejenigen der in der 1 gezeigten Edelgas-Entladungslampe.
Sie unterscheidet sich jedoch in dem folgenden Punkt:
Der Öffnungswinkel θ₃ der Apertur 2a, die im Inneren der Außenhülle 1A an der Position entsprechend des ersten Öffnungsteils 7 gebildet ist, ist größer als der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7.
Der Öffnungswinkel θ₃ der Apertur 2a liegt beispielsweise im Bereich von 70° bis 130°; der Winkel θ₃ kann jedoch in Abhängigkeit von den Situationen oder den Verwendungszwecken der Edelgas-Entladungslampe geändert werden.
Darüber hinaus ist bei dieser Ausführungsform der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 größer als der Öffnungswinkel θ₂ des zweiten Öffnungsteils 8.
Bei dieser Ausführungsform kann beim Wickeln des Außenlaminates 3 auf die Außenseite der Außenhülle 1A, selbst wenn die Mitte des ersten Öffnungsteils 7 gegenüber der Mitte der Apertur 2a etwas versetzt ist, die Diskrepanz der optischen Achse des Lichtes, das aus dem ersten Öffnungsteil 7 emittiert wird, gemildert werden. Daher ist es möglich, eine vollständige Abtastgenauigkeit zu erhalten, wenn die Edelgas-Entladungslampe gemäß der zweiten Ausführungsform bei einer Beleuchtungsvorrichtung angewandt wird.
3 zeigt die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die Basiskomponenten der in der 3 gezeigten Edelgas-Entladungslampe sind die gleichen wie diejenigen der in der 1 gezeigten Edelgas-Entladungslampe.
Sie unterscheidet sich jedoch im folgenden Punkt:
Eine Kante 4a und die andere Kante 4b der lichtdurchlässigen Folie 4 sind an der Außenelektrode 5 übereinander geschichtet, und sie sind durch Ultraschallwellen miteinander verschmolzen und verklebt.
Bei dieser Ausführungsform werden die übereinander geschichteten Teile 4a und 4b durch Ultraschallwellen an der Außenseite der Außenelektrode 5 miteinander verschmolzen und verklebt; daher wird die Oszillation von Ultraschallwellen, mit denen die lichtemittierende Schicht 2A beaufschlagt wird, welche innerhalb der Außenelektrode 1A liegt, vermindert. Beim Vergleichen der Edelgas-Entladungslampen der ersten und zweiten Ausführungsformen wird die Oszillation der Ultraschallwellen, die auf die lichtemittierende Schicht 2A auftreffen, welche innerhalb der Außenelektrode 1A positioniert ist, vermindert. Als ein Ergebnis ist ein Abschälen der lichtemittierenden Schicht 2A von der Außenhülle 1A im wesentlichen verhindert und der Lichtausgang kann verbessert werden.
Darüber hinaus werden bei der vorstehenden Ausführungsform die laminierten Teile 4a und 4b der lichtdurchlässigen Folie 4a durch Ultraschallwellen miteinander verschmolzen und verklebt; es kann jedoch auch ein Verkleben mittels eines Klebstoffes durch Wärme oder gleichzeitige Verwendung von beiden verwendet werden.
4 zeigt die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die Basiskomponenten der in der 4 gezeigten Edelgas-Entladungslampe sind die gleichen wie diejenigen der in der 1 gezeigten Edelgas-Entladungslampe.
Sie unterscheidet sich jedoch in dem folgenden Punkt:
An der Außenseite der Außenhülle 1A sind unter Verwendung der Haftschicht zwei Außenelektroden 5 und 6 angeklebt, dann wird eine lichtdurchlässige Folie 4A, die beispielsweise aus PET-Harz und dergleichen besteht, auf die Außenseite der Außenhülle 1A gewickelt, um die Außenelektroden 5 und 6 abzudecken.
Bei dieser Ausführungsform kann das Isoliervermögen zwischen den Außenelektroden 5 und 6 verbessert werden, indem auf die Außenseite der Außenhülle 1A vor dem Wickeln der lichtdurchlässigen Folie 4A auf die Außenseite der Außenhülle 1A eine Isolierbeschichtung mit lichtdurchlässigen Eigenschaften, die aus Silikonfirnis besteht, ausgebildet wird.
5 zeigt die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die Basiskomponenten der in der 5 gezeigten Edelgas-Entladungslampe sind die gleichen wie diejenigen der in der 1 gezeigten Edelgas-Entladungslampe.
Sie unterscheidet sich jedoch in dem folgenden Punkt:
Nachdem ein Paar Außenelektroden 5 und 6 auf die Außenseite der Außenhülle 1A unter Verwendung der Haftschicht aufgeklebt worden sind, wird auf diese ein Schutzrohr 13, bestehend aus einem wärmeschrumpfenden Harz, wie beispielsweise PET-Harz und dergleichen, aufgebracht und unter Hitze so aufgeschrumpft, dass die Außenelektroden 5 und 6 durch das Schutzrohr 13 abgedeckt sind.
Darüber hinaus kann, nachdem das Schutzrohr 13 auf die Außenseite der Außenhülle 1A aufgebracht worden ist, das Schutzrohr 13 zwangsweise die Außenseite der Außenhülle 1A berühren, indem diese auf ungefähr 150 bis 200°C erwärmt werden und das Schutzrohr 13 durch die Wärme zum Schrumpfen gebracht wird.
Verglichen mit den vorstehenden Ausführungsformen ist die Herstellungs- und Arbeitseffizienz bei dieser Ausführungsform nicht so gut. Weil jedoch keine Haftschicht nicht verwendet wird, tritt keine Erosion infolge der Reaktion zwischen dem Material, aus welchem die Anschlüsse 51 und 61 bestehen und der Klebstoffzusammensetzung, aus welcher die Haftschicht besteht, auf. Daher können in der Edelgas-Entladungslampe gute Betriebsbedingungen für lange Zeitdauern aufrechterhalten werden. Zusätzlich ist in dem Schutzrohr 13 kein Verbindungsteil ausgebildet; daher kann beispielsweise das Abschälen des laminierten Teils der lichtdurchlässigen Folie 4 und 4A wie bei den vorstehenden Ausführungsformen verhindert werden.
Das Isoliervermögen zwischen den Außenelektroden 5 und 6 kann wirksamer verbessert werden, indem insbesondere eine Isolierbeschichtung mit lichtdurchlässigen Eigenschaften ausgebildet ist, die aus einem Silikonfirnis besteht, der auf die Außenseite der Außenhülle 1A aufgebracht wird, bevor diese durch das Schutzrohr 13 an der Außenseite der Außenhülle 1A abgedeckt wird.
6 zeigt die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die Basiskomponenten der in der 6 gezeigten Edelgas-Entladungslampe sind die gleichen wie diejenigen der in der 1 gezeigten Edelgas-Entladungslampe.
Sie unterscheidet sich jedoch im folgenden Punkt:
Nach dem Befestigen des Schutzrohrs 13 an der Außenseite des Außenlaminats 3, das aus einem wärmeschrumpfbaren Harz, wie beispielsweise PET-Harz und dergleichen besteht, wird das Schutzrohr 13 mit Hitze zum Schrumpfen gebracht.
Nachdem das Schutzrohr 13 auf die Außenseite des Außenlaminats 3, das an der Außenseite der Außenhülle 1A vorgesehen ist, aufgebracht ist, kann darüber hinaus das Schutzrohr 13 zwangsweise mit der Außenseite der lichtdurchlässigen Folie 4 in Kontakt gebracht werden, indem diese auf ungefähr 150°C bis 200°C erwärmt werden und das Schutzrohr 13 durch die Wärme zum Schrumpfen gebracht wird.
Bei dieser Ausführungsform kann, selbst wenn die Edelgas-Entladungslampe unter extremen Bedingungen oder in Situationen, bei denen ein hoher Sicherheitsstandard erforderlich ist, ein Produkt mit hoher Qualität hergestellt werden, indem das Außenlaminat 3 mit dem Schutzrohr 13 bedeckt wird, welches einen hohen Wärmewiderstand und gute Lichtdurchlässigkeitseigenschaften hat.
Insbesondere kann die charakteristische Struktur dieser Ausführungsform bei den in den 2, 3, 5 und 7 gezeigten Edelgas-Entladungslampen angewandt werden.
7 zeigt die siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die Basiskomponenten der in der 7 gezeigten Edelgas-Entladungslampe sind die gleichen wie diejenigen der in der 1 gezeigten Edelgas-Entladungslampe.
Sie unterscheidet sich jedoch im folgenden Punkt:
Die lichtemittierende Schicht 2A ist über die gesamte Innenseite der Außenhülle 1A ausgebildet, d. h. die Apertur 2a ist nicht an der Position entsprechend des ersten Öffnungsteils 7 ausgebildet.
Bei dieser Ausführungsform ist es nicht notwendig, die Positionen von Apertur 2a und erstem Öffnungsteil 7, der durch die Außenelektroden 5 und 6 gebildet ist, abzustimmen; daher kann der Vorgang effizient durch Aufwickeln des Außenlaminats 3 um die Außenseite der Außenhülle 1A durchgeführt werden.
Versuchsbeispiele:
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Verwendung von Versuchsbeispielen erläutert.
Versuchsbeispiel 1
Es wurde die fluoreszente, wasserlösliche Beschichtungslösung mit der untenstehenden Zusammensetzung erhalten.
Fluoreszentes Europium-aktiviertes Barium·Magnesium-Aluminat mit einem Emissionsspektrum im blauen Wellenlängenbereich 65 Gew.%
Fluoreszentes Cerium·Terbium-aktiviertes Lanthanphosphat mit einem Emissionsspektrum im grünen Wellenlängenbereich 15 Gew.%
Fluoreszentes Europium-aktiviertes Yttrium·Gallium-Borat mit einem Emissionsspektrum im roten Wellenlängenbereich 20 Gew.%
Als nächstes wurde die lichtemittierende Schicht 2A durch Beschichten des Inneren der Außenhülle 1A, bestehend aus Bleiglas, mit einem Außendurchmesser von 8 mm, einer Wanddicke von 0,5 mm und einer Länge von 360 mm mit der erhaltenen fluoreszenten, wasserlöslichen Beschichtungslösung.
Dann wurde die Apertur mit einem Öffnungswinkel von 75° durch zwangsweises Abschälen eines Teils der erhaltenen lichtemittierenden Schicht 2A unter Verwendung eines Schabers erhalten.
Darüber hinaus wurde die Schichtmenge der fluoreszenten, wasserlöslichen Beschichtungslösung im Bereich von 3 bis 35 mg/cm² variiert, wie dies in der folgenden Tabelle 1 gezeigt ist. Es wurden mit den gleichen Schritten wie in 11 gezeigt, Edelgas-Entladungslampen hergestellt. Bei diesem Versuchsbeispiel wurde der Öffnungswinkel des ersten Öffnungsteils 7 auf 75° gesetzt und der Öffnungswinkel des zweiten Öffnungsteils 8 war auf 55° gesetzt.
Als nächstes wurden die folgenden Messungen an den bei diesem Versuchsbeispiel erhaltenen Edelgas-Entladungslampen durchgeführt.
(1) Beleuchtungsintensität am Dokument
Die erhaltenen Edelgas-Entladungslampen wurden in eine elektrische Schaltung eingebaut und die Ausgangsspannung (Frequenz auf 30 kHz festgelegt) der Inverterschaltung 12 wurden auf 90% einer feststehenden Spannung (2500 V_o-p) gesetzt. Unter diesen Bedingungen wurden die Beleuchtungsintensitäten an einem Dokument an einem Punkt gemessen, der 8 mm von der Außenhülle entfernt war.
In der Tabelle 1 bedeutet 0, dass die Beleuchtungsintensität des Dokuments 9000 (Lx) oder höher ist, Δ bedeutet, dass der Wert 8500 (Lx) oder darüber und kleiner als 9000 (Lx) ist, und X bedeutet, dass der Wert kleiner als 8500 (Lx) ist.
(2) Der Einfachheitsgrad der Beschichtung (Einfachheitsgrad zum Ausbilden der lichtemittierenden Schicht 2A)
In der Tabelle 1 bedeutet O, dass es leicht war, die fluoreszente, wasserlösliche Beschichtungslösung im Inneren der Außenhülle zu beschichten, Δ bedeutet, dass es einige Schwierigkeiten, aber keine Behinderung beim Beschichten gab, und X bedeutet, dass die Beschichtung schwierig war.
Tabelle 1
Wie in der Tabelle 1 gezeigt, waren die folgenden Punkte klar.
Wenn die Schichtmenge der fluoreszenten, wasserlöslichen Beschichtungslösung in einem Bereich von 10 bis 30 mg/cm² liegt, kann eine ausreichende Beleuchtungsintensität des Dokumentes erzielt werden und die Edelgas-Entladungslampe war brauchbar.
In den Fällen von 5 mg/cm² und 35 mg/cm² waren die Edelgas-Entladungslampen brauchbar, aber die Beleuchtungsintensitäten waren etwas gesenkt.
Im Fall von 3 mg/cm² waren die Gasentladungslampen nicht brauchbar.
Wenn die Edelgas-Entladungslampe eine Schichtmenge von 25 mg/cm² oder darunter hat, kann eine zufriedenstellende lichtemittierende Schicht 2A ausgebildet werden; daher waren die Edelgas-Entladungslampen brauchbar.
Im Fall von 30 mg/cm² kann die Edelgas-Entladungslampe in der Praxis ohne Schwierigkeit verwendet werden; es ist jedoch etwas schwierig, die fluoreszente, wasserlösliche Beschichtungslösung aufzubringen.
Im Fall von 35 mg/cm² konnte keine Edelgas-Entladungslampe mit einer lichtemittierenden Schicht 2A mit gleichförmiger Qualität erzielt werden.
Daher ist es, wie in der Tabelle 1 gezeigt, vorzuziehen, dass die Schichtmenge der fluoreszenten, wasserlöslichen Beschichtungslösung zum Herstellen der lichtemittierenden Schicht 2A im Bereich von 5 mg/cm² bis 30 mg/cm² liegt.
Versuchsbeispiel 2
Es wurden Edelgas-Entladungslampen hergestellt, bei denen die Schichtmenge der fluoreszenten, wasserlöslichen Beschichtungslösung zum Herstellen der lichtemittierenden Schicht 2A (diese Lösung ist die gleiche wie diejenige, die beim Versuchsbeispiel 1 verwendet worden war) bei 15 mg/cm² lag. Die Dicke der Außenhülle 1A wurde im Bereich von 0,18 bis 0,8 mm variiert, wie dies in der folgenden Tabelle 2 gezeigt ist.
Darüber hinaus war der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 auf 75° gesetzt und der Öffnungswinkel θ₂ des zweiten Öffnungsteils 8 war auf 55° gesetzt.
Als nächstes wurden die folgenden Messungen an den Edelgas-Entladungslampen, die bei diesen Versuchsbeispielen erhalten worden waren, durchgeführt.
(1) Beleuchtungsintensität des Dokumentes
Die erhaltenen Edelgas-Entladungslampen wurden in einen elektrischen Schaltkreis eingesetzt und die Ausgangsspannung (Frequenz auf 30 kHz festgelegt) der Inverterschaltung 12 war auf 90% einer feststehenden Spannung (2500 V_o-p) gesetzt. Unter diesen Bedingungen wurden die Beleuchtungsintensitäten an dem Dokument an einem Punkt 8 mm entfernt von der Außenhülle gemessen.
In der Tabelle 2 bedeutet O, dass die Beleuchtungsintensität am Dokument 9000 (Lx) oder darüber beträgt, Δ bedeutet, dass der Wert 8500 (Lx) oder größer und unter 9000 (Lx) beträgt, und X bedeutet, dass der Wert unter als 8500 (Lx) liegt.
(2) Auftreten der intermittierenden Beleuchtung
Das Auftreten der intermittierenden Beleuchtung wurde bewertet.
In der Tabelle 2 bedeutet O, dass die intermittierende Beleuchtung nicht auftrat, und X bedeutet, dass die intermittierende Beleuchtung auftrat.
(3) Vorhandensein von Zerstörung bei den Herstellschritten (Festigkeit)
Bei den Herstellschritten wurde das Vorhandensein von Zerstörung der Außenhüllen 1A der erhaltenen Edelgas-Entladungslampen bewertet.
In der Tabelle 2 beutet O, dass keine Zerstörung der Außenhülle beobachtet werden konnte und die Festigkeit der Außenhülle ausreichend ist; Δ bedeutet, dass eine gewisse Zerstörung der Außenhülle beobachtet werden konnte, aber die Edelgas-Entladungslampen mit Außenhüllen wenigstens verwendbar waren; und X bedeutet, dass eine ernsthafte Zerstörung der Außenhülle beobachtet wurde und die Festigkeit der Außenhülle, d. h. der hergestellten Lampen, schwierig zu verwenden sei.
Tabelle 2
Wie in der Tabelle 2 gezeigt, sind die folgenden Punkte klar.
Bei Betrachtung der Beleuchtungsintensität am Dokument waren die folgenden Punkte klar.
Wenn die Dicke der Außenhülle im Bereich von 0,18 bis 0,5 mm ist, kann eine ausreichende Beleuchtungsintensität des Dokuments erzielt werden.
Wenn die Dicke 0,6 mm beträgt, werden die Beleuchtungsintensitäten etwas vermindert.
Wenn die Dicke 0,7 mm oder darüber ist, sind die Beleuchtungsintensitäten im wesentlichen vermindert. Es wird angenommen, dass die Verminderung durch ein Ansteigen der Widerstandskomponenten verursacht wird.
Wenn die Anwesenheit der intermittierenden Beleuchtung betrachtet wird, wenn die Dicke im Bereich von 0,18 bis 0,6 mm liegt, kann, obwohl die Ausgangsleistung schwach ist, eine intermittierende Beleuchtung nicht bestätigt werden.
Wenn die Dicke 0,7 mm oder darüber beträgt, kann die intermittierende Beleuchtung bestätigt werden.
Bei Betrachtung der Anwesenheit von Zerstörungen in den Herstellschritten waren die folgenden Punkte klar.
Wenn die Dicke der Außenhülle 0,5 mm oder darüber ist, konnte bei den Herstellschritten keine Zerstörung bestätigt werden.
Wenn die Dicke unter 0,4 mm liegt, insbesondere zwischen 0,25 mm und 0,2 mm liegt, wurde eine Zerstörung beobachtet. Wenn zusätzlich die Dicke kleiner als 0,18 mm ist, wird die Zerstörung plötzlich erhöht, daher ist zu bestätigen, dass wenn die Außenhüllen eine Dicke von 0,18 mm oder darunter haben, die mechanische Festigkeit gering ist und sie für die Herstellung in großen Mengen ungeeignet sind.
Daher ist, wie in der Tabelle 2 gezeigt, die Dicke der Außenhülle vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 0,6 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 0,4 bis 0,6 mm.
Versuchsbeispiel 3
Es wurden Edelgas-Entladungslampen hergestellt, bei denen die Schichtmenge der fluoreszenten, wasserlöslichen Beschichtungslösung zum Herstellen der lichtemittierenden Schicht 2A (diese Lösung ist die gleiche wie die bei dem Versuchsbeispiel 1 verwendete) 15 mg/cm² betrug, die Breite der Außenelektroden 5 und 6 auf 8 mm festgelegt war, die Dicke der Außenhülle 1A auf 0,5 mm festgelegt war, der Öffnungswinkel θ₃ der Apertur 2a auf 75° festgelegt war, und der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 im Bereich von 50° bis 105° variiert wurde, wie dies in der Tabelle 3 gezeigt ist.
Darüber hinaus wird der Abstand zwischen den Außenelektroden proportional zum Größerwerden des Öffnungswinkels θ₁ größer und der Abstand zwischen den Außenelektroden 5 und 6 wird proportional mit dem Kleinerwerden des Öffnungswinkels θ₁ kleiner.
Als nächstes wurden die folgenden Messungen an den Edelgas-Entladungslampen, die durch diese Versuchsbeispiele erhalten worden waren, durchgeführt.
(1) Beleuchtungsintensität am Dokument
Die erhaltenen Edelgas-Entladungslampen wurden in die elektrische Schaltung eingesetzt und die Ausgangsspannung (Frequenz auf 30 kHz festgelegt) der Inverterschaltung 12 wurde auf 90% der festen Spannung (2500 V_o-p) gesetzt. Unter diesen Bedingungen wurden die Beleuchtungsintensitäten des Dokumentes an einem Punkt 8 mm entfernt von der Außenhülle gemessen.
In der Tabelle 3 bedeutet O, dass die Beleuchtungsintensität des Dokumentes 9000 (Lx) oder darüber ist, Δ bedeutet, dass der Wert 8500 (Lx) oder darüber und weniger als 9000 (Lx) ist und X bedeutet, dass der Wert unterhalb von 8500 (Lx) liegt.
(2) Auftreten von dielektrischem Durchschlag
Das Auftreten von dielektrischem Durchschlag zwischen den Außenelektroden 5 und 6 (in dem zweiten Öffnungsteil 8) wurde bewertet.
In der Tabelle 3 bedeutet O, dass kein dielektrischer Durchschlag auftrat; Δ, dass dielektrischer Durchschlag selten auftrat, aber die Edelgas-Entladungslampen der Außenhüllen wenigstens verwendbar waren; und X bedeutet, dass dielektrischer Durchschlag häufig auftrat.
Tabelle 3
Wie in der Tabelle 3 gezeigt, waren die folgenden Punkte klar.
Wenn der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 im Bereich von 65° bis 105° liegt, kann eine ausreichende Beleuchtungsintensität des Dokuments erzielt werden.
Im Fall von 60° wurde die Beleuchtungsintensität etwas vermindert.
Im Fall von 55° oder darunter waren die Beleuchtungsintensitäten im wesentlichen gesenkt. Es wird angenommen, dass diese Verminderung deswegen auftritt, weil der Abstand zwischen den Außenelektroden festliegt; daher wird der Öffnungswinkel θ₂ des zweiten Öffnungsteils 8 relativ groß: wenn der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 klein wird. Als ein Ergebnis entweicht Licht aus dem zweiten Öffnungsteil 8, daher sinkt die Intensität aus dem ersten Öffnungsteil 7.
Bei der Edelgas-Entladungslampe mit 90° oder kleinerem Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 wurde kein dielektrischer Durchschlag in der zweiten Öffnung beobachtet.
Im Fall von 95° und 100° kann in der zweiten Öffnung ein gewisser dielektrischer Durchschlag beobachtet werden.
Wenn der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 105° beträgt, tritt der dielektrische Durchschlag häufig auf, es ist schwierig die hohe Qualität der Edelgas-Entladungslampe aufrechtzuerhalten.
Darüber hinaus betrug in den Fällen, bei denen die Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 100° und 105° betrugen, der Abstand zwischen den Außenelektroden, d. h. die Länge der zweiten Öffnung in der Außenhülle, jeweils 2,1 mm bzw. 1,7 mm.
Daher ist es, wie in Tabelle 3 gezeigt, vorzuziehen, dass die Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 im Bereich von 60 bis 100° liegen und die Länge der zweiten Öffnung in der Außenhülle ungefähr 2 mm oder größer ist, wenn der Abstand zwischen den Außenelektroden festgelegt ist.
Versuchsbeispiel 4
Es wurden Edelgas-Entladungslampen hergestellt, bei denen die Schichtmenge der fluoreszenten, wasserlöslichen Beschichtungslösung zum Herstellen der lichtemittierenden Schicht 2A (diese Lösung ist die gleiche wie die beim Versuchsbeispiel 1 verwendete) 15 mg/cm² betrug, der Abstand zwischen den Außenelektroden 5 und 6 entlang der Außenhülle 1A in dem zweiten Öffnungsteil 8 war auf 2 nun festgelegt, der Öffnungswinkel θ₃ der Apertur 2a war auf 75° festgelegt, die Dicke der Außenhülle 1A war auf 0,5 nun festgelegt und der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 wurde im Bereich von 50° bis 140° variiert, wie dies in der Tabelle 4 gezeigt ist.
Darüber hinaus wird der Abstand zwischen den Außenelektroden 5 und 6 proportional zu dem Größerwerden des Öffnungswinkels θ₁ größer und der Abstand zwischen den Außenelektroden 5 und 6 wird proportional zu dem Kleinerwerden des Öffnungswinkels θ₁ kleiner.
Als nächstes wurde die folgende Messung an den bei diesem Versuchsbeispiel erhaltenen Edelgas-Entladungslampen durchgeführt.
(1) Beleuchtungsintensität am Dokument
Die erhaltenen Edelgas-Entladungslampen wurden in eine elektrische Schaltung eingesetzt und die Ausgangsspannung (Frequenz auf 30 kHz festgelegt) der Inverterschaltung 12 war auf 90% der feststehenden Spannung (2500 V_o-p) gesetzt. Unter diesen Bedingungen wurden die Beleuchtungsintensitäten des Dokumentes an einem Punkt 8 mm von der Außenhülle entfernt gemessen.
In der Tabelle 4 bedeutet O, dass die Beleuchtungsintensität des Dokuments 9000 (Lx) oder größer ist, Δ bedeutet, dass der Wert 8500 (Lx) oder größer oder unter 9000 (Lx) liegt und X bedeutet, dass der Wert unter 8500 (Lx) liegt.
Tabelle 4
Wie in der Tabelle 4 gezeigt, sind die folgenden Punkte klar.
Wenn der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 im Bereich von 70° bis 100° liegt, kann eine ausreichende Beleuchtungsintensität des Dokuments erzielt werden.
In den Fällen von 60° und einem Bereich von 110° bis 120° wurden einige Beleuchtungsintensitäten vermindert.
In den Fällen von 50° und einem Bereich von 130° bis 140° wurden die Beleuchtungsintensitäten wesentlich vermindert.
Wenn der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7, insbesondere im Bereich von 130° bis 140° ist, kann keine ausreichende elektrische Energie erzielt werden, weil der Abstand zwischen den Außenelektroden eng ist; daher sinken die Beleuchtungsintensitäten wesentlich.
Wenn der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 im Bereich von 110° bis 120° ist, kann die Beleuchtungsintensität des Dokuments etwas gesenkt werden. Es wird angenommen, dass diese Verminderung aus dem gleichen Grund verursacht wird wie beim Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 im Bereich von 130° bis 140°.
Daher ist es, wie in der Tabelle 4 gezeigt, vorzuziehen, dass die Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils 7 im Bereich von 60° bis 100° liegen, wenn der Abstand zwischen den Außenelektroden in dem zweiten Öffnungsteils 8 festliegt.

Claims

Edelgasentladungslampe mit: einer Außenhülle (1A) mit einer lichtemittierenden Schicht (2A) bestehend aus wenigstens einer fluoreszenten Substanz, wobei die lichtemittierende Schicht (2A) im Inneren der Hülle ausgebildet ist, und zwei metallischen Außenelektroden (5, 6) in Bandform, die an der gesamten Länge der Außenseite der Außenhülle (1A) so angeklebt sind, dass beide Elektroden (5, 6) mit einem gewissen Abstand voneinander getrennt sind, und einen ersten Öffnungsteil (7) und einen zweiten Öffnungsteil (8) bilden; dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtmenge der fluoreszenten Substanz im Bereich von 5 bis 30 mg/cm² liegt.
Edelgasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Außenhülle (1A) im Bereich von 0,2 bis 0,6 mm liegt.
Edelgasentladungslampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenseite der Außenhülle (1A) mit einem Isoliermaterial so beschichtet ist, dass die Außenelektroden (5, 6) abgedeckt sind.
Edelgasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der Außenhülle (1A) an einer Position entsprechend dem ersten Öffnungsteil (7) eine Öffnung (2a) ausgebildet ist, in welcher die lichtemittierende Schicht (2A) nicht ausgebildet ist.
Edelgasentladungslampe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils (7) größer als der Öffnungswinkel θ₂ des zweiten Öffnungsteils (8) ist.
Edelgas-Entladungslampe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel θ₃ der Öffnung (2a) größer als der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils (7) ist und die lichtemittierende Schicht (2) so ausgebildet ist, dass die Grenzlinie zwischen der Öffnung (2a) und der lichtemittierenden Schicht (2A) sich nicht in den ersten Öffnungsteil (7) erstreckt.
Edelgas-Entladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel θ₁ des ersten Öffnungsteils (7) im Bereich von 60 bis 120° liegt.
Edelgas-Entladungslampe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der einen Außenelektrode (5) und der anderen Elektrode (6) in dem zweiten Öffnungsteil (8) wenigstens 2 mm beträgt.
Edelgas-Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite der Außenelektroden (5, 6) eine Schicht mit hohen Lichtreflektionseigenschaften aufgebracht ist, wo die Außenelektroden (5, 6) die Außenhülle (1A) berühren.
Edelgas-Entladungslampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliermaterial wenigstens ein Material ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus einem Schutzrohr (13) aus Wärmeschrumpfharz und einer lichtdurchlässigen Folie (4, 4A).