JP2001155685A

JP2001155685A - 放電ランプ

Info

Publication number: JP2001155685A
Application number: JP34140499A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Ishibashi; 久志石橋
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2001-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】発光管12の長手方向の配光分布を均一化す
る。【解決手段】発光管12の外面の略対向する位置に、一
対の電極14を発光管12の長手方向に沿って設ける。各電
極14は、発光管14の長手方向と交差する方向の最大幅を
発光管12の管外径の２５〜７５％の範囲とする。発光管
12の表面積に対する電極14の面積の割合を小さくするこ
とで電極14からの放熱を少なくし、発光管12の両端域で
の配光の低下を抑制し、発光管12の長手方向の配光分布
を均一化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外面電極形の放電
ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、外面電極形の放電ランプは、例え
ば、複写機やイメージスキャナなどの画像読取装置の光
源として用いられている。この画像読取装置では、原稿
などが載置された画像読取面の下側に沿って移動するキ
ャリッジに、このキャリッジが移動する方向（以下、副
走査方向という）に直交する方向（以下、主走査方向と
いう）が長手方向となるように放電ランプを搭載し、キ
ャリッジが副走査方向に移動する読取動作時において、
放電ランプからの光を画像読取面に照射するとともに、
その画像読取面で反射する光を光学系のミラーおよびレ
ンズを通じてＣＣＤなどの撮像素子に導いて読み取って
いる。

【０００３】そして、外面電極形の放電ランプは、円筒
状に形成されて放電媒体が封入された発光管を有し、こ
の発光管の外面の略対向する位置で発光管の長手方向に
沿って一対の電極が設けられ、これら電極間に発光管の
内部での放電にて発光した光を外部に照射するアパーチ
ャ部が形成されている。各電極の長手方向と交差する方
向の最大幅は、発光効率の観点から、発光管の管外径の
８０〜１１０％の範囲に形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
放電ランプでは、図７に配光特性図（横軸は発光管の長
手方向の位置、縦軸は発光管の中央部を１００％とした
配光の相対値）の一例を示すように、発光管のアパーチ
ャ部の全長Ｌ₀に対して中央域を配光分布が安定した有
効発光領域Ｌ₁として使用するが、この有効発光領域Ｌ₁
の範囲内でも中央域に対して両端域での配光が低下し、
発光管の長手方向の配光分布が均一にならない問題があ
る。これは、発光管の外面に設けられる各電極の長手方
向と交差する方向の最大幅が、発光管の管外径の８０〜
１１０％の範囲に形成されていて、発光管の表面積に占
める電極の面積の割合が多いため、この電極からの放熱
による影響で、発光管の長手方向の温度分布が不均一に
なり、両端域の配光が低下するものと考えられる。その
ため、発光管の一端側において各電極に給電用のハーネ
スが接続されるので、ハーネスを通じて熱が奪われ、発
光管の一端側の配光つまり図７の左側の配光が低下する
傾向にある。

【０００５】また、画像読取装置に用いられるレンズ
は、図６に示すように、レンズの中央部（０位置）から
離れるに従って、レンズ内を透過する光の距離が長くな
るために、透過率が低下する特性があり、つまり、読み
取る原稿の中央域に対して両端域の光透過率分布が均一
にならない。そのため、放電ランプ自体の配光特性と画
像読取装置のレンズの光透過率特性とが、中央域に対し
て両端域の配光が低下するという同様の特性を示し、相
乗的に原稿の両端域での読取に影響する問題を有してい
る。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、発光管の長手方向の配光分布の均一化や配光分布
の制御ができる放電ランプを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の放電ラン
プは、内部に放電媒体が封入された長尺状の発光管と；
発光管の外面の略対向する位置で発光管の長手方向に沿
って設けられ、発光管の長手方向と交差する方向の最大
幅が発光管の管外径の２５〜７５％の範囲に形成された
一対の電極と；を具備しているものである。

【０００８】そして、発光管の外面の略対向する位置で
発光管の長手方向に沿って設ける一対の電極を、発光管
の長手方向と交差する方向の最大幅が発光管の管外径の
２５〜７５％の範囲となるように形成したので、発光管
の表面積に対する電極の面積の割合を小さくして電極か
らの放熱を少なくし、発光管の両端域での配光の低下を
抑制し、発光管の長手方向の配光分布を均一化する。

【０００９】請求項２記載の放電ランプは、内部に放電
媒体が封入された長尺状の発光管と；発光管の外面の略
対向する位置で発光管の長手方向に沿って設けられた一
対の電極と；一対の電極間に位置して発光管の一部に設
けられ、発光管の内部での放電にて発光した光を外部に
照射するアパーチャ部と；発光管のアパーチャ部の長手
方向の両端域を除く中央域に設けられ、アパーチャ部の
中央域からの光の透過を規制する光透過規制体と；を具
備しているものである。

【００１０】そして、発光管のアパーチャ部の長手方向
の両端域を除く中央域に設けた光透過規制体により、ア
パーチャ部の中央域からの光の透過を規制するので、発
光管の長手方向の配光分布を均一化したり、発光管の中
央域よりも両端域の配光を高めた配光分布とするなど、
配光分布を制御可能とする。

【００１１】請求項３記載の放電ランプは、請求項２記
載の放電ランプにおいて、光透過規制体の光透過率は４
０〜９５％である。

【００１２】そして、この構成により、光透過規制体の
光透過率を４０〜９５％とすることで、発光管の長手方
向に均一化した配光分布や、発光管の中央域よりも両端
域の配光を高めた配光分布を達成可能とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００１４】図１ないし図３に放電ランプの一実施の形
態を示し、図１は放電ランプの断面図、図２は放電ラン
プの側面図、図３は放電ランプの配光特性図である。

【００１５】図１および図２において、11は放電ランプ
で、この放電ランプ11は、外面電極形蛍光ランプであ
り、例えばガラスなどの透光性を有する素材にて、管直
径Ｄが約８〜１０ｍｍ程度、長さが約２００〜４５０ｍ
ｍ程度、肉厚が約０．５ｍｍ程度の円筒状に形成されて
いるとともに、両端が閉塞されて密閉された発光管12を
有している。この発光管12内には、放電空間13が形成さ
れ、この放電空間13には、放電媒体として、例えばキセ
ノン（Ｘｅ）を主体とした希ガスが４０ｋＰａ程度の圧
力で封入されている。

【００１６】発光管12の外面には、発光管12の長手方向
と交差する円周方向に例えば約４ｍｍ以上の幅Ｗ_Aをあ
けて略対向する位置に、その発光管12の長手方向と交差
する円周方向の最大幅Ｗ_Eが発光管12の管外径Ｄの２５
〜７５％となる割合で、発光管12の長手方向に沿って平
行状に、一対の電極14が設けられている。これら各電極
14は、例えば、アルミ薄膜で、透明接着層を介して発光
管12の外面に貼り付けられている。一方の電極14は、他
方の電極14に隣接する縁部が複数の凸部16と複数の凹部
15とを交互に有する凹凸状に形成されている。

【００１７】発光管12には、一対の電極14間に位置し、
発光管12の長手方向に沿ってスリット状で、発光管12の
内部での放電にて発光した可視光を外部に照射するアパ
ーチャ部17が形成されている。

【００１８】発光管12の内面には、アパーチャ部17を除
いた部分に蛍光基体層18および蛍光体層19が順に塗布形
成されている。この蛍光基体層18は、発光管12の内部で
の放電にて発光した可視光や蛍光体層19を励起する紫外
線を反射させる反射層として構成されている。蛍光体層
19は、発光管12の内部での放電にて発生する紫外線にて
励起され、この紫外線を可視光に変換する作用を有す
る。

【００１９】発光管12の一端側において、各電極14の一
端部に給電用のハーネス20がそれぞれ接続されている。
発光管12の両端には保持部材21，22が取り付けられてい
る。

【００２０】そして、放電ランプ11の一対の電極14間に
点灯回路で５０ｋＨｚ以上の高周波電圧を印加すること
により、これら一対の電極14間で、発光管12の内部にあ
る電子が電界へ引かれて移動し、放電する。この放電に
より流れる電子は発光管12内に封入された希ガス、例え
ばキセノンの原子を励起し、紫外線を発生する。この紫
外線により蛍光体層19の蛍光体物質を励起し、紫外線を
可視光に変換する。可視光は、発光管12のアパーチャ部
17を通じて外部に照射される。

【００２１】この放電ランプ11の配光特性を図３に示
す。図３では、横軸を発光管12の長手方向の位置、縦軸
を発光管12の中央部を１００％とした配光の相対値と
し、全点灯状態に対して０．７５〜０．２５％までの
０．０５％段階で調光した各調光状態での配光特性を示
し、発光管12のアパーチャ部17の全長をＬ₀、アパーチ
ャ部17の中央域の有効発光領域をＬ₁とする。放電ラン
プ11の調光は、電流の断続を時間制御するデューティ制
御により実行する。

【００２２】図３に示すように、有効発光領域Ｌ₁にお
いて、中央域に対する両端域の配光の低下が少なくな
り、発光管12の長手方向の配光分布が均一化された。特
に、調光の割合が低く、全点灯状態に近くなるほど、発
光管12の長手方向の配光分布が均一化された。また、調
光の割合が高くても、中央域に対する両端域の配光の低
下を最低限まで押えることができる。

【００２３】このように、発光管12の長手方向の配光分
布が均一化されたのは、発光管12の外面の略対向する位
置で発光管12の長手方向に沿って設ける一対の電極14
を、発光管12の長手方向と交差する方向の最大幅Ｗ_Eが
発光管12の管外径Ｄの２５〜７５％の範囲となるように
形成したことで、発光管12の表面積に対する電極14の面
積の割合が小さくなって、電極14からの放熱が少なくな
ることにより、発光管12の長手方向の温度分布が均一化
され、発光管12の両端域での配光の低下が抑制できる。

【００２４】また、一方の電極14については、他方の電
極14に隣接する縁部を凹凸状に設けているので、一方の
電極14の各凸部16の部分と他方の電極14との間で放電が
集中し、配光分布を均一化できる。なお、一対の電極14
の両方の隣接する縁部を凹凸状にした場合、放電の集中
が顕著になって、大電力形の放電ランプでは局部的に温
度上昇してソーダ鉛ガラスなどでは誘電正接が増大して
ガラスが破壊されたり、放電の衝撃で蛍光体剥離が生じ
るおそれがある。したがって、一方の電極14の縁部のみ
を凹凸状に設けることで、発光管12や蛍光体層19に損傷
などの影響を与えることなく、一方の電極14の各凸部16
と他方の電極14との間で放電をそれぞれ集中させ、長手
方向の配光分布を均一化できる。

【００２５】また、蛍光基体層18により、発光管12の内
部での放電にて発光した可視光や蛍光体層19を励起する
紫外線を反射させるので、効率を向上できる。

【００２６】次に、図４および図５に放電ランプの他の
実施の形態を示し、図４は放電ランプの断面図、図５は
放電ランプの側面図である。なお、図１ないし図３の実
施の形態と同一の構造については同一符号を用いてその
説明を省略する。

【００２７】放電ランプ11の発光管12の外面に、一対の
電極14を含む発光管12の外面全体を覆って保護チューブ
31が設けられ、この保護チューブ31の外面で有効発光領
域Ｌ ₁の両端域を除く中央域にアパーチャ部17を通じて
外部に照射される光の透過率を低下させる光透過規制体
32が設けられている。この光透過規制体32は、例えば、
発光管12の外部に被着させてから熱収縮させて一体化し
た熱収縮チューブや、耐熱温度が８０℃以上の粘着材を
介して貼り付けたシートにて構成され、光透過率が４０
〜９５％とされている。

【００２８】そして、発光管12のアパーチャ部17の長手
方向の両端域を除く中央域に設けた光透過規制体32によ
り、アパーチャ部17の中央域からの光の透過を規制す
る。そのため、光透過規制体32の光透過率の設定によ
り、発光管12の長手方向の配光分布を均一化できる。

【００２９】または、この放電ランプ11を使用する例え
ば画像読取装置のレンズが、図６に示すように、レンズ
の中央部（０位置）から離れるに従って、レンズ内を透
過する光の距離が長くなるために、透過率が低下する特
性があり、つまり、読み取る原稿の中央域に対して両端
域の光透過率分布が均一にならない場合には、光透過規
制体32の光透過率の設定により、発光管12の中央域より
も両端域の配光を高めた配光分布の放電ランプ11を使用
することにより、全体照度は低下するが、この放電ラン
プ11の配光特性と画像読取装置のレンズの光透過率特性
との組み合わせで、レンズを通じて撮像素子に到達した
ときの長手方向の配光分布を均一化でき、原稿の両端域
での読取精度を向上できる。

【００３０】このように、発光管12のアパーチャ部17の
長手方向の両端域を除く中央域に設けた光透過規制体32
により、アパーチャ部17の中央域からの光の透過を規制
するので、発光管12の長手方向の配光分布を均一化した
り、発光管12の中央域よりも両端域の配光を高めた配光
分布とするなど、放電ランプ11を使用する画像読取装置
などの機器の特性に合わせて、配光分布を任意に制御で
きる。

【００３１】しかも、光透過規制体32の光透過率を４０
〜９５％とすることで、発光管12の長手方向に均一化し
た配光分布や、発光管12の中央域よりも両端域の配光を
高めた配光分布を達成できる。

【００３２】なお、光透過規制体32は、発光管12の周方
向全体を覆うように設けることで発光管12を保護できる
が、少なくともアパーチャ部17にのみ設けるだけでも配
光分布を制御でき、また、アパーチャ部17に対して塗布
によって形成する膜でもよい。

【００３３】

【発明の効果】請求項１記載の放電ランプによれば、発
光管の外面の略対向する位置で発光管の長手方向に沿っ
て設ける一対の電極を、発光管の長手方向と交差する方
向の最大幅が発光管の管外径の２５〜７５％の範囲とな
るように形成したので、発光管の表面積に対する電極の
面積の割合を小さくして電極からの放熱を少なくし、発
光管の両端域での配光の低下を抑制し、発光管の長手方
向の配光分布を均一化できる。

【００３４】請求項２記載の放電ランプによれば、発光
管のアパーチャ部の長手方向の両端域を除く中央域に設
けた光透過規制体により、アパーチャ部の中央域からの
光の透過を規制するので、発光管の長手方向の配光分布
を均一化したり、発光管の中央域よりも両端域の配光を
高めた配光分布とするなど、配光分布を制御できる。

【００３５】請求項３記載の放電ランプによれば、請求
項２記載の放電ランプの効果に加えて、光透過規制体の
光透過率を４０〜９５％とすることで、発光管の長手方
向に均一化した配光分布や、発光管の中央域よりも両端
域の配光を高めた配光分布を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す放電ランプの断面
図である。

【図２】同上放電ランプの側面図である。

【図３】同上放電ランプの配光特性図である。

【図４】他の実施の形態を示す放電ランプの断面図であ
る。

【図５】同上放電ランプの側面図である。

【図６】同上放電ランプを使用する画像読取装置のレン
ズの光透過率分布図である。

【図７】従来の放電ランプの配光特性図である。

【符号の説明】

11 放電ランプ 12 発光管 14 電極 17 アパーチャ部 32 光透過規制体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に放電媒体が封入された長尺状の発
光管と；発光管の外面の略対向する位置で発光管の長手
方向に沿って設けられ、発光管の長手方向と交差する方
向の最大幅が発光管の管外径の２５〜７５％の範囲に形
成された一対の電極と；を具備していることを特徴とす
る放電ランプ。
【請求項２】内部に放電媒体が封入された長尺状の発
光管と；発光管の外面の略対向する位置で発光管の長手
方向に沿って設けられた一対の電極と；一対の電極間に
位置して発光管の一部に設けられ、発光管の内部での放
電にて発光した光を外部に照射するアパーチャ部と；発
光管のアパーチャ部の長手方向の両端域を除く中央域に
設けられ、アパーチャ部の中央域からの光の透過を規制
する光透過規制体と；を具備していることを特徴とする
放電ランプ。
【請求項３】光透過規制体の光透過率は４０〜９５％
であることを特徴とする請求項２記載の放電ランプ。