JP2001283787A - 放電ランプ装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】点灯中のランプ温度が過度に上昇するのを抑え
かつ絶縁処理が容易な外部電極を備えた放電ランプ、こ
れを用いた照明装置を提供する。 【解決手段】放熱手段４０は、絶縁性を有しかつ熱伝導
率が高いシリコーンゴムで形成されている弾性部材であ
り、外部電極１２を被包するようにかつ外部電極１２の
長手方向に接触するようにケース２０の収納空間２２内
に設けられている。本発明は、放熱手段４０が外部電極
１２を被包するように導熱的に形成されてかつ通気孔５
０が形成されていることにより、電力を増加させてもラ
ンプ全体の温度が過度に上昇するのを抑えることがで
き、紫外線放射効率の低下を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放電ランプ装置およ
び照明装置に関する。

【従来の技術】透光性放電容器の内部にキセノンなどの
希ガスを放電媒体として封入してなる放電ランプは、環
境負荷の大きい水銀を使用せず、低温時の光束立ち上が
り特性が良好であるという利点があるので注目されてい
る。しかし、透光性放電容器の両端の内部に一対の電極
を封装した構造の希ガスを封入した放電ランプは、低圧
水銀蒸気放電ランプに比べて発光効率が低い。

【０００２】そこで、一対の電極を透光性放電容器の外
面の長手方向に沿って互いに離間して配設した外部電極
形にすることにより、発光量を増加させることができ、
読取用などに用いられるようになってきた。しかし、こ
の外部電極形放電ランプは、点灯方式によっては放射ノ
イズが多く、とともに電極間の絶縁が困難であるという
欠点がある。

【０００３】さらに、一方の電極を外部電極とし、他方
の電極を透光性放電容器内の中心軸上に延在する内部電
極とした放電ランプが特開平２−３０９５５２号公報に
開示されている。この放電ランプは、透光性放電容器の
全長にわたり外部電極と内部電極とを設けたことによ
り、透光性放電容器の全長にわたり均一な輝度分布で発
光させるようにしたものである。

【発明が解決しようとする課題】上述した少なくとも一
方が外部電極からなる放電ランプは、入力電力が増加す
るにしたがってランプ全体の温度が上昇し、特に透光性
放電容器の温度上昇にともない容器の電気的特性が変化
することによって放電による紫外線の放射効率が低下
し、放電ランプの発光量が低下するという問題がある。

【０００４】また透光性容器の周縁に沿って配設されて
いる外部電極の縁部が外部に露出していると、露出部近
傍に発生する縁面放電によりオゾン臭が発生することが
ある。これを防ぐために外面電極全体を絶縁被覆で覆う
必要があるが、このように放電ランプ個々に絶縁処理を
施す作業は煩雑であるので、製造コストが上昇してしま
うという問題があった。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、点灯中のランプ温度が過度に上昇するのを抑え
かつ絶縁処理が容易な外部電極を備えた放電ランプ、こ
れを用いた照明装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】請求項１の放電ランプ装
置は、細長い透光性放電容器と；透光性放電容器内に封
入された希ガスを主体とする放電媒体と；透光性放電容
器の内部に放電を生起させるように少なくとも一方は透
光性放電容器の外面にその長手方向に沿って配設された
外部電極によって構成されている一対の電極と；外部電
極を被包するように導熱的に接触しながらその長手方向
に沿って延在するように電気絶縁性を有する弾性部材で
形成された放熱手段と；を具備していることを特徴とし
ている。

【０００６】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【０００７】細長い透光性放電容器は、ガラスバルブを
用いるのが好適であるが、要すれば透光性セラミックス
などによって形成したものでもよい。なお、ガラスとし
ては、軟質ガラス、半硬質ガラス、硬質ガラス、石英ガ
ラスなどを適宜用いることができる。

【０００８】放電容器が透光性であるとは、放電容器全
体が透光性であることを要件とするものではなく、少な
くとも放電に伴って発生する光を導出する部分が透光性
であればよい。

【０００９】放電容器が細長いとは、放電容器の径の２
倍以上の長さを備えていることをいう。

【００１０】また、放電容器の管径は、特に制限されな
いが、３〜１４ｍｍの範囲が好適である。

【００１１】さらに、放電容器は、直管状および曲管状
のいずれでもよい。曲管状としては、たとえばＵ字状、
環状、半円状など種々の形状を採用することができる。

【００１２】また透光性放電容器から発光を特定の方向
へ集中的に導出させたい場合には、透光性放電容器の長
手方向に沿って光導出用のスリット状である光導出部を
形成し、光導出部以外の部分に反射膜を形成すると効果
的である。反射膜は、反射率の高い酸化チタンなどの微
粒子によって透光性放電容器の内面または外面に形成す
ることができる。

【００１３】放電媒体は、希ガスを主体とし、希ガスは
キセノン、ネオン、アルゴン、クリプトンなどであるこ
とを許容する。また、希ガスの他に希ガスのハロゲン化
物やハロゲン単体が添加されていてもよい。ハロゲンと
しては、ヨウ素、臭素、塩素を用いることができる。数
ｍｇから数気圧の範囲で蒸気として存在する元素であれ
ば、放電が可能である。

【００１４】希ガスがキセノンのように放電によって紫
外線を発生する場合には、透光性放電容器の内面側など
に紫外線により励起されて可視光を発生する蛍光体層を
備えることができる。この蛍光体層は、光導出部に形成
しないいわゆるアパーチャ形および透光性放電容器内面
の全周に蛍光体を形成し光導出部以外の部分に反射膜を
形成する反射形のいずれに構成してもよい。

【００１５】一対の電極の少なくとも一方は、透光性放
電容器の外面に配設された外部電極である。

【００１６】また、外部電極は、アルミニウムなどの金
属箔、導電性塗料膜、金属蒸着膜、透明性導電膜、金属
板および透光性放電容器の長手方向に螺旋状となるよう
に巻かれる金属線などを適宜用いることができる。

【００１７】他方の電極は、外部電極および内部電極い
ずれであってもよい。

【００１８】内部電極の場合、透光性放電容器の長手方
向のほぼ全長にわたる板状または線状の形態にすること
ができる。また、このような長尺な内部電極を透光性放
電容器の一端のみ封着してもよいし、両端に封着しても
よい。

【００１９】さらに、透光性放電容器の一方の端部また
は両端それぞれに独立した内部電極を封装して、これら
の電極をもって他方の内部電極とすることができる。こ
の両端に独立した内部電極の場合には、両内部電極を同
電位にして、外部電極との間に電圧が印加される。

【００２０】さらにまた、内部電極は、冷陰極および熱
陰極のいずれであってもよい。

【００２１】さらにまた、内部電極を放電容器の両端に
封装するには、フレアシール、ビードシール、ピンチシ
ールなど既知の各種シール手段を適宜選択して用いるこ
とができる。

【００２２】なお、一対の電極が外部電極を一方の電極
とし内部電極を他方の電極としている構成のものを以下
内外電極と称する。

【００２３】放熱手段は、外面電極が外部に露出しない
ように外面電極全体を被包するように形成される。

【００２４】放熱手段を外部電極に接触させて導熱関係
に配設することにより、外部電極からの放熱量を多くし
て、ランプ全体の温度を効果的に低下させることができ
る。

【００２５】また放熱手段は、外部電極と導熱関係にの
みに結合させかつ電気絶縁性を有するので、好ましくは
熱伝導性にして絶縁材料たとえばシリコーン樹脂などを
用いて形成される。さらに本発明の好ましい形態として
は、放熱手段を絶縁性の樹脂を用いて上記に述べた外面
電極全体が被包可能な形状に形成することにより、従来
のような外面電極に直接設けられていた煩雑な絶縁処理
を行なう必要がない。しかし、外部電極に対し絶縁皮膜
が付加的に施されるものも許容する。

【００２６】さらに、放熱手段が外部電極の長手方向に
接触しながら延在し、弾性を有するように形成されるの
で、放熱の効率が向上することに加えて透光性放電容器
および外面電極が受ける外部からの衝撃を吸収すること
ができ、透光性放電容器および外面電極を保護すること
ができる。

【００２７】請求項１記載の放電ランプ装置は、少なく
とも一方が外部電極である一対の電極間に比較的高い電
圧を透光性放電容器壁を誘電体として介在させて印加す
ることによって紫外線が発生し、紫外線が放射される。

【００２８】また従来の外部電極を有する希ガス放電ラ
ンプ装置は、入力電力を増加させるとランプ全体の温度
上昇にともない紫外線放射効率が低下するが、請求項１
記載の放電ランプ装置は、入力電力が増加するときのラ
ンプ全体の温度上昇、特に透光性放電容器の温度上昇が
放熱手段により抑制される。

【００２９】請求項１の発明の放電ランプ装置は、放熱
手段が外部電極を被包するように導熱的に形成されてい
ることにより、入力電力を増加させてもランプ全体の温
度上昇を抑制することができ、紫外線放射効率の低下を
防止することができる。

【００３０】また放熱部材を絶縁性材料で形成すること
により、従来の外部電極に直接設けるような煩雑な絶縁
処理を施すことがない。

【００３１】さらにまた、弾性部材で放熱手段が形成さ
れていることにより、透光性放電容器および外部電極が
外部からの衝撃により破損することを防ぐことができ
る。

【００３２】請求項２の放電ランプ装置は、請求項１記
載の放電ランプ装置において、一対の電極は、外部電極
を一方の電極とし、透光性放電容器の長手方向の両端に
封装された内部電極を他方の電極としていることを特徴
としている。

【００３３】請求項２の発明の放電ランプ装置は、一対
の電極は、外部電極を一方の電極とし、他方の電極を内
部電極としていることにより、一方の電極のみに放熱手
段を設ければよいので、放熱手段をより容易に形成する
ことができる。

【００３４】請求項３の放電ランプ装置は、請求項１ま
たは２記載の放電ランプにおいて、透光性放電容器は、
偏平形状であることを特徴としている。

【００３５】透光性放電容器が断面円状となるような円
柱形状で形成されていると、この円柱形状の透光性放電
容器外面に外部電極である金属箔を接着または外部電極
である導電性塗料膜の塗着などの外部電極の形成が煩雑
となる。しかしながら透光性放電容器を偏平形状とする
ことで透光性放電容器に形成された平坦部に外部電極を
形成することが容易となる。

【００３６】また一対の電極が内外電極にて形成されて
いる場合には、アパーチャ形の放電ランプ装置を用いる
ことが好ましい。これは透光性放電容器を偏平形状とす
ることにより、導光用のスリットであるアパーチャが光
出射方向に対して広く形成することができ、光出射の効
率を向上することができるからであるが、反射形の放電
ランプ装置を用いることも許容する。

【００３７】請求項３の発明の放電ランプは、透光性放
電容器が偏平形状で形成されるので、外部電極の形成を
容易とすることができる。また一対の電極が内外電極で
形成されている場合には、光出射の効率を向上すること
ができる。

【００３８】請求項４の照明装置は、請求項１ないし３
いずれか一記載の放電ランプ装置と；放電ランプ装置を
点灯させる点灯回路と；放電ランプ装置および点灯回路
が配設される照明装置本体と；を具備することを特徴と
している。

【００３９】点灯回路は、放電ランプ装置が点灯可能な
電力を出力して放電ランプ装置に供給するものである
が、その電力は高周波であることが好ましい。高周波電
力の出力電圧波形は、正弦波交流、正弦波交流に直流が
重畳した非対称交流およびパルスなどのいずれであって
もよい。また、パルスに代えて正弦波交流の半波整流波
形であってもよい。なお、本発明において、高周波とは
１ｋＨｚ以上の周波数または繰り返し周波数をいう。実
際的には４〜２００ｋＨｚの範囲が好適である。

【００４０】照明装置本体は、放電ランプ装置および点
灯回路が配設できればよく、後述する照明装置から放電
ランプ装置および点灯回路を除いた残余の部分をいう。
照明装置は、放電ランプ装置の発光を利用するあらゆる
装置を含む広い概念であり、たとえばバックライト装
置、画像読取装置および画像読取装置を含むとともに、
これらを組み込んだ各種ＯＡ装置、照明器具および表示
装置などをも含むものである。さらに、本発明をバック
ライト装置に適用する場合、直下式バックライト装置お
よびサイドライト式バックライト装置のいずれであって
も効果的である。

【００４１】請求項４の発明の照明装置は、請求項１な
いし３いずれか一記載の作用を要する。

【００４２】請求項５の照明装置は、請求項４記載の照
明装置において、照明装置本体は、放熱ランプ装置の放
熱手段と対向するように通気孔が形成されていることを
特徴としている。

【００４３】通気孔は、外部電極とほぼ同様の長さを有
するように透光性放電容器の長手方向に沿って照明装置
本体内部と外部とが連通するように形成されてもよい
し、所定の間隔を有して透光性放電容器の長手方向に沿
って照明装置本体の内部と外部とが連通するような開孔
を複数設けることもできる。要するに、外部電極からの
放熱効率が向上され、放電媒体の温度上昇をさらに効果
的に防ぐことができるように外部と連通する開孔を放熱
手段に対向するように設ければよい。

【００４４】また通気孔にフィンを付加することができ
るし、通気孔の変わりに放熱手段と対向する部分にフィ
ンを用いてもよい。要するに放熱効率が向上されればそ
の形態は特に限定しない。

【００４５】請求項５の発明の照明装置は、放電ランプ
装置の放熱手段と対向するように通気孔が形成されてい
るので、より効果的に放電媒体の温度上昇を抑制するこ
とができる。

【発明の実施の形態】

【００４６】以下、本発明の実施形態を図面を参照して
説明する。図１は、本発明の第一実施形態である照明装
置を示す断面図である。図２は図１の照明装置の要部拡
大図である。

【００４７】各図において、１０は放電ランプ装置であ
る希ガス蛍光ランプ、２０は照明装置本体であるケー
ス、４０は放熱手段、５０は通気孔である。

【００４８】希ガス蛍光ランプ１０は、直管形で形成さ
れ、透光性放電容器であるガラスバルブ１１の外面にア
ルミニウム製の薄板である外部電極１２が粘着されてい
るとともに、ガラスバルブ１１の両端間にガラスバルブ
１１の長手方向のほぼ全長にわたる線状の内部電極１３
が封装されている。また、ガラスバルブ１１内面には蛍
光体層１４が光導出部１５を形成するように塗布され、
キセノンガスが放電媒体として封入されている。なお上
述した外部電極１２は、光導出部１５に対向するガラス
バルブ１１の外面位置に配設される。

【００４９】希ガス蛍光ランプ１０は、ケース２０内に
配設されており、ケース２０内の点灯装置から導出され
た一対の給電線（図示しない）と希ガス蛍光ランプ１０
の一端から導出された内部電極１３と導通するリード線
(図示しない)および外部電極１２の給電端子(図示しな
い)とがそれぞれ接続される。

【００５０】ケース２０は、高反射率を有する合成樹脂
からなり、前面の投光開口２１が長方形をなしている。
また、その内面は光反射特性を有する反射板として形成
されている。また外部電極１２近傍を囲むようにケース
２０内に形成された収納空間２２の底部にケース２０外
部と連通するように、希ガス蛍光ランプ１０の長手方向
に沿って長尺状に通気孔５０が設けられている。

【００５１】光拡散板３０は、酸化チタンなどの白色顔
料を含有する光拡散性アクリル樹脂からなり、ケース２
０の投光開口２１に装着され、光出射面３１を有してい
る。

【００５２】放熱手段４０は、絶縁性を有しかつ熱伝導
率が高いシリコーンゴムで形成されている。また外部電
極１２を被包するようにかつ外部電極１２の長手方向に
接触するようにケース２０の収納空間２２内に設けられ
ている。

【００５３】なお放熱手段４０は、外部電極１２の長手
方向に接触しながら延在するために、放熱手段４０の外
部電極１２に接触させる面を外部電極１２の外面形状に
合わせて凹面形状で形成されている。

【００５４】第一実施形態の照明装置は、まず希ガス蛍
光ランプ１０が点灯回路（図示しない）からの電力が供
給されて点灯し発光する。この発光によりガラスバルブ
１１の光導出部１５から光が拡散板３０に向かって照射
される。

【００５５】従来の希ガス蛍光ランプは、入力電力の増
加にともなって希ガス蛍光ランプの温度が上昇し紫外線
放射効率が減少するが、第一実施形態は、希ガス蛍光ラ
ンプ１０が入力電力の増加または他の要因によって温度
上昇し、特にガラスバルブ１１の温度が上昇しても放熱
手段４０および通気孔５０により放熱されて過度な温度
上昇が抑制されるので、紫外線放射効率が低下すること
を防ぐことができる。

【００５６】第一実施形態によれば、放熱手段４０が外
部電極１２を被包するように導熱的に形成されており、
通気孔５０が形成されていることにより、希ガス蛍光ラ
ンプ１０の温度上昇を抑制することができ、紫外線放射
効率の低下を防止することができる。またシリコーンゴ
ムで放熱手段４０が形成されていることにより、従来の
ような外面電極に１２直接設けるような煩雑な絶縁処理
を施すことがない。

【００５７】さらにシリコーンゴムは弾力性に豊んでい
るのでガラスバルブ１１および外面電極１２が外部から
の衝撃を受けても放熱手段４０の緩衡作用により破損す
ることを防ぐことができる。

【００５８】図３は、本発明の第二の実施形態である照
明装置を示す断面図である。

【００５９】図において、第一実施形態と同一構成につ
いては同一符号を付してその説明は省略する。

【００６０】希ガス蛍光ランプ１０は、ガラスバルブ１
１の断面が平坦部１６を有する偏平形状で形成されてお
り、この平坦部１６に外部電極１２が粘着されていると
ともに、ガラスバルブ１１の両端に一対の内部電極１３
が設けられている。また、ガラスバルブ１１の内面には
蛍光体層１３が光導出部１５を形成するように塗布さ
れ、キセノンガスが放電媒体として封入されている。な
お上述した外部電極１２の配設される箇所は、光導出部
１５と対向する側の平坦部１６である。

【００６１】第二実施形態によれば、ガラスバルブ１１
が偏平形状で形成されるので、外部電極を容易に形成す
ることができる。加えて、光導出用のスリットである光
導出部１５が光出射面３１に対して広く形成されるの
で、光出射の効率を向上することができる。

【００６２】なお実施の形態については、照明装置を直
下式バックライト装置の形態を用いて説明したが、サイ
ドライト式バックライト装置にも本発明は適用可能であ
る。

【発明の効果】請求項１の発明によれば、放熱手段が外
部電極を被包するように導熱的に形成されているので、
入力電力を増加させてもランプ全体体の温度上昇を抑制
することができ、紫外線放射効率の低下を防止すること
ができる放電ランプ装置を提供できる。

【００６３】また弾性部材で放熱手段が形成されている
ので、透光性放電容器および外部電極が外部からの衝撃
により破損することを防ぐことができる放電ランプ装置
を提供できる。

【００６４】さらにまた放熱部材を電気絶縁性材料で形
成することにより、従来の外部電極に直接設けるような
煩雑な絶縁処理を施すことがない放電ランプ装置を提供
できる。

【００６５】請求項２の発明によれば、一対の電極は、
外部電極を一方の電極とし、他方の電極を内部電極とし
ていることにより、一方の電極のみに放熱手段を設けれ
ばよいので、放熱手段をより容易に形成することができ
る放電ランプ装置を提供できる。

【００６６】請求項３の発明によれば、透光性放電容器
が偏平形状で形成されるので、外部電極の形成を容易と
することができる放電ランプ装置を提供できる。

【００６７】請求項４の発明によれば、請求項１ないし
３いずれか一記載の効果を有する照明装置を提供でき
る。

【００６８】請求項５の発明の照明装置によれば、放電
ランプ装置の放熱手段と対向するように通気孔が形成さ
れているので、より効果的に放電媒体の温度上昇を抑制
することができる照明装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態である照明装置を示す断
面図。

【図２】同上照明装置の要部拡大断面図。

【図３】本発明の第二実施形態である照明装置を示す断
面図。

【符号の説明】

１０…放電ランプ装置である希ガス蛍光ランプ １２…外部電極 ２０…照明装置本体であるケース ４０…放熱手段 ５０…通気孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】細長い透光性放電容器と；透光性放電容器
   内に封入された希ガスを主体とする放電媒体と；透光性
   放電容器の内部に放電を生起させるように少なくとも一
   方は透光性放電容器の外面にその長手方向に沿って配設
   された外部電極によって構成されている一対の電極と；
   外部電極を被包するように導熱的に接触しながらその長
   手方向に沿って延在するように電気絶縁性を有する弾性
   部材で形成された放熱手段と；を具備していることを特
   徴とする放電ランプ装置。
2. 【請求項２】一対の電極は、外部電極を一方の電極と
   し、透光性放電容器の長手方向の両端に封装された内部
   電極を他方の電極としていることを特徴とする請求項１
   記載の放電ランプ装置。
3. 【請求項３】透光性放電容器は、偏平形状であることを
   特徴とする請求項１または２記載の放電ランプ装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし３いずれか一記載の放電ラ
   ンプ装置と；放電ランプ装置を点灯させる点灯回路と；
   放電ランプ装置および点灯回路が配設される照明装置本
   体と；を具備することを特徴とする照明装置。
5. 【請求項５】照明装置本体は、放熱ランプ装置の放熱手
   段と対向するように通気孔が形成されていることを特徴
   とする請求項４記載の照明装置