JP2003168393A

JP2003168393A - 蛍光ランプ

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Publication number: JP2003168393A
Application number: JP2001370157A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Okumura; 善彦奥村; Motonori Tada; 元典多田
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2003-06-13
Anticipated expiration: 2021-12-04
Also published as: JP3622721B2

Abstract

(57)【要約】【課題】製造が簡単であり、簡易か構造であって、放射
特性の優れた蛍光ランプを提供することである。【解決手段】希ガスが封入されたガラス管（１）の外表
面に一対の電極（２，２’）が軸線方向に配置され、こ
のガラス管（１）の内面に蛍光物質（６）が塗布される
とともに、この電極（２，２’）の間の位置にあたる部
分に蛍光物質（６）が塗布されていないアパーチャ部
（６１）が軸線方向に形成されており、樋状の絶縁性成
形反射体（８）が前記電極（２，２’）の上から被さる
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は蛍光ランプに関
し、特に、スキャナーや複写機の原稿読取用光源に使用
される希ガス蛍光ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、スキャナーや複写機の原稿読取用
光源には、水銀などの金属蒸気を含まず、一対の電極を
ガラスバルブ外面に配置した希ガス蛍光ランプが使用さ
れている。原稿の読取は、原稿面の下方に配置した希ガ
ス蛍光ランプから原稿面に向けて放射光を照射し、原稿
面からの反射光をＣＣＤラインセンサで受光することに
より行なっている。このような技術は、例えば、特開平
１０−１８８９０９号に開示されている。

【０００３】図８は従来の希ガス蛍光ランプの概略断面
構成を示す。ガラスバルブ１の外壁には、一対の電極
２、２がその長手方向に沿って伸びて配設されている。
この電極２，２の外周には反射層３が形成されており、
その外周に絶縁体層４が配設されている。ガラスバルブ
１の内壁には、蛍光体層６が設けられ、その一部にアパ
ーチャ部６１が形成されている。

【０００４】反射層３は、例えば、チタニア、αーアル
ミナ、γ―アルミナ、ピロリン酸カルシウム、シリカ、
硫酸バリウムなどからなり、アパーチャ部６１から放射
光を出射するように機能する。また、電極２は、開口を
有する帯状平板の場合があり、この場合には開口部から
抜ける放射光をガラスバルブ内部に戻し、その後、アパ
ーチャ部６１から放射するためにも機能している。開口
を有する電極の構造については、例えば、特開平１０−
２９８０４９号に開示されている。

【０００５】絶縁体層４はチューブ状の熱収縮性樹脂か
らなり、これによって、電極２，２間の不所望な沿面放
電などを防止することができる。この絶縁体層には、例
えば、ポリフッ化ビニリデンが使われる。

【０００６】しかしながら、反射層３は、通常、ガラス
バルブ１にペースト状の原料を塗布して、乾燥させると
いう製法を要し、さらにその後から絶縁体層であるチュ
ーブを装着しなければならない。つまり、製法として
は、反射層３の形成と絶縁体層４の形成という２工程に
なるばかりか、反射層を形成した後はペーストが乾燥す
るまで待たなければならないなど段取りという点でも時
間を要するものであった。

【０００７】また、反射層３は、必ずしも均一な厚さで
塗布できるとは限らず、塗布の厚さ等による反射率のバ
ラツキを生じると配光が均一でなくなるという問題があ
った。

【０００８】さらには、反射層３を設けることでアパー
チャ部６１からの放射光は、約３％でアップする。これ
は、反射層を設けない場合にアパーチャ部６１から放射
される光量に対する反射層を設けた場合のアパーチャ部
６１から放射される光量の比率であるが、複写機の高画
質化に伴い、より高い反射特性により光量をアップさせ
ることが強く要求される。

【０００９】さらに、絶縁体層４は電極２の外周のみな
らず、アパーチャ部６１の外周にも形成する。これは絶
縁体層４がチューブ状の形状をしているからであるが、
長時間のランプ点灯に伴い、このアパーチャ部６１にお
ける絶縁体層４は熱的影響を受けて変色を起こしてしま
う。このような絶縁体層の変色はアパーチャ部６１から
の放射光の光量低下の原因にもなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、製造が簡単であり、簡易な構造であっ
て、放射特性の優れた蛍光ランプを提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の蛍光ランプは、希ガスが封入されたガラ
ス管の表面に電極が軸線方向に配置され、このガラス管
の内面に蛍光物質が塗布されるとともに、蛍光物質が塗
布されていないアパーチャ部が軸線方向に形成されてお
り、樋状の絶縁性成形反射体が前記電極の上から被さる
ことを特徴とする。

【００１２】さらに、前記絶縁性成形反射体には、前記
ガラス管の径方向に伸びる鍔部が形成されたことを特徴
とする。さらに、前記鍔部は、前記ガラス管を中心に対
称的に２箇所形成されることを特徴とする。これは、成
形反射体は切き欠きを有する概略Ｃ字状のものである
が、前記鍔部はその一端のみでなく、多端にもガラス管
の径方向に伸びて形成されるものである。さらに、前記
鍔部は、前記ガラス管の長手方向両端に対応して形成さ
れたことを特徴とする。さらに、前記鍔部は、樋状の端
部を折り曲げて形成するのではなく、樋状の端部を厚く
して形成したことを特徴とする。さらに、前記絶縁性成
形反射体は、電極との間に他の物質を介することなく、
直接、電極の上から被せていることを特徴とする。さら
に、前記電極はガラス管の外表面に配置したり、ガラス
管の内表面に配置したり、一方の電極が外表面で他方の
電極を内表面に配置したことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の希ガス蛍光ラン
プを示し、（ａ）は希ガス蛍光ランプそのものを示し、
（ｂ）は絶縁性成形反射体を示し、（ｃ）は絶縁性成形
反射体を蛍光ランプにかぶせた状態を示す。なお、（ａ
−１）、（ｂ−１）、（ｃ−１）は横から見た全体構造
を示し、（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２）は、それ
ぞれ対応する図面のＡ−Ａ’断面図を示す。

【００１４】図において、希ガス蛍光ランプＬは管状ガ
ラス管１により構成され、その外面に一対の電極２，
２’が設けられる。ガラス管１は、例えば鉛ガラスから
なるもので、その内部には希ガスとしてキセノンガス、
あるいはキセノンガスを主成分とする混合ガスが封入さ
れている。なお、ガラス管１の内部には、発光物質とし
て水銀は封入されていない。

【００１５】ガラス管１の内壁面には、概略Ｃ字状の蛍
光物質が塗布されて蛍光体層６を形成する。この蛍光物
質は、モノクロタイプの原稿読み取り用光源の場合、波
長５５０ｎｍ付近に発光ピークを有するものが選択され
る。電極２，２’の間には蛍光物質が塗布されていない
アパーチャ部６１が形成されている。原稿読み取り用の
希ガス蛍光ランプの場合は、アパーチャ部６１から線状
可視光が放射されるが、原稿に対して最適に照射される
ようにアパーチャ部６１の方向が設定されて取付台（図
示略）に固定される。

【００１６】電極２，２’は、帯状であってガラス管１
の外壁に軸方向に伸びるように配置する。この電極２，
２’は、例えば、アルミニウム、銅などの金属製テープ
や銀ペーストなどの導電性材料から形成される。また、
電極２，２’にはスリットや開口を設けることができ
る。これは、ガラス管１の内部において放電発光を生じ
るだけの電力供給が可能でさえあれば、電極２、２’に
スリットなどを設けることで、当該スリットを通過した
光を後述する反射部材によってガラス管内部に反射さ
せ、これにより光の有効利用が図れるからである。電極
にスリットを設ける技術については、例えば、特開平９
−２９８０４９号に開示される。

【００１７】そして、希ガス蛍光ランプは、一対の電極
２，２’に印加される高周波電圧により、電極に挟まれ
たガラス管を誘電体として、その内部に誘電体障壁放電
（バリア放電）を発生させ、この放電で発生した紫外線
によりガラス内面に塗布された蛍光物質６を発光させる
ものである。

【００１８】ここで、数値例をあげると、ガラス管１
は、長さ３７０ｍｍ、外径φ１０ｍｍであり、発光長は
３４０ｍｍ程度となる。ガラス管１に封入されるキセノ
ンガスは１０ｋ〜１００ｋＰａの範囲から選択され、例
えば、５０ｋＰａ封入される。電極２の幅は３〜１０ｍ
ｍの範囲から選択され、例えば、７ｍｍであり、希ガス
蛍光ランプは、定格点灯電力２６Ｗで点灯する。

【００１９】図１に戻り、（ｂ）は絶縁性成形反射体を
示す。また、図２も絶縁性成形反射体の斜視図である
が、絶縁性成形反射体は、希ガス蛍光ランプの外径値
（厳密には電極の厚さも考慮するべきであるが、無視で
きるほど小さい）より若干小さい内径値を有する概略樋
状のものであって、希ガス蛍光ランプのアパーチャ部６
１に対応して切り欠き部８１を有する。絶縁性成形反射
体は、図１（ｃ）に示すように、希ガス蛍光ランプＬに
密着するように嵌められ、このとき、外部電極２，２’
の外面には成形反射体８の内面が密着することとなる。
しかし、例えば、成形反射体８の内面に突起などを設け
ることで両者の間に隙間を設けることもできる。なお、
図２、図３は、概略構成を示すもので、実際には図に示
す以上に長尺状のものが採用される。

【００２０】成形反射体８は、例えば、ＰＣ（ポリカー
ボネート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、
ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの樹脂を成
形して採用する。これらの樹脂は、高い耐薬品性と、成
形体にしたときに軽量でありながら極めて強い優れた機
械特性を有するからである。また、これら樹脂反射体は
白色にすることで反射特性をより向上できる。また、材
質的には、より放熱効果の高いものの方が、ランプの温
度を低下させるため、望ましい。

【００２１】このような成形反射体は、従来のようにチ
ューブとして使うのではなく、金型を使ってプレス加工
により作製する。

【００２２】また、成形反射体は、上記樹脂に限定され
ず、チタニアなどのセラミック、あるいはガラス部材を
採用することもできる。このような絶縁性成形反射体
は、図８で示す従来の希ガス蛍光ランプにおける反射層
と絶縁体層の両方の機能を併せ持つことになる。数値例
をあげると、厚さ０．２〜３．０ｍｍの範囲で選択さ
れ、例えば、１ｍｍであって、長さは蛍光ランプＬの発
光長とほぼ同じである。

【００２３】また、絶縁性成形反射体は、上記反射体の
素材自体が持つ利点に加えて、ランプとの組み合わせで
は、以下の利点も有する。すなわち、従来のように電極
を設けた後に反射層３を塗布、乾燥させ、さらに、絶縁
体層を装着するという煩雑な製造工程を経る必要がな
く、絶縁性成形反射体を別途に製造した後に両者を合体
するという極めて簡易に製法で足りることになる。ま
た、従来の希ガス蛍光ランプは、ランプ本体、反射層、
絶縁体層のいずれかが損傷などで使用不可能になると、
全体として、廃棄せざるを得ないというものであった
が、本発明の希ガス蛍光ランプは、ランプ本体もしくは
成形反射体のいずれかが使用不能になっても、そのもの
を交換するだけで継続使用できる点で極めて経済的な構
成であるといえる。また。成形反射体を使うことで、そ
の厚みのバラツキによる問題を解消することもでき、さ
らには、ガラス管を保護するという機械的機能もあって
外力による破損を予防することができる。

【００２４】さらには、本発明に係る構造、すなわち、
蛍光ランプに成形反射体を装着させた構造は、従来の構
造、すなわち、蛍光ランプに反射層を塗布した構造に比
べて反射特性が優れる。例えば、図８に示す蛍光ランプ
では反射層を設けることで光量が３％アップしたが、同
じ仕様であっても、本発明の構造によれば、放射光量は
最低でも５％アップしており、光の利用効率を大幅に高
めることができた。なお、反射特性の数値は、従来技術
において説明した内容と同一であり、成形反射体を設け
ない場合のアパーチャ部６１からの光量に対する成形反
射体を設けた場合のアパーチャ部６１からの光量の比率
である。

【００２５】図３は絶縁性成形反射体の他の実施例を示
す。成形反射体８の切り欠き８１の一端には、略ガラス
径方向に伸びる鍔部（フランジ部）８２を有する。この
ような鍔部８２は、原稿照明装置（読み取り装置）の場
合には、光量の有効利用という点でより効果的となる。

【００２６】図４は希ガス蛍光ランプを光源とする原稿
照明装置の光源周辺の概略断面構成を示すが、原稿Ｓが
載置される光透過性原稿台４２の下方には蛍光ランプＬ
が成形反射体８とともに配置する。ここで、蛍光ランプ
Ｌからの放射光は、直接原稿Ｓを照射する光（Ｌ１）、
反射鏡４２によって原稿Ｓを照射する光（Ｌ２）によっ
て照明することができるが、成形反射体８に鍔部８２を
設けることで、この鍔部８２からの反射光（Ｌ３）も併
せて利用することができる。なお、この鍔部８２は成形
反射体を折り曲げて一体的に形成しているので、その材
質も樋状部分と同じであり、当該部分にのみ特別に反射
性物質などを塗布しなくても十分に反射特性を有してい
る。原稿Ｓを照明した光は反射光Ｌ４としてミラーなど
を介してセンサーや感光ドラムを照射する。

【００２７】鍔部８２について、数値例を示すと、突出
長さ０．５〜７．０ｍｍの範囲から選択され、例えば５
ｍｍである。また、樋状部分と鍔部８２の折り曲げ角度
は、原稿、光源、反射鏡などとの位置関係により決定す
ることができ、１０〜１８０°の範囲から選択され、例
えば９０°である。また、鍔部８２は、成形反射体８の
切り欠き８１の一端（原稿台に近い方）に設けたが、他
端（図示８２’）に設けることもできる。また、鍔部
は、ガラス管を中心に対称的に２箇所形成することもで
きる。これは蛍光ランプＬを中心に原稿に近い側の鍔部
８２と、その対称の位置８２’に設けることで、蛍光ラ
ンプから下方に放射される光も利用できる。

【００２８】図５は絶縁性成形反射体の他の実施例を示
す。成形反射体８の切り欠き８１の一端には、略ガラス
径方向に伸びる鍔部（フランジ部）８３を有する。この
鍔部８３は、図３に示す構造のように蛍光ランプの長手
方向全体に伸びるものではなく、蛍光ランプの端部にの
み対応するように形成される。これは長尺状蛍光ランプ
の放射光は、一般に端部は低いことから、蛍光ランプの
長手方向において放射光の均一化を図るという意味で効
果がある。

【００２９】なお、鍔部８３について数値例をあげる
と、蛍光ランプＬの軸線方向に、例えば１０〜１００ｍ
ｍの範囲から選択され、例えば５０ｍｍである。なお、
鍔部８３は蛍光ランプの端部に対応して設けることに限
定されるものではなく、その他の位置に部分的に設ける
ことも可能である。特に、前記のごとく蛍光ランプの外
面に配置された電極は、スリットが形成されるため、ス
リットの開口位置や開口面積との関連で鍔部を配置する
こともできる。また、鍔部８３についても、成形反射体
８の切り欠き８１の一端（原稿台に近い方）に限定する
ものではなく、ガラス管を中心に対称の位置に設けるこ
ともでき、また、両側に設けることも可能である。

【００３０】図６は絶縁性成形反射体の他の実施例を示
す。成形反射体８の切り欠き８１の一端には、ガラス管
の径方向に概略的に伸びる鍔部（フランジ部）８４を有
する。この鍔部８４は、図３、図５に示す構造のように
樋状部分から折り曲がるような形状をするのではなく、
鍔部８４の裏側にも当該成形反射体と同一材料が肉付け
されて厚くなっていることを特徴とする。この構造の利
点は、当該成形反射体８が原稿を読み取りために走査す
る場合などに、強度が強くなり変形に耐えられるという
ことである。また、作りやすく、取り扱い時に壊れにく
いという利点がさらに増す。

【００３１】また、絶縁性成形反射体は、電極との間に
他の物質を介することなく、直接、電極の上から被せる
こともできる。この場合は、蛍光ランプのアパーチャ部
の外面に絶縁体層が不要となり、従来の蛍光ランプにお
ける絶縁体層の変色に伴い光量低下の問題を良好に解決
することができる。

【００３２】図７は本発明の効果を具体的に示すもので
ある。発光長３４０ｍｍの外部電極型希ガス蛍光ランプ
を使った。本発明の蛍光ランプとしては、図６に示す成
形反射体を嵌めた構造を採用して、従来の蛍光ランプと
しては、図８に示す反射層と絶縁体層を塗布させた構造
のものを採用した。この２つの蛍光ランプの照度実験を
行なった。実験は、光量センサにスリット（１．５ｍｍ
×１０．０ｍｍ）を設けて、ランプ表面から８ｍｍ離し
て配置した。ランプを点灯して光量的に安定した後（具
体的には、５分後）にセンサをランプの長手方向に沿っ
て移動させた。図７は実験結果を示すが、横軸は蛍光ラ
ンプの長さ方向に対応する位置を示し、縦軸は各位置に
おける照度を表す。照度曲線は従来の蛍光ランプによる
照度（放射光量）を１００としたとき、本発明の蛍光
ランプによる照度（放射光量）は相対値で１１４とな
った。この結果から本発明の成形反射体を使うことで放
射光量が大きくアップしたことが示される。

【００３３】なお、本発明の希ガス蛍光ランプは、成形
反射体が絶縁特性と反射特性の両機能を併せ持つので、
当該希ガス蛍光ランプに直接、成形反射体を嵌め合わせ
ることができるが、希ガス蛍光ランプに絶縁体層や反射
体層を設けた上で成形反射体を嵌め合わせることを排除
するものではない。特に、電極として銀を主成分とする
金属を使った場合などは銀が拡散する可能性があり、こ
れにより電極同士が接触するという可能性があるが、絶
縁体層や反射層は成形反射体より蛍光ランプへの密着性
が高いので、これを防止する点で意義がある。

【００３４】以上の実施例ではガラス管の外表面に電極
を配置する構成の蛍光ランプについて説明したが、例え
ば、一方の電極はガラス管の外表面に配置させるととも
に、他方の電極はガラス管の内表面に配置させることも
できる。さらには、両方の電極をガラス管の内表面に設
けてその上から絶縁層を設ける構造の蛍光ランプにも適
用することができる。また、このような構造の蛍光ラン
プに対して、成形反射体は、図２、図３、図５、図６に
示す構造のものが適用できることはいうまでもない。

【００３５】また、前記実施例では、電極同士の間隙に
相当する部分に対して蛍光物質が塗布されていないアパ
ーチャーが設けられるが、例えば、一方の電極として小
幅のものが２つ設けられ、この２つの電極に同じ極性が
印加されて、それぞれが他方の電極との間で放電する構
造の蛍光ランプも存在する。このような場合は、一方の
電極同士の間隙に相当する位置にアパーチャーを設ける
こともできる。

【００３６】以上、説明したように、本発明の外部電極
型希ガス蛍光ランプは、従来の蛍光ランプのように電極
を設けた後に反射層を塗布、乾燥させ、さらに、絶縁体
層を装着するという煩雑な製造工程を経る必要がなく、
絶縁性成形反射体を別途に製造した後に両者を合体する
という極めて簡易な製法で足りることになる。また、従
来の希ガス蛍光ランプは、ランプ本体、反射層、絶縁体
層のいずれかが損傷などで使用不可能になると、全体と
して、廃棄せざるを得ないというものであったが、本発
明の希ガス蛍光ランプは、ランプ本体もしくは成形反射
体のいずれかが使用不能になっても、そのものを交換す
るだけで継続使用できる点で極めて経済的な構成である
といえる。また。成形反射体を使うことで、その厚みの
バラツキによる問題を解消することもできる。

【００３７】さらには、本発明の成形反射体は従来の反
射層に比べて反射特性が優れており、従来の反射特性が
３％アップであったものが、同じ仕様で最低でも５％ア
ップしており、光の利用効率を大幅に高めることができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の希ガス蛍光ランプを示す。

【図２】成形反射体の概略構成を示す。

【図３】成形反射体の他の実施例を示す。

【図４】本発明の希ガス蛍光ランプの使用状態を示す。

【図５】成形反射体の他の実施例を示す。

【図６】成形反射体の他の実施例を示す。

【図７】本発明の効果を示す実験結果を示す。

【図８】従来の外部電極式希ガス蛍光ランプの構成を示
す。

【符号の説明】

１ガラス管２、２’ 電極３反射体層４絶縁体層６蛍光体層７口金８成形反射体８２鍔部８３鍔部８４鍔部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】希ガスが封入されたガラス管の表面に電極
が軸線方向に配置され、このガラス管の内面に蛍光物質
が塗布されるとともに、蛍光物質が塗布されていないア
パーチャが軸線方向に形成された蛍光ランプにおいて、
樋状の絶縁性成形反射体が、前記電極の上から被さるこ
とを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】前記絶縁性成形反射体には、前記ガラス管
の径方向に伸びる鍔部が形成されたことを特徴とする請
求項１に記載する蛍光ランプ。
【請求項３】前記鍔部は、前記ガラス管を中心に対称的
に２箇所形成されることを特徴とする請求項２に記載す
る蛍光ランプ。
【請求項４】前記鍔部は、前記ガラス管の長手方向両端
に対応して形成されたことを特徴とする請求項２に記載
の蛍光ランプ。
【請求項５】前記鍔部は、樋状の端部から折り曲がるよ
うに形成するのではなく、樋状の端部を厚くして形成し
たことを特徴とする請求項２に記載の蛍光ランプ。
【請求項６】前記絶縁性成形反射体は、電極との間に他
の物質を介することなく、直接、電極の上から被せてい
ることを特徴とする請求項１の蛍光ランプ。
【請求項７】前記電極はガラス管の外表面に配置された
ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項８】前記電極は、一方の電極がガラス管の外表
面に配置されて、他方の電極がガラス管の内表面に配置
されたことを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項９】前記電極はガラス管の内表面に配置された
ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプ。