JP3121696B2 - 放電ランプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ファクシミリ、複写
機、イメージリーダなどの情報機器に利用される原稿照
明用や、電光掲示板、大型ディスプレイ装置などに利用
される放電ランプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ファクシミリ、複写機、イメージ
リーダなどの情報機器の原稿照明用光源として放電ラン
プが用いられている。これらの用途ではランプに対しよ
り小型、高輝度、長寿命、高信頼性が求められている。
従来の放電ランプは管内部にフィラメント電極などの電
極を有しているため、電極による構造上の制約が大き
く、これらの問題を解決するために様々な試みがなされ
ている。

【０００３】図１４及び図１５は、例えば平成３年度
照明学会創立７５周年全国大会予稿集に示された従来の
放電ランプを示す断面図であり、図において、１は従来
の放電ランプ、２は内部にキセノンガスを主体とした希
ガスを封入した円筒形のガラスバルブ、３はガラスバル
ブ２の内面に形成された蛍光体層、４はランプ内で発生
した光をランプ外に照射する光出力部、５ａ及び５ｂは
ガラスバルブ２に外側表面の軸方向に設けられた外部電
極、７は電極間に電圧を供給する電源であり、リード線
６ａ及び６ｂによって接続されている。

【０００４】外部電極５ａ及び５ｂの間に電源７より電
圧を印加すると、電極間の静電容量により電流が流れ放
電する。この放電によってガラスバルブ２内に紫外線が
発生し、この紫外線はガラスバルブ２内面に形成した蛍
光体層３を励起して可視光線を発生する。

【０００５】ところで、本出願人は、図１２及び図１３
に示すように、外部電極５ａ、５ｂ間の距離（ｌ）を狭
くすることにより、放電開始電圧を低減し得る放電ラン
プを案出している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の放電ラン
プによれば、内部にフィラメント電極などの電極が存在
することによる様々な欠点を改善することができたが、
外部電極５ａ及び５ｂが露出しているため、この放電ラ
ンプを使用する場合、導電体や雨水が外部電極５ａと外
部電極５ｂとの間を短絡する虞があり、絶縁性と防水性
に問題点があった。

【０００７】特に、図１２及び図１３に示すような外部
電極５ａ、５ｂ間の距離（ｌ）を狭くした放電ランプで
は、電極間でランプの外側を直接放電してしまう虞があ
り、絶縁性と防水性を向上する必要があった。

【０００８】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、外部電極を絶縁膜で覆って絶縁
性と防水性を向上し得る放電ランプを得ることを目的と
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
わる放電ランプは、内部に放電用媒体を封入した放電容
器と、前記放電容器の外側に巻き付けられた状態で粘着
された絶縁シートと、前記絶縁シート上に所定間隔で配
置された複数個の面状電極と、を備え、電極間に所定の
電圧を印加して放電を生じさせることを特徴とするもの
である。

【００１０】請求項２記載の発明に係わる放電ランプ
は、内部に放電用媒体を封入した放電容器と、前記放電
容器の光出力部以外に設けられた貼着用接着部と、前記
放電容器の外側に巻き付けられた状態で放電容器の貼着
用接着部に貼着された絶縁シートと、前記絶縁シート上
に所定間隔で配置された複数個の面状電極と、を備え、
電極間に放電を生じさせることにより放電用媒体を励起
してエキシマ発光を起こすことを特徴とするものであ
る。

【００１１】請求項３記載の発明に係わる放電ランプ
は、内部に放電用媒体を封入した放電容器と、前記放電
容器の外側に巻き付けられた状態で粘着された絶縁シー
トと、前記絶縁シート上に所定間隔で配置され外部リー
ドと電気的に接続する部分以外の部分を絶縁膜で覆われ
た複数対の電極と、これらの電極の異極電極間に設けら
れた電極表面より突出する絶縁突起と、を備え、電極間
に放電を生じさせることにより放電用媒体を励起してエ
キシマ発光を起こすことを特徴とするものである。

【００１２】請求項４記載の発明に係わる放電ランプ
は、内部に放電用媒体を封入した放電容器と、前記放電
容器をその内部に装着するとともに加熱により収縮する
絶縁性収縮チューブと、前記絶縁性収縮チューブ上に所
定間隔で配置され外部リードと電気的に接続する部分以
外の部分を絶縁膜で覆われた複数対の電極と、を備え、
前記絶縁性収縮チューブ内部に前記放電容器を装着し、
前記絶縁性収縮チューブを加熱して収縮し、電極間に放
電を生じさせることにより放電媒体を励起してエキシマ
発光を起こすことを特徴とするものである。

【００１３】請求項５記載の発明に係わる放電ランプ
は、内部に放電用媒体を封入した放電容器と、前記放電
容器の外側に巻き付けられた状態で粘着された絶縁シー
トと、前記絶縁シート上に配置され前記放電容器の長軸
方向に延びる長尺の第１の電極と、前記絶縁シート上に
配置され前記第１の電極に対抗して配置された第１の電
極と極性が異なる複数個からなる第２の電極と、第１の
電極上及び第２の電極上に設けられた絶縁膜と、を備
え、第１の電極と第２の電極間に放電を生じさせること
により放電用媒体を励起してエキシマ発光を起こすこと
を特徴とするものである。

【００１４】

【作用】また、請求項１記載の発明における放電ランプ
は、内部に放電用媒体を封入した放電容器に複数個の面
状電極が所定間隔で配置された絶縁シートを貼着し、製
造工程を簡略化して絶縁性と防水性を向上させる。

【００１５】更に、請求項２記載の発明における放電ラ
ンプは、放電容器の光出力部以外の部分に接着層を設け
ることにより接着層により光出力の低下がなく、かつ製
造工程を簡略化して絶縁性と防水性を向上させる。

【００１６】そして、請求項３記載の発明における放電
ランプは、異極電極間に絶縁性の突起を設けることによ
り絶縁性を向上させる。

【００１７】また、請求項４記載の発明における放電ラ
ンプは、加熱により収縮する収縮チューブを用いること
により、接着層が不要となり、接着層による光出力の低
下がなくなり、かつ製造工程を簡略化して絶縁性と防水
性を向上させる。

【００１８】更に、請求項５記載の発明における放電ラ
ンプは、複数対の電極の片側（第１の電極）を共通化す
ることにより、外部リードとの接続箇所を削減でき、絶
縁性を向上させる。

【００１９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図を用いて説明
する。

【００２０】（１）参考発明の実施例 図１は、参考発明に係る放電ランプを示す斜視図であ
り、図２は、図１の断面図である。

【００２１】放電ランプ１は、図１及び図２に示すよう
に、内部にキセノンガスを主体とした希ガスを数十〜数
百Ｔｏｒｒ封入した円筒形の放電容器としてのガラスバ
ルブ２を有しており、ガラスバルブ２の内壁には、蛍光
体層３が形成されている。また、ガラスバルブ２の全長
にわたり蛍光体層３が形成されていない部分があり、ラ
ンプ内で発生した光をランプ外に照射する光出力部４と
なっている。そして、ガラスバルブ２の外側表面の軸方
向には、３対の外部電極５ａ及び５ｂと、５ｃ及び５ｄ
と、５ｅ及び５ｆとが配設されており、これらの外部電
極５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆはポリエチレン
テレフタレート等の絶縁膜８により覆われている。

【００２２】また、それぞれの外部電極５ａ、５ｂ、５
ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆには、保持体９により保持される
リード線６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆが接続さ
れており、リード線６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６
ｆは３対の外部電極５ａ及び５ｂと、５ｃ及び５ｄと、
５ｅ及び５ｆとの間に電圧を供給する電源に接続されて
いる。

【００２３】次に、本実施例の作用について説明する。

【００２４】電源７から外部電極５ａ及び５ｂと、５ｃ
及び５ｄと、５ｅ及び５ｆとの間に電圧を印加すると、
ランプ内のキセノンに誘電体であるガラスを介して電圧
が供給され放電が発生する。その際、発生した紫外線は
蛍光体層３を励起し、蛍光体によって決定される可視光
に変換される。蛍光体から発生した可視光は光出力部４
から照射される。

【００２５】以下、発光の原理について詳しく説明す
る。誘電体であるガラスを介して放電が行われるため、
誘電体により電流が制限されたグロー放電からアーク放
電といった形態へ発展しない。また、電流は印加した電
圧の極性が反転した直後にのみ流れ、それ以外ではガラ
スバルブ内面に電荷が蓄積されることにより電流が停止
する。このため、ランプにはパルス状の電流が流れる。
なお、内部の放電状態を詳細に観測すると、１対の電極
間を結ぶ細い糸状の放電が発生しているのが見られる。
内部に希ガスを封入した場合、このような放電により、
まず希ガス原子が電子との衝突により共鳴順位へ励起さ
れる。この共鳴準位の励起原子は、希ガスの圧力が高い
ために他の基底準位の希ガス原子と衝突を起こして２原
子分子のエキシマを形成する。

【００２６】このエキシマは紫外線を放射して２個の基
底準位の希ガス原子に戻る。エキシマの放射した紫外線
は原子の共鳴紫外線のように自己吸収を起こさないため
に、そのほとんどがランプの内壁に達して蛍光体によっ
て可視光に変換される。つまり、エキシマによる発光の
場合、より明るい光が得られる。また、希ガスとしてキ
セノンを用いた場合、内部に電極を設けたグロー放電型
のランプでは１４７ｎｍのキセノンの共鳴紫外線が多い
のに対し、この放電ランプでは約１７２ｎｍのエキシマ
の放射する紫外線が主体である。紫外線の波長が長いこ
とは蛍光体の発光効率や劣化の点でも有利である。

【００２７】また、蛍光ランプ１の内部に電極がないの
で、内部電極が消耗することによる不点寿命がなく、情
報機器や大型ディスプレイ装置で大きな問題とされてき
た、突然ランプが切れて使用不可能になることがなくな
る。

【００２８】図３は、参考発明の他の実施例に係る放電
ランプを示す斜視図であり、図４は、図３の断面図であ
る。

【００２９】なお、上述実施例においては、外部電極５
ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを面状とし、かつ外
部電極５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆとリード線
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆとを別部材により
構成したが、図３及び図４に示すように、一体に形成し
てもよい。

【００３０】（２）請求項１記載の発明の実施例 図５は、請求項１記載の発明に係る放電ランプを示す断
面図であり、図６は、請求項１記載の発明に係る放電ラ
ンプの製造工程を示す斜視図である。

【００３１】ポリエチレンテレフタレート等の絶縁シー
ト１０上に電極５ａ、５ｂ、５ｃ…をエッチング、印刷
等により形成し、絶縁シート１０をガラスバルブ２に巻
き付けた状態で貼着している。

【００３２】従って、ガラスバルブ２に電極５ａ、５
ｂ、５ｃ…を１個づつ設ける手間を省略する。

【００３３】次に、本実施例の作用について説明する。

【００３４】電源７から外部電極５ａ及び５ｂと、５ｃ
及び５ｄと、５ｅ及び５ｆとの間に電圧を印加すると、
ランプ内のキセノンに誘導体であるガラスを介して電圧
が供給され放電が発生する。その際、発生した紫外線は
蛍光体層３を励起し、蛍光体によって決定される可視光
に変換される。蛍光体から発生した可視光は光出力部４
から照射される。

【００３５】なお、上述実施例においては、絶縁シート
１０に面状電極をエッチング、印刷等により形成した
が、これに限らず、図３及び図４に示すような電極とリ
ード線とが一体化したものを絶縁シート上に形成しても
よい。

【００３６】（３）請求項２記載の発明の実施例 図７は、請求項２記載の発明に係る放電ランプを示す断
面図である。

【００３７】ポリエチレンテレフタレート等の絶縁シー
ト１０上に電極５ａ、５ｂを印刷等により形成し、電極
５ａ、５ｂの上には外部リードと電気的に接触させるた
めに設けた電極５ａ、５ｂの露出部１１ａ、１１ｂ以外
に絶縁膜８を印刷等により形成し、ガラスバルブ２の光
出力部４以外の部分に設けた接着層１２によりガラスバ
ルブ２に絶縁シート１０を巻き付けた状態で貼り付けて
いる。

【００３８】次に、本実施例の作用について説明する。

【００３９】電源７から外部リードを介して電極５ａ、
５ｂの露出部１１ａ、１１ｂより電極５ａ及び５ｂの間
に電圧を印加すると、ランプ内のキセノンに誘導体であ
るガラスを介して電圧が供給され放電が発生する。その
際、発生した紫外線は蛍光体層３を励起し、蛍光体によ
って決定される可視光に変換される。蛍光体から発生し
た可視光は光出力部４から照射される。

【００４０】なお、上述実施例においては、接着層１２
をガラスバルブ２に設けていたが、これに限らず、絶縁
シート１０側に設けてもよい。

【００４１】（４）請求項３記載の発明の実施例 図８は、請求項３記載の発明に係る放電ランプを示す断
面図である。

【００４２】ポリエチレンテレフタレート等の絶縁シー
ト１０の表面の両端側に電極５ａ、５ｂを印刷等により
形成し、電極５ａ、５ｂの上には外部電極と電気的に接
触させるために設けた電極５ａ、５ｂの露出部１１ａ、
１１ｂ以外に絶縁膜８を印刷等により形成し、ガラスバ
ルブ２に絶縁シート１０を裏面側が接するように巻き付
け、絶縁シート１０の両端を電極５ａ、５ｂ間で電極５
ａ、５ｂ側に折り曲げ、接着層１２で接着し、電極５
ａ、５ｂ間に電極５ａ、５ｂ表面より突出する絶縁シー
ト１０の突起部Ｂを形成している。また、接着層１２の
一部をガラスバルブ２と絶縁シート１０との位置ずれ防
止のためにガラスバルブ２とも接するようにしている。

【００４３】なお、本実施例の作用は前述請求項３記載
の発明の実施例の作用と同様であるので省略する。

【００４４】（５）請求項４記載の発明の実施例 図９は、請求項４記載の発明に係る放電ランプを示す断
面図である。

【００４５】熱収縮架橋ポリオレフィン等の絶縁チュー
ブ１４上に電極５ａ、５ｂを印刷等により形成し、電極
５ａ、５ｂの上には外部電極と電気的に接触させるため
に設けた電極５ａ、５ｂの露出部１１ａ、１１ｂ以外に
絶縁膜８を印刷等により形成し、絶縁チューブ１４の内
部にガラスバルブ２を所定位置に挿入し、加熱すること
により絶縁チューブ１４が収縮し、絶縁チューブ１４と
ガラスバルブ２とが密着固定する。

【００４６】なお、本実施例の作用は前述請求項２記載
の発明の実施例の作用と同様であるので省略する。

【００４７】（６）請求項５記載の発明の実施例 図１０は、請求項５記載の発明に係る放電ランプを示す
斜視図である。

【００４８】熱収縮架橋ポリオレフィン等の絶縁シート
１０上に第１の電極としての共通電極５ａと、共通電極
５ａに対抗して配置された共通電極５ａと極性が異なる
複数個からなる第２の電極としての電極５ｂ、５ｃ、５
ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇとを印刷等により形成し、電極５
ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇの上には外部
リードと電気的に接触させるために設けた電極５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇの露出部以外に絶縁
膜８を印刷等により形成し、ガラスバルブ２に絶縁シー
ト１０を巻き付けた状態で貼り付けている。

【００４９】なお、本実施例の作用は前述請求項２記載
の発明の実施例の作用と同様であるので省略する。

【００５０】また、上述実施例においては、第２の電極
としての電極５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇを第
１の電極としての共通電極５ａの円周方向に配置した
が、これに限らず、図１１に示すように、共通電極５ａ
を複数に分割し、電極５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、
５ｇを軸方向に配置してもよい。

【００５１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、放電容器
に複数個の面状電極が所定間隔で配置された絶縁シート
を貼着するように構成したので、複数個の面状電極が露
出せず、絶縁性と防水性とを向上することができ、かつ
製造工程を簡略化することができる。

【００５２】更に、請求項２記載の発明によれば、放電
容器の光出力部以外の部分に接着層を設け、外部リード
と接続する部分以外は絶縁膜で覆われた複数の電極が所
定間隔で配置された絶縁シートを貼着するように構成し
たので、光が接着層を透過せず出力されるので、接着層
による光出力の低下がなく、複数の電極が近傍で露出し
ていないので、絶縁性防水性を向上することができ、か
つ製造工程を簡略化することができる。

【００５３】そして、請求項３記載の発明によれば、放
電容器の外面に設けられた複数対の電極の異極電極間に
絶縁性の突起を設けたので、絶縁性を向上することがで
きる。

【００５４】また、請求項４記載の発明によれば、放電
容器の外面に外部リードと接続する部分以外は絶縁膜で
覆われた複数の電極が所定間隔で配置された加熱により
収縮する収縮チューブを密着固定するように構成したの
で、接着層が不要となり、接着層による光出力の低下が
なくすことができ、複数の電極が近傍で露出していない
ので、絶縁性防水性を向上することができ、かつ製造工
程を簡略化することができる。

【００５５】更に、請求項５記載の発明によれば、複数
対の電極の片側（第１の電極）を共通化したので、外部
リードとの接続箇所を削減でき、絶縁性を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考発明に係る放電ランプを示す斜視図であ
る。

【図２】参考発明に係る放電ランプを示す断面図であ
る。

【図３】請求項２記載の発明に係る放電ランプを示す斜
視図である。

【図４】請求項３記載の発明に係る放電ランプを示す断
面図である。

【図５】請求項３記載の発明に係る放電ランプを示す断
面図である。

【図６】請求項３記載の発明に係る放電ランプの製造工
程を示す斜視図である。

【図７】請求項２記載の発明に係る放電ランプを示す断
面図である。

【図８】請求項３記載の発明に係る放電ランプを示す断
面図である。

【図９】請求項４記載の発明に係る放電ランプを示す断
面図である。

【図１０】請求項５記載の発明に係る放電ランプを示す
斜視図である。

【図１１】請求項５記載の発明に係る放電ランプの他の
実施例を示す平面図である。

【図１２】本出願人が案出している放電ランプを示す斜
視図である。

【図１３】本出願人が案出している放電ランプを示す断
面図である。

【図１４】従来の放電ランプを示す断面図である。

【図１５】従来の放電ランプを示す断面図である。

【符号の説明】

１ 放電ランプ ２ ガラスバルブ ３ 蛍光体層 ４ 光出力部 ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ 電極 ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ リード線 ７ 電源 ８ 絶縁膜 １０ 絶縁シート １１ａ、１１ｂ 露出部 １２ 接着層１４ 絶縁チューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 加寿夫 長崎市丸尾町６番14号 三菱電機株式会 社 長崎製作所内 (72)発明者 小俣 桂 神奈川県鎌倉市大船二丁目14番40号 三 菱電機株式会社 生活システム研究所内 (72)発明者 西勝 健夫 神奈川県鎌倉市大船二丁目14番40号 三 菱電機株式会社 生活システム研究所内 (56)参考文献 特開 平３−98163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−314753（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−98163（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−118549（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 65/00 H01J 65/04

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に放電用媒体を封入した放電容器
   と、前記放電容器の外側に巻き付けられた状態で粘着 された
   絶縁シートと、前記絶縁シート上に所定間隔で配置された複数個の面状
   電極と、 を備え、電極間に所定の電圧を印加して放電を生じさせ
   ることを特徴とする放電ランプ。
2. 【請求項２】 内部に放電用媒体を封入した放電容器
   と、前記放電容器の光出力部以外に設けられた貼着用接着部
   と、 前記放電容器の外側に巻き付けられた状態で放電容器の
   貼着用接着部に貼着 された絶縁シートと、前記絶縁シート上に所定間隔で配置された複数個の面状
   電極と、 を備え、電極間に放電を生じさせることにより放電用媒
   体を励起してエキシマ発光を起こすことを特徴とする放
   電ランプ。
3. 【請求項３】 内部に放電用媒体を封入した放電容器
   と、前記放電容器の外側に巻き付けられた状態で粘着された
   絶縁シートと、 前記絶縁シート上に所定間隔で配置され 外部リードと電
   気的に接続する部分以外の部分を絶縁膜で覆われた複数
   対の電極と、 こ れらの電極の異極電極間に設けられた電極表面より突
   出する絶縁突起と、 を備え、電極間に放電を生じさせることにより放電用媒
   体を励起してエキシマ発光を起こすことを特徴とする放
   電ランプ。
4. 【請求項４】 内部に放電用媒体を封入した放電容器
   と、前記放電容器をその内部に装着するとともに 加熱により
   収縮する絶縁性収縮チューブと、前記絶縁性収縮チューブ上に所定間隔で配置され外部リ
   ードと電気的に接続する部分以外の部分を絶縁膜で覆わ
   れた複数対の電極と、 を備え、前記絶縁性収縮チューブ内部に前記放電容器を
   装着し、前記絶縁性収縮チューブを加熱して収縮し、電
   極間に放電を生じさせることにより放電媒体を励起して
   エキシマ発光を起こすことを特徴とする放電ランプ。
5. 【請求項５】 内部に放電用媒体を封入した放電容器
   と、前記放電容器の外側に巻き付けられた状態で粘着された
   絶縁シートと、 前記絶縁シート上に配置され前記 放電容器の長軸方向に
   延びる長尺の第１の電極と、前記絶縁シート上に配置され前記 第１の電極に対抗して
   配置された第１の電極と極性が異なる複数個からなる第
   ２の電極と、 第１の電極上及び第２の電極上に設けられた絶縁膜と、 を備え、第１の電極と第２の電極間に放電を生じさせる
   ことにより放電用媒体を励起してエキシマ発光を起こす
   ことを特徴とする放電ランプ。