JP3622721B2 - 蛍光ランプ - Google Patents
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Description
【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、少なくとも一方の電極がガラス管の外表面に配置されるように一対の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、樹脂よりなり、前記ガラス管の外径値より若干小さい内径値を有し、アパーチャに対応して切り欠き部を有する概略樋状の絶縁性成形反射体が、前記電極の上から被さり、当該絶縁性成形反射体の内面が前記外部電極の外面に密着するように嵌められていることを特徴とする。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。
【請求項２】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。
【００１２】
また、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り、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。
【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３〜１０ｍｍ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６１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５ｍｍ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１０〜１００ｍｍ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）▲２▼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）▲１▼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
【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、少なくとも一方の電極がガラス管の外表面に配置されるように一対の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、樹脂よりなり、前記ガラス管の外径値より若干小さい内径値を有し、アパーチャに対応して切り欠き部を有する概略樋状の絶縁性成形反射体が、前記電極の上から被さり、当該絶縁性成形反射体の内面が前記外部電極の外面に密着するように嵌められていることを特徴とする。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。
【請求項２】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。
【００１２】
また、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り、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。
【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３〜１０ｍｍ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６１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５ｍｍ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１０〜１００ｍｍ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）▲２▼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）▲１▼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 (6)
- 希ガスが封入されたガラス管の表面に、少なくとも一方の電極がガラス管の外表面に配置されるように一対の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、
樹脂よりなり、前記ガラス管の外径値より若干小さい内径値を有し、アパーチャに対応して切り欠き部を有する概略樋状の絶縁性成形反射体が、前記電極の上から被さり、当該絶縁性成形反射体の内面が前記外部電極の外面に密着するように嵌められていることを特徴とする蛍光ランプ。 - 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。
- 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り、
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蛍光ランプ。 - 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３に記載する蛍光ランプ。
- 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３に記載の蛍光ランプ。
- 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３に記載の蛍光ランプ。
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