JP3921810B2 - 希ガス放電灯 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は希ガス放電灯に関し、特にガラスバルブの内面にアパ−チャ部を有する発光層を形成すると共に、ガラスバルブの外周面に一対の外部電極を配置してなる希ガス放電灯の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に、図１３〜図１５に示す希ガス放電灯を提案した。同図において、１は例えばガラスバルブにて密閉状に構成された直管状の外囲器であって、その内面には希土類蛍光体，ハロリン酸塩蛍光体などの１種又は２種以上の蛍光体を含む発光層２が形成されている。特に、この発光層２には所定の開口角を有するアパ−チャ部２ａがほぼ全長に亘って形成されている。そして、外囲器１の封着構造はガラスバルブの端部にディスク状の封着ガラス板を封着して構成されているが、例えば単にガラスバルブを加熱しながら縮径加工し溶断するいわゆるトップシ−ルによって構成することもできる。尚、この外囲器１の密閉空間には水銀などの金属蒸気を含まないキセノンガスを主成分とする希ガスが所定量封入されている。
【０００３】
この外囲器１の外周面にはシ−ト構体３が密着するように巻回されている。このシ−ト構体３は、例えば外囲器１の全長とほぼ同程度の長さを有し、かつ厚さが２０〜１００μｍの範囲に設定された絶縁性の透光性シ−ト４と、この透光性シ−ト４の一方の面に互いに所定の間隔だけ離隔配置して接着された不透光性の金属部材よりなる帯状の一対の外部電極５，６と、この外部電極５，６の端部から、それと電気的な接続関係を有し、かつ導出端が透光性シ−ト４の端縁部分より突出するように導出された端子５１，６１と、透光性シ−ト４の一方の面に付与された接着層９とから構成されている。尚、シ−ト構体３の外囲器１への装着状態において、外部電極５，６の一端５ａ，６ａの間には第１の開口部７が、外部電極５，６の他端５ｂ，６ｂの間には第２の開口部８がそれぞれ形成されており、発光層２からの光は主としてアパ−チャ部２ａから第１の開口部７を介して外部に放出される。又、シ−ト構体３において、透光性シ−ト４としては、例えばポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）樹脂が好適するが、ポリエステル樹脂など他の樹脂も利用できる。
【０００４】
この希ガス放電灯は、例えば次のように製造される。まず、例えば青色領域，緑色領域，赤色領域にそれぞれ発光スペクトルを有する蛍光体を含む水溶性の蛍光体塗布液を外囲器１の内面に塗布・乾燥し、焼成することにより発光層２が形成される。次に、図示しないスクレ−パを利用して発光層２の一部を強制的に所定の開口角を以て剥離・除去することにより、アパ−チャ部２ａが形成される。次に、この外囲器１を密閉状に構成し、かつ内部空間にキセノンなどの希ガスを所定量封入する。
【０００５】
次に、図１４〜図１５に示すように、透光性シ−ト４の所定部分に一対の外部電極５，６を互いに離隔して配置すると共に、外部電極５，６の端部から端子５１，６１を導出し、かつ透光性シ−ト４及び外部電極５，６に接着層９を形成してシ−ト構体３を構成する。次に、図１６に示すように、シ−ト構体３を展開した状態で例えば組み立てステ−ジ１０に載置する。引き続き、外囲器１をシ−ト構体３の透光性シ−ト４の一端４ａに、外囲器１の長手方向が外部電極５，６の長手方向に沿うように（平行となるように）位置させる。この状態で、外囲器１に従動ロ−ラ１１，１１を、外囲器１が透光性シ−ト４に若干押し付けられるように配置する。この状態で、ステ−ジ１０を若干Ｍ方向に移動させた後、Ｎ方向に移動させる。これによって、シ−ト構体３は、図１３に示すように、外囲器１の外周面に巻回される上、透光性シ−ト４の一端４ａに他端４ｂが重ね合わされ、接着層９によって接着されて希ガス放電灯が完成する。
【０００６】
この希ガス放電灯は、例えば図１７に示すように、インバ−タ回路（点灯装置）１２から外部電極５，６に、周波数が３０ＫＨｚ，電圧が２５００ＶO-P 程度の高周波電圧が印加されることによって点灯するものであり、光はアパ−チャ部２ａから第１の開口部７を介して外部に放出される。特に、この希ガス放電灯には水銀が用いられていないために、点灯後における光量の立ち上がりが急峻であり、点灯と同時に光量がほぼ１００％近くまで達する上に、光量や放電電圧が周囲温度の影響を殆んど受けないという特徴を有している。このために、ファクシミリ，イメ−ジスキャナ，複写機などのＯＡ機器の原稿読取用光源として好適するものである。
【０００７】
又、製造過程において、透光性シ−ト４の一方の面には、接着層９が形成されているために、外囲器１をシ−ト構体３の上で転動させるだけの単純動作によって、シ−ト構体３を外囲器１の外周面に巻回し密着させることができ、その上、外部電極５，６は透光性シ−ト４に予め所定の間隔で配列されているために、貼り付けの際に外部電極５，６の間隔を所定の間隔となるように調整する必要が全くない。従って、作業能率を飛躍的に改善できるのみならず、機械化が可能となり、一層の量産効果が期待できるなどの優れた効果が期待できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、この希ガス放電灯をＯＡ機器の原稿照射装置に適用した場合には、アパ−チャ部構造の採用により発光層２の放射光の高密度化が可能となることから、原稿面照度を高めることができ、原稿の読み取りを確実に行うことができるものである。
【０００９】
しかしながら、近時、ＯＡ機器は、その処理能力を高め、事務処理の効率化を図るために、原稿面照度をより一層に高密度化することが求められており、これへの対応には種々の方法が考えられる。例えば外囲器への希ガスの封入圧力を高めたり、或いは外囲器の管径を太くすると共に管入力を増加させたりする方法がある。
【００１０】
前者の方法では、例えばキセノンガスの封入圧力を高くすることによって光出力（原稿面照度）を増加させることができるものの、縞状の放電状態が目立つようになるのみならず、放電位置（放電点）が一定化せず、絶えず外囲器の長手方向に移動したりするチラツキを生ずるようになり、原稿の読み取り精度が損なわれ、再生品位も低下するようになる。その上、封入圧力が高くなることによって、上述のインバ−タ回路１２による希ガス放電灯の点灯が困難になるし、仮に点灯しても、安定した放電状態の確保が難しくなる。かといって、インバ−タ回路１２の出力電圧を大幅に高くすれば、一応点灯させることができるものの、装置コストが高くなる上、絶縁対策も難しくなるなどの新たな問題が生ずる。
【００１１】
又、後者の方法では、ある程度の光出力（原稿面照度）を増加させることができるものの、この種装置では原稿面と希ガス放電灯との間隔が６〜１２ｍｍ程度と狭いために、かかる間隔以上に太い管径の希ガス放電灯の配置が難しくなるという問題もある。
【００１２】
さらに、この希ガス放電灯は、上述のように外部電極５，６に高周波電圧を印加することによって外囲器１を構成するガラス部材（ガラスバルブ）を介して外部電極間に放電が生起されて点灯されるのであるが、この際に、ガラスバルブにも電流が流れ、この電流によってガラスバルブが自己発熱して温度上昇し、ガラスバルブの抵抗値が低下する。抵抗値の低下によってさらに過大な電流が流れるようになり、発熱が異常に進行して発光効率が低下したり、点灯装置が焼損したりする。
【００１３】
例えば外囲器を構成するガラス部材にソ−ダガラスを適用すると、ソ−ダガラスの１５０°Ｃにおける体積抵抗率が、図１８において実線Ｃで示すように、１×１０8 Ωｃｍのように小さいために、希ガス放電灯の点灯時に、ガラスバルブに流れる電流によってガラスバルブが異常発熱し、発光効率が低下するのみならず、過大な電流によって点灯装置が焼損したりするようになる。
【００１４】
しかしながら、外囲器を構成するガラス部材に鉛ガラスを適用すると、上述の問題を効果的に解決できる。これは、鉛ガラスの１５０°Ｃにおける体積抵抗率が、図１８において実線Ｂで示すように、１×１０11Ωｃｍであり、ソ−ダガラスに比較すると格段に大きくなっていることから、点灯時に、鉛ガラスの自己発熱に基づく異常発熱への発展を抑えることができるものである。
【００１５】
尚、本発明者は、ガラスバルブの異常発熱，発光効率の低下，点灯装置の焼損などの防止にはガラス部材の１５０°Ｃにおける体積抵抗率が１×１０9 Ωｃｍ以上に設定すればよいことを別の実験によって確認している。
【００１６】
このような事実に基づいて、上述の希ガス放電灯の外囲器には鉛ガラスが適用されている関係で、ガラスバルブの異常発熱，発光効率の低下，点灯装置の焼損などのトラブルは最小限に止めることが可能になるものの、次のような問題を有している。
【００１７】
即ち、鉛ガラスはソ−ダガラスに比較して軟化点が７０〜８０°Ｃ程度低いために、焼成工程において、外囲器内面に形成された蛍光体塗布膜に含まれるバインダを十分に焼散させるべく焼成温度を高くすると、発光層２を構成する蛍光体が鉛ガラスに融着され易くなって発光効率が例えば１０％程度も低下するようになるのみならず、外囲器１が変形し易くなり、排気ヘッドへの装着性（密着性）が損なわれたり、装着時に破損し易くなる。かといって、蛍光体の融着や外囲器１の変形が生じない程度にまで焼成温度を下げると、バインダの焼散が不十分になり、希ガス放電灯の始動特性，発光特性が損なわれるようになる。
【００１８】
又、この鉛ガラスは、その製造の際に、有害物質などの排出により環境の汚染が懸念されていることから、近時、その使用を自粛する傾向にある。従って、希ガス放電灯においても、鉛ガラスに代わるガラス部材が求められている。
【００１９】
一方、上述の希ガス放電灯は、熱陰極や冷陰極を用いた放電灯のように外囲器の長手方向に沿った１つの放電路によって点灯するものとは異なり、外部電極５，６の間（外囲器１の長手方向に対してほぼ直角方向）に無数の放電路が形成されることによって縞状の状態で点灯するものであり、正常な点灯状態では縞状の放電状態は目視することはできない。
【００２０】
しかしながら、電源ラインの電圧変動などによってインバ−タ回路１２の出力電圧が定格電圧（例えば２５００ＶO-P ）より１０％程度も低下したりすると、縞状の放電状態が目視できるようになるのみならず、放電位置（放電点）が一定化せず、絶えず外囲器の長手方向に移動したりしてアパ−チャ部２ａから放出される光にチラツキが生ずるようになる。
【００２１】
特に、この希ガス放電灯がファクシミリ，イメ−ジスキャナなどのＯＡ機器における原稿照射装置に適用される場合には、アパ−チャ部２ａの長手方向におけるそれぞれの位置の輝度が絶えず変動することによって、原稿の読み取り精度が著しく損なわれ、再生品位が低下するという問題が生ずることがある。
【００２２】
それ故に、本発明の目的は、焼成に起因する始動特性，発光特性の低下を抑制できる上、チラツキの抑制された安定した放電状態が得られ、しかも、環境への影響をも緩和できる希ガス放電灯を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、上述の目的を達成するために、内面に発光層を有する直管状の外囲器と、外囲器の外周面に、それのほぼ全長に亘って第１，第２の開口部が形成されるように互いに離隔して配置した金属部材よりなる帯状の一対の外部電極とを具備し、前記外囲器をバリウムガラスにて構成すると共に、外囲器の内部空間に希ガスを８３〜２００トルの圧力範囲で封入したことを特徴とする。
【００２４】
又、本発明の第２の発明は、外部電極が被覆されるように透光性の絶縁部材を装着したことを特徴とすることを特徴とし、第３の発明は、前記絶縁部材を、透光性シート又は熱収縮性樹脂よりなる保護チューブにて構成したことを特徴とする。
【００２５】
又、本願第４の発明は、内面に発光層を有する直管状の外囲器と、外囲器の全長とほぼ同程度の長さを有する透光性シートの一方の面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、第１，第２の開口部が形成されるように互いに離隔し、かつ外部電極の位置する側の透光性シート面に接着層を形成してなるシート構体とを具備し、前記外囲器をバリウムガラスにて構成すると共に、外囲器の内部空間に希ガスを８３〜２００トルの圧力範囲で封入し、かつ外囲器の外周面にシート構体を、外囲器と透光性シートとの間に外部電極が位置するように巻回したことを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明の第５の発明は、前記発光層からの放射光を、主として第１の開口部から外部に放出するように構成すると共に、第２の開口部を形成する一対の外部電極のうち、少なくとも一方の外部電極の側縁部に異形部を形成したことを特徴とし、本発明の第６の発明は、前記第１の開口部にほぼ対応する外囲器の内面部分に、発光層の形成されないアパーチャ部を形成したことを特徴とし、本発明の第７の発明は、前記外囲器に封入する希ガスの主成分をキセノンとしたことを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる希ガス放電灯の第１の実施例について図１〜図２及び図１８を参照して説明する。尚、図１３〜図１６に示す先行技術と同一部分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。同図において、この実施例の特徴部分は、外囲器１Ａを、軟化点が鉛ガラスより高く、図１８において実線Ａで示すように１５０°Ｃにおける体積抵抗率が１×１０9 Ωｃｍ以上で、かつ鉛を含まないガラス部材にて構成したことと、外囲器１Ａの内部空間に希ガスを、封入圧力が８３〜２００トルの範囲になるように封入したことである。
【００２８】
この外囲器１Ａの構成部材としては、上述のように１５０°Ｃにおける体積抵抗率が１×１０9 Ωｃｍ以上であり、鉛を含まず軟化点が鉛ガラスより十分に高く、誘電率が大きい透光性のガラス部材であれば一応適用が可能であるが、例えばバリウムガラスなどが好適するものである。尚、このバリウムガラスは例えば珪酸、アルミナ、硼酸、カリウム，バリウム，カルシウムの酸化物などから構成されており、それの軟化点は鉛ガラスの軟化点より４０〜５０°Ｃ程度高いほぼ６６５°Ｃ、１ＭＨｚ時の誘電率はほぼ８．６、１５０°Ｃにおける体積抵抗率はほぼ１×１０11Ωｃｍである。
【００２９】
又、この外囲器１Ａの肉厚は０．２〜０．７ｍｍの範囲（好ましくは０．４〜０．７ｍｍの範囲）に設定されており、この範囲では望ましい生産性，発光特性が得られる。しかしながら、肉厚が０．４ｍｍ未満、特に０．２ｍｍ未満になると、外囲器１Ａの機械的な強度が極端に低下するために、量産設備による生産工程でのガラス破損に伴う不良率が増加するようになるし、逆に、肉厚が０．７ｍｍを超えると、縞状の放電状態が目視され、アパ−チャ部２ａから放出される光にチラツキが生ずるようになる。従って、外囲器１Ａの肉厚は上記範囲内に設定することが望ましい。
【００３０】
特に、この外囲器１Ａの内部空間にはキセノン（Ｘｅ），クリプトン（Ｋｒ），ネオン（Ｎｅ），ヘリウム（Ｈｅ）などの希ガスが、好ましくはキセノンを主成分とする希ガスが、さらに好ましくはキセノンガスが封入されており、その封入圧力は８３〜２００トルの範囲に設定されている。この範囲では始動特性，光出力（原稿面照度），チラツキに関する改善効果が得られる。しかしながら、封入圧力が８３トル未満になると、光出力に対する改善効果が不十分になるし、逆に、封入圧力が２００トルを超えると、始動特性が損なわれるのみならず、放電状態が不安定になって縞状の放電状態が目視され、アパ−チャ部２ａから放出される光にチラツキが生ずるようになる。従って、希ガスの封入圧力は上記範囲内に設定することが望ましい。
【００３１】
又、外囲器１Ａの外周面に配置された外部電極５の側縁部（端部）５ｂには異形部５Ａが周期性を有するように形成されている。この異形部５Ａは、例えば外囲器１Ａの外径が８ｍｍの場合には異形部５Ａを含めた幅が８ｍｍ，異形部５Ａのピッチが４ｍｍ，異形部５Ａ（三角部分の頂点）の高さが１．５ｍｍ程度の寸法に設定することが望ましいが、希ガス放電灯，点灯装置の仕様によっては適宜に変更できる。尚、外部電極５の側縁部５ｂに形成された異形部５Ａのそれぞれの頂点部と、これに対向するストレ−ト状の外部電極６の側縁部６ｂとの間隔は全長に亘ってほぼ同一となるように設定されている。又、第１の開口部７の開口角θ1 も全長に亘ってほぼ同一となるように設定されている。
【００３２】
又、発光層２は、希ガス放電灯の用途によって、使用する蛍光体が１種のみにて構成したり、２種以上を混合して構成されたりする。例えば三波長域発光形の場合には、例えば青色領域に発光スペクトルを有するユ−ロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体，緑色領域に発光スペクトルを有するセリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体，赤色領域に発光スペクトルを有するユ−ロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリウム蛍光体を混合してなる混合蛍光体にて形成され、その付着量は１ｃｍ2 当たり５〜３０ｍｇの範囲に設定されている。この範囲では十分の光量（光出力）が得られるものの、その付着量が５ｍｇ未満になると、光量不足によって原稿面照度が不十分になるし、逆に、付着量が３０ｍｇを超えると、均質な発光層の形成が困難になる。従って、発光層２の付着量は上記範囲内に設定することが望ましい。
【００３３】
さらに、外部電極５，６のそれぞれの離隔部分には第１，第２の開口部７，８が形成されており、それぞれの開口角θ1 ，θ2 はθ1 ＞θ2 の関係に設定されている。第１の開口部７の開口角θ1 は６０〜１２０°の範囲が、第２の開口部８の開口角θ2 は５５°程度がそれぞれ望ましい。しかしながら、第１の開口部７の開口角θ1 は用途によっては上記範囲外に設定することも可能であり、第２の開口部８は絶縁破壊しない程度に狭いことが望ましく、例えば最低２ｍｍ程度の離隔距離を確保することが推奨される。尚、上述のアパ−チャ部２ａの開口角は第１の開口部７の開口角θ1 とほぼ同程度に設定されている。
【００３４】
この実施例によれば、外囲器１Ａを構成するガラス部材には鉛が全く含まれていないために、それの製造の際に、鉛などを含む有害物質の排出に起因する環境の汚染を防止できる。
【００３５】
又、外囲器１Ａの軟化点は鉛ガラスの軟化点より４０〜５０°Ｃ程度高いために、焼成工程において、外囲器内面に形成された蛍光体塗布膜に含まれるバインダを十分に焼散させるべく焼成温度を高く設定しても、発光層２を構成する蛍光体が外囲器１Ａを構成するガラス部材に融着されることがなく、発光効率を例えば１０％程度も改善できるのみならず、焼成工程で外囲器１Ａが殆んど変形しないために、排気ヘッドへの装着性を向上でき、それへの装着時の破損を軽減できる。
【００３６】
しかも、外囲器１Ａの１５０°Ｃにおける体積抵抗率が１×１０9 Ωｃｍ以上に設定されているために、鉛ガラスを用いた先行技術と同様に点灯時における自己発熱に基づく異常発熱への発展を抑えることができ、異常発熱に起因する発光効率の低下も抑えることができる。
【００３７】
特に、第２の開口部８を形成する外部電極５，６の内、外部電極５の側縁部５ｂには三角状の異形部５Ａが周期性を有するように形成されており、外部電極６の側縁部６ｂはストレ−ト状に形成されているために、外部電極５，６に高周波高電圧を印加した場合、異形部５Ａにおける三角部分の頂点部分に電界が集中し、異形部５Ａとストレ−ト状の側縁部６ｂとの間で容易に放電する。従って、電源変動によって外部電極５，６への印加電圧が少々低くなっても確実に点灯させることができる。
【００３８】
仮に、外部電極５，６の側縁部５ｂ，６ｂに異形部を形成した場合には、対向するそれぞれの異形部の頂点位置がほぼ一致していないと、安定した放電が生起されにくくなるものである。従って、それぞれの異形部の頂点部が合致するように配置しなければならず、製造面でのマイナス要素が考えられる。しかしながら、この実施例では外部電極６の側縁部６ｂがストレ−ト状に形成されていることから、異形部５Ａの位置合わせの必要がなく、製造性を改善できる。
【００３９】
又、外囲器１Ａの肉厚は０．２〜０．７ｍｍの範囲に設定されており、外部電極５，６に高周波高電圧を印加した場合、肉厚の厚い範囲では抵抗成分の増加に伴う外囲器自身への電圧分配の増加に関連してチラツキが発生し易くなるものの、上述のように外部電極５の側縁部５ｂにのみ異形部５Ａが形成されていることと相俟って肉厚の厚い領域においてもチラツキの発生を効果的に抑制できるし、アパ−チャ部２ａを介して第１の開口部７から放出される光出力も効果的に改善できる。
【００４０】
その上、第２の開口部８を形成する外部電極５，６の内、外部電極５の側縁部５ｂには三角状の異形部５Ａが形成されているものの、第１の開口部７を形成する外部電極５，６の側縁部５ａ，６ａは光の放出に影響を与えないストレ−ト状に構成されているために、例えば原稿照射装置に適用した場合、補正手段を用いることなく、原稿面の照度分布をほぼ均一化できる。従って、簡単な構成で原稿の読み取り精度を高めることができる。
【００４１】
特に、希ガスの封入圧力は８３〜２００トルの範囲に高く設定されているために、光出力は増加できる反面、始動特性は損なわれるようになるが、外部電極５の側縁部５ｂに三角状の異形部５Ａを形成することによって、希ガスの封入圧力の上限を２００トルにまで拡大しても、実用に供し得る始動特性が確保でき、移動縞（チラツキ）の発生も効果的に抑制でき、光出力も有効に改善できる。従って、原稿照射装置に適用した場合には、安定した放電状態が得られる上に、原稿面照度を高めることができることから、読み取り品位の向上が期待できる。
【００４２】
又、発光層２の付着量が１ｃｍ2 当たり５〜３０ｍｇの範囲に設定されれば、外囲器１Ａの肉厚を０．２〜０．７ｍｍの範囲に設定すること及び希ガスの封入圧力を８３〜２００トルに設定することと相俟ってアパ−チャ部２ａを介して第１の開口部７から放出される光出力を効果的に増加できる。
【００４３】
特に、発光層２の付着量は通常の照明用蛍光ランプに比較すると２〜１０倍程度に設定されており、通常の照明用蛍光ランプでは特性的に好ましいものではないと考えられている量であるにも拘らず、希ガス放電灯では光出力が有効に増加している。この原因については明らかではないが、外部電極５，６の間（外囲器１Ａの長手方向に対してほぼ直角方向）に無数の放電路が形成されることによって縞状の状態で点灯する希ガス放電灯に特有の現象と考えられる。
【００４４】
さらには、外囲器１Ａの肉厚及び外部電極の構造を、好ましくは発光層２の付着量，希ガスの封入圧力をも上述の範囲に設定した上で、第１の開口部７の開口角θ1 を６０〜１２０°の範囲、好ましくは６０〜９０°の範囲に設定すれば、第１の開口部７から放出される光出力を一層に増加させることができる。この際に、第２の開口部８の離隔長さ（異形部５Ａの先端部と側縁部６ｂとの間隔）を２ｍｍ程度に設定すれば、第２の開口部８からの光の漏洩が抑制され、第１の開口部７から放出される光出力の一層の改善効果が期待できる。
【００４５】
図３は本発明の第２の実施例を示すものであって、基本的な構成は図１に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、第１の開口部７に対応する外囲器１Ａの内面部分に形成されているアパ−チャ部２ａの開口角θ3 を第１の開口部７の開口角θ1 より大きく設定したことである。このアパ−チャ部２ａの開口角θ3 は例えば７０〜１１０°の範囲に設定されているが、用途，目的などに応じて適宜に変更できる。尚、開口角θ1 と開口角θ2 はθ1 ＞θ2 の関係に設定することが望ましい。
【００４６】
この実施例によれば、外囲器１Ａの外周面にシ−ト構体３を巻回する際に、第１の開口部７とアパ−チャ部２ａとのセンタ−が若干ずれても、第１の開口部７から放出される光の光軸のずれを緩和できる。このために、例えば原稿照射装置に適用しても、十分に高い読み取り精度を得ることができる。
【００４７】
図４は本発明の第３の実施例を示すものであって、基本的な構成は図１に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、透光性シ−ト４のそれぞれの端部４ａ，４ｂを外部電極５の上において重ね合わせ、この重ね合わせ部分を超音波溶着したことである。
【００４８】
この実施例によれば、重ね合わせ部分４ａ，４ｂの超音波溶着が外部電極５の外側面において行われるために、外囲器内面の発光層２に作用する超音波振動が緩和される。従って、第１，第２の実施例に比較すると、発光層２の外囲器内面からの剥離を抑制でき、光出力の改善が可能となる。
【００４９】
図５は本発明の第４の実施例を示すものであって、基本的な構成は図１に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、外囲器１Ａの外周面に一対の外部電極５，６を接着層を利用して貼着した後に、外囲器１Ａの外周面にＰＥＴ樹脂などの透光性シ−ト４Ａを、外部電極５，６が被覆されるように巻回して接着したことである。
【００５０】
この実施例によれば、外囲器１Ａの外周面に透光性シ−ト４Ａを巻回するに先立って、外囲器１Ａの外周面にシリコ−ンワニスなどの透光性の絶縁被膜を形成しておけば、外部電極間の絶縁耐力を改善できる。
【００５１】
図６は本発明の第５の実施例を示すものであって、基本的な構成は図１に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、外囲器１Ａの外周面に一対の外部電極５，６を接着層を利用して貼着した後に、外囲器１Ａの外周面にＰＥＴ樹脂などの熱収縮性樹脂よりなる保護チュ−ブ１３を、外部電極５，６が被覆されるように装着し、熱収縮させたことである。尚、この保護チュ−ブ１３は外囲器１Ａに装着した後、例えば１５０〜２００°Ｃ程度に加熱し、収縮させることにより外囲器１Ａの外周面に密着される。
【００５２】
この実施例によれば、上述の各実施例に比較すると、機械化，作業能率の点で劣るものの、保護チュ−ブ１３に接着層を使用しないために、端子の構成部材と接着剤成分との反応による腐食がなく、長期間に亘って安定した動作状態を維持できる上、保護チュ−ブ１３に継目がないために、上述の実施例のように透光性シ−ト４の端部の重ね合わせ部分の剥がれを完全に防止できる。
【００５３】
特に、外囲器１Ａの外周面に保護チュ−ブ１３を装着するに先立って、外囲器１Ａの外周面にシリコ−ンワニスなどの透光性の絶縁被膜を形成しておけば、外部電極間の絶縁耐力を一層高めることができる。
【００５４】
図７は本発明の第６の実施例を示すものであって、基本的な構成は図１に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、シ−ト構体３の外周面にＰＥＴ樹脂などの熱収縮性樹脂よりなる保護チュ−ブ１３を装着した後に、熱収縮させたことである。尚、この保護チュ−ブ１３はシ−ト構体３に装着した後、例えば１５０〜２００°Ｃ程度に加熱し、収縮させることにより透光性シ−ト４の外周面に密着される。
【００５５】
この実施例によれば、希ガス放電灯の適用部所における環境条件が厳しい，安全基準が高いなどの場合には、例えば耐熱性などに優れ、かつ透光性を有する保護チュ−ブ１３にてシ−ト構体３を被覆することによって、より高品位の製品を提供できる。
【００５６】
特に、この実施例の構造は、図３，図４，図５，図６に示す実施例にも適用することができる。
【００５７】
図８は本発明の第７の実施例を示すものであって、特に、外囲器１Ａを展開した状態を示しており、基本的な構成は図１に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、第２の開口部８を形成する外部電極５，６の内、一方の外部電極５の側縁部５ｂにのみ周期性を有する波形を含むほぼ半円状の異形部５Ｂを形成し、対向する他方の外部電極６の側縁部６ｂはストレ−ト状に形成したことである。尚、外部電極５の側縁部５ｂを除くすべての側縁部がストレ−ト状に形成されていることになる。
【００５８】
この実施例によれば、外部電極５，６に高周波高電圧が印加された場合、側縁部５ｂの異形部５Ｂとストレ−ト状の側縁部６ｂとの間で放電が生ずるのであるが、一方の側縁部（６ｂ）がストレ−ト状に構成されているために、両者のピッチ合わせ（位置合わせ）の必要がなく、組立性を改善できる。
【００５９】
図９は本発明の第８の実施例を示すものであって、特に、外囲器１Ａを展開した状態を示しており、基本的な構成は図２に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、第２の開口部８を形成する外部電極５，６の内、一方の外部電極５の側縁部５ｂにのみ周期性を有する台形を含むほぼ矩形状の異形部５Ｃを形成し、対向する他方の外部電極６の側縁部６ｂはストレ−ト状に形成したことである。尚、外部電極５の側縁部５ｂを除くすべての側縁部がストレ−ト状に形成されていることになる。
【００６０】
特に、図８〜図９に示すそれぞれ異なった異形部を有する外部電極構造は、図１〜図７に示すそれぞれの希ガス放電灯に適宜に組み合わせて適用することができる。
【００６１】
尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約されることなく、例えば発光層を構成する蛍光体としては、セリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体（ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ），ユーロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリウム蛍光体などの他に、錫付活リン酸ストロンチウム・マグネシウム蛍光体（（ＳｒＭｇ）３（ＰＯ４）２：Ｓｎ），ユーロピウム付活リンバナジン酸イットリウム蛍光体（Ｙ（ＰＶ）Ｏ４：Ｅｕ），ユーロピウム付活硼リン酸ストロンチウム蛍光体（２ＳｒＯ・（Ｐ２Ｏ７・Ｂ２Ｏ３）：Ｅｕ）などのリン酸塩蛍光体，硼酸塩蛍光体の他、例えばセリウム・テルビウム付活アルミン酸マグネシウム蛍光体（ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ，Ｔｂ），セリウム・テルビウム付活イットリウム・シリケート蛍光体（Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ），ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ），ユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体（Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ）なども使用できる。又、発光層におけるアパーチャ部を省略し、シート構体の外囲器への巻回作業性を改善することもできる。又、透光性シートの端部の重ね合わせ部分は単に接着の他に、熱溶着したり，超音波溶着したり，接着と溶着を併用したりすることもできるし、透光性シート，保護チューブなどの絶縁部材は省略することもできる。又、異形部は開口部に対向するそれぞれの外部電極の側縁部に形成することもできるし、その形態も三角状，矩形状などの他に、外部電極の側縁部でない部分に三角状，四角状などの角孔や丸孔などを形成して構成することもできるし、異形部は省略することもできる。さらには、外部電極の形態において、帯状とは全体としての形態が帯状であることを意味し、側縁部や側縁部でない部分に異形部，孔などが存在したりするものも含まれるものとする。
【００６２】
【実施例】
次に、第１の実験例について説明する。まず、イエロ−グリ−ンの発光色を有するセリウム・テルビウム付活イットリウム・シリケ−ト蛍光体（Ｙ2 ＳｉＯ5 ：Ｃｅ，Ｔｂ）を含む水溶性の蛍光体塗布液を外径が８ｍｍ，肉厚が０．５ｍｍ，長さが３６０ｍｍのバリウムガラスよりなる外囲器の内面に塗布し発光層を形成する。次に、スクレ−パを用いて発光層の一部を強制的に剥がすことによって開口角７５°のアパ−チャ部を形成する。尚、発光層の付着量は１５ｍｇ／ｃｍ2 である。次に、外囲器を封止し、内部空間にキセノンガスを７０〜２３０トルの封入圧力で封入する。然る後、この外囲器の外周面にシ−ト構体を図１４〜図１６に示す先行技術と同様の方法にて希ガス放電灯を製造した。尚、一対の外部電極には幅が８ｍｍのアルミニウム箔を用い、第２の開口部を形成する外部電極の一方の側縁部にのみピッチが４ｍｍで頂点の高さが１．５ｍｍの三角状の異形部を形成し、対向する他方の側縁部はストレ−ト状に形成した（図２参照）。
【００６３】
これらの希ガス放電灯を図１７に示す点灯装置１２に組み込み、インバ−タ回路の出力電圧（周波数が３０ＫＨｚで、電圧が２５００Ｖ0-P ）を徐々に上昇させ、移動縞（チラツキ）が目視されない状態での放電開始電圧（始動電圧）を測定したところ、図１０に示す結果が得られた。
【００６４】
同図から明らかなように、キセノンガスの封入圧力が２００トルまでの範囲では定格電圧の９０％電圧でもチラツキのない状態で点灯し、点灯後も安定した放電状態が得られており、外部電極に異形部を形成しない以外は同仕様の希ガス放電灯（先行技術）に比較すると、始動電圧を３００〜６００Ｖ程度改善できた。又、先行技術では封入圧力が８３トルを超えるとチラツキが認められ、１００トルにもなると実用上支障を生ずるようになる。しかしながら、封入圧力が２００トルを超え、２１０，２３０トルでは２５００Ｖ0-P で点灯するものの、電源電圧が低下するような変動が生じた場合には確実な始動が保証できなくなる。
【００６５】
又、焼成温度（作業温度）を７００°Ｃに設定し、焼成工程における蛍光体のガラス部材への融着による発光効率及び外囲器の形態への影響について観察したところ、発光効率の低下は殆んど認められなかったし、外囲器の変形もなく、排気ヘッドへの装着に伴う破損不良の発生率も０．５％以下に抑えることができた。その上、発光層を十分に焼成でき、バインダの残渣は認められなかった。尚、同一仕様で外囲器のガラス部材を鉛ガラスとした従来例では蛍光体の鉛ガラスへの融着によって発光効率がほぼ１０％程度低下し、変形に伴う不良発生率も３〜５％であった。
【００６６】
次に、上述の希ガス放電灯を定格電圧の９０％電圧で点灯させた状態において、外囲器から８ｍｍ離隔した原稿照射面の照度及び移動縞（チラツキ）の発生の有無について評価したところ、図１１に示す結果が得られた。尚、同図のチラツキの評価項目において、○はチラツキが発生していないことを、△は若干のチラツキは認められるものの、実用上支障がないことを、×はチラツキの発生が顕著であり、実用上問題になることを示している。
【００６７】
同図から明らかなように、キセノンガスの封入圧力が１５０トルまでの範囲ではチラツキのない安定した放電状態が得られているが、２００トルでは若干のチラツキが認められるものの、実用的には問題ないものである。しかしながら、封入圧力が２００トルを超え、２１０，２３０トルではチラツキの発生が顕著となり、原稿照射装置への適用は読み取り品位の観点から難しい。
【００６８】
又、原稿面照度はキセノンガスの封入圧力が高くなるほど増加しているものの、チラツキのない安定した照度はキセノンガスの封入圧力が２００トルまでの範囲で得られることがわかる。従って、希ガスの封入圧力は、上述の各種評価結果によれば、８３〜２００トルの範囲に設定することが望ましい。
【００６９】
次に、第２の実験例について説明する。第１の実験例（図１１）において、キセノンガスの封入圧力を１２０トルに固定し、外囲器の肉厚を０．１８〜０．８ｍｍの範囲で変化させた希ガス放電灯を製造した。
【００７０】
これらの希ガス放電灯を図１７に示す点灯装置に組み込み、インバ−タ回路１２の出力電圧を定格電圧の９０％電圧に設定し、移動縞（チラツキ）の発生の有無及び生産工程での破損の有無（強度）を観察したところ、図１２に示す結果が得られた。尚、同図において、チラツキの評価項目では、○はチラツキが発生していないことを、△は若干のチラツキは認められるものの、実用上支障がないことを、×はチラツキの発生が顕著であり、実用上問題になることを示している。又、外囲器の強度の評価項目では、○は外囲器の破損がなく十分の強度であることを、△は生産工程で若干の破損事故が発生しているものの、一応実用に供し得ることを、×は強度不足により破損事故が多く実用に供し得ないことを示している。
【００７１】
同図から明らかなように、外囲器の肉厚が０．１８〜０．６ｍｍの範囲では外部電極への印加電圧が低いにも拘らず、チラツキの発生は観測されなかったが、肉厚が０．７ｍｍでは若干のチラツキが認められたものの、実用上は問題ないものである。しかしながら、肉厚が０．８ｍｍではチラツキの発生が顕著となり、異形部によるチラツキ抑制効果の希釈が認められた。又、肉厚が０．４ｍｍ以上では生産工程での破損は認められなかったが、０．４ｍｍ未満の０．２５ｍｍ，０．２ｍｍでは生産工程での破損が認められるようになり、特に、０．１８ｍｍでは機械的強度の低下によってクラックなどの破損事故が急激に増加し、量産に不向きであることがわかる。従って、外囲器の肉厚は、それぞれの評価項目の評価結果に基づいて、０．２〜０．７ｍｍの範囲（好ましくは０．４〜０．７ｍｍの範囲）に設定することが望ましい。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、外囲器を構成するガラス部材には鉛が全く含まれていないために、それの製造の際に、鉛などを含む有害物質の排出に起因する環境の汚染を防止できる。
【００７３】
又、外囲器の軟化点は鉛ガラスの軟化点よりも高く設定されているために、焼成工程において、外囲器内面に形成された蛍光体塗布膜に含まれるバインダを十分に焼散させるべく焼成温度を高く設定しても、発光層を構成する蛍光体が外囲器を構成するガラス部材に融着されることがなく、発光効率を効果的に改善できるのみならず、焼成工程で外囲器が殆んど変形しないために、製造作業が容易になり、製造過程での破損を軽減でき、不良率も減少できる。
【００７４】
しかも、外囲器の１５０°Ｃにおける体積抵抗率は１×１０9 Ωｃｍ以上に設定されているために、鉛ガラスを用いた先行技術と同様に自己発熱に基づく異常発熱への発展を抑えることができ、異常発熱に起因する発光効率の低下も抑えることができる。
【００７５】
特に、希ガスの封入圧力は８３〜２００トルの範囲に高く設定されているために、光出力を効果的に増加できる。従って、ＯＡ機器における原稿の送り速度の高速化にも十分に対応できる。
【００７６】
さらには、外囲器の外周面に配置された一対の外部電極のうち、少なくとも一方の外部電極の側縁部に異形部を形成すれば、外部電極に高周波電圧を印加した場合、異形部に電界が集中し、チラツキの抑制された安定した放電を容易に生起させることができる上、安定した放電状態が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す縦断面図。
【図２】図１に示す外囲器及び外部電極の展開図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す縦断面図。
【図４】本発明の第３の実施例を示す縦断面図。
【図５】本発明の第４の実施例を示す縦断面図。
【図６】本発明の第５の実施例を示す縦断面図。
【図７】本発明の第６の実施例を示す縦断面図。
【図８】本発明の第７の実施例を示す外囲器及び外部電極の展開図。
【図９】本発明の第８の実施例を示す外囲器及び外部電極の展開図。
【図１０】キセノンガスの封入圧力に対する始動特性の関係を示す図。
【図１１】キセノンガスの封入圧力に対するチラツキの発生の有無及び原稿面照度の関係を示す図。
【図１２】外囲器の肉厚に対するチラツキの発生の有無及び強度の関係を示す図。
【図１３】先行技術にかかる希ガス放電灯の縦断面図。
【図１４】先行技術にかかるシ−ト構体の展開図。
【図１５】図１４のＸ−Ｘ断面図。
【図１６】先行技術にかかる希ガス放電灯の製造方法を説明するための縦断面図。
【図１７】先行技術にかかる希ガス放電灯の点灯回路図。
【図１８】各種ガラス部材の温度に対する体積抵抗率との関係を示す図。
【符号の説明】
１Ａ 外囲器
２ 発光層
２ａ アパ−チャ部
３ シ−ト構体
４，４Ａ 透光性シ−ト（絶縁部材）
５，６ 外部電極
５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ 側縁部
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 異形部
７ 第１の開口部
８ 第２の開口部
９ 接着層
１２ 点灯装置（インバ−タ回路）
１３ 保護チュ−ブ（絶縁部材）
【発明の属する技術分野】
この発明は希ガス放電灯に関し、特にガラスバルブの内面にアパ−チャ部を有する発光層を形成すると共に、ガラスバルブの外周面に一対の外部電極を配置してなる希ガス放電灯の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に、図１３〜図１５に示す希ガス放電灯を提案した。同図において、１は例えばガラスバルブにて密閉状に構成された直管状の外囲器であって、その内面には希土類蛍光体，ハロリン酸塩蛍光体などの１種又は２種以上の蛍光体を含む発光層２が形成されている。特に、この発光層２には所定の開口角を有するアパ−チャ部２ａがほぼ全長に亘って形成されている。そして、外囲器１の封着構造はガラスバルブの端部にディスク状の封着ガラス板を封着して構成されているが、例えば単にガラスバルブを加熱しながら縮径加工し溶断するいわゆるトップシ−ルによって構成することもできる。尚、この外囲器１の密閉空間には水銀などの金属蒸気を含まないキセノンガスを主成分とする希ガスが所定量封入されている。
【０００３】
この外囲器１の外周面にはシ−ト構体３が密着するように巻回されている。このシ−ト構体３は、例えば外囲器１の全長とほぼ同程度の長さを有し、かつ厚さが２０〜１００μｍの範囲に設定された絶縁性の透光性シ−ト４と、この透光性シ−ト４の一方の面に互いに所定の間隔だけ離隔配置して接着された不透光性の金属部材よりなる帯状の一対の外部電極５，６と、この外部電極５，６の端部から、それと電気的な接続関係を有し、かつ導出端が透光性シ−ト４の端縁部分より突出するように導出された端子５１，６１と、透光性シ−ト４の一方の面に付与された接着層９とから構成されている。尚、シ−ト構体３の外囲器１への装着状態において、外部電極５，６の一端５ａ，６ａの間には第１の開口部７が、外部電極５，６の他端５ｂ，６ｂの間には第２の開口部８がそれぞれ形成されており、発光層２からの光は主としてアパ−チャ部２ａから第１の開口部７を介して外部に放出される。又、シ−ト構体３において、透光性シ−ト４としては、例えばポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）樹脂が好適するが、ポリエステル樹脂など他の樹脂も利用できる。
【０００４】
この希ガス放電灯は、例えば次のように製造される。まず、例えば青色領域，緑色領域，赤色領域にそれぞれ発光スペクトルを有する蛍光体を含む水溶性の蛍光体塗布液を外囲器１の内面に塗布・乾燥し、焼成することにより発光層２が形成される。次に、図示しないスクレ−パを利用して発光層２の一部を強制的に所定の開口角を以て剥離・除去することにより、アパ−チャ部２ａが形成される。次に、この外囲器１を密閉状に構成し、かつ内部空間にキセノンなどの希ガスを所定量封入する。
【０００５】
次に、図１４〜図１５に示すように、透光性シ−ト４の所定部分に一対の外部電極５，６を互いに離隔して配置すると共に、外部電極５，６の端部から端子５１，６１を導出し、かつ透光性シ−ト４及び外部電極５，６に接着層９を形成してシ−ト構体３を構成する。次に、図１６に示すように、シ−ト構体３を展開した状態で例えば組み立てステ−ジ１０に載置する。引き続き、外囲器１をシ−ト構体３の透光性シ−ト４の一端４ａに、外囲器１の長手方向が外部電極５，６の長手方向に沿うように（平行となるように）位置させる。この状態で、外囲器１に従動ロ−ラ１１，１１を、外囲器１が透光性シ−ト４に若干押し付けられるように配置する。この状態で、ステ−ジ１０を若干Ｍ方向に移動させた後、Ｎ方向に移動させる。これによって、シ−ト構体３は、図１３に示すように、外囲器１の外周面に巻回される上、透光性シ−ト４の一端４ａに他端４ｂが重ね合わされ、接着層９によって接着されて希ガス放電灯が完成する。
【０００６】
この希ガス放電灯は、例えば図１７に示すように、インバ−タ回路（点灯装置）１２から外部電極５，６に、周波数が３０ＫＨｚ，電圧が２５００ＶO-P 程度の高周波電圧が印加されることによって点灯するものであり、光はアパ−チャ部２ａから第１の開口部７を介して外部に放出される。特に、この希ガス放電灯には水銀が用いられていないために、点灯後における光量の立ち上がりが急峻であり、点灯と同時に光量がほぼ１００％近くまで達する上に、光量や放電電圧が周囲温度の影響を殆んど受けないという特徴を有している。このために、ファクシミリ，イメ−ジスキャナ，複写機などのＯＡ機器の原稿読取用光源として好適するものである。
【０００７】
又、製造過程において、透光性シ−ト４の一方の面には、接着層９が形成されているために、外囲器１をシ−ト構体３の上で転動させるだけの単純動作によって、シ−ト構体３を外囲器１の外周面に巻回し密着させることができ、その上、外部電極５，６は透光性シ−ト４に予め所定の間隔で配列されているために、貼り付けの際に外部電極５，６の間隔を所定の間隔となるように調整する必要が全くない。従って、作業能率を飛躍的に改善できるのみならず、機械化が可能となり、一層の量産効果が期待できるなどの優れた効果が期待できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、この希ガス放電灯をＯＡ機器の原稿照射装置に適用した場合には、アパ−チャ部構造の採用により発光層２の放射光の高密度化が可能となることから、原稿面照度を高めることができ、原稿の読み取りを確実に行うことができるものである。
【０００９】
しかしながら、近時、ＯＡ機器は、その処理能力を高め、事務処理の効率化を図るために、原稿面照度をより一層に高密度化することが求められており、これへの対応には種々の方法が考えられる。例えば外囲器への希ガスの封入圧力を高めたり、或いは外囲器の管径を太くすると共に管入力を増加させたりする方法がある。
【００１０】
前者の方法では、例えばキセノンガスの封入圧力を高くすることによって光出力（原稿面照度）を増加させることができるものの、縞状の放電状態が目立つようになるのみならず、放電位置（放電点）が一定化せず、絶えず外囲器の長手方向に移動したりするチラツキを生ずるようになり、原稿の読み取り精度が損なわれ、再生品位も低下するようになる。その上、封入圧力が高くなることによって、上述のインバ−タ回路１２による希ガス放電灯の点灯が困難になるし、仮に点灯しても、安定した放電状態の確保が難しくなる。かといって、インバ−タ回路１２の出力電圧を大幅に高くすれば、一応点灯させることができるものの、装置コストが高くなる上、絶縁対策も難しくなるなどの新たな問題が生ずる。
【００１１】
又、後者の方法では、ある程度の光出力（原稿面照度）を増加させることができるものの、この種装置では原稿面と希ガス放電灯との間隔が６〜１２ｍｍ程度と狭いために、かかる間隔以上に太い管径の希ガス放電灯の配置が難しくなるという問題もある。
【００１２】
さらに、この希ガス放電灯は、上述のように外部電極５，６に高周波電圧を印加することによって外囲器１を構成するガラス部材（ガラスバルブ）を介して外部電極間に放電が生起されて点灯されるのであるが、この際に、ガラスバルブにも電流が流れ、この電流によってガラスバルブが自己発熱して温度上昇し、ガラスバルブの抵抗値が低下する。抵抗値の低下によってさらに過大な電流が流れるようになり、発熱が異常に進行して発光効率が低下したり、点灯装置が焼損したりする。
【００１３】
例えば外囲器を構成するガラス部材にソ−ダガラスを適用すると、ソ−ダガラスの１５０°Ｃにおける体積抵抗率が、図１８において実線Ｃで示すように、１×１０8 Ωｃｍのように小さいために、希ガス放電灯の点灯時に、ガラスバルブに流れる電流によってガラスバルブが異常発熱し、発光効率が低下するのみならず、過大な電流によって点灯装置が焼損したりするようになる。
【００１４】
しかしながら、外囲器を構成するガラス部材に鉛ガラスを適用すると、上述の問題を効果的に解決できる。これは、鉛ガラスの１５０°Ｃにおける体積抵抗率が、図１８において実線Ｂで示すように、１×１０11Ωｃｍであり、ソ−ダガラスに比較すると格段に大きくなっていることから、点灯時に、鉛ガラスの自己発熱に基づく異常発熱への発展を抑えることができるものである。
【００１５】
尚、本発明者は、ガラスバルブの異常発熱，発光効率の低下，点灯装置の焼損などの防止にはガラス部材の１５０°Ｃにおける体積抵抗率が１×１０9 Ωｃｍ以上に設定すればよいことを別の実験によって確認している。
【００１６】
このような事実に基づいて、上述の希ガス放電灯の外囲器には鉛ガラスが適用されている関係で、ガラスバルブの異常発熱，発光効率の低下，点灯装置の焼損などのトラブルは最小限に止めることが可能になるものの、次のような問題を有している。
【００１７】
即ち、鉛ガラスはソ−ダガラスに比較して軟化点が７０〜８０°Ｃ程度低いために、焼成工程において、外囲器内面に形成された蛍光体塗布膜に含まれるバインダを十分に焼散させるべく焼成温度を高くすると、発光層２を構成する蛍光体が鉛ガラスに融着され易くなって発光効率が例えば１０％程度も低下するようになるのみならず、外囲器１が変形し易くなり、排気ヘッドへの装着性（密着性）が損なわれたり、装着時に破損し易くなる。かといって、蛍光体の融着や外囲器１の変形が生じない程度にまで焼成温度を下げると、バインダの焼散が不十分になり、希ガス放電灯の始動特性，発光特性が損なわれるようになる。
【００１８】
又、この鉛ガラスは、その製造の際に、有害物質などの排出により環境の汚染が懸念されていることから、近時、その使用を自粛する傾向にある。従って、希ガス放電灯においても、鉛ガラスに代わるガラス部材が求められている。
【００１９】
一方、上述の希ガス放電灯は、熱陰極や冷陰極を用いた放電灯のように外囲器の長手方向に沿った１つの放電路によって点灯するものとは異なり、外部電極５，６の間（外囲器１の長手方向に対してほぼ直角方向）に無数の放電路が形成されることによって縞状の状態で点灯するものであり、正常な点灯状態では縞状の放電状態は目視することはできない。
【００２０】
しかしながら、電源ラインの電圧変動などによってインバ−タ回路１２の出力電圧が定格電圧（例えば２５００ＶO-P ）より１０％程度も低下したりすると、縞状の放電状態が目視できるようになるのみならず、放電位置（放電点）が一定化せず、絶えず外囲器の長手方向に移動したりしてアパ−チャ部２ａから放出される光にチラツキが生ずるようになる。
【００２１】
特に、この希ガス放電灯がファクシミリ，イメ−ジスキャナなどのＯＡ機器における原稿照射装置に適用される場合には、アパ−チャ部２ａの長手方向におけるそれぞれの位置の輝度が絶えず変動することによって、原稿の読み取り精度が著しく損なわれ、再生品位が低下するという問題が生ずることがある。
【００２２】
それ故に、本発明の目的は、焼成に起因する始動特性，発光特性の低下を抑制できる上、チラツキの抑制された安定した放電状態が得られ、しかも、環境への影響をも緩和できる希ガス放電灯を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、上述の目的を達成するために、内面に発光層を有する直管状の外囲器と、外囲器の外周面に、それのほぼ全長に亘って第１，第２の開口部が形成されるように互いに離隔して配置した金属部材よりなる帯状の一対の外部電極とを具備し、前記外囲器をバリウムガラスにて構成すると共に、外囲器の内部空間に希ガスを８３〜２００トルの圧力範囲で封入したことを特徴とする。
【００２４】
又、本発明の第２の発明は、外部電極が被覆されるように透光性の絶縁部材を装着したことを特徴とすることを特徴とし、第３の発明は、前記絶縁部材を、透光性シート又は熱収縮性樹脂よりなる保護チューブにて構成したことを特徴とする。
【００２５】
又、本願第４の発明は、内面に発光層を有する直管状の外囲器と、外囲器の全長とほぼ同程度の長さを有する透光性シートの一方の面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、第１，第２の開口部が形成されるように互いに離隔し、かつ外部電極の位置する側の透光性シート面に接着層を形成してなるシート構体とを具備し、前記外囲器をバリウムガラスにて構成すると共に、外囲器の内部空間に希ガスを８３〜２００トルの圧力範囲で封入し、かつ外囲器の外周面にシート構体を、外囲器と透光性シートとの間に外部電極が位置するように巻回したことを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明の第５の発明は、前記発光層からの放射光を、主として第１の開口部から外部に放出するように構成すると共に、第２の開口部を形成する一対の外部電極のうち、少なくとも一方の外部電極の側縁部に異形部を形成したことを特徴とし、本発明の第６の発明は、前記第１の開口部にほぼ対応する外囲器の内面部分に、発光層の形成されないアパーチャ部を形成したことを特徴とし、本発明の第７の発明は、前記外囲器に封入する希ガスの主成分をキセノンとしたことを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる希ガス放電灯の第１の実施例について図１〜図２及び図１８を参照して説明する。尚、図１３〜図１６に示す先行技術と同一部分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。同図において、この実施例の特徴部分は、外囲器１Ａを、軟化点が鉛ガラスより高く、図１８において実線Ａで示すように１５０°Ｃにおける体積抵抗率が１×１０9 Ωｃｍ以上で、かつ鉛を含まないガラス部材にて構成したことと、外囲器１Ａの内部空間に希ガスを、封入圧力が８３〜２００トルの範囲になるように封入したことである。
【００２８】
この外囲器１Ａの構成部材としては、上述のように１５０°Ｃにおける体積抵抗率が１×１０9 Ωｃｍ以上であり、鉛を含まず軟化点が鉛ガラスより十分に高く、誘電率が大きい透光性のガラス部材であれば一応適用が可能であるが、例えばバリウムガラスなどが好適するものである。尚、このバリウムガラスは例えば珪酸、アルミナ、硼酸、カリウム，バリウム，カルシウムの酸化物などから構成されており、それの軟化点は鉛ガラスの軟化点より４０〜５０°Ｃ程度高いほぼ６６５°Ｃ、１ＭＨｚ時の誘電率はほぼ８．６、１５０°Ｃにおける体積抵抗率はほぼ１×１０11Ωｃｍである。
【００２９】
又、この外囲器１Ａの肉厚は０．２〜０．７ｍｍの範囲（好ましくは０．４〜０．７ｍｍの範囲）に設定されており、この範囲では望ましい生産性，発光特性が得られる。しかしながら、肉厚が０．４ｍｍ未満、特に０．２ｍｍ未満になると、外囲器１Ａの機械的な強度が極端に低下するために、量産設備による生産工程でのガラス破損に伴う不良率が増加するようになるし、逆に、肉厚が０．７ｍｍを超えると、縞状の放電状態が目視され、アパ−チャ部２ａから放出される光にチラツキが生ずるようになる。従って、外囲器１Ａの肉厚は上記範囲内に設定することが望ましい。
【００３０】
特に、この外囲器１Ａの内部空間にはキセノン（Ｘｅ），クリプトン（Ｋｒ），ネオン（Ｎｅ），ヘリウム（Ｈｅ）などの希ガスが、好ましくはキセノンを主成分とする希ガスが、さらに好ましくはキセノンガスが封入されており、その封入圧力は８３〜２００トルの範囲に設定されている。この範囲では始動特性，光出力（原稿面照度），チラツキに関する改善効果が得られる。しかしながら、封入圧力が８３トル未満になると、光出力に対する改善効果が不十分になるし、逆に、封入圧力が２００トルを超えると、始動特性が損なわれるのみならず、放電状態が不安定になって縞状の放電状態が目視され、アパ−チャ部２ａから放出される光にチラツキが生ずるようになる。従って、希ガスの封入圧力は上記範囲内に設定することが望ましい。
【００３１】
又、外囲器１Ａの外周面に配置された外部電極５の側縁部（端部）５ｂには異形部５Ａが周期性を有するように形成されている。この異形部５Ａは、例えば外囲器１Ａの外径が８ｍｍの場合には異形部５Ａを含めた幅が８ｍｍ，異形部５Ａのピッチが４ｍｍ，異形部５Ａ（三角部分の頂点）の高さが１．５ｍｍ程度の寸法に設定することが望ましいが、希ガス放電灯，点灯装置の仕様によっては適宜に変更できる。尚、外部電極５の側縁部５ｂに形成された異形部５Ａのそれぞれの頂点部と、これに対向するストレ−ト状の外部電極６の側縁部６ｂとの間隔は全長に亘ってほぼ同一となるように設定されている。又、第１の開口部７の開口角θ1 も全長に亘ってほぼ同一となるように設定されている。
【００３２】
又、発光層２は、希ガス放電灯の用途によって、使用する蛍光体が１種のみにて構成したり、２種以上を混合して構成されたりする。例えば三波長域発光形の場合には、例えば青色領域に発光スペクトルを有するユ−ロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体，緑色領域に発光スペクトルを有するセリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体，赤色領域に発光スペクトルを有するユ−ロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリウム蛍光体を混合してなる混合蛍光体にて形成され、その付着量は１ｃｍ2 当たり５〜３０ｍｇの範囲に設定されている。この範囲では十分の光量（光出力）が得られるものの、その付着量が５ｍｇ未満になると、光量不足によって原稿面照度が不十分になるし、逆に、付着量が３０ｍｇを超えると、均質な発光層の形成が困難になる。従って、発光層２の付着量は上記範囲内に設定することが望ましい。
【００３３】
さらに、外部電極５，６のそれぞれの離隔部分には第１，第２の開口部７，８が形成されており、それぞれの開口角θ1 ，θ2 はθ1 ＞θ2 の関係に設定されている。第１の開口部７の開口角θ1 は６０〜１２０°の範囲が、第２の開口部８の開口角θ2 は５５°程度がそれぞれ望ましい。しかしながら、第１の開口部７の開口角θ1 は用途によっては上記範囲外に設定することも可能であり、第２の開口部８は絶縁破壊しない程度に狭いことが望ましく、例えば最低２ｍｍ程度の離隔距離を確保することが推奨される。尚、上述のアパ−チャ部２ａの開口角は第１の開口部７の開口角θ1 とほぼ同程度に設定されている。
【００３４】
この実施例によれば、外囲器１Ａを構成するガラス部材には鉛が全く含まれていないために、それの製造の際に、鉛などを含む有害物質の排出に起因する環境の汚染を防止できる。
【００３５】
又、外囲器１Ａの軟化点は鉛ガラスの軟化点より４０〜５０°Ｃ程度高いために、焼成工程において、外囲器内面に形成された蛍光体塗布膜に含まれるバインダを十分に焼散させるべく焼成温度を高く設定しても、発光層２を構成する蛍光体が外囲器１Ａを構成するガラス部材に融着されることがなく、発光効率を例えば１０％程度も改善できるのみならず、焼成工程で外囲器１Ａが殆んど変形しないために、排気ヘッドへの装着性を向上でき、それへの装着時の破損を軽減できる。
【００３６】
しかも、外囲器１Ａの１５０°Ｃにおける体積抵抗率が１×１０9 Ωｃｍ以上に設定されているために、鉛ガラスを用いた先行技術と同様に点灯時における自己発熱に基づく異常発熱への発展を抑えることができ、異常発熱に起因する発光効率の低下も抑えることができる。
【００３７】
特に、第２の開口部８を形成する外部電極５，６の内、外部電極５の側縁部５ｂには三角状の異形部５Ａが周期性を有するように形成されており、外部電極６の側縁部６ｂはストレ−ト状に形成されているために、外部電極５，６に高周波高電圧を印加した場合、異形部５Ａにおける三角部分の頂点部分に電界が集中し、異形部５Ａとストレ−ト状の側縁部６ｂとの間で容易に放電する。従って、電源変動によって外部電極５，６への印加電圧が少々低くなっても確実に点灯させることができる。
【００３８】
仮に、外部電極５，６の側縁部５ｂ，６ｂに異形部を形成した場合には、対向するそれぞれの異形部の頂点位置がほぼ一致していないと、安定した放電が生起されにくくなるものである。従って、それぞれの異形部の頂点部が合致するように配置しなければならず、製造面でのマイナス要素が考えられる。しかしながら、この実施例では外部電極６の側縁部６ｂがストレ−ト状に形成されていることから、異形部５Ａの位置合わせの必要がなく、製造性を改善できる。
【００３９】
又、外囲器１Ａの肉厚は０．２〜０．７ｍｍの範囲に設定されており、外部電極５，６に高周波高電圧を印加した場合、肉厚の厚い範囲では抵抗成分の増加に伴う外囲器自身への電圧分配の増加に関連してチラツキが発生し易くなるものの、上述のように外部電極５の側縁部５ｂにのみ異形部５Ａが形成されていることと相俟って肉厚の厚い領域においてもチラツキの発生を効果的に抑制できるし、アパ−チャ部２ａを介して第１の開口部７から放出される光出力も効果的に改善できる。
【００４０】
その上、第２の開口部８を形成する外部電極５，６の内、外部電極５の側縁部５ｂには三角状の異形部５Ａが形成されているものの、第１の開口部７を形成する外部電極５，６の側縁部５ａ，６ａは光の放出に影響を与えないストレ−ト状に構成されているために、例えば原稿照射装置に適用した場合、補正手段を用いることなく、原稿面の照度分布をほぼ均一化できる。従って、簡単な構成で原稿の読み取り精度を高めることができる。
【００４１】
特に、希ガスの封入圧力は８３〜２００トルの範囲に高く設定されているために、光出力は増加できる反面、始動特性は損なわれるようになるが、外部電極５の側縁部５ｂに三角状の異形部５Ａを形成することによって、希ガスの封入圧力の上限を２００トルにまで拡大しても、実用に供し得る始動特性が確保でき、移動縞（チラツキ）の発生も効果的に抑制でき、光出力も有効に改善できる。従って、原稿照射装置に適用した場合には、安定した放電状態が得られる上に、原稿面照度を高めることができることから、読み取り品位の向上が期待できる。
【００４２】
又、発光層２の付着量が１ｃｍ2 当たり５〜３０ｍｇの範囲に設定されれば、外囲器１Ａの肉厚を０．２〜０．７ｍｍの範囲に設定すること及び希ガスの封入圧力を８３〜２００トルに設定することと相俟ってアパ−チャ部２ａを介して第１の開口部７から放出される光出力を効果的に増加できる。
【００４３】
特に、発光層２の付着量は通常の照明用蛍光ランプに比較すると２〜１０倍程度に設定されており、通常の照明用蛍光ランプでは特性的に好ましいものではないと考えられている量であるにも拘らず、希ガス放電灯では光出力が有効に増加している。この原因については明らかではないが、外部電極５，６の間（外囲器１Ａの長手方向に対してほぼ直角方向）に無数の放電路が形成されることによって縞状の状態で点灯する希ガス放電灯に特有の現象と考えられる。
【００４４】
さらには、外囲器１Ａの肉厚及び外部電極の構造を、好ましくは発光層２の付着量，希ガスの封入圧力をも上述の範囲に設定した上で、第１の開口部７の開口角θ1 を６０〜１２０°の範囲、好ましくは６０〜９０°の範囲に設定すれば、第１の開口部７から放出される光出力を一層に増加させることができる。この際に、第２の開口部８の離隔長さ（異形部５Ａの先端部と側縁部６ｂとの間隔）を２ｍｍ程度に設定すれば、第２の開口部８からの光の漏洩が抑制され、第１の開口部７から放出される光出力の一層の改善効果が期待できる。
【００４５】
図３は本発明の第２の実施例を示すものであって、基本的な構成は図１に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、第１の開口部７に対応する外囲器１Ａの内面部分に形成されているアパ−チャ部２ａの開口角θ3 を第１の開口部７の開口角θ1 より大きく設定したことである。このアパ−チャ部２ａの開口角θ3 は例えば７０〜１１０°の範囲に設定されているが、用途，目的などに応じて適宜に変更できる。尚、開口角θ1 と開口角θ2 はθ1 ＞θ2 の関係に設定することが望ましい。
【００４６】
この実施例によれば、外囲器１Ａの外周面にシ−ト構体３を巻回する際に、第１の開口部７とアパ−チャ部２ａとのセンタ−が若干ずれても、第１の開口部７から放出される光の光軸のずれを緩和できる。このために、例えば原稿照射装置に適用しても、十分に高い読み取り精度を得ることができる。
【００４７】
図４は本発明の第３の実施例を示すものであって、基本的な構成は図１に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、透光性シ−ト４のそれぞれの端部４ａ，４ｂを外部電極５の上において重ね合わせ、この重ね合わせ部分を超音波溶着したことである。
【００４８】
この実施例によれば、重ね合わせ部分４ａ，４ｂの超音波溶着が外部電極５の外側面において行われるために、外囲器内面の発光層２に作用する超音波振動が緩和される。従って、第１，第２の実施例に比較すると、発光層２の外囲器内面からの剥離を抑制でき、光出力の改善が可能となる。
【００４９】
図５は本発明の第４の実施例を示すものであって、基本的な構成は図１に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、外囲器１Ａの外周面に一対の外部電極５，６を接着層を利用して貼着した後に、外囲器１Ａの外周面にＰＥＴ樹脂などの透光性シ−ト４Ａを、外部電極５，６が被覆されるように巻回して接着したことである。
【００５０】
この実施例によれば、外囲器１Ａの外周面に透光性シ−ト４Ａを巻回するに先立って、外囲器１Ａの外周面にシリコ−ンワニスなどの透光性の絶縁被膜を形成しておけば、外部電極間の絶縁耐力を改善できる。
【００５１】
図６は本発明の第５の実施例を示すものであって、基本的な構成は図１に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、外囲器１Ａの外周面に一対の外部電極５，６を接着層を利用して貼着した後に、外囲器１Ａの外周面にＰＥＴ樹脂などの熱収縮性樹脂よりなる保護チュ−ブ１３を、外部電極５，６が被覆されるように装着し、熱収縮させたことである。尚、この保護チュ−ブ１３は外囲器１Ａに装着した後、例えば１５０〜２００°Ｃ程度に加熱し、収縮させることにより外囲器１Ａの外周面に密着される。
【００５２】
この実施例によれば、上述の各実施例に比較すると、機械化，作業能率の点で劣るものの、保護チュ−ブ１３に接着層を使用しないために、端子の構成部材と接着剤成分との反応による腐食がなく、長期間に亘って安定した動作状態を維持できる上、保護チュ−ブ１３に継目がないために、上述の実施例のように透光性シ−ト４の端部の重ね合わせ部分の剥がれを完全に防止できる。
【００５３】
特に、外囲器１Ａの外周面に保護チュ−ブ１３を装着するに先立って、外囲器１Ａの外周面にシリコ−ンワニスなどの透光性の絶縁被膜を形成しておけば、外部電極間の絶縁耐力を一層高めることができる。
【００５４】
図７は本発明の第６の実施例を示すものであって、基本的な構成は図１に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、シ−ト構体３の外周面にＰＥＴ樹脂などの熱収縮性樹脂よりなる保護チュ−ブ１３を装着した後に、熱収縮させたことである。尚、この保護チュ−ブ１３はシ−ト構体３に装着した後、例えば１５０〜２００°Ｃ程度に加熱し、収縮させることにより透光性シ−ト４の外周面に密着される。
【００５５】
この実施例によれば、希ガス放電灯の適用部所における環境条件が厳しい，安全基準が高いなどの場合には、例えば耐熱性などに優れ、かつ透光性を有する保護チュ−ブ１３にてシ−ト構体３を被覆することによって、より高品位の製品を提供できる。
【００５６】
特に、この実施例の構造は、図３，図４，図５，図６に示す実施例にも適用することができる。
【００５７】
図８は本発明の第７の実施例を示すものであって、特に、外囲器１Ａを展開した状態を示しており、基本的な構成は図１に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、第２の開口部８を形成する外部電極５，６の内、一方の外部電極５の側縁部５ｂにのみ周期性を有する波形を含むほぼ半円状の異形部５Ｂを形成し、対向する他方の外部電極６の側縁部６ｂはストレ−ト状に形成したことである。尚、外部電極５の側縁部５ｂを除くすべての側縁部がストレ−ト状に形成されていることになる。
【００５８】
この実施例によれば、外部電極５，６に高周波高電圧が印加された場合、側縁部５ｂの異形部５Ｂとストレ−ト状の側縁部６ｂとの間で放電が生ずるのであるが、一方の側縁部（６ｂ）がストレ−ト状に構成されているために、両者のピッチ合わせ（位置合わせ）の必要がなく、組立性を改善できる。
【００５９】
図９は本発明の第８の実施例を示すものであって、特に、外囲器１Ａを展開した状態を示しており、基本的な構成は図２に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、第２の開口部８を形成する外部電極５，６の内、一方の外部電極５の側縁部５ｂにのみ周期性を有する台形を含むほぼ矩形状の異形部５Ｃを形成し、対向する他方の外部電極６の側縁部６ｂはストレ−ト状に形成したことである。尚、外部電極５の側縁部５ｂを除くすべての側縁部がストレ−ト状に形成されていることになる。
【００６０】
特に、図８〜図９に示すそれぞれ異なった異形部を有する外部電極構造は、図１〜図７に示すそれぞれの希ガス放電灯に適宜に組み合わせて適用することができる。
【００６１】
尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約されることなく、例えば発光層を構成する蛍光体としては、セリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体（ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ），ユーロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリウム蛍光体などの他に、錫付活リン酸ストロンチウム・マグネシウム蛍光体（（ＳｒＭｇ）３（ＰＯ４）２：Ｓｎ），ユーロピウム付活リンバナジン酸イットリウム蛍光体（Ｙ（ＰＶ）Ｏ４：Ｅｕ），ユーロピウム付活硼リン酸ストロンチウム蛍光体（２ＳｒＯ・（Ｐ２Ｏ７・Ｂ２Ｏ３）：Ｅｕ）などのリン酸塩蛍光体，硼酸塩蛍光体の他、例えばセリウム・テルビウム付活アルミン酸マグネシウム蛍光体（ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ，Ｔｂ），セリウム・テルビウム付活イットリウム・シリケート蛍光体（Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ），ユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ），ユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体（Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ）なども使用できる。又、発光層におけるアパーチャ部を省略し、シート構体の外囲器への巻回作業性を改善することもできる。又、透光性シートの端部の重ね合わせ部分は単に接着の他に、熱溶着したり，超音波溶着したり，接着と溶着を併用したりすることもできるし、透光性シート，保護チューブなどの絶縁部材は省略することもできる。又、異形部は開口部に対向するそれぞれの外部電極の側縁部に形成することもできるし、その形態も三角状，矩形状などの他に、外部電極の側縁部でない部分に三角状，四角状などの角孔や丸孔などを形成して構成することもできるし、異形部は省略することもできる。さらには、外部電極の形態において、帯状とは全体としての形態が帯状であることを意味し、側縁部や側縁部でない部分に異形部，孔などが存在したりするものも含まれるものとする。
【００６２】
【実施例】
次に、第１の実験例について説明する。まず、イエロ−グリ−ンの発光色を有するセリウム・テルビウム付活イットリウム・シリケ−ト蛍光体（Ｙ2 ＳｉＯ5 ：Ｃｅ，Ｔｂ）を含む水溶性の蛍光体塗布液を外径が８ｍｍ，肉厚が０．５ｍｍ，長さが３６０ｍｍのバリウムガラスよりなる外囲器の内面に塗布し発光層を形成する。次に、スクレ−パを用いて発光層の一部を強制的に剥がすことによって開口角７５°のアパ−チャ部を形成する。尚、発光層の付着量は１５ｍｇ／ｃｍ2 である。次に、外囲器を封止し、内部空間にキセノンガスを７０〜２３０トルの封入圧力で封入する。然る後、この外囲器の外周面にシ−ト構体を図１４〜図１６に示す先行技術と同様の方法にて希ガス放電灯を製造した。尚、一対の外部電極には幅が８ｍｍのアルミニウム箔を用い、第２の開口部を形成する外部電極の一方の側縁部にのみピッチが４ｍｍで頂点の高さが１．５ｍｍの三角状の異形部を形成し、対向する他方の側縁部はストレ−ト状に形成した（図２参照）。
【００６３】
これらの希ガス放電灯を図１７に示す点灯装置１２に組み込み、インバ−タ回路の出力電圧（周波数が３０ＫＨｚで、電圧が２５００Ｖ0-P ）を徐々に上昇させ、移動縞（チラツキ）が目視されない状態での放電開始電圧（始動電圧）を測定したところ、図１０に示す結果が得られた。
【００６４】
同図から明らかなように、キセノンガスの封入圧力が２００トルまでの範囲では定格電圧の９０％電圧でもチラツキのない状態で点灯し、点灯後も安定した放電状態が得られており、外部電極に異形部を形成しない以外は同仕様の希ガス放電灯（先行技術）に比較すると、始動電圧を３００〜６００Ｖ程度改善できた。又、先行技術では封入圧力が８３トルを超えるとチラツキが認められ、１００トルにもなると実用上支障を生ずるようになる。しかしながら、封入圧力が２００トルを超え、２１０，２３０トルでは２５００Ｖ0-P で点灯するものの、電源電圧が低下するような変動が生じた場合には確実な始動が保証できなくなる。
【００６５】
又、焼成温度（作業温度）を７００°Ｃに設定し、焼成工程における蛍光体のガラス部材への融着による発光効率及び外囲器の形態への影響について観察したところ、発光効率の低下は殆んど認められなかったし、外囲器の変形もなく、排気ヘッドへの装着に伴う破損不良の発生率も０．５％以下に抑えることができた。その上、発光層を十分に焼成でき、バインダの残渣は認められなかった。尚、同一仕様で外囲器のガラス部材を鉛ガラスとした従来例では蛍光体の鉛ガラスへの融着によって発光効率がほぼ１０％程度低下し、変形に伴う不良発生率も３〜５％であった。
【００６６】
次に、上述の希ガス放電灯を定格電圧の９０％電圧で点灯させた状態において、外囲器から８ｍｍ離隔した原稿照射面の照度及び移動縞（チラツキ）の発生の有無について評価したところ、図１１に示す結果が得られた。尚、同図のチラツキの評価項目において、○はチラツキが発生していないことを、△は若干のチラツキは認められるものの、実用上支障がないことを、×はチラツキの発生が顕著であり、実用上問題になることを示している。
【００６７】
同図から明らかなように、キセノンガスの封入圧力が１５０トルまでの範囲ではチラツキのない安定した放電状態が得られているが、２００トルでは若干のチラツキが認められるものの、実用的には問題ないものである。しかしながら、封入圧力が２００トルを超え、２１０，２３０トルではチラツキの発生が顕著となり、原稿照射装置への適用は読み取り品位の観点から難しい。
【００６８】
又、原稿面照度はキセノンガスの封入圧力が高くなるほど増加しているものの、チラツキのない安定した照度はキセノンガスの封入圧力が２００トルまでの範囲で得られることがわかる。従って、希ガスの封入圧力は、上述の各種評価結果によれば、８３〜２００トルの範囲に設定することが望ましい。
【００６９】
次に、第２の実験例について説明する。第１の実験例（図１１）において、キセノンガスの封入圧力を１２０トルに固定し、外囲器の肉厚を０．１８〜０．８ｍｍの範囲で変化させた希ガス放電灯を製造した。
【００７０】
これらの希ガス放電灯を図１７に示す点灯装置に組み込み、インバ−タ回路１２の出力電圧を定格電圧の９０％電圧に設定し、移動縞（チラツキ）の発生の有無及び生産工程での破損の有無（強度）を観察したところ、図１２に示す結果が得られた。尚、同図において、チラツキの評価項目では、○はチラツキが発生していないことを、△は若干のチラツキは認められるものの、実用上支障がないことを、×はチラツキの発生が顕著であり、実用上問題になることを示している。又、外囲器の強度の評価項目では、○は外囲器の破損がなく十分の強度であることを、△は生産工程で若干の破損事故が発生しているものの、一応実用に供し得ることを、×は強度不足により破損事故が多く実用に供し得ないことを示している。
【００７１】
同図から明らかなように、外囲器の肉厚が０．１８〜０．６ｍｍの範囲では外部電極への印加電圧が低いにも拘らず、チラツキの発生は観測されなかったが、肉厚が０．７ｍｍでは若干のチラツキが認められたものの、実用上は問題ないものである。しかしながら、肉厚が０．８ｍｍではチラツキの発生が顕著となり、異形部によるチラツキ抑制効果の希釈が認められた。又、肉厚が０．４ｍｍ以上では生産工程での破損は認められなかったが、０．４ｍｍ未満の０．２５ｍｍ，０．２ｍｍでは生産工程での破損が認められるようになり、特に、０．１８ｍｍでは機械的強度の低下によってクラックなどの破損事故が急激に増加し、量産に不向きであることがわかる。従って、外囲器の肉厚は、それぞれの評価項目の評価結果に基づいて、０．２〜０．７ｍｍの範囲（好ましくは０．４〜０．７ｍｍの範囲）に設定することが望ましい。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、外囲器を構成するガラス部材には鉛が全く含まれていないために、それの製造の際に、鉛などを含む有害物質の排出に起因する環境の汚染を防止できる。
【００７３】
又、外囲器の軟化点は鉛ガラスの軟化点よりも高く設定されているために、焼成工程において、外囲器内面に形成された蛍光体塗布膜に含まれるバインダを十分に焼散させるべく焼成温度を高く設定しても、発光層を構成する蛍光体が外囲器を構成するガラス部材に融着されることがなく、発光効率を効果的に改善できるのみならず、焼成工程で外囲器が殆んど変形しないために、製造作業が容易になり、製造過程での破損を軽減でき、不良率も減少できる。
【００７４】
しかも、外囲器の１５０°Ｃにおける体積抵抗率は１×１０9 Ωｃｍ以上に設定されているために、鉛ガラスを用いた先行技術と同様に自己発熱に基づく異常発熱への発展を抑えることができ、異常発熱に起因する発光効率の低下も抑えることができる。
【００７５】
特に、希ガスの封入圧力は８３〜２００トルの範囲に高く設定されているために、光出力を効果的に増加できる。従って、ＯＡ機器における原稿の送り速度の高速化にも十分に対応できる。
【００７６】
さらには、外囲器の外周面に配置された一対の外部電極のうち、少なくとも一方の外部電極の側縁部に異形部を形成すれば、外部電極に高周波電圧を印加した場合、異形部に電界が集中し、チラツキの抑制された安定した放電を容易に生起させることができる上、安定した放電状態が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す縦断面図。
【図２】図１に示す外囲器及び外部電極の展開図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す縦断面図。
【図４】本発明の第３の実施例を示す縦断面図。
【図５】本発明の第４の実施例を示す縦断面図。
【図６】本発明の第５の実施例を示す縦断面図。
【図７】本発明の第６の実施例を示す縦断面図。
【図８】本発明の第７の実施例を示す外囲器及び外部電極の展開図。
【図９】本発明の第８の実施例を示す外囲器及び外部電極の展開図。
【図１０】キセノンガスの封入圧力に対する始動特性の関係を示す図。
【図１１】キセノンガスの封入圧力に対するチラツキの発生の有無及び原稿面照度の関係を示す図。
【図１２】外囲器の肉厚に対するチラツキの発生の有無及び強度の関係を示す図。
【図１３】先行技術にかかる希ガス放電灯の縦断面図。
【図１４】先行技術にかかるシ−ト構体の展開図。
【図１５】図１４のＸ−Ｘ断面図。
【図１６】先行技術にかかる希ガス放電灯の製造方法を説明するための縦断面図。
【図１７】先行技術にかかる希ガス放電灯の点灯回路図。
【図１８】各種ガラス部材の温度に対する体積抵抗率との関係を示す図。
【符号の説明】
１Ａ 外囲器
２ 発光層
２ａ アパ−チャ部
３ シ−ト構体
４，４Ａ 透光性シ−ト（絶縁部材）
５，６ 外部電極
５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ 側縁部
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 異形部
７ 第１の開口部
８ 第２の開口部
９ 接着層
１２ 点灯装置（インバ−タ回路）
１３ 保護チュ−ブ（絶縁部材）
Claims (7)
- 内面に発光層を有する直管状の外囲器と、
外囲器の外周面に、それのほぼ全長に亘って第１，第２の開口部が形成されるように互いに離隔して配置した金属部材よりなる帯状の一対の外部電極とを具備し、
前記外囲器をバリウムガラスにて構成すると共に、
外囲器の内部空間に希ガスを８３〜２００トルの圧力範囲で封入した
ことを特徴とする希ガス放電灯。 - 外部電極が被覆されるように透光性の絶縁部材を装着した
ことを特徴とする請求項１記載の希ガス放電灯。 - 前記絶縁部材を、透光性シート又は熱収縮性樹脂よりなる保護チューブにて構成した
ことを特徴とする請求項２に記載の希ガス放電灯。 - 内面に発光層を有する直管状の外囲器と、
外囲器の全長とほぼ同程度の長さを有する透光性シートの一方の面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、第１，第２の開口部が形成されるように互いに離隔し、かつ外部電極の位置する側の透光性シート面に接着層を形成してなるシート構体とを具備し、
前記外囲器をバリウムガラスにて構成すると共に、
外囲器の内部空間に希ガスを８３〜２００トルの圧力範囲で封入し、かつ外囲器の外周面にシート構体を、外囲器と透光性シートとの間に外部電極が位置するように巻回した
ことを特徴とする希ガス放電灯。 - 前記発光層からの放射光を、主として第１の開口部から外部に放出するように構成すると共に、第２の開口部を形成する一対の外部電極のうち、少なくとも一方の外部電極の側縁部に異形部を形成した
ことを特徴とする請求項１又は４に記載の希ガス放電灯。 - 前記第１の開口部にほぼ対応する外囲器の内面部分に、発光層の形成されないアパーチャ部を形成した
ことを特徴とする請求項１又は４に記載の希ガス放電灯。 - 前記外囲器に封入する希ガスの主成分をキセノンとした
ことを特徴とする請求項１又は４に記載の希ガス放電灯
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| JP12497698A JP3921810B2 (ja) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | 希ガス放電灯 |
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| JPH11329363A JPH11329363A (ja) | 1999-11-30 |
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-
1998
- 1998-05-07 JP JP12497698A patent/JP3921810B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH11329363A (ja) | 1999-11-30 |
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