JP3970422B2 - 希ガス放電灯の点灯装置 - 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の点灯装置に関し、特に、内面に発光層を有するガラスバルブの外周面に一対の帯状の外部電極を配置した希ガス放電灯を高周波高電圧発生回路に接続してなる点灯装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に、図１４〜図１６に示す希ガス放電灯Ｌ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蛍光体よりなる発光層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（Ｘｅ）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する絶縁性の透光性シ−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粘着ないし接着機能を有する接着層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】
又、上述のシ−ト構体３は外囲器１の外周面に、外部電極５，６が外囲器１と透光性シ−ト４との間に位置するように装着（巻回）されている。このシ−ト構体３の外囲器１への装着は、例えば図１７に示すように行われる。まず、シ−ト構体３をステ−ジ１０に展開状態で配置する。次に、このシ−ト構体３における透光性シ−ト４の一端４ａに外囲器１を配置すると共に、外囲器１が一対の従動ロ−ラ１１，１１にて透光性シ−ト４に押しつけられるようにセットした上で、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。すると、シ−ト構体３は透光性シ−ト４の上において相対的に転動し、その外周面にはシ−ト構体３が巻回されることにより装着が行われる。尚、シ−ト構体３において、外部電極５，６はその表面に形成された接着層を利用して外囲器１の外周面に接着されており、透光性シ−ト４はそれの一方に形成された接着層９を利用して巻回時に外囲器１の外周面に接着されると共に、それぞれの端部４ａ，４ｂは第２の開口部８で重ね合わされて接着されている。
【０００５】
この希ガス放電灯Ｌは、例えば図１８に示す点灯装置によって点灯される。この点灯装置は、例えば周波数が３０ＫＨｚで電圧が２５００Ｖ0-P 程度の高周波高電圧を発生し、かつ出力波形がほぼ正弦波であるインバ−タ回路Ｈと、インバ−タ回路Ｈへの直流電力の供給をコントロ−ルするトランジスタなどのスイッチング素子Ｑと、平滑用のコンデンサＣとから構成されており、インバ−タ回路Ｈは、例えば一次コイルＴＲａ，ＴＲｂ、二次コイルＴＲｃ及び励磁コイルＴＲｄを有する発振トランスＴＲと、一次コイルＴＲａ，ＴＲｂの中点とスイッチング素子Ｑとの間に接続されたチョ−クコイルＣＨと、一次コイルＴＲａ，ＴＲｂに接続された第１，第２のスイッチング素子例えば第１，第２のトランジスタＱａ，Ｑｂと、第１，第２のトランジスタＱａ，Ｑｂのベ−スと励磁コイルＴＲｄとの間に接続された抵抗Ｒａ，Ｒｂとから構成されている。そして、インバ−タ回路Ｈの出力側（二次コイルＴＲｃ）には希ガス放電灯Ｌの外部電極５，６が接続される。
【０００６】
この点灯装置において、端子Ｔ１，Ｔ２間に例えば商用電源を全波整流した直流電源を接続した上で、端子Ｔ３に駆動信号を適時の間隔で付与すると、スイッチング素子ＱがＯＮとなり、第１，第２のトランジスタＱａ，Ｑｂが適時にＯＮ，ＯＦＦすることにより、発振トランスＴＲの二次コイルＴＲｃには上述の高周波高電圧が発生して希ガス放電灯Ｌの外部電極５，６に印加される。これにより、この希ガス放電灯Ｌ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。この状態において、希ガスの励起線によって発光層２が励起されて発光し、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。
【０００７】
特に、この希ガス放電灯Ｌ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％近くにまで達する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機器の原稿読取用の光源として好適するものである。
【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Ｌを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、原稿の送り速度をさらに高速化する傾向にあり、上述の希ガス放電灯Ｌをそのまま適用すると、原稿の読み取り精度（解像度）が損なわれるようになる。
【００１０】
従って、原稿の高速化に対応するには、原稿面の照度をさらに高めるように希ガス放電灯の光出力（光量）を増加すればよい。例えば外囲器１の管径を太くすると共に管入力（電力）を増加させれば、比較的に容易に光量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は配置が難しくなるという問題がある。
【００１１】
かといって、サイズを変更しないで希ガス放電灯の管入力を増加させれば、ある程度の光量の増加は期待できるものの、管入力を増加させる割りには光量の増加割合は少なく、十分な読み取り精度が期待できないのみならず、管入力の増加によりインバ−タ回路Ｈの負荷が大きくなる分、点灯装置のコストが高騰するようになる。
【００１２】
それ故に、本発明の目的は、希ガス放電灯の外囲器サイズを変更したり、管入力を高めたりしなくても、希ガス放電灯の光量をさらに高めることができる希ガス放電灯の点灯装置を提供することにある。
【００１３】
【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外囲器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、外囲器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てなる希ガス放電灯と、発振トランスの入力側にスイッチング素子，コンデンサを備え、駆動信号の付与によるスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて発振トランスの出力側にパルス状の高周波高電圧を発生する高周波高電圧発生回路とを具備し、前記希ガス放電灯を高周波高電圧発生回路の出力側に、一対の外部電極にパルス状の高周波高電圧が印加されるように接続し、かつ希ガス放電灯の点灯状態における繰り返し周期のそれぞれの１周期内において希ガス放電灯に流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間内にスイッチング素子をＯＮ動作させることを特徴とする。
【００１４】
又、本発明の第２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−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て配置し、かつ外部電極の位置する側の透光性シ−ト面に接着層を形成してなるシ−ト構体とを備え、外囲器の外周面にシ−ト構体を、外囲器と透光性シ−トとの間に外部電極が位置するように巻回してなる希ガス放電灯と、発振トランスの入力側にスイッチング素子，コンデンサを備え、駆動信号の付与によるスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて発振トランスの出力側にパルス状の高周波高電圧を発生する高周波高電圧発生回路とを具備し、前記希ガス放電灯を高周波高電圧発生回路の出力側に、一対の外部電極にパルス状の高周波高電圧が印加されるように接続し、かつ希ガス放電灯の点灯状態における繰り返し周期のそれぞれの１周期内において希ガス放電灯に流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間内にスイッチング素子をＯＮ動作させることを特徴とする。
【００１５】
又、本発明の第３の発明は、前記希ガス放電灯を、発光層からの放射光が主として第１の開口部から外部に放出されるように構成すると共に、第１の開口部を形成する一対の外部電極のそれぞれの側縁部をストレ−ト状に形成し、かつ第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て構成してなり、この希ガス放電灯の異形部を形成した外部電極を接地したことを特徴とし、第４の発明は、前記希ガス放電灯において、外囲器の外周面に透光性の絶縁部材を、外部電極が被覆されるように装着してなり、絶縁部材を透光性シ−ト又は熱収縮性樹脂よりなる保護チュ−ブにて構成したことを特徴とする。
【００１６】
又、本発明の第５の発明は、前記高周波高電圧発生回路は、一次，二次コイルを有する発振トランスと、発振トランスの一次コイルに直列接続したスイッチング素子と、発振トランスの一次コイルとスイッチング素子との直列回路にほぼ並列的に接続したコンデンサと、スイッチング素子に駆動信号を付与する駆動回路とを具備し、駆動信号の付与によるスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて発振トランスの二次コイルにパルス状の高周波高電圧を発生させるように構成したことを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の第６の発明は、内面に発光層を有する外囲器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、外囲器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てなる希ガス放電灯と、発振トランスの入力側にスイッチング素子，コンデンサを備え、駆動信号の付与によるスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて発振トランスの出力側にパルス状の高周波高電圧を発生し、かつそれの出力側に希ガス放電灯を、一対の外部電極に高周波高電圧が印加されるように接続した高周波高電圧発生回路と、希ガス放電灯に流れるランプ電流を検出する電流検出回路と、ＰＷＭ機能を有し、かつスイッチング素子に駆動信号を付与する駆動回路とを具備し、前記希ガス放電灯の点灯状態において、希ガス放電灯に流れるランプ電流を電流検出回路にて検出し、この検出電流に基づいて駆動回路からスイッチング素子に、ランプ電流がほぼ一定となるように、繰り返し周期のそれぞれの１周期内において希ガス放電灯に流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間内にスイッチング素子をＯＮ動作させる駆動信号を付与することを特徴とする。
【００１８】
【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３を参照して説明する。尚、図１４〜図１８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、希ガス放電灯ＤＬにおける第２の開口部８を形成する外部電極５，６の側縁部５ｂ，６ｂに周期性を有する三角状の異形部５Ａ，６Ａを形成すると共に、それ以外の外部電極５，６の側縁部５ａ，６ａをストレ−ト状に形成したことと、高周波高電圧発生回路をパルス状の高周波高電圧を発生する高周波高電圧発生回路ＨＡにて構成すると共に、スイッチング素子の駆動タイミングを、繰り返し周期のそれぞれの１周期内において希ガス放電灯に流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間内に設定したことと、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側に接続接続された希ガス放電灯ＤＬにおける外部電極５，６のうち、異形部５Ａ，６Ａの形成されたいずれか一方（１つ）の外部電極（６）を接地したことである。
【００１９】
この異形部５Ａ，６Ａは周期性を有するように形成されており、例えば外囲器１の外径が８ｍｍの場合には異形部５Ａ，６Ａを含めた幅が８ｍｍ，異形部５Ａ，６Ａのピッチが４ｍｍ，異形部５Ａ，６Ａ（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５，６の側縁部５ｂ，６ｂに形成された異形部５Ａ，６Ａのそれぞれの頂点部間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の開口幅（間隔）も全長に亘ってほぼ同一となるように設定されている。
【００２０】
この外囲器１の構成部材としては、誘電率が大きく、かつ気密性が確実に保持でき、透光性を有する材料であれば一応適用が可能であるが、例えばガラスの中でも比較的に誘電率の大きい鉛ガラスなどが推奨される。これの肉厚は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、この範囲では所望の生産性，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１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１の肉厚は上記範囲内に設定することが望ましい。
【００２１】
又、この外囲器１の内部空間にはキセノンガスを主成分とする希ガスが封入されており、その封入圧力は例えば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、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。
【００２２】
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種のみにて構成されたり、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。
【００２３】
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６０〜９０°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。
【００２４】
一方、パルス状の高周波高電圧を発生する高周波高電圧発生回路ＨＡは、少なくとも一次コイルＴＲａ，二次コイルＴＲｃを有する発振トランスＴＲＡと、発振トランスＴＲＡの一次コイルＴＲａに直列に接続された電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）などのスイッチング素子ＱＡと、発振トランスＴＲＡの一次コイルＴＲａとスイッチング素子ＱＡとの直列回路にほぼ並列的に接続されたコンデンサＣＡと、スイッチング素子ＱＡのゲ−トに接続され、同ゲ−トにほぼ方形波の駆動信号を付与する駆動回路２０とによって構成されている。尚、この駆動回路２０は駆動信号のＯＮデュ−ティ比を変更できるようにＰＷＭ（Ｐulse ＷidthＭodulation ）機能が付与されている。そして、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側（二次コイルＴＲｃ）には希ガス放電灯ＤＬが、その外部電極５，６にパルス状の高周波高電圧が印加されるように接続されており、外部電極５，６のうち一方の外部電極６が接地されている。特に、駆動回路２０からの駆動信号（ゲ−ト信号）によってスイッチング素子ＱＡをＯＮ動作させる駆動タイミングが、繰り返し波形の１周期（Ｔ）内において希ガス放電灯ＤＬに流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間（ｔ2 ）内に設定されている。
【００２５】
このように構成された点灯装置は次のように動作する。まず、高周波高電圧発生回路ＨＡの入力側に直流電源ＥＢを接続すると、コンデンサＣＡは充電される。この状態で、駆動回路２０からスイッチング素子ＱＡのゲ−トに図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示すように方形波の駆動信号（スイッチング素子ＱＡのゲ−トに浮遊容量を有するために立ち上がりが鈍った波形になる）を印加すると、スイッチング素子ＱＡは図４（ｂ）に示すようにＯＮ，ＯＦＦ動作する。ＯＮ動作時には、コンデンサＣＡ，直流電源ＥＢから発振トランスＴＲＡの一次コイルＴＲａに電流が流れ、発振トランスＴＲＡの一次コイルＴＲａには電磁エネルギ−が蓄積される。次に、スイッチング素子ＱＡがＯＦＦ状態になると、蓄積された電磁エネルギ−の作用に基づいて二次コイルＴＲｃにはパルス状の高周波高電圧が発生し、希ガス放電灯ＤＬの外部電極５，６に印加される。そして、外部電極５，６の異形部５Ａ，６Ａに電界が集中することによって、外部電極間には放電が生起され、希ガス放電灯ＤＬは点灯状態になり、図４（ａ），図５（ａ）及び図６（ｂ）に示すように繰り返し周期におけるそれぞれの１周期（Ｔ）の前半部分の期間ｔ1 でランプ電流Ｉｂが流れると共に、希ガス放電灯ＤＬがコンデンサを形成する関係で同放電灯に電荷が蓄積される。ランプ電流Ｉｂが０になると、希ガス放電灯ＤＬに蓄積された電荷がランプ電流Ｉｂとして跳ね返り期間ｔ2 に、期間ｔ1 の方向とは逆方向に流れるようになる。この跳ね返り期間ｔ2 の前半にスイッチング素子ＱＡに駆動信号を付与すると、図５（ａ）及び図６（ｂ）において斜線で示すランプ電流Ｉｂｊが、期間ｔ2 に流れるランプ電流に重畳されて流れる。尚、スイッチング素子ＱＡへの駆動信号の付与タイミングを、図５（ｂ）において点線で示すように、跳ね返り期間ｔ2 の範囲外に遅らせると、ランプ電流Ｉｂは図５（ａ）及び図６（ｂ）において点線で示すような減衰振動となり、斜線で示すランプ電流Ｉｂｊは流れなくなる。これによって、希ガス放電灯ＤＬは例えば図６（ａ）に示すように発光（φ）し、ランプ電流Ｉｂｊの増加に対応して明るさφも図６（ａ）において斜線（φｊ）で示すように増加される。尚、スイッチング素子ＱＡへの駆動信号の付与タイミングは跳ね返り期間ｔ2 の早い時期ほど、点灯装置への入力をことさらに増やさなくても斜線で示すランプ電流Ｉｂｊを効果的に増加させることができる。
【００２６】
この実施例によれば、希ガス放電灯ＤＬの点灯状態において、スイッチング素子ＱＡのＯＦＦ動作後の期間ｔ1 に流れるランプ電流Ｉｂの方向が反転する跳ね返り期間ｔ2 内にスイッチング素子ＱＡをＯＮ動作させているために、高周波高電圧発生回路ＨＡの入力電流をことさらに増加させなくても、跳ね返り期間ｔ2 に流れるランプ電流をＩｂｊ分だけ増加させることができ、これに伴って、明るさ（光量）φもφｊ分だけ増加させることができる。従って、希ガス放電灯ＤＬの光量を増加できるのみならず、点灯装置の効率も高めることができ、例えばＯＡ機器における原稿の送り速度の高速化にも対応が可能となる。
【００２７】
又、希ガス放電灯ＤＬにおける第２の開口部８を形成する外部電極５，６の側縁部５ｂ，６ｂには三角状の異形部５Ａ，６Ａが周期性を有するように形成されているために、高周波高電圧発生回路ＨＡから外部電極５，６にパルス状の高周波高電圧を印加した場合、異形部５Ａ，６Ａにおける三角部分の頂点部分に電界が集中し、希ガス空間を介して外部電極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たりしても確実に点灯させることができる上、チラツキの発生を抑制できる。特に、点灯装置への組み込み状態において、異形部６Ａの形成された外部電極６が接地されているために、異形部の形成と相俟って、放電状態の安定性を向上でき、チラツキの発生を効果的に抑制できる。
【００２８】
しかも、希ガス放電灯ＤＬにおける外囲器１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５，６に異形部５Ａ，６Ａが形成され、かつ外部電極６が接地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。
【００２９】
特に、希ガスの封入圧力を高くすると、光出力は増加する反面、始動特性は損なわれるようになるが、外部電極５，６の側縁部５ｂ，６ｂに三角状の異形部５Ａ，６Ａ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、その上、光出力を有効に改善できる。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。
【００３０】
又、発光層２の付着量が１ｃｍ2 当たり５〜３０ｍｇの範囲に設定すれば、外囲器１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。
【００３１】
この発光層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１の長手方向に対してほぼ直角方向）における希ガス空間部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。
【００３２】
又、外囲器１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６０〜９０°の範囲に設定すれば、パルス状の高周波高電圧の印加による点灯と相俟って第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，６Ａの先端間の間隔）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。
【００３３】
さらには、高周波高電圧発生回路ＨＡは主として発振トランスＴＲＡ，スイッチング素子ＱＡ，コンデンサＣＡにて構成されているために、図１８に示す従来装置に比べて回路構成を簡略化でき、コストを有効に低減できる。その上、希ガス放電灯ＤＬにはパルス状の高周波高電圧が印加されるために、希ガス放電灯ＤＬの発光効率を改善でき、放電状態の安定化をも期待できる。
【００３４】
図７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の点灯装置と同じである。異なる点は、高周波高電圧発生回路ＨＢに、ランプ電流を検出する電流検出回路（例えば抵抗）３０，電流検出回路３０で検出されたランプ電流をＤＣに変換するＡＣ−ＤＣ変換回路４０，変換された直流を適宜のレベルに設定するレベル設定回路５０を付加したことである。具体的には、電流検出回路３０は発振トランスＴＲＡの二次コイルＴＲｃと希ガス放電灯ＤＬの外部電極６との間に低抵抗を接続して構成されている。ＡＣ−ＤＣ変換回路４０は例えば抵抗４１とコンデンサ４２とからなる平滑回路によって構成されている。レベル設定回路５０は例えばコンパレ−タ５１と可変抵抗器５２とから構成されており、コンパレ−タ５１の−端子にはＡＣ−ＤＣ変換回路４０の出力が、＋端子にはＶｃｃ電源から可変抵抗器５２によって一定の直流電圧に分圧された基準電圧が付与されている。そして、レベル設定回路５０の出力は駆動回路２０に入力される。尚、このレベル設定回路５０及び駆動回路２０は一体化（ＩＣ化）することもできるし、場合によってはＡＣ−ＤＣ変換回路４０をも包含させることが可能である。
【００３５】
この点灯装置の動作は基本的には図１に示す点灯装置と同じであり、異なる点について説明する。希ガス放電灯ＤＬの点灯状態において、電流検出回路３０の端子電圧（ランプ電流に対応）はＡＣ−ＤＣ変換回路４０にてＤＣに変換され、レベル設定回路５０にて基準電圧と比較され、駆動回路２０に出力される。この駆動回路２０ではレベル設定回路５０の出力に応じて設定された直流レベルに基づいてＰＷＭ制御される。ＰＷＭ制御された駆動信号はスイッチング素子ＱＡのゲ−トに印加される。この駆動信号のスイッチング素子ＱＡへの付与タイミングは図５（ｂ）に示すように跳ね返り期間ｔ2 内に設定されているが、電流検出回路３０で検出されるランプ電流Ｉｂがほぼ一定となるように付与タイミングが制御される。即ち、駆動信号の付与タイミングが跳ね返り期間ｔ2 内において、進んだり或いは遅れたりするように制御することによって、ランプ電流Ｉｂがほぼ一定となるように制御される。
【００３６】
従って、この実施例によれば、常に、希ガス放電灯ＤＬの明るさ（照度）をほぼ一定にコントロ−ルすることができるために、例えばＯＡ機器に適用した場合、原稿の読み取り精度を高めることができるし、機器の高速化にも対応が可能となる。又、用途によっては光量を落として使用する場合があるが、このような用途にも容易に対応することができる。
【００３７】
図８〜図９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の点灯装置と同じである。異なる点は、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側に接続された希ガス放電灯ＤＬにおける外部電極６の側縁部６ｂにのみ三角状の異形部６Ａを形成し、それ以外の外部電極５の側縁部５ａ，６ｂ，外部電極６の側縁部６ａはすべてストレ−ト状に形成したことである。尚、異形部６Ａを有する外部電極６は接地されている。
【００３８】
特に、この構造の希ガス放電灯ＤＬが図１に示す点灯装置に組み込まれた場合には、すべての外部電極がフロ−ティングの状態で点灯されると、電源ラインが定格電圧に維持されていても放電が不安定であり、縞状の放電状態が目視されることもある上、チラツキも発生することがある。しかしながら、図１に示すように、異形部６Ａの形成された側の外部電極６を接地することによって、仮に電源電圧が１０％程度低下したとしてもチラツキの抑制された安定した放電状態が得られる。
【００３９】
又、この実施例によれば、外部電極５，６にパルス状の高周波高電圧が印加された場合、側縁部６ｂの異形部６Ａとストレ−ト状の側縁部５ｂとの間で放電が生ずるのであるが、一方の側縁部（５ｂ）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。
【００４０】
図１０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の点灯装置と同じであり、図８〜図９に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側に接続された希ガス放電灯ＤＬにおける外部電極６の側縁部６ｂにのみ周期性を有する楕円状，波形などを含む半円状の異形部６Ｂを形成し、それ以外の外部電極５の側縁部５ａ，６ｂ，外部電極６の側縁部６ａはすべてストレ−ト状に形成したことである。尚、異形部６Ｂを有する外部電極６は接地されている。
【００４１】
図１１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の点灯装置と同じであり、図８〜図９に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側に接続された希ガス放電灯ＤＬにおける外部電極６の側縁部６ｂにのみ周期性を有する台形を含む矩形状の異形部６Ｃを形成し、それ以外の外部電極５の側縁部５ａ，６ｂ，外部電極６の側縁部６ａはすべてストレ−ト状に形成したことである。尚、異形部６Ｃを有する外部電極６は接地されている。
【００４２】
図１２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の点灯装置と同じであり、図２〜図３に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側に接続された希ガス放電灯ＤＬにおいて、外囲器１の外周面に異形部５Ａ，６Ａを有する外部電極５，６を、第１，第２の開口部７，８が形成されるように互いに離隔して貼着すること及び外囲器１の外周面に透光性シ−ト４Ａを、貼着した外部電極５，６が被覆されるように巻回して装着したことである。尚、この透光性シ−ト４Ａの一方の面には接着層が形成されており、巻回によって接着される。
【００４３】
図１３は本発明の第７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の点灯装置と同じであり、図８〜図９に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側に接続された希ガス放電灯ＤＬにおいて、外囲器１の外周面に異形部５Ａ，６Ａを有する外部電極５，６を、第１，第２の開口部７，８が形成されるように互いに離隔して貼着すること及び外囲器１の外周面に熱収縮性樹脂よりなる保護チュ−ブ１２を、貼着した外部電極５，６が被覆されるように装着し、熱収縮させて密着させたことである。尚、この保護チュ−ブ１２としては、例えば熱収縮性の付与されたＰＥＴ樹脂などが好適し、例えば１５０〜２００°Ｃ程度に加熱することによって熱収縮して外囲器１に密着される。
【００４４】
この実施例によれば、上述の各実施例のように透光性シ−ト（外装用の絶縁部材）に重ね合わせ部分が存在しないために、どのような条件下で使用しても、保護チュ−ブ１２が外囲器１から剥がれることはなく、外部電極５，６の露出を確実に防止でき、安全性を高めることが期待できる。
【００４５】
尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約されることなく、例えば希ガス放電灯の発光層はアパ−チャ部を省略して外囲器の内面全体に形成することもできる。又、外部電極における異形部のピッチ，高さなどは希ガス放電灯のサイズに応じて適宜に変更できるし、異形部を有する外部電極の接地は省略することもできるし、さらには異形部を省略することもできる。又、図７に示す実施例の希ガス放電灯に図８〜図１５に示す実施例及び先行技術を適用することもできる。さらに、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。
【００４６】
【実施例】
次に、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３００ｍｍの鉛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１２０トルの圧力で封入する。然る後、この外囲器の外周面にシ−ト構体を巻回し図５〜図６に示す構造の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。
【００４７】
この希ガス放電灯を図１に示す点灯回路に組み込み、異形部を有する外部電極を接地し、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力電圧を定格値（周波数が３０ＫＨｚで、パルス電圧が２０００Ｖ0-P ）に設定して希ガス放電灯を点灯させ、希ガス放電灯の中央部分から８ｍｍ離れた部所に照度計を配置して照度を測定したところ、４００００Ｌｘであり、高周波高電圧発生回路ＨＡの入力電流は６３０ｍＡであった。尚、スイッチング素子の駆動タイミングを、図５（ｂ）において点線で示すように、跳ね返り期間外に遅らせたものは、４００００Ｌｘの照度を得るために入力電流を８００ｍＡに増加しなければならなかった。従って、本発明装置においては、入力電流を８００ｍＡにまで増加させれば、照度をさらに高めることができるものである。又、点灯状態でのチラツキの発生はなく、安定した放電状態が観察された。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、希ガス放電灯の点灯状態において、スイッチング素子のＯＦＦ動作後の期間ｔ1 に流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間ｔ2 内にスイッチング素子をＯＮ動作させているために、高周波高電圧発生回路の入力電流を余り増加させなくても、跳ね返り期間ｔ2 に流れるランプ電流を増加させることができ、これに伴って、明るさ（光量）も増加させることができる。従って、希ガス放電灯の光量を増加できるのみならず、点灯装置の効率も高めることができる。
【００４９】
特に、点灯装置に組み込む希ガス放電灯における第１，第２の開口部を形成する外部電極の適宜の側縁部に異形部を形成すれば、高周波高電圧発生回路から一対の外部電極にパルス状の高周波高電圧を印加した場合、異形部分に電界が集中し、希ガス空間を介して外部電極間で容易に放電するようになる。従って、電源変動によって外部電極への印加電圧が少々低くなったりしても確実に点灯させることができ、チラツキの発生を抑制できる上に、希ガス放電灯の発光効率を高めることができる。
【００５０】
又、点灯装置への組み込み状態において、異形部の形成された外部電極を接地すれば、外部電極への異形部の形成と相俟って、放電状態の安定性をより向上でき、チラツキの発生を効果的に抑制できる。
【００５１】
さらには、高周波高電圧発生回路は主として発振トランス，スイッチング素子，コンデンサ，駆動回路にて構成されているために、先行技術の点灯装置に比べて回路構成を簡略化でき、コストを有効に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す点灯装置の電気回路図。
【図２】図１に示す希ガス放電灯を示す縦断面図。
【図３】図２に示す希ガス放電灯の外囲器及び外部電極の展開図。
【図４】図１の動作を説明するための図であって、同図（ａ）はランプ電流の波形図、同図（ｂ）はスイッチング素子の電流波形図、同図（ｃ）はスイッチング素子のゲ−ト波形図。
【図５】ランプ電流とスイッチング素子の駆動タイミングとの関係を示す図であって、同図（ａ）はランプ電流の波形の拡大図、同図（ｂ）はスイッチング素子のゲ−ト波形の拡大図。
【図６】発光波形とランプ電流との関係を示す図であって、同図（ａ）は発光波形図、同図（ｂ）はランプ電流の波形の拡大図。
【図７】本発明の第２の実施例を示す点灯装置の電気回路図。
【図８】本発明の第３の実施例を示す縦断面図。
【図９】図８に示す希ガス放電灯の外囲器及び外部電極の展開図。
【図１０】本発明の第４の実施例を示す外囲器及び外部電極の展開図。
【図１１】本発明の第５の実施例を示す外囲器及び外部電極の展開図。
【図１２】本発明の第６の実施例を示す縦断面図。
【図１３】本発明の第７の実施例を示す縦断面図。
【図１４】先行技術にかかる希ガス放電灯の縦断面図。
【図１５】先行技術にかかるシ−ト構体の展開図。
【図１６】図１５のＸ−Ｘ断面図。
【図１７】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１８】先行技術にかかる希ガス放電灯の点灯装置の電気回路図。
【符号の説明】
１ 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（端部）
５Ａ，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ 異形部
７ 第１の開口部
８ 第２の開口部
１２ 保護チュ−ブ（絶縁部材）
２０ 駆動回路
３０ 電流検出回路（抵抗）
４０ ＡＣ−ＤＣ変換回路
５０ レベル設定回路
Ｌ，ＤＬ 希ガス放電灯
ＨＡ，ＨＢ 高周波高電圧発生回路
ＴＲＡ 発振トランス
ＴＲａ 一次コイル
ＴＲｃ 二次コイル
ＱＡ スイッチング素子
ＣＡ コンデンサ
【発明の属する技術分野】
この発明は希ガス放電灯の点灯装置に関し、特に、内面に発光層を有するガラスバルブの外周面に一対の帯状の外部電極を配置した希ガス放電灯を高周波高電圧発生回路に接続してなる点灯装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に、図１４〜図１６に示す希ガス放電灯Ｌ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蛍光体よりなる発光層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（Ｘｅ）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する絶縁性の透光性シ−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粘着ないし接着機能を有する接着層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】
又、上述のシ−ト構体３は外囲器１の外周面に、外部電極５，６が外囲器１と透光性シ−ト４との間に位置するように装着（巻回）されている。このシ−ト構体３の外囲器１への装着は、例えば図１７に示すように行われる。まず、シ−ト構体３をステ−ジ１０に展開状態で配置する。次に、このシ−ト構体３における透光性シ−ト４の一端４ａに外囲器１を配置すると共に、外囲器１が一対の従動ロ−ラ１１，１１にて透光性シ−ト４に押しつけられるようにセットした上で、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。すると、シ−ト構体３は透光性シ−ト４の上において相対的に転動し、その外周面にはシ−ト構体３が巻回されることにより装着が行われる。尚、シ−ト構体３において、外部電極５，６はその表面に形成された接着層を利用して外囲器１の外周面に接着されており、透光性シ−ト４はそれの一方に形成された接着層９を利用して巻回時に外囲器１の外周面に接着されると共に、それぞれの端部４ａ，４ｂは第２の開口部８で重ね合わされて接着されている。
【０００５】
この希ガス放電灯Ｌは、例えば図１８に示す点灯装置によって点灯される。この点灯装置は、例えば周波数が３０ＫＨｚで電圧が２５００Ｖ0-P 程度の高周波高電圧を発生し、かつ出力波形がほぼ正弦波であるインバ−タ回路Ｈと、インバ−タ回路Ｈへの直流電力の供給をコントロ−ルするトランジスタなどのスイッチング素子Ｑと、平滑用のコンデンサＣとから構成されており、インバ−タ回路Ｈは、例えば一次コイルＴＲａ，ＴＲｂ、二次コイルＴＲｃ及び励磁コイルＴＲｄを有する発振トランスＴＲと、一次コイルＴＲａ，ＴＲｂの中点とスイッチング素子Ｑとの間に接続されたチョ−クコイルＣＨと、一次コイルＴＲａ，ＴＲｂに接続された第１，第２のスイッチング素子例えば第１，第２のトランジスタＱａ，Ｑｂと、第１，第２のトランジスタＱａ，Ｑｂのベ−スと励磁コイルＴＲｄとの間に接続された抵抗Ｒａ，Ｒｂとから構成されている。そして、インバ−タ回路Ｈの出力側（二次コイルＴＲｃ）には希ガス放電灯Ｌの外部電極５，６が接続される。
【０００６】
この点灯装置において、端子Ｔ１，Ｔ２間に例えば商用電源を全波整流した直流電源を接続した上で、端子Ｔ３に駆動信号を適時の間隔で付与すると、スイッチング素子ＱがＯＮとなり、第１，第２のトランジスタＱａ，Ｑｂが適時にＯＮ，ＯＦＦすることにより、発振トランスＴＲの二次コイルＴＲｃには上述の高周波高電圧が発生して希ガス放電灯Ｌの外部電極５，６に印加される。これにより、この希ガス放電灯Ｌ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。この状態において、希ガスの励起線によって発光層２が励起されて発光し、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。
【０００７】
特に、この希ガス放電灯Ｌ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％近くにまで達する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機器の原稿読取用の光源として好適するものである。
【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Ｌを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、原稿の送り速度をさらに高速化する傾向にあり、上述の希ガス放電灯Ｌをそのまま適用すると、原稿の読み取り精度（解像度）が損なわれるようになる。
【００１０】
従って、原稿の高速化に対応するには、原稿面の照度をさらに高めるように希ガス放電灯の光出力（光量）を増加すればよい。例えば外囲器１の管径を太くすると共に管入力（電力）を増加させれば、比較的に容易に光量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は配置が難しくなるという問題がある。
【００１１】
かといって、サイズを変更しないで希ガス放電灯の管入力を増加させれば、ある程度の光量の増加は期待できるものの、管入力を増加させる割りには光量の増加割合は少なく、十分な読み取り精度が期待できないのみならず、管入力の増加によりインバ−タ回路Ｈの負荷が大きくなる分、点灯装置のコストが高騰するようになる。
【００１２】
それ故に、本発明の目的は、希ガス放電灯の外囲器サイズを変更したり、管入力を高めたりしなくても、希ガス放電灯の光量をさらに高めることができる希ガス放電灯の点灯装置を提供することにある。
【００１３】
【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外囲器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、外囲器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てなる希ガス放電灯と、発振トランスの入力側にスイッチング素子，コンデンサを備え、駆動信号の付与によるスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて発振トランスの出力側にパルス状の高周波高電圧を発生する高周波高電圧発生回路とを具備し、前記希ガス放電灯を高周波高電圧発生回路の出力側に、一対の外部電極にパルス状の高周波高電圧が印加されるように接続し、かつ希ガス放電灯の点灯状態における繰り返し周期のそれぞれの１周期内において希ガス放電灯に流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間内にスイッチング素子をＯＮ動作させることを特徴とする。
【００１４】
又、本発明の第２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−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て配置し、かつ外部電極の位置する側の透光性シ−ト面に接着層を形成してなるシ−ト構体とを備え、外囲器の外周面にシ−ト構体を、外囲器と透光性シ−トとの間に外部電極が位置するように巻回してなる希ガス放電灯と、発振トランスの入力側にスイッチング素子，コンデンサを備え、駆動信号の付与によるスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて発振トランスの出力側にパルス状の高周波高電圧を発生する高周波高電圧発生回路とを具備し、前記希ガス放電灯を高周波高電圧発生回路の出力側に、一対の外部電極にパルス状の高周波高電圧が印加されるように接続し、かつ希ガス放電灯の点灯状態における繰り返し周期のそれぞれの１周期内において希ガス放電灯に流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間内にスイッチング素子をＯＮ動作させることを特徴とする。
【００１５】
又、本発明の第３の発明は、前記希ガス放電灯を、発光層からの放射光が主として第１の開口部から外部に放出されるように構成すると共に、第１の開口部を形成する一対の外部電極のそれぞれの側縁部をストレ−ト状に形成し、かつ第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て構成してなり、この希ガス放電灯の異形部を形成した外部電極を接地したことを特徴とし、第４の発明は、前記希ガス放電灯において、外囲器の外周面に透光性の絶縁部材を、外部電極が被覆されるように装着してなり、絶縁部材を透光性シ−ト又は熱収縮性樹脂よりなる保護チュ−ブにて構成したことを特徴とする。
【００１６】
又、本発明の第５の発明は、前記高周波高電圧発生回路は、一次，二次コイルを有する発振トランスと、発振トランスの一次コイルに直列接続したスイッチング素子と、発振トランスの一次コイルとスイッチング素子との直列回路にほぼ並列的に接続したコンデンサと、スイッチング素子に駆動信号を付与する駆動回路とを具備し、駆動信号の付与によるスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて発振トランスの二次コイルにパルス状の高周波高電圧を発生させるように構成したことを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の第６の発明は、内面に発光層を有する外囲器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、外囲器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てなる希ガス放電灯と、発振トランスの入力側にスイッチング素子，コンデンサを備え、駆動信号の付与によるスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて発振トランスの出力側にパルス状の高周波高電圧を発生し、かつそれの出力側に希ガス放電灯を、一対の外部電極に高周波高電圧が印加されるように接続した高周波高電圧発生回路と、希ガス放電灯に流れるランプ電流を検出する電流検出回路と、ＰＷＭ機能を有し、かつスイッチング素子に駆動信号を付与する駆動回路とを具備し、前記希ガス放電灯の点灯状態において、希ガス放電灯に流れるランプ電流を電流検出回路にて検出し、この検出電流に基づいて駆動回路からスイッチング素子に、ランプ電流がほぼ一定となるように、繰り返し周期のそれぞれの１周期内において希ガス放電灯に流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間内にスイッチング素子をＯＮ動作させる駆動信号を付与することを特徴とする。
【００１８】
【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３を参照して説明する。尚、図１４〜図１８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、希ガス放電灯ＤＬにおける第２の開口部８を形成する外部電極５，６の側縁部５ｂ，６ｂに周期性を有する三角状の異形部５Ａ，６Ａを形成すると共に、それ以外の外部電極５，６の側縁部５ａ，６ａをストレ−ト状に形成したことと、高周波高電圧発生回路をパルス状の高周波高電圧を発生する高周波高電圧発生回路ＨＡにて構成すると共に、スイッチング素子の駆動タイミングを、繰り返し周期のそれぞれの１周期内において希ガス放電灯に流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間内に設定したことと、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側に接続接続された希ガス放電灯ＤＬにおける外部電極５，６のうち、異形部５Ａ，６Ａの形成されたいずれか一方（１つ）の外部電極（６）を接地したことである。
【００１９】
この異形部５Ａ，６Ａは周期性を有するように形成されており、例えば外囲器１の外径が８ｍｍの場合には異形部５Ａ，６Ａを含めた幅が８ｍｍ，異形部５Ａ，６Ａのピッチが４ｍｍ，異形部５Ａ，６Ａ（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５，６の側縁部５ｂ，６ｂに形成された異形部５Ａ，６Ａのそれぞれの頂点部間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の開口幅（間隔）も全長に亘ってほぼ同一となるように設定されている。
【００２０】
この外囲器１の構成部材としては、誘電率が大きく、かつ気密性が確実に保持でき、透光性を有する材料であれば一応適用が可能であるが、例えばガラスの中でも比較的に誘電率の大きい鉛ガラスなどが推奨される。これの肉厚は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、この範囲では所望の生産性，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１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１の肉厚は上記範囲内に設定することが望ましい。
【００２１】
又、この外囲器１の内部空間にはキセノンガスを主成分とする希ガスが封入されており、その封入圧力は例えば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、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。
【００２２】
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種のみにて構成されたり、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。
【００２３】
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６０〜９０°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。
【００２４】
一方、パルス状の高周波高電圧を発生する高周波高電圧発生回路ＨＡは、少なくとも一次コイルＴＲａ，二次コイルＴＲｃを有する発振トランスＴＲＡと、発振トランスＴＲＡの一次コイルＴＲａに直列に接続された電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）などのスイッチング素子ＱＡと、発振トランスＴＲＡの一次コイルＴＲａとスイッチング素子ＱＡとの直列回路にほぼ並列的に接続されたコンデンサＣＡと、スイッチング素子ＱＡのゲ−トに接続され、同ゲ−トにほぼ方形波の駆動信号を付与する駆動回路２０とによって構成されている。尚、この駆動回路２０は駆動信号のＯＮデュ−ティ比を変更できるようにＰＷＭ（Ｐulse ＷidthＭodulation ）機能が付与されている。そして、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側（二次コイルＴＲｃ）には希ガス放電灯ＤＬが、その外部電極５，６にパルス状の高周波高電圧が印加されるように接続されており、外部電極５，６のうち一方の外部電極６が接地されている。特に、駆動回路２０からの駆動信号（ゲ−ト信号）によってスイッチング素子ＱＡをＯＮ動作させる駆動タイミングが、繰り返し波形の１周期（Ｔ）内において希ガス放電灯ＤＬに流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間（ｔ2 ）内に設定されている。
【００２５】
このように構成された点灯装置は次のように動作する。まず、高周波高電圧発生回路ＨＡの入力側に直流電源ＥＢを接続すると、コンデンサＣＡは充電される。この状態で、駆動回路２０からスイッチング素子ＱＡのゲ−トに図４（ｃ）及び図５（ｂ）に示すように方形波の駆動信号（スイッチング素子ＱＡのゲ−トに浮遊容量を有するために立ち上がりが鈍った波形になる）を印加すると、スイッチング素子ＱＡは図４（ｂ）に示すようにＯＮ，ＯＦＦ動作する。ＯＮ動作時には、コンデンサＣＡ，直流電源ＥＢから発振トランスＴＲＡの一次コイルＴＲａに電流が流れ、発振トランスＴＲＡの一次コイルＴＲａには電磁エネルギ−が蓄積される。次に、スイッチング素子ＱＡがＯＦＦ状態になると、蓄積された電磁エネルギ−の作用に基づいて二次コイルＴＲｃにはパルス状の高周波高電圧が発生し、希ガス放電灯ＤＬの外部電極５，６に印加される。そして、外部電極５，６の異形部５Ａ，６Ａに電界が集中することによって、外部電極間には放電が生起され、希ガス放電灯ＤＬは点灯状態になり、図４（ａ），図５（ａ）及び図６（ｂ）に示すように繰り返し周期におけるそれぞれの１周期（Ｔ）の前半部分の期間ｔ1 でランプ電流Ｉｂが流れると共に、希ガス放電灯ＤＬがコンデンサを形成する関係で同放電灯に電荷が蓄積される。ランプ電流Ｉｂが０になると、希ガス放電灯ＤＬに蓄積された電荷がランプ電流Ｉｂとして跳ね返り期間ｔ2 に、期間ｔ1 の方向とは逆方向に流れるようになる。この跳ね返り期間ｔ2 の前半にスイッチング素子ＱＡに駆動信号を付与すると、図５（ａ）及び図６（ｂ）において斜線で示すランプ電流Ｉｂｊが、期間ｔ2 に流れるランプ電流に重畳されて流れる。尚、スイッチング素子ＱＡへの駆動信号の付与タイミングを、図５（ｂ）において点線で示すように、跳ね返り期間ｔ2 の範囲外に遅らせると、ランプ電流Ｉｂは図５（ａ）及び図６（ｂ）において点線で示すような減衰振動となり、斜線で示すランプ電流Ｉｂｊは流れなくなる。これによって、希ガス放電灯ＤＬは例えば図６（ａ）に示すように発光（φ）し、ランプ電流Ｉｂｊの増加に対応して明るさφも図６（ａ）において斜線（φｊ）で示すように増加される。尚、スイッチング素子ＱＡへの駆動信号の付与タイミングは跳ね返り期間ｔ2 の早い時期ほど、点灯装置への入力をことさらに増やさなくても斜線で示すランプ電流Ｉｂｊを効果的に増加させることができる。
【００２６】
この実施例によれば、希ガス放電灯ＤＬの点灯状態において、スイッチング素子ＱＡのＯＦＦ動作後の期間ｔ1 に流れるランプ電流Ｉｂの方向が反転する跳ね返り期間ｔ2 内にスイッチング素子ＱＡをＯＮ動作させているために、高周波高電圧発生回路ＨＡの入力電流をことさらに増加させなくても、跳ね返り期間ｔ2 に流れるランプ電流をＩｂｊ分だけ増加させることができ、これに伴って、明るさ（光量）φもφｊ分だけ増加させることができる。従って、希ガス放電灯ＤＬの光量を増加できるのみならず、点灯装置の効率も高めることができ、例えばＯＡ機器における原稿の送り速度の高速化にも対応が可能となる。
【００２７】
又、希ガス放電灯ＤＬにおける第２の開口部８を形成する外部電極５，６の側縁部５ｂ，６ｂには三角状の異形部５Ａ，６Ａが周期性を有するように形成されているために、高周波高電圧発生回路ＨＡから外部電極５，６にパルス状の高周波高電圧を印加した場合、異形部５Ａ，６Ａにおける三角部分の頂点部分に電界が集中し、希ガス空間を介して外部電極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たりしても確実に点灯させることができる上、チラツキの発生を抑制できる。特に、点灯装置への組み込み状態において、異形部６Ａの形成された外部電極６が接地されているために、異形部の形成と相俟って、放電状態の安定性を向上でき、チラツキの発生を効果的に抑制できる。
【００２８】
しかも、希ガス放電灯ＤＬにおける外囲器１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５，６に異形部５Ａ，６Ａが形成され、かつ外部電極６が接地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。
【００２９】
特に、希ガスの封入圧力を高くすると、光出力は増加する反面、始動特性は損なわれるようになるが、外部電極５，６の側縁部５ｂ，６ｂに三角状の異形部５Ａ，６Ａ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、その上、光出力を有効に改善できる。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。
【００３０】
又、発光層２の付着量が１ｃｍ2 当たり５〜３０ｍｇの範囲に設定すれば、外囲器１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。
【００３１】
この発光層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１の長手方向に対してほぼ直角方向）における希ガス空間部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。
【００３２】
又、外囲器１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６０〜９０°の範囲に設定すれば、パルス状の高周波高電圧の印加による点灯と相俟って第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，６Ａの先端間の間隔）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。
【００３３】
さらには、高周波高電圧発生回路ＨＡは主として発振トランスＴＲＡ，スイッチング素子ＱＡ，コンデンサＣＡにて構成されているために、図１８に示す従来装置に比べて回路構成を簡略化でき、コストを有効に低減できる。その上、希ガス放電灯ＤＬにはパルス状の高周波高電圧が印加されるために、希ガス放電灯ＤＬの発光効率を改善でき、放電状態の安定化をも期待できる。
【００３４】
図７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の点灯装置と同じである。異なる点は、高周波高電圧発生回路ＨＢに、ランプ電流を検出する電流検出回路（例えば抵抗）３０，電流検出回路３０で検出されたランプ電流をＤＣに変換するＡＣ−ＤＣ変換回路４０，変換された直流を適宜のレベルに設定するレベル設定回路５０を付加したことである。具体的には、電流検出回路３０は発振トランスＴＲＡの二次コイルＴＲｃと希ガス放電灯ＤＬの外部電極６との間に低抵抗を接続して構成されている。ＡＣ−ＤＣ変換回路４０は例えば抵抗４１とコンデンサ４２とからなる平滑回路によって構成されている。レベル設定回路５０は例えばコンパレ−タ５１と可変抵抗器５２とから構成されており、コンパレ−タ５１の−端子にはＡＣ−ＤＣ変換回路４０の出力が、＋端子にはＶｃｃ電源から可変抵抗器５２によって一定の直流電圧に分圧された基準電圧が付与されている。そして、レベル設定回路５０の出力は駆動回路２０に入力される。尚、このレベル設定回路５０及び駆動回路２０は一体化（ＩＣ化）することもできるし、場合によってはＡＣ−ＤＣ変換回路４０をも包含させることが可能である。
【００３５】
この点灯装置の動作は基本的には図１に示す点灯装置と同じであり、異なる点について説明する。希ガス放電灯ＤＬの点灯状態において、電流検出回路３０の端子電圧（ランプ電流に対応）はＡＣ−ＤＣ変換回路４０にてＤＣに変換され、レベル設定回路５０にて基準電圧と比較され、駆動回路２０に出力される。この駆動回路２０ではレベル設定回路５０の出力に応じて設定された直流レベルに基づいてＰＷＭ制御される。ＰＷＭ制御された駆動信号はスイッチング素子ＱＡのゲ−トに印加される。この駆動信号のスイッチング素子ＱＡへの付与タイミングは図５（ｂ）に示すように跳ね返り期間ｔ2 内に設定されているが、電流検出回路３０で検出されるランプ電流Ｉｂがほぼ一定となるように付与タイミングが制御される。即ち、駆動信号の付与タイミングが跳ね返り期間ｔ2 内において、進んだり或いは遅れたりするように制御することによって、ランプ電流Ｉｂがほぼ一定となるように制御される。
【００３６】
従って、この実施例によれば、常に、希ガス放電灯ＤＬの明るさ（照度）をほぼ一定にコントロ−ルすることができるために、例えばＯＡ機器に適用した場合、原稿の読み取り精度を高めることができるし、機器の高速化にも対応が可能となる。又、用途によっては光量を落として使用する場合があるが、このような用途にも容易に対応することができる。
【００３７】
図８〜図９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の点灯装置と同じである。異なる点は、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側に接続された希ガス放電灯ＤＬにおける外部電極６の側縁部６ｂにのみ三角状の異形部６Ａを形成し、それ以外の外部電極５の側縁部５ａ，６ｂ，外部電極６の側縁部６ａはすべてストレ−ト状に形成したことである。尚、異形部６Ａを有する外部電極６は接地されている。
【００３８】
特に、この構造の希ガス放電灯ＤＬが図１に示す点灯装置に組み込まれた場合には、すべての外部電極がフロ−ティングの状態で点灯されると、電源ラインが定格電圧に維持されていても放電が不安定であり、縞状の放電状態が目視されることもある上、チラツキも発生することがある。しかしながら、図１に示すように、異形部６Ａの形成された側の外部電極６を接地することによって、仮に電源電圧が１０％程度低下したとしてもチラツキの抑制された安定した放電状態が得られる。
【００３９】
又、この実施例によれば、外部電極５，６にパルス状の高周波高電圧が印加された場合、側縁部６ｂの異形部６Ａとストレ−ト状の側縁部５ｂとの間で放電が生ずるのであるが、一方の側縁部（５ｂ）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。
【００４０】
図１０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の点灯装置と同じであり、図８〜図９に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側に接続された希ガス放電灯ＤＬにおける外部電極６の側縁部６ｂにのみ周期性を有する楕円状，波形などを含む半円状の異形部６Ｂを形成し、それ以外の外部電極５の側縁部５ａ，６ｂ，外部電極６の側縁部６ａはすべてストレ−ト状に形成したことである。尚、異形部６Ｂを有する外部電極６は接地されている。
【００４１】
図１１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の点灯装置と同じであり、図８〜図９に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側に接続された希ガス放電灯ＤＬにおける外部電極６の側縁部６ｂにのみ周期性を有する台形を含む矩形状の異形部６Ｃを形成し、それ以外の外部電極５の側縁部５ａ，６ｂ，外部電極６の側縁部６ａはすべてストレ−ト状に形成したことである。尚、異形部６Ｃを有する外部電極６は接地されている。
【００４２】
図１２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の点灯装置と同じであり、図２〜図３に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側に接続された希ガス放電灯ＤＬにおいて、外囲器１の外周面に異形部５Ａ，６Ａを有する外部電極５，６を、第１，第２の開口部７，８が形成されるように互いに離隔して貼着すること及び外囲器１の外周面に透光性シ−ト４Ａを、貼着した外部電極５，６が被覆されるように巻回して装着したことである。尚、この透光性シ−ト４Ａの一方の面には接着層が形成されており、巻回によって接着される。
【００４３】
図１３は本発明の第７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の点灯装置と同じであり、図８〜図９に示す希ガス放電灯と同じである。異なる点は、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力側に接続された希ガス放電灯ＤＬにおいて、外囲器１の外周面に異形部５Ａ，６Ａを有する外部電極５，６を、第１，第２の開口部７，８が形成されるように互いに離隔して貼着すること及び外囲器１の外周面に熱収縮性樹脂よりなる保護チュ−ブ１２を、貼着した外部電極５，６が被覆されるように装着し、熱収縮させて密着させたことである。尚、この保護チュ−ブ１２としては、例えば熱収縮性の付与されたＰＥＴ樹脂などが好適し、例えば１５０〜２００°Ｃ程度に加熱することによって熱収縮して外囲器１に密着される。
【００４４】
この実施例によれば、上述の各実施例のように透光性シ−ト（外装用の絶縁部材）に重ね合わせ部分が存在しないために、どのような条件下で使用しても、保護チュ−ブ１２が外囲器１から剥がれることはなく、外部電極５，６の露出を確実に防止でき、安全性を高めることが期待できる。
【００４５】
尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約されることなく、例えば希ガス放電灯の発光層はアパ−チャ部を省略して外囲器の内面全体に形成することもできる。又、外部電極における異形部のピッチ，高さなどは希ガス放電灯のサイズに応じて適宜に変更できるし、異形部を有する外部電極の接地は省略することもできるし、さらには異形部を省略することもできる。又、図７に示す実施例の希ガス放電灯に図８〜図１５に示す実施例及び先行技術を適用することもできる。さらに、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。
【００４６】
【実施例】
次に、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３００ｍｍの鉛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１２０トルの圧力で封入する。然る後、この外囲器の外周面にシ−ト構体を巻回し図５〜図６に示す構造の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。
【００４７】
この希ガス放電灯を図１に示す点灯回路に組み込み、異形部を有する外部電極を接地し、高周波高電圧発生回路ＨＡの出力電圧を定格値（周波数が３０ＫＨｚで、パルス電圧が２０００Ｖ0-P ）に設定して希ガス放電灯を点灯させ、希ガス放電灯の中央部分から８ｍｍ離れた部所に照度計を配置して照度を測定したところ、４００００Ｌｘであり、高周波高電圧発生回路ＨＡの入力電流は６３０ｍＡであった。尚、スイッチング素子の駆動タイミングを、図５（ｂ）において点線で示すように、跳ね返り期間外に遅らせたものは、４００００Ｌｘの照度を得るために入力電流を８００ｍＡに増加しなければならなかった。従って、本発明装置においては、入力電流を８００ｍＡにまで増加させれば、照度をさらに高めることができるものである。又、点灯状態でのチラツキの発生はなく、安定した放電状態が観察された。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、希ガス放電灯の点灯状態において、スイッチング素子のＯＦＦ動作後の期間ｔ1 に流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間ｔ2 内にスイッチング素子をＯＮ動作させているために、高周波高電圧発生回路の入力電流を余り増加させなくても、跳ね返り期間ｔ2 に流れるランプ電流を増加させることができ、これに伴って、明るさ（光量）も増加させることができる。従って、希ガス放電灯の光量を増加できるのみならず、点灯装置の効率も高めることができる。
【００４９】
特に、点灯装置に組み込む希ガス放電灯における第１，第２の開口部を形成する外部電極の適宜の側縁部に異形部を形成すれば、高周波高電圧発生回路から一対の外部電極にパルス状の高周波高電圧を印加した場合、異形部分に電界が集中し、希ガス空間を介して外部電極間で容易に放電するようになる。従って、電源変動によって外部電極への印加電圧が少々低くなったりしても確実に点灯させることができ、チラツキの発生を抑制できる上に、希ガス放電灯の発光効率を高めることができる。
【００５０】
又、点灯装置への組み込み状態において、異形部の形成された外部電極を接地すれば、外部電極への異形部の形成と相俟って、放電状態の安定性をより向上でき、チラツキの発生を効果的に抑制できる。
【００５１】
さらには、高周波高電圧発生回路は主として発振トランス，スイッチング素子，コンデンサ，駆動回路にて構成されているために、先行技術の点灯装置に比べて回路構成を簡略化でき、コストを有効に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す点灯装置の電気回路図。
【図２】図１に示す希ガス放電灯を示す縦断面図。
【図３】図２に示す希ガス放電灯の外囲器及び外部電極の展開図。
【図４】図１の動作を説明するための図であって、同図（ａ）はランプ電流の波形図、同図（ｂ）はスイッチング素子の電流波形図、同図（ｃ）はスイッチング素子のゲ−ト波形図。
【図５】ランプ電流とスイッチング素子の駆動タイミングとの関係を示す図であって、同図（ａ）はランプ電流の波形の拡大図、同図（ｂ）はスイッチング素子のゲ−ト波形の拡大図。
【図６】発光波形とランプ電流との関係を示す図であって、同図（ａ）は発光波形図、同図（ｂ）はランプ電流の波形の拡大図。
【図７】本発明の第２の実施例を示す点灯装置の電気回路図。
【図８】本発明の第３の実施例を示す縦断面図。
【図９】図８に示す希ガス放電灯の外囲器及び外部電極の展開図。
【図１０】本発明の第４の実施例を示す外囲器及び外部電極の展開図。
【図１１】本発明の第５の実施例を示す外囲器及び外部電極の展開図。
【図１２】本発明の第６の実施例を示す縦断面図。
【図１３】本発明の第７の実施例を示す縦断面図。
【図１４】先行技術にかかる希ガス放電灯の縦断面図。
【図１５】先行技術にかかるシ−ト構体の展開図。
【図１６】図１５のＸ−Ｘ断面図。
【図１７】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１８】先行技術にかかる希ガス放電灯の点灯装置の電気回路図。
【符号の説明】
１ 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（端部）
５Ａ，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ 異形部
７ 第１の開口部
８ 第２の開口部
１２ 保護チュ−ブ（絶縁部材）
２０ 駆動回路
３０ 電流検出回路（抵抗）
４０ ＡＣ−ＤＣ変換回路
５０ レベル設定回路
Ｌ，ＤＬ 希ガス放電灯
ＨＡ，ＨＢ 高周波高電圧発生回路
ＴＲＡ 発振トランス
ＴＲａ 一次コイル
ＴＲｃ 二次コイル
ＱＡ スイッチング素子
ＣＡ コンデンサ
Claims (6)
- 内面に発光層を有する外囲器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、外囲器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てなる希ガス放電灯と、発振トランスの入力側にスイッチング素子，コンデンサを備え、駆動信号の付与によるスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて発振トランスの出力側にパルス状の高周波高電圧を発生する高周波高電圧発生回路とを具備し、前記希ガス放電灯を高周波高電圧発生回路の出力側に、一対の外部電極にパルス状の高周波高電圧が印加されるように接続し、かつ希ガス放電灯の点灯状態における繰り返し周期のそれぞれの１周期内において希ガス放電灯に流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間内にスイッチング素子をＯＮ動作させることを特徴とする希ガス放電灯の点灯装置。
- 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−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て配置し、かつ外部電極の位置する側の透光性シ−ト面に接着層を形成してなるシ−ト構体とを備え、外囲器の外周面にシ−ト構体を、外囲器と透光性シ−トとの間に外部電極が位置するように巻回してなる希ガス放電灯と、発振トランスの入力側にスイッチング素子，コンデンサを備え、駆動信号の付与によるスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて発振トランスの出力側にパルス状の高周波高電圧を発生する高周波高電圧発生回路とを具備し、前記希ガス放電灯を高周波高電圧発生回路の出力側に、一対の外部電極にパルス状の高周波高電圧が印加されるように接続し、かつ希ガス放電灯の点灯状態における繰り返し周期のそれぞれの１周期内において希ガス放電灯に流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間内にスイッチング素子をＯＮ動作させることを特徴とする希ガス放電灯の点灯装置。
- 前記希ガス放電灯を、発光層からの放射光が主として第１の開口部から外部に放出されるように構成すると共に、第１の開口部を形成する一対の外部電極のそれぞれの側縁部をストレ−ト状に形成し、かつ第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て構成してなり、この希ガス放電灯の異形部を形成した外部電極を接地したことを特徴とする請求項１又は２に記載の希ガス放電灯の点灯装置。
- 前記希ガス放電灯において、外囲器の外周面に透光性の絶縁部材を、外部電極が被覆されるように装着してなり、絶縁部材を透光性シ−ト又は熱収縮性樹脂よりなる保護チュ−ブにて構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の希ガス放電灯の点灯装置。
- 前記高周波高電圧発生回路は、一次，二次コイルを有する発振トランスと、発振トランスの一次コイルに直列接続したスイッチング素子と、発振トランスの一次コイルとスイッチング素子との直列回路にほぼ並列的に接続したコンデンサと、スイッチング素子に駆動信号を付与する駆動回路とを具備し、駆動信号の付与によるスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて発振トランスの二次コイルにパルス状の高周波高電圧を発生させるように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の希ガス放電灯の点灯装置。
- 内面に発光層を有する外囲器の外周面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極を、外囲器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てなる希ガス放電灯と、発振トランスの入力側にスイッチング素子，コンデンサを備え、駆動信号の付与によるスイッチング素子のスイッチング動作に基づいて発振トランスの出力側にパルス状の高周波高電圧を発生し、かつそれの出力側に希ガス放電灯を、一対の外部電極に高周波高電圧が印加されるように接続した高周波高電圧発生回路と、希ガス放電灯に流れるランプ電流を検出する電流検出回路と、ＰＷＭ機能を有し、かつスイッチング素子に駆動信号を付与する駆動回路とを具備し、前記希ガス放電灯の点灯状態において、希ガス放電灯に流れるランプ電流を電流検出回路にて検出し、この検出電流に基づいて駆動回路からスイッチング素子に、ランプ電流がほぼ一定となるように、繰り返し周期のそれぞれの１周期内において希ガス放電灯に流れるランプ電流の方向が反転する跳ね返り期間内にスイッチング素子をＯＮ動作させる駆動信号を付与することを特徴とする希ガス放電灯の点灯装置。
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