JPH09245978A - 蛍光ランプ点灯装置およびこれを用いたｏａ機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一般照明用熱陰極蛍光ランプを定格ランプ電流
を超える大きなランプ電流で点灯し、この場合スポット
温度の上昇を抑え、エミッタの蒸発を抑止してランプ寿
命を長くした蛍光ランプ点灯装置を提供する。 【解決手段】熱陰極蛍光ランプ１０と；点灯中に上記蛍
光ランプ１０に定格ランプ電流以下の予熱電流を流す予
熱回路２２を備えるとともに、点灯中に定格ランプ電流
を超えるランプ電流を流す点灯回路２１を備えて上記蛍
光ランプ１０を点灯させる動作回路２０とを具備したこ
とを特徴とする。定格ランプ電流を超えるランプ電流を
流して蛍光ランプ１０を点灯させるから光量が増大し、
このときランプに定格ランプ電流以下の予熱電流を流す
ようにしたから、電極のスポット温度の上昇を抑えるこ
とができ、よってエミッタの蒸発を抑止することがで
き、ランプ寿命を長くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般照明用スター
タ形熱陰極蛍光ランプを光源として用いた蛍光ランプ点
灯装置およびこれを用いたＯＡ機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種ＯＡ機器の露光用光源や除電用光
源、および読取り用光源として蛍光ランプが用いられて
いるが、従来の場合、この種の光源用蛍光ランプは、そ
れぞれのＯＡ機器の要求に応じてランプ特性の異なる専
用の蛍光ランプ、すなわち特別仕様の蛍光ランプが使用
されている。このような特別仕様の蛍光ランプは、一般
照明用蛍光ランプ（ＪＩＳ規格に規定された蛍光ラン
プ）に比べて生産数量が極端に少なく、量産による製造
コストの引き下げができないためにコスト高になってし
まうという問題がある。

【０００３】これを回避するため、ＪＩＳ規格に規定さ
れた一般照明用蛍光ランプ、例えばＪＩＳ規格でＦＬ形
と規定されている一般照明用直管形スタータ形熱陰極蛍
光ランプをＯＡ機器の光源に使用する研究が進められて
いる。

【０００４】しかし、一般照明用のＦＬ形蛍光ランプを
ＯＡ機器の光源として用いる場合、以下の問題がある。
すなわち、ＯＡ機器の光源は使用に際して光束の素早い
立上がりが要求されることがあり、また任意に光量を設
定できることが要求されることもある。さらに、ＯＡ機
器用光源は大きな光量を必要とする場合が多く、一般照
明用の蛍光ランプでは光量が不足するという不具合があ
る。

【０００５】蛍光ランプの光束立上がりを促す手段とし
て、ランプの始動時に定格ランプ電流を超える大きな電
流を流す方法が知られており、これにより立上がり特性
を改善することができる。また、光量を任意に選定する
には、インバータ回路を用いて調光装置を付加するよう
にすれば実現可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、光量を増大さ
せるには、点灯中に定格ランプ電流より大きなランプ電
流を流す必要がある。ところが、一般照明用の蛍光ラン
プに定格ランプ電流を超える大きなランプ電流を流す
と、ランプが短寿命になるという問題がある。すなわ
ち、一般照明用の蛍光ランプに定格ランプ電流を超える
大きなランプ電流を流した場合、熱陰極フィラメントに
発生するスポット温度が適正な値を上回り、このためフ
ィラメントに塗布されているエミッタの蒸発が早くな
り、早期にエミッタが枯渇することから電極寿命が短く
なり、ランプ寿命が短くなる。

【０００７】したがって、本発明の目的とするところ
は、一般照明用熱陰極蛍光ランプを定格ランプ電流を超
える大きなランプ電流を流して点灯する場合、スポット
温度の上昇を抑え、エミッタの蒸発を抑止し、ランプ寿
命が長くなる蛍光ランプ点灯装置およびこれを用いたＯ
Ａ機器を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、内面
に蛍光体被膜が設けられたバルブ内にエミッタを保持し
た熱陰極を対向して設けるとともに水銀および希ガスを
封入してなる熱陰極蛍光ランプと；点灯中に上記蛍光ラ
ンプに定格ランプ電流以下の予熱電流を流す予熱回路を
備えるとともに、点灯中に定格ランプ電流を超えるラン
プ電流を流す点灯回路を備えて上記蛍光ランプを点灯さ
せる動作回路と；を具備していることを特徴とする蛍光
ランプ点灯装置である。

【０００９】請求項１の発明によれば、点灯中に定格ラ
ンプ電流を超えるランプ電流を流して蛍光ランプを点灯
させるから、光量が増大する。この場合、ランプに定格
ランプ電流以下の予熱電流を流すようにしたから、電極
に発生するスポット温度の上昇を抑えることができる。
すなわち、点灯中に予熱電流を流すと、ランプ電流に予
熱電流が加えられ、この増加分でスポット幅が広がるよ
うになり、スポット温度の尖頭部の温度上昇を抑えるこ
とができる。この結果、エミッタの蒸発を抑止すること
ができ、ランプ寿命を長くすることができる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の蛍光ランプ
点灯装置において、点灯中に上記蛍光ランプに流す予熱
電流は、定格ランプ電流の０．７倍以上０．８５倍以下
であることを特徴とする蛍光ランプ点灯装置である。

【００１１】請求項２の発明によれば、点灯中に蛍光ラ
ンプに流す予熱電流は、定格ランプ電流の０．７倍以上
０．８５倍以下としたから、スポット幅が良好に広が
り、エミッタの蒸発を抑止することができる。予熱電流
が定格ランプ電流の０．７倍未満であると、スポット幅
を広げる作用が低くなり、スポット温度が高くなり、逆
に予熱電流が定格ランプ電流の０．８５倍を超えると電
極全体の温度が高くなり、電極材料の蒸発が早くなって
電極寿命が短くなる。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の蛍光ランプ点灯装置において、点灯中に上記蛍光ラ
ンプに流すランプ電流は、定格ランプ電流を越え定格ラ
ンプ電流の２．５倍以下であることを特徴とする蛍光ラ
ンプ点灯装置である。

【００１３】請求項３の発明によれば、点灯中に蛍光ラ
ンプに流すランプ電流は、定格ランプ電流を越え定格ラ
ンプ電流の２．５倍以下としたから、光量が増大する。
ランプ電流が定格ランプ電流以下であると一般照明用ラ
ンプと同等の光量となり一般照明用ランプと差異がなく
なり、またランプ電流が定格ランプ電流の２．５倍を超
えると、電極材料の蒸発が早くなって電極寿命が短くな
る。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３のいずれか一に記載の蛍光ランプ点灯装置において、
点灯回路はインバータ回路であることを特徴とする蛍光
ランプ点灯装置である。

【００１５】点灯回路としてインバータ回路を用いる
と、発光効率が良好になり、また調光も容易になる。請
求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか一
に記載の蛍光ランプ点灯装置において、上記熱陰極蛍光
ランプは一般照明用スタータ形の４Ｗ、６Ｗまたは８Ｗ
タイプであることを特徴とする蛍光ランプ点灯装置であ
る。

【００１６】熱陰極蛍光ランプとして、一般照明用スタ
ータ形の４Ｗ、６Ｗまたは８Ｗタイプを用いると、小形
であることからＯＡ機器などに組込み易い。請求項６の
発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか一に記載の
蛍光ランプ点灯装置を用いたことを特徴とするＯＡ機器
である。請求項６の発明によれば、請求項１ないし請求
項５のいずれか一に記載の蛍光ランプ点灯装置の利点を
生かしたＯＡ機器を提供できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明について、図面に示す
一実施の形態にもとづき説明する。図１は一般照明用直
管形蛍光ランプ１０の構成を示す図、図２は上記蛍光ラ
ンプ１０とこれを高周波点灯させる高周波動作回路２０
とからなる蛍光ランプの点灯装置を示す図、図３はラン
プ電流と全光束の関係を示す特性図、図４はランプ電流
と電極のスポット温度を示す特性図、図５は上記蛍光ラ
ンプ点灯装置を用いた複写機の原稿読取り装置を示す図
である。

【００１８】蛍光ランプ１０は、例えばＦＬ８Ｄ形蛍光
ランプであり、図１に示される通り、直管形のソーダラ
イムガラスからなる透明なバルブ１を有し、このバルブ
１は規格上の外径が約１５．５mm、管長２８７mm、全長
３０２．５mm以上であり、定格ランプ電流は１７０mA、
初期全光束は３５０lmとなっている。

【００１９】バルブ１の内面には蛍光体層２が形成され
ており、この蛍光体層２は例えばアンチモン・マンガン
付活ハロりん酸塩蛍光体（Ｃａ₅ （ＰＯ₄ ）₃ （Ｆ，Ｃ
ｌ）：Ｓｂ，Ｍｎ）、または３波長発光形蛍光体により
形成されている。

【００２０】バルブ１の端部はステム３、３によって閉
塞されており、これらステム３、３にはウエルズ４…が
気密に貫通されている。各ウエルズ４…には電極５、５
が取着されている。これら電極５、５はタングステンフ
ィラメントからなる２重コイルまたは３重コイルにより
形成された熱陰極であり、これら電極５、５には図示し
ないＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯのうちの少なくとも１種か
らなるエミッタ（電子放射物質）が塗布等の手段で付着
されている。

【００２１】上記バルブ１の端部には口金６、６が被着
され、これら口金６、６には口金ピン７…が突設されて
おり、これら口金ピン７…は上記ウエルズ４…と電気的
に接続されている。なお、口金６はＧ５タイプである。
そして、発光管１内には所定量の水銀と所定圧の希ガス
が封入されている。

【００２２】このような構成の蛍光ランプ１０は、図２
に示す通り、動作回路２０に接続されて点灯されるよう
になっている。動作回路２０は、それぞれトランジスタ
インバータ回路を含む点灯回路２１と予熱回路２２，２
２を備えている。

【００２３】点灯回路２１は、トランジスタＱ1 とＱ2
が交互に導電・遮断を繰り返すことにより直流電源Ｅか
ら高周波電力を得て、これをトランスＴ1 で昇圧し、こ
の高周波電力を蛍光ランプ１０の電極４に与えてランプ
を２０〜５０ｋＨｚ程度の高周波電力で点灯させるよう
になっている。このとき、外部からの信号にてＭＯＳＥ
ＦＴ１を作動させるとパルス幅が変更され、ランプ電流
が変わることにより発光量が変わり、すなわち調光する
ことができるようになっている。上記蛍光ランプ１０は
定点灯時のランプ電流が、上記点灯回路２１により調整
されて定格ランプ電流１７０mAよりも大きく、しかしこ
の定格ランプ電流の２．５倍以下の範囲で点灯されるよ
うになっており、例えば４００mAにて点灯される。

【００２４】予熱回路２２，２２も上記点灯回路２１と
同様な原理により、蛍光ランプ１０の電極４に予熱電流
を与え、これによりランプの始動を促すとともに、ラン
プが点灯中であっても上記予熱電流を流すようになって
いる。予熱電流は定格ランプ電流より小さく、定格ラン
プ電流の０．７倍以上０．８５倍以下である。上記蛍光
ランプ１０の場合は予熱電流を１２５mAとしてある。

【００２５】このような構成の蛍光ランプ点灯装置によ
れば、点灯中に定格ランプ電流を超えるランプ電流を流
して蛍光ランプ１０を点灯させるから、蛍光ランプの光
量が増大する。すなわち、図３はＦＬ８Ｄ形蛍光ランプ
におけるランプ電流と全光束との関係を測定した特性図
である。この種の蛍光ランプは定格ランプ電流１７０mA
のとき全光束が３５０lmであるが、ランプ電流を大きく
するに応じて全光束が増大し、例えばランプ電流が４０
０mAのとき全光束は５００lmに達する。したがって、一
般照明用蛍光ランプをＯＡ機器の光源などに適用した場
合、ＯＡ機器の要求に応じて光量を増大させることがで
きる。

【００２６】そして、図２に示すＭＯＳＥＦＴ１〜３を
用いているから外部からの信号操作で調光することもで
きる。また、定格ランプ電流１７０mAを超えるランプ電
流を流すことにより、ランプの最冷部温度が急速に加熱
され、水銀蒸気圧の増加が速やかに促されるから始動の
立上がり特性が良くなる。よってＯＡ機器などに用いて
瞬時に所定の明るさを得ることができる。

【００２７】そして、上記過電流にて点灯中に予熱電流
を流すようになっているから、電極５，５には定格ラン
プ電流を越えたランプ電流に加えてさらに予熱電流が与
えられる。これにより電極５，５に発生するスポットの
幅が広がるようになり、よってスポット温度の尖頭部の
温度上昇を抑えることができる。この結果、電極５，５
に保持されているエミッタの蒸発を抑止することがで
き、エミッタの早期枯渇を抑制することができる。した
がってランプ寿命を長くすることができる。

【００２８】図４はランプ電流と電極のスポット温度と
の関係を測定した特性図である。同図において破線Ａ
は、予熱電流を与えずにランプ電流を大きくした場合の
電極スポットの温度上昇具合を示し、この特性Ａから、
予熱電流を与えない場合はランプ電流を大きくすると電
極スポットの温度が急激に上昇することが判る。

【００２９】これに対し、実線Ａは予熱電流を流しつつ
ランプ電流を大きくした場合の電極スポットの温度上昇
具合を示す。この場合、予熱電流は１２５mAとした。特
性Ａから、予熱電流を与えた場合はランプ電流を大きく
しても電極スポットの温度上昇は緩やかになり、急激な
温度上昇を抑制できることが判る。これはスポットの幅
が広がることからスポット温度の尖頭部の温度上昇が抑
えられるためである。

【００３０】したがって、電極に塗布したエミッタの蒸
発が抑えられ、ランプ寿命が長くなる。下記表１は、Ｆ
Ｌ８ワット形蛍光ランプにおいてランプ電流および予熱
電流を変えてランプ寿命を測定した結果を示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１から、ＦＬ８ワット形蛍光ランプの場
合、定格ランプ電流１７０mAに対し４００mAのランプ電
流とし、予熱電流を１２０mA〜１２５mAに設定すれば、
ランプ寿命が定格の３０００時間以上になることが判
る。すなわち、ランプ電流は定格ランプ電流の２．３５
倍であり、予熱電流は定格ランプ電流の０．７倍以上で
０．７３倍以下であれば、定格寿命を維持することがで
きる。同様に、下記表２は、ＦＬ６ワット形の蛍光ラン
プについて実験した結果を示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】表２から、ＦＬ６ワット形蛍光ランプの場
合、定格ランプ電流１４５mAに対し２９０mAのランプ電
流とし、予熱電流を１００mA〜１２０mAに設定すれば、
ランプ寿命が定格の３０００時間以上になることが判
る。この場合、ランプ電流は定格ランプ電流の２．０倍
であり、予熱電流は定格ランプ電流の０．６８倍以上で
０．８２倍以下であれば、定格寿命を維持することがで
きる。

【００３５】上記のような蛍光ランプの点灯装置は、Ｏ
Ａ機器、例えば電子複写機の原稿読取り用光源として用
いることができる、図５は、上記の蛍光ランプの点灯装
置を複写機の原稿読取り装置における露光用光源として
用いた例を示す。これについて説明すると、この原稿読
取り装置は、露光用光源として前記蛍光ランプ１０を備
えており、かつこの蛍光ランプ１０から出た光を反射す
る反射体３０と、この反射体３０から出た光が照射され
る複写原稿３１を載置するためのガラス等からなる透光
性載置板３２と、原稿３１により反射された反射光を制
御して感光ドラム３３に結像させるためのレンズやプリ
ズムなどからなる光学系３４を備えている。

【００３６】反射体３０は、略樋形に形成された主反射
鏡部３５と、スリット３６を備えた平板形状の補助反射
鏡部３７とを有し、これら主反射鏡部３５と補助反射鏡
部３７は、例えばアルミニウム板を曲げプレス成形する
ことにより一体に形成されており、これら主反射鏡部３
５および補助反射鏡部３７は全面に亘り反射面３８が形
成されている。これら主反射鏡部３５および補助反射鏡
部３７は別体に構成されていてもよい。

【００３７】主反射鏡部３５は断面が２次曲線をなして
いるとともに一側が開口された長尺形状をなし、したが
ってあたかも樋形状に似ている。この主反射鏡部３５に
は、図１に示す蛍光ランプ１０が、管軸を主反射鏡部３
５の焦点に位置して収容されている。

【００３８】上記蛍光ランプ１０から放射された光は上
記反射体３０で反射されて透光性載置板３２に向かわさ
れ、複写原稿３１の下面に集光される。よって原稿３１
の下面が照射され、この光は複写原稿３１の下面で反射
される。この反射光は上記スリット３６を透過してレン
ズやプリズムなどからなる光学系３４を介して感光ドラ
ム３３に結像されるようになっている。したがって、複
写原稿３１の下面に描かれた画像は感光ドラム３３に結
像され、この感光ドラム３３を通じて図示しない複写用
紙に転写される。

【００３９】上記のような構成の原稿読取り装置におい
ては、露光用光源として用いた蛍光ランプ１０が、一般
照明用蛍光ランプを使用しているからランプのコストが
安価になり、交換などの場合にも容易に入手可能であ
る。しかもこのランプは予熱形であるから始動特性に優
れ、複写機を使用するときの立上がり特性がよくなる。

【００４０】また、点灯時のランプ電流が定格ランプ電
流を越え、定格ランプ電流の２．５倍以下としたから、
光量が増大する。よって、一般照明用蛍光ランプである
にも拘らず露光用光源として要求される光量が得られ
る。このため、原稿の読取り精度が向上する。

【００４１】さらに、このランプは２０〜５０ｋＨｚ程
度の高周波電力で点灯されるから、陽極降下電圧および
陰極降下電圧が下がり、ランプ電圧を下げることがで
き、よって発光効率がよい。

【００４２】そして、ランプ点灯中、上記ランプ電流に
加えて予熱電流を流すようにしたから、過電流で点灯す
るにも拘らず電極に発生するスポットの温度上昇を抑え
ることができ、電極に塗布したエミッタの蒸発を抑制す
るようになり、ランプ寿命を定格寿命以上にすることが
できる。

【００４３】蛍光ランプは、一般照明用スタータ形の４
Ｗないし８Ｗタイプを用いるのがよい。これら４Ｗない
し８Ｗタイプ蛍光ランプは、小形であるからＯＡ機器な
どに組込み易いばかりでなく、発光長さ（管長）が２１
０．５mm〜２８７mmであるから、Ａ４サイズおよびＢ４
サイズ以下の原稿用紙を走査するのに満足できる長さを
有しており、ＯＡ機器の光源として有利である。

【００４４】なお、本発明の蛍光ランプ点灯装置は、複
写機などのＯＡ機器の原稿読取り用光源に使用されるこ
とに限定されるものではなく、一般照明用の光源として
も使用可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、点灯中に定格ランプ電流を超えるランプ電流を流
して蛍光ランプを点灯させるから、光量が増大する。し
かもこの場合、ランプに定格ランプ電流以下の予熱電流
を流すようにしたから、電極に発生するスポット温度の
上昇を抑えることができる。このためエミッタの蒸発を
抑止することができ、ランプ寿命を長くすることができ
る。

【００４６】請求項２の発明によれば、点灯中に蛍光ラ
ンプに流す予熱電流を定格ランプ電流の０．７倍以上
０．８５倍以下としたから、スポット幅が良好に広が
り、エミッタの蒸発を抑止することができる。

【００４７】請求項３の発明によれば、点灯中に蛍光ラ
ンプに流すランプ電流は、定格ランプ電流を越え定格ラ
ンプ電流の２．５倍以下としたから、光量が増大する。
請求項４の発明によれば、点灯回路としてインバータ回
路を用いたから、発光効率が良好になり、また調光も容
易になる。

【００４８】請求項５の発明によれば、蛍光ランプとし
て、一般照明用スタータ形の４Ｗないし８Ｗタイプのラ
ンプを用いると、小形であるからＯＡ機器などに組込み
易い。請求項６の発明によれば、請求項１ないし請求項
５のいずれか一に記載の蛍光ランプ点灯装置の利点を生
かしたＯＡ機器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す一般照明用直管形
蛍光ランプの構成を示す図。

【図２】蛍光ランプとこれを高周波点灯させる高周波動
作回路とからなる蛍光ランプの点灯装置を示す図。

【図３】ランプ電流と全光束の関係を示す特性図。

【図４】ランプ電流と電極のスポット温度を示す特性
図。

【図５】本発明の蛍光ランプ点灯装置を用いた複写機の
原稿読取り装置を示す図。

【符号の説明】

１…バルブ ２…蛍光体層 ３…ステム ４…ウエルズ ５…電極 １０…蛍光ランプ ２０…高周波動作回路 ２１…点灯回路 ２２…予熱回路 ３０…反射体 ３１…複写原稿 ３２…原稿載置板 ３４…光学系 ３５…感光ドラム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面に蛍光体被膜が設けられたバルブ内
   にエミッタを保持した熱陰極を対向して設けるとともに
   水銀および希ガスを封入してなる熱陰極蛍光ランプと；
   点灯中に上記蛍光ランプに定格ランプ電流以下の予熱電
   流を流す予熱回路を備えるとともに、点灯中に定格ラン
   プ電流を超えるランプ電流を流す点灯回路を備えて上記
   蛍光ランプを点灯させる動作回路と；を具備しているこ
   とを特徴とする蛍光ランプ点灯装置。
2. 【請求項２】 請求項１の蛍光ランプ点灯装置におい
   て、点灯中に上記蛍光ランプに流す予熱電流は、定格ラ
   ンプ電流の０．７倍以上０．８５倍以下であることを特
   徴とする蛍光ランプ点灯装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２の蛍光ランプ点
   灯装置において、点灯中に上記蛍光ランプに流すランプ
   電流は、定格ランプ電流を超え定格ランプ電流の２．５
   倍以下であることを特徴とする蛍光ランプ点灯装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか一に
   記載の蛍光ランプ点灯装置において、上記点灯回路はイ
   ンバータ回路であることを特徴とする蛍光ランプ点灯装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか一に
   記載の蛍光ランプ点灯装置において、上記熱陰極蛍光ラ
   ンプは、一般照明用スタータ形の４Ｗ、６Ｗまたは８Ｗ
   タイプであることを特徴とする蛍光ランプ点灯装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれか一に
   記載の蛍光ランプ点灯装置を用いたことを特徴とするＯ
   Ａ機器。