JPH0935683A - 低圧水銀蒸気放電ランプとこの点灯装置およびこのランプを用いた照明装置ならびに原稿読取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エミッタが枯渇した寿命末期に電極が異常に温
度上昇するのを抑止した低圧水銀蒸気放電ランプとこの
点灯装置およびこのランプを用いた照明装置ならびに原
稿読取り装置を提供する。 【解決手段】バルブ１内にエミッタが付着された電極５
が封装されているとともに、水銀および希ガスを封入し
た低圧水銀蒸気放電ランプ１において、上記電極５にエ
ミッタが残っているときの放電開始電圧Ｖrms が始動回
路２０の二次開放電圧以下であり、電極５からエミッタ
が消失したときの放電開始電圧が上記始動回路２０の二
次開放電圧以上であることを特徴とする。これによれ
ば、エミッタが残っている正常な状態であれば放電開始
電圧が低いので始動が可能であり、エミッタが消失した
寿命末期になると放電開始電圧が高くなるから始動が不
能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光ランプに代表
される低圧水銀蒸気放電ランプとこの点灯装置およびこ
れを用いた照明装置ならびにＯＡ機器等の原稿読取り装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、複写機やファクシミリ等のＯＡ機
器では原稿読取り用光源として管形蛍光ランプが用いら
れている。管形蛍光ランプは所定の長さに形成すること
ができるのでＯＡ機器等の原稿読取り用光源として使用
すれば、原稿用紙の大きさに応じた長さにすることがで
き、原稿用紙の読取り走査が容易になる。

【０００３】このような原稿読取り用光源に用いられる
蛍光ランプは、光束の立上がりが素早く、かつ大きな光
出力が必要となる。このような要請に応えるため、この
種の蛍光ランプは、バルブ径を細くして機器に対する実
装効率を高めたり、大きなランプ電流を流して高負荷で
点灯する等の改良が進んでいる。また一般に、蛍光ラン
プは、これを数１０ｋＨｚの高周波で点灯すると、商用
周波数で点灯する場合に比べて陽極降下電圧が下がるの
でランプ電圧を下げることができ、よってランプの発光
効率が向上する。このため、ＯＡ機器用の蛍光ランプ
は、トランジスタインバータ等からなる高周波点灯回路
により、例えば２０〜５０ｋＨｚ程度の高周波電力で点
灯する高負荷点灯のものが多く使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような高負荷で使用される蛍光ランプは、寿命末期にな
って電極に塗布されているバリウムなどのエミッタ（電
子放射物質）がスパッタリングしたり蒸発していずれか
一方の電極のエミッタが消失した場合、電極でのエネル
ギー損失が増大し、電極温度が過剰に上昇するようにな
る。このような電極温度の異常上昇は、周辺部品を加熱
して熱劣化させるおそれがある。また電極温度が過剰に
上昇すると、電極やウエルズが溶断し、これがバルブに
付着してバルブのクラックを招くという心配もある。

【０００５】従来、このような不具合を防止するため、
インバータ回路にランプ電流やランプ電圧を検出するこ
とで寿命末期を検出する回路を設け、ランプが寿命末期
に至った場合には上記の検出により点灯回路を遮断して
放電を停止させる、または始動を不能にさせるなどの手
段が検討されている。しかしながら、このような安全対
策はインバータ回路に格別な安全回路を付加しなければ
ならず、部品点数が増して高価になるという問題があ
る。

【０００６】また、一般に蛍光ランプでは電気特性にば
らつきがあるため、ランプ電流やランプ電圧を検出する
方法では精度が高くて確実な寿命末期を検出するのは不
可能である。

【０００７】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするのは、点灯回路に格別な安全
手段を設けることなく、エミッタが枯渇した寿命末期に
電極やウエルズが溶断するのを未然に抑止ができる低圧
水銀蒸気放電ランプとこの点灯装置およびこのランプを
用いた照明装置ならびに原稿読取り装置を提供しようと
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、両電極に
エミッタが残っている正常な状態のランプと、片側の電
極のエミッタが枯渇した寿命末期のランプとでは、図８
に示すように、放電開始電圧（点灯電圧）に大きな差が
生じ、寿命末期の放電開始電圧は正常時の放電開始電圧
より高くなることに注目した。しかし、従来のランプの
場合、正常時と寿命末期とで放電開始電圧に差が生じる
といえどもその差は、図８の特性Ｂから判るように僅か
である。ランプの始動電圧ばらつきを考慮すると、イン
バータ回路の二次開放電圧（点灯電圧）は寿命末期のラ
ンプの放電開始電圧よりも高く設定しておかなければな
らず、このため寿命末期であってもランプが点灯し、前
述のような不具合が発生するという問題があった。

【０００９】このため本発明者等は、ランプの封入ガス
について研究し、封入ガスを変更することにより図７の
特性Ａに示すように、正常時の放電開始電圧と寿命末期
の放電開始電圧の差を大きくすることができることを見
出だした。この電圧差はランプの始動電圧ばらつきに比
べて十分大きな電圧差である。そしてインバータ回路の
二次開放電圧を正常時の放電開始電圧と寿命末期の放電
開始電圧との間に設定することにより、正常時には確実
に点灯し、寿命末期のランプでは点灯せず、前述した従
来の不具合を解消した点灯装置を実現することができた
ものである。

【００１０】請求項１の発明は、バルブ内にエミッタが
付着された電極が封装されているとともに、水銀および
希ガスを封入した低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、上
記電極にエミッタが残っているときの放電開始電圧が始
動回路の二次開放電圧以下であり、電極からエミッタが
消失したときの放電開始電圧が上記始動回路の二次開放
電圧以上であることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ラン
プである。

【００１１】請求項２の発明は、バルブと；上記バルブ
内に封装され、エミッタが付着された電極と；上記バル
ブに封入された水銀と；上記バルブに封入され、ネオン
を２０〜１００％含み、封入圧が０．５〜４．５Torrと
された希ガスと；を具備したことを特徴とする低圧水銀
蒸気放電ランプである。

【００１２】請求項３の発明は、バルブ長をＬmmとした
場合、電極にエミッタが残っているときの放電開始電圧
が（０．４２×Ｌ＋１８５）ボルト以下であり、電極か
らエミッタが消滅したときの放電開始電圧が上記（０．
４２×Ｌ＋１８５）ボルト以上であることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の低圧水銀蒸気放電ラン
プである。

【００１３】請求項４の発明は、バルブ長Ｌが１９０mm
以上４６０mm以下であることを特徴とする請求項１ない
し請求項３のいずれか一に記載の低圧水銀蒸気放電ラン
プである。

【００１４】請求項５の発明は、バルブの外径が１０mm
以上２５．５mm以下であることを特徴とする請求項１な
いし請求項４のいずれか一に記載の低圧水銀蒸気放電ラ
ンプである。

【００１５】請求項６の発明は、エミッタは、バリウ
ム、ストロンチウムまたはカルシウムの酸化物うちの少
なくとも１種であることを特徴とする請求項１ないし請
求項５のいずれか一に記載の低圧水銀蒸気放電ランプで
ある。

【００１６】請求項７の発明は、上記請求項１ないし請
求項６のいずれか一に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ
と；この低圧水銀蒸気放電ランプを点灯させる高周波点
灯回路と；を具備したことを特徴とする低圧水銀蒸気放
電ランプの点灯装置である。

【００１７】請求項８の発明は、上記高周波点灯回路の
二次開放電圧は、（０．３６×Ｌ＋４０）ボルト以上
（０．４２×Ｌ＋１８５）ボルト以下であることを特徴
とする請求項７に記載の低圧水銀蒸気放電ランプの点灯
装置である。

【００１８】請求項９の発明は、請求項７または請求項
８に記載の低圧水銀蒸気放電ランプの点灯装置と；この
点灯装置を備える照明器具と；を具備したことを特徴と
する照明装置である。請求項１０の発明は、請求項７ま
たは請求項８に記載の低圧水銀蒸気放電ランプの点灯装
置を備えることを特徴とする原稿読取り装置である。

【００１９】

【作用】請求項１の発明によれば、図７の特性Ａのよう
に、エミッタが残っている正常な状態であれば放電開始
電圧は低く、エミッタが消失した寿命末期になると放電
開始電圧は高くなる。このため、従来の点灯回路を変更
することなく、ランプが正常状態では始動が確実に行わ
れ、しかしランプが寿命末期になると始動が不能にな
る。

【００２０】ここで始動および放電開始というのは、ア
ーク放電を生じるということであり、エミッタが消失し
た寿命末期にフィラメントやウエルズなどが冷陰極とな
ってグロー放電を発することがある。しかし、このよう
なグロー放電は、ランプ電流が数 mＡ程度であり、点灯
回路への入力電流も定格電流の１／５程度であるから、
ランプおよび点灯回路の発熱は僅かであり、よってこの
状態は不点灯と同様とみなすことができ、本発明で言う
始動または放電開始ではないものとする。

【００２１】請求項２の発明によれば、エミッタが残っ
ている正常な状態であれば放電開始電圧が低く、エミッ
タが消失した寿命末期になると放電開始電圧が高くな
る。このため、従来の点灯回路を変更することなく、ラ
ンプが正常状態では始動が可能になり、しかしランプが
寿命末期になると始動は不能になる。

【００２２】すなわち、ランプが正常点灯するときは、
フィラメントの表面にエミッタがあるから電極は熱陰極
として動作する。これに対しフィラメントの表面からエ
ミッタがスパッタや蒸発により消失すると、ランプ電流
はフィラメントまたはウエルズから供給され、フィラメ
ントまたはウエルズの表面に水銀イオンが衝突してフィ
ラメントまたはウエルズを構成するタングステン金属ま
たは鉄にニッケルメッキした金属から電子が叩き出さ
れ、すなわち二次電子放出がなされ、これは冷陰極とし
て動作する。

【００２３】従来の低圧水銀蒸気放電ランプの場合は、
アルゴンＡｒが５Torr以上封入されていたのでエミッタ
が残存している正常ランプとエミッタが枯渇した寿命末
期のランプとでは図８に示すように、放電開始電圧の差
が小さい。

【００２４】これに対し請求項２のランプは、バルブ内
にネオンＮｅを主体とし、つまり少なくともネオンを２
０〜１００％、その他をアルゴンにした希ガスを封入し
たから、図７の特性Ａのように、ネオンの放電抑制作用
により寿命末期の放電開始電圧が上昇する。すなわち、
ネオンはアルゴンに比べて衝突断面積が大きい：ネオン
はアルゴンに比べて電離電圧が高い：およびネオンは水
銀とアルゴンのペニング効果を抑制する作用がある：こ
のような作用により、寿命末期のランプでは、一方の電
極が冷陰極として作動する状態の場合、グロー放電から
アーク放電に移行するときの電圧が高くなり、ネオンガ
スまたはネオンにアルゴンを混合した希ガスを使用した
ランプでは放電開始電圧が上昇する。なお、ネオンの混
合比が２０％未満であると、上記の作用を期待できな
い。

【００２５】また、このようなネオンガスまたはネオン
にアルゴンを混合した希ガスは、封入ガス圧が高くなる
とアルゴンのガス圧が増えることによるペニング効果の
抑制作用がネオンによる抑制作用に比べて無視できなく
なるため、正常時と寿命末期の放電開始電圧の差が小さ
くなる。このため、上記したネオンの作用を生かすため
には、封入圧を０．５〜４．５Torrに設定することが必
要である。

【００２６】封入圧が０．５Torr未満であると、緩衝ガ
スとしての機能を果たせなくなり、また、封入圧が４．
５Torrを越えると、特に周囲温度が低くなった場合に正
常ランプと寿命末期ランプとで放電開始電圧の差が小さ
くなり、上記の作用が期待できなくなる。

【００２７】請求項３の発明によれば、請求項１の低圧
水銀蒸気放電ランプは、エミッタが残っているときの放
電開始電圧を（０．４２×Ｌ＋１８５）ボルト以下と
し、エミッタが消失したときの放電開始電圧を上記
（０．４２×Ｌ＋１８５）ボルト以上としたから、点灯
回路を変更することなく寿命末期において放電開始を不
能にすることができる。

【００２８】すなわち、（０．４２×Ｌ＋１８５）ボル
トは、従来の点灯回路の二次開放電圧の上限値であり、
この二次開放電圧の上限値より高い放電開始電圧である
とランプは始動不能である。上記ランプは寿命末期の放
電開始電圧が上記二次開放電圧の上限値より高くなるか
ら、寿命末期に始動が不能になる。

【００２９】請求項４の発明によれば、バルブ長Ｌを１
９０mm以上４６０mm以下にしたから、ＯＡ機器の原稿読
取り用光源に用いる場合、原稿用紙の大きさに対応で
き、ライン走査が可能になる。

【００３０】請求項５の発明によれば、バルブの外径が
１０mm以上、２５．５mm以下であるから、電極として熱
陰極を用いたとしてもバルブが相対的に太いためバルブ
の異常過熱が抑制される。

【００３１】請求項６の発明は、エミッタとして、バリ
ウムＢａ、ストロンチウムＳｒまたはカルシウムＣａの
酸化物うちの少なくとも１種を用いたので、寿命中の始
動が容易になる。

【００３２】請求項７の発明によれば、請求項１ないし
請求項６のいずれか一に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ
を高周波点灯回路を用いて高周波点灯するから、陽極降
下電圧が下がり、ランプ電圧を下げることができ、よっ
てランプの発光効率を向上させることができる。

【００３３】請求項８の発明によれば、高周波点灯回路
の二次開放電圧を、（０．３６×Ｌ＋４０）ボルト以
上、（０．４２×Ｌ＋１８５）ボルト以下にしたから、
請求項１ないし請求項６の低圧水銀蒸気放電ランプをエ
ミッタが消失した寿命末期になったとき確実に始動不能
にすることができ、安全性が高くなる。請求項９の照明
装置および請求項１０の原稿読取り装置によれば、いず
れも請求項１ないし請求項６の低圧水銀蒸気放電ランプ
の利点を生かすことができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下本発明について、図面に示す
一実施例にもとづき説明する。図１は直管形蛍光ランプ
１０の構成を示す図、図２は直管形蛍光ランプ１０とこ
の蛍光ランプ１０を高周波点灯させる高周波点灯回路２
０からなる蛍光ランプの点灯装置を示す図、図３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。

【００３５】上記蛍光ランプ１０は、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は外径ｄが１０mm以上、２５．
５mm以下であり、具体例としては外径１５．５mmとなっ
ている。また、このランプ１０は、複写用紙のＢ５〜Ａ
４サイズに対応できるように、バルブ長Ｌが１９０mm以
上４６０mm以下に設定されており、具体例としてはバル
ブ長Ｌが２１５mmに形成されている。

【００３６】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）や、３波長発光形蛍光体により形成
されている。

【００３７】上記バルブ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。

【００３８】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。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。希ガスはネオン
Ｎｅを主体としており、ネオンが２０〜１００％の範囲
で使用されている。ネオンを１００％使用しない場合の
ネオン以外のガスはアルゴンＡｒである。また、上記希
ガスの封入圧は０．５〜４．５Torrに設定されている。

【００３９】具体例としては、水銀が２０mg、ネオンが
３０％で残りアルゴンとした混合ガスが３Torr封入され
ている。このような蛍光ランプ１０は、エミッタが残っ
ているときの放電開始電圧が（０．４２×Ｌ＋１８５）
ボルト以下となり、エミッタが消失したときの放電開始
電圧を上記（０．４２×Ｌ＋１８５）ボルト以上とな
り、具体的には正常状態では放電開始電圧Ｖrms は１２
０Ｖであり、エミッタが消失した寿命末期の状態になる
と放電開始電圧Ｖrms は２６０Ｖになる。

【００４０】このような構成の蛍光ランプ１０は、図２
に示す通り、トランジスタインバータ回路などからなる
高周波点灯回路２０に接続されている。高周波点灯回路
２０は商用電源２１に接続されている。上記高周波点灯
回路２０は公知であるから詳細な構成の説明を省略する
が、上記蛍光ランプ１０のそれぞれフィラメント電極
５、５は上記高周波点灯回路２０に接続されており、点
灯中に例えば２０〜５０ｋＨｚ程度の高周波電力が供給
されるようになっている。

【００４１】この場合、高周波点灯回路２０は、蛍光ラ
ンプ１０側に供給する二次開放電圧（Ｖrms ）が、バル
ブ長をＬmmとした場合、 ０．３６×Ｌ＋４０≦Ｖrms （ボルト）≦０．４２×Ｌ
＋１８５ となるように設定されている。

【００４２】このような構成の蛍光ランプ１０は、図３
に示すように、ＯＡ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３に示す複写機
の原稿読取り装置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を有し、
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３
１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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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、この感光体ドラム３３を通じて複写用紙に転写
される。

【００４６】上記のような構成の原稿読取り装置におい
ては、露光光源として用いた蛍光ランプ１０が、一般照
明用蛍光ランプに比べて細く形成されているから、見掛
け上の発光面が反射体３０の焦点に接近し、したがって
透光性載置板３２に乗せられた複写原稿３１の下面に集
光する割合が高くなる。このことは、複写原稿３１の下
面に光が集中するので集光特性が向上する。しかも、こ
の種の蛍光ランプ１０は大きなランプ電流を流して高負
荷で点灯するから、光量が多くなり、かつ２０〜５０ｋ
Ｈｚ程度の高周波電力で点灯されるから、発光効率がよ
い。このため、原稿の読取り精度が向上するとともに、
原稿３１にて反射された反射光の広がりも小さくするこ
とができ、解像度も向上する。

【００４７】ところで、前記蛍光ランプ１０は、電極５
にエミッタが残っている正常状態で点灯するときは、エ
ミッタから電子が放出されるので電極５は熱陰極として
動作し、放電し易く放電開始電圧Ｖrms は比較的低い。
しかし、スパッタや蒸発により電極５の表面からエミッ
タが消失すると、フィラメントのタングステンワイヤや
ウエルズ４が放電の起点となり、これらタングステンワ
イヤやウエルズ４からランプ電流が供給され、これらの
金属表面に水銀イオンが衝突してタングステンワイヤや
ウエルズ４から電子が叩き出され、二次電子放出がなさ
れるようになり、これは冷陰極として動作する。

【００４８】この場合、本実施例の蛍光ランプ１０は、
バルブ１内にネオンＮｅを主体とし、つまり少なくとも
ネオンを２０〜１００％、その他をアルゴンにした希ガ
スを封入したから、ネオンの放電抑制作用によりエミッ
タが消失した寿命末期のランプでは放電開始電圧が上昇
する。これはネオンがアルゴンに比べて衝突断面積が大
きい：ネオンはアルゴンに比べて電離電圧が高い：およ
びネオンは水銀とアルゴンのペニング効果を抑制する作
用がある：このような作用により、エミッタが消失して
しまった寿命末期のランプでは、エミッタが枯渇した電
極５が冷陰極として作動するとき、グロー放電からアー
ク放電に移行するときに電圧が高くなり、ネオンガスま
たはネオンにアルゴンを混合した希ガスを使用したラン
プでは放電開始電圧が上昇するものである。

【００４９】図４は、ネオンの混合比と放電開始電圧Ｖ
rms との関係を調べた特性図である。図４から、エミッ
タが残っている正常ランプＶ_I の場合、アルゴンに対す
るネオンの混合比を増加させても放電開始電圧Ｖrms の
変化割合は小さい。しかし、エミッタが消失してしまっ
た寿命末期のランプＶ_E では、アルゴンに対するネオン
の混合比を増加させる程、つまりネオンの割合が多くな
るほど放電開始電圧Ｖrms の変化が大きくなる。そし
て、ネオンの混合割合が２０％未満である場合は、正常
ランプと寿命末期のランプでは放電開始電圧Ｖrms の変
化は大差がなく、したっがってネオンの混合割合は２０
％以上であることが必要である。

【００５０】また、上記ネオンガスまたはネオンにアル
ゴンを混合した希ガスは封入圧が高くなると、アルゴン
のガス圧が増えることによるペニング効果の抑制作用が
ネオンを混合したことによる抑制作用に比して無視でき
なくなるため、正常時と寿命末期の放電開始電圧の差が
小さくなる。このため、ネオンにアルゴンを混合したガ
スを用いても本発明の効果は期待できなくなる。

【００５１】図５は、封入圧と放電開始電圧Ｖrms との
関係を調べた特性図である。図５から封入圧が低い程、
エミッタが残っている正常ランプＶ_I と、エミッタが消
失した寿命末期のランプＶ_E とでは放電開始電圧Ｖrms
の差が大きくなる。

【００５２】封入圧が０．５Torr未満であると、緩衝ガ
スとしての機能を果たせなくなり、また、封入圧が４．
５Torrを越えると、アルゴンのガス圧が増えることによ
るペニング効果の抑制作用が、ネオンを混合したことに
よるペニング効果の抑制作用に比して無視できなくな
り、正常ランプと寿命末期ランプとでは放電開始電圧の
差が小さくなる。特に、周囲温度が低くなった場合には
この傾向は顕著である。

【００５３】よって、上記したネオンガスまたはネオン
を混合したアルゴンガスの作用を生かすためには、封入
圧を０．５〜４．５Torrに設定することが必要である。
このような封入希ガスの条件を規制することにより、本
実施例の蛍光ランプは、エミッタが残っている正常状態
では放電開始電圧Ｖrms が１２０Ｖ程度で、比較的低
く、しかしながらエミッタが消失した寿命末期の状態に
なると放電開始電圧Ｖrms が２６０Ｖを越えて高くな
る。

【００５４】このため、本実施例の蛍光ランプは、図７
に示す特性Ａから理解できるように、正常状態のランプ
Ｖ_I では放電開始電圧Ｖrms が高周波点灯回路２０の二
次開放電圧、例えば２２０Ｖより低いためアーク放電を
誘起して始動が可能になるが、エミッタが枯渇した寿命
末期のランプＶ_E は放電開始電圧Ｖrms が高周波点灯回
路２０の二次開放電圧（２２０Ｖ）より高くなるからこ
の二次開放電圧では始動が不能になり、例え冷陰極とし
て作動してもグロー放電止まりであり、アーク放電への
移行が不能になる。

【００５５】よって、高周波点灯回路２０を変更するこ
となく、ランプが寿命末期になると始動が不能になるか
ら、電極の温度が過剰に上昇するのを未然に防止し、電
極５やウエルズ４の溶断を防止し、バルブ１にクラック
等が生じるのを回避することができる。

【００５６】これに対し、従来の蛍光ランプの場合は、
図８に示す特性Ｂのように、正常状態のランプおよびエ
ミッタが枯渇した寿命末期のランプのいずれも放電開始
電圧Ｖrms が高周波点灯回路２０の二次開放電圧、この
場合は１６０Ｖより低く設定されているから、エミッタ
が枯渇した寿命末期のランプであっても高周波点灯回路
２０の二次開放電圧を受けて放電を誘起し、始動され
る。この結果、電極の異常加熱が生じ、電極やウエルズ
が溶断し、バルブが加熱されてクラックが生じるという
不具合を招く。

【００５７】また、本実施例の蛍光ランプ１０は、エミ
ッタが残っているときの放電開始電圧を（０．４２×Ｌ
＋１８５）ボルト以下とし、エミッタが消失したときの
放電開始電圧を上記（０．４２×Ｌ＋１８５）ボルト以
上としたから、点灯回路を変更することなく寿命末期に
おいて放電開始を不能にすることができる。すなわち、
（０．４２×Ｌ＋１８５）ボルトは、点灯回路２０の二
次開放電圧の上限値であり、この二次開放電圧の上限値
より高い放電開始電圧であるとランプ１０は始動不能で
ある。上記ランプ１０はエミッタが消失した寿命末期の
放電開始電圧が上記二次開放電圧の上限値より高くなる
から、寿命末期に始動が不能になる。

【００５８】そして、バルブ長Ｌは、１９０mm以上４６
０mm以下にしたから、ＯＡ機器の原稿読取り用光源に用
いる場合、原稿用紙の大きさに対応し、ライン走査が可
能になる。図６はバルブ長Ｌと放電開始電圧の関係を示
し、正常ランプＶ_I も寿命末期ランプＶ_E もバルブ長Ｌ
が長い程放電開始電圧が高くなる傾向を示す。また、正
常ランプＶ_I に比べて寿命末期ランプＶ_E の方が放電開
始電圧が高くなることが判る。

【００５９】また、バルブ１の外径を１０mm以上、２
５．５mm以下にすると、バルブ１が相対的に太いから電
極５が加熱されてもバルブ１の異常過熱を抑制すること
ができる。さらに、エミッタとして、バリウムＢａ、ス
トロンチウムＳｒまたはカルシウムＣａの酸化物うちの
少なくとも１種を用いたので、寿命中の始動が容易にな
る。

【００６０】上記蛍光ランプ１０は高周波点灯回路２０
を用いて高周波点灯するから、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
ってランプの発光効率を向上させることができる。上記
高周波点灯回路２０の二次開放電圧は、図７のＣで示す
範囲のように、（０．３６×Ｌ＋４０）ボルト以上、
（０．４２×Ｌ＋１８５）ボルト以下に設定すれば、実
施例の蛍光ランプ１０はエミッタが消失した寿命末期に
なったときに確実に始動不能にすることができ、安全性
が高くなる。

【００６１】なお、上記蛍光ランプは、複写機などのＯ
Ａ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でき
る。図９は本発明の蛍光ランプ１０を照明器具に取り付
けて構成した照明装置の例を示す。すなわち、図におい
て８０は天井直付け形照明器具の装置本体であり、この
装置本体８０の長手方向両端にはランプソケット８１、
８１が相互に対向して配置されている。これらソケット
８１、８１間に、図１に示す蛍光ランプ１０が、その口
金６、６の口金ピン７…を係合させて取り付けられてい
る。装置本体８０にはランプを点灯させるための高周波
点灯回路２０が収容されている。上記蛍光ランプ１０は
上記高周波点灯回路２０を介して高周波点灯される。

【００６２】このような照明装置によれば、光源として
の蛍光ランプ１０が、エミッタの蒸発、飛散により枯渇
して寿命末期になった場合に放電開始電圧が高くなるか
ら、始動不能になり、電極やウエルズの過度な過熱によ
る溶断が防止され、バルブ破損などのような不具合を未
然に防ぐことができる。

【００６３】なお、本発明は上記実施例の構造に制約さ
れるものではない。すなわち、本発明のランプは、ラン
プ形状が直管形に限らず、環形蛍光ランプやＵ字形、Ｈ
字形に形成されたコンパクト形蛍光ランプなどであって
もよい。さらに、低圧水銀蒸気放電ランプは蛍光ランプ
に限らず、紫外線放出用などに用いられる紫外線ランプ
であってもよい。

【００６４】

【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、エミッタが残っている正常な状態であれば放電開
始電圧が低く、エミッタが消失した寿命末期になると放
電開始電圧が高くなるから、従来の点灯回路を変更する
ことなく、ランプが正常状態では始動が可能になり、し
かしエミッタが消失したランプの寿命末期になると始動
は不能になる。したがって寿命末期に電極が異常加熱し
て電極やウエルズが溶断するのを防止し、バルブのクラ
ックを防止することができ、しかも点灯回路に格別な安
全手段を設ける必要がない。

【００６５】また、請求項２の発明によれば、上記請求
項１の発明と同様に、従来の点灯回路を変更することな
く、ランプが正常状態では始動が可能になり、しかしエ
ミッタが消失したランプが寿命末期になると始動は不能
になる。

【００６６】請求項３の発明によれば、請求項１の低圧
水銀蒸気放電ランプは、エミッタが残っているときの放
電開始電圧を（０．４２×Ｌ＋１８５）ボルト以下と
し、エミッタが消失したときの放電開始電圧を上記
（０．４２×Ｌ＋１８５）ボルト以上としたから、点灯
回路を変更することなく寿命末期において放電開始を不
能にすることができる。

【００６７】請求項４の発明によれば、バルブ長Ｌを１
９０mm以上４６０mm以下にしたから、ＯＡ機器の原稿読
取り用光源に用いる場合、原稿用紙の大きさに対応で
き、ライン走査が可能になる。

【００６８】請求項５の発明によれば、バルブの外径が
１０mm以上、２５．５mm以下であるから、電極として熱
陰極を用いたとしてもバルブが相対的に太いためバルブ
の異常過熱が抑制される。

【００６９】請求項６の発明は、エミッタとして、バリ
ウムＢａ、ストロンチウムＳｒまたはカルシウムＣａの
酸化物うちの少なくとも１種を用いたので、寿命中の始
動が容易になる。

【００７０】請求項７の発明によれば、請求項１ないし
請求項６のいずれか一に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ
を高周波点灯回路を用いて高周波点灯するから、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、よってランプの発光効率を向上させるこ
とができる。

【００７１】請求項８の発明によれば、高周波点灯回路
の二次開放電圧を、（０．３６×Ｌ＋４０）ボルト以
上、（０．４２×Ｌ＋１８５）ボルト以下にしたから、
請求項１ないし請求項６の低圧水銀蒸気放電ランプをエ
ミッタが消失した寿命末期になったとき確実に始動不能
にすることができ、安全性が高くなる。請求項９の照明
装置および請求項１０の原稿読取り装置によれば、いず
れも請求項１ないし請求項６の低圧水銀蒸気放電ランプ
の利点を生かすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す蛍光ランプの側面図。

【図２】同実施例の蛍光ランプと高周波点灯回路からな
る点灯装置の回路構成図。

【図３】同実施例の蛍光ランプを露光用光源として用い
た複写機の構成図。

【図４】ネオンの混合比と放電開始電圧との関係を示す
特性図。

【図５】希ガスの封入圧と放電開始電圧との関係を示す
特性図。

【図６】ランプ長と放電開始電圧との関係を示す特性
図。

【図７】本発明のランプにおける点灯時間と放電開始電
圧との関係を示す特性図。

【図８】従来のランプにおける点灯時間と放電開始電圧
との関係を示す特性図。

【図９】本発明の第２の実施例を示し、蛍光ランプを光
源として用いた照明装置の側面図。

【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…高周波点灯回路 ８０…照明装置本体、 ８１…ランプソケット

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブ内にエミッタが付着された電極が
   封装されているとともに、水銀および希ガスを封入した
   低圧水銀蒸気放電ランプにおいて、 上記電極にエミッタが残っているときの放電開始電圧が
   始動回路の二次開放電圧以下であり、電極からエミッタ
   が消失したときの放電開始電圧が上記始動回路の二次開
   放電圧以上であることを特徴とする低圧水銀蒸気放電ラ
   ンプ。
2. 【請求項２】 バルブと；上記バルブ内に封装され、エ
   ミッタが付着された電極と；上記バルブに封入された水
   銀と；上記バルブに封入され、ネオンを２０〜１００％
   含み、封入圧が０．５〜４．５Torrとされた希ガスと；
   を具備したことを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプ。
3. 【請求項３】 バルブ長をＬmmとした場合、電極にエミ
   ッタが残っているときの放電開始電圧が（０．４２×Ｌ
   ＋１８５）ボルト以下であり、電極からエミッタが消滅
   したときの放電開始電圧が上記（０．４２×Ｌ＋１８
   ５）ボルト以上であることを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
4. 【請求項４】 バルブ長Ｌmmが、１９０mm以上４６０mm
   以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項３の
   いずれか一に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
5. 【請求項５】 バルブの外径が１０mm以上２５．５mm以
   下であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のい
   ずれか一に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
6. 【請求項６】 エミッタは、バリウム、ストロンチウム
   またはカルシウムの酸化物うちの少なくとも１種である
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一
   に記載の低圧水銀蒸気放電ランプ。
7. 【請求項７】 上記請求項１ないし請求項６のいずれか
   一に記載の低圧水銀蒸気放電ランプと；この低圧水銀蒸
   気放電ランプを点灯させる高周波点灯回路と；を具備し
   たことを特徴とする低圧水銀蒸気放電ランプの点灯装
   置。
8. 【請求項８】 上記高周波点灯回路の二次開放電圧は、
   （０．３６×Ｌ＋４０）ボルト以上（０．４２×Ｌ＋１
   ８５）ボルト以下であることを特徴とする請求項７に記
   載の低圧水銀蒸気放電ランプの点灯装置。
9. 【請求項９】 請求項７または請求項８に記載の低圧水
   銀蒸気放電ランプの点灯装置と；この点灯装置を備える
   照明器具と；を具備したことを特徴とする照明装置。
10. 【請求項１０】 請求項７または請求項８に記載の低圧
    水銀蒸気放電ランプの点灯装置を備えることを特徴とす
    る原稿読取り装置。