JPH11329366A - 希ガス放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】点灯後の光量レベルの変動を軽減できる上、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。 【解決手段】鉛を含まないガラス部材よりなり、それの
内面に発光層を形成した外囲器１Ａと、外囲器の全長と
ほぼ同程度の長さを有する絶縁性の透光性シ−ト４の一
方の面に金属部材よりなる帯状の一対の外部電極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３とを具備
し、前記外部電極を熱伝導性良好なる金属部材にて構成
すると共に、それの肉厚を３０〜１２０μｍの範囲に設
定し、かつ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
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、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の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、先に、図１０〜図１２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
に互いに離隔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
の蛍光体塗布液をガラスバルブよりなる外囲器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１１〜図１２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を離隔し
て配置すると共に、外部電極５，６の端部から端子５
１，６１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１３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４
ａ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に若干押しつけるように配置する。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
１０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、外部電極５，６にイ
ンバ−タ回路から端子５１，６１を介して、例えば周波
数が３０ＫＨｚ，電圧が２５００Ｖ_O-P 程度の高周波高
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（例えば原稿面
照度）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、この希ガス
放電灯は、上述のように外部電極５，６に高周波高電圧
を印加することによって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。

【０００９】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１４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。

【００１０】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１４において実線Ｂで示すように、１×１０
¹¹Ωｃｍ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。

【００１１】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以上あればよいことを別の実験によって確認して
いる。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】従って、本出願人は、先に、内面に発光層
を有する外囲器と、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、外囲器の外周面に、外部電極が被覆されるよう
に装着した透光性の絶縁部材とを具備し、前記外囲器
を、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改良
された希ガス放電灯を提案した。

【００１６】この改良提案によれば、焼成工程での熱変
形を抑制できるために、製造過程における破損不良を低
減できる上に、発光層を構成する蛍光体の外囲器への融
着を抑制できるために、発光効率の低下を抑制できるも
のである。

【００１７】しかしながら、上述の外囲器を構成する鉛
を含まないガラス部材、例えばバリウムガラスは鉛ガラ
スに比較して熱伝導性に劣るために、希ガス放電灯に適
用した場合、外囲器の管壁温度分布は図１５に示すよう
に、外囲器の中央部分が高くなり、管端ほど低くなる。
例えば鉛ガラスを用いたものでは同図において実線Ｄで
示すように中央部分の管壁温度はほぼ８５°Ｃ程度、管
端部分は７６〜７８°Ｃ程度になり、バリウムガラスを
用いたものでは同図において点線Ｅで示すように中央部
分はほぼ８８°Ｃ程度、管端部分は７７〜７８°Ｃ程度
になり、後者の方が温度分布の均一性が低下している。

【００１８】このように外囲器の中央部分の管壁温度が
高くなることによって、発光層の発光効率に影響が生ず
る。例えば点灯直後には外囲器の照度分布は図１６にお
いて実線Ｆで示すように比較的に均一になっているもの
の、５分後には同図点線Ｇで示すように中央部分の照度
が低下しするようになる。具体的には、鉛ガラスを用い
た希ガス放電灯では同図点線Ｇで示すように中央部分の
照度が５分後に５％程度低下するようになり、バリウム
ガラスでは同図一点鎖線Ｈで示すように１０〜１５％程
度も低下するようになる。

【００１９】通常、原稿照射装置においては、希ガス放
電灯を点灯してから例えば２秒後における照度分布が記
憶され、同一の配光パタ−ンで光量のレベルに変動が生
じた場合には記憶デ−タに基づいて補正が行われるもの
の、上述のように軸方向において部分的に光量の変動が
１０〜１５％のように大きくなったりした場合には、最
早、記憶デ−タに基づく補正が不可能になり、原稿の読
み取り精度が損なわれるようになる。

【００２０】特に、この傾向は発光層に、青色領域に発
光を呈するユ−ロピウム，マンガン付活アルミン酸バリ
ウム・マグネシウム蛍光体（ＢａＭｇ₂ Ａｌ₁₆Ｏ₁₇：Ｅ
ｕ，Ｍｎ・・・以下、ＢＡＭ蛍光体と呼称する）を含む
三波長域に発光を呈する三種類の蛍光体を混合した混合
蛍光体を適用した場合に顕著に現われる。このために、
記憶デ−タに基づく補正が不可能になるのみならず、三
波長域の発光バランスが崩れるという新たな問題が発生
する。

【００２１】それ故に、本発明の目的は、点灯後の光量
レベルの変動が、少なくとも外囲器を鉛ガラスにて構成
した希ガス放電灯のレベルと同程度ないしそれ以下であ
り、しかも三波長域の発光バランスが崩れにくい希ガス
放電灯を提供することにある。

【００２２】

【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、鉛を含まないガラス部材にて
直管状に形成した外囲器と、外囲器の内面に形成した発
光層と、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、外
囲器の外周面に、外部電極が被覆されるように装着した
透光性の絶縁部材とを具備し、前記外部電極を熱伝導性
良好なる金属部材にて構成し、かつそれの肉厚を３０〜
１２０μｍの範囲に設定したことを特徴とし、本発明の
第２の発明は、前記絶縁部材を、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
とし、第３の発明は、前記絶縁部材の肉厚を３０〜１５
０μｍの範囲、好ましくは５０〜１２０μｍの範囲に設
定したことを特徴とする。

【００２３】又、本発明の第４の発明は、鉛を含まない
ガラス部材よりなり、それの内面に発光層を形成した外
囲器と、外囲器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
を具備し、前記外部電極を熱伝導性良好なる金属部材に
て構成すると共に、それの肉厚を３０〜１２０μｍの範
囲に設定し、かつ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
回したことを特徴とする。

【００２４】さらには、本発明の第５の発明は、前記発
光層の付着量を１ｃｍ² 当たり５〜３０ｍｇの範囲に設
定したことを特徴とし、第６の発明は、前記外囲器の１
５０°Ｃにおける体積抵抗率を１×１０⁹ Ωｃｍ以上に
設定したことを特徴とし、第７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−チャ部を形成したことを特徴とし、さら
に、第８の発明は、前記第１の開口部の開口角θ₁ を第
２の開口部の開口角θ₂ より大きくなるように設定した
ことを特徴とする。

【００２５】

【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及び図１４を参照して説
明する。尚、図１０〜図１３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、例えば図１４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の外周面に透光性の絶縁部材（透光性シ−ト）４
を、外部電極５，６が被覆されるように装着すると共
に、外部電極５，６を熱伝導性良好なる金属部材にて構
成し、かつそれの肉厚を３０〜１２０μｍの範囲に設定
したことである。尚、外部電極５，６における第１の開
口部７にほぼ対応する外囲器１Ａの内面部分には発光層
２Ａを形成しないアパ−チャ部２ａが形成されている。

【００２６】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 Ω
ｃｍ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。又、外囲器１Ａの肉厚は例えば０．２〜０．７ｍｍ
の範囲に設定されており、この範囲では一応の生産性，
光特性などが得られる。しかしながら、肉厚が０．４ｍ
ｍ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のみならず、希ガス放電灯
にパワ−が十分に入らなくなって光出力が低下するよう
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。

【００２７】又、外部電極５，６は、上述のように、熱
伝導性良好なる金属部材にて構成されており、それの肉
厚は３０〜１２０μｍの範囲に設定されている。この金
属部材としてはアルミニウム箔が好適するが、銅，ニッ
ケル，銀なども利用し得る。この外部電極５，６は絶縁
部材（透光性シ−ト）４にて被覆されており、しかも透
光性シ−ト４は熱伝導性が低いことから、外囲器１Ａで
発生した熱を外部電極，透光性シ−ト４を介して直接的
に空気中に放熱させることは難しい。従って、外部電極
５，６に所定の肉厚を付与することによって熱移動が円
滑化され、温度分布の平準化が促進される。しかしなが
ら、外部電極５，６の肉厚が３０μｍ未満になると、外
囲器１Ａの中央部分で発生した熱の管端部分への移動が
円滑に行われにくくなり、中央部分での光量の低下が大
きくなるし、逆に、１２０μｍを超えると、中央部分か
ら管端への熱移動は円滑になるものの、外囲器１Ａの外
周面への配置作業性が損なわれるようになる。従って、
外部電極５，６の肉厚は上記範囲内に設定することが望
ましい。

【００２８】又、外囲器１Ａの外周面には絶縁部材（透
光性シ−ト）４が、外部電極５，６を被覆するように装
着されており、透光性シ−ト４の肉厚は３０〜１５０μ
ｍの範囲、好ましくは５０〜１２０μｍの範囲に設定さ
れている。しかしながら、透光性シ−ト４の肉厚が３０
μｍ未満になると、絶縁性能が低下するようになるし、
逆に、１５０μｍを超えると、例えば外囲器１Ａへの巻
回作業が面倒になる。従って、絶縁部材（透光性シ−
ト）４の肉厚は上記範囲内に設定することが望ましい。

【００２９】又、発光層２Ａ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ＢＡＭ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５〜３
０ｍｇの範囲に設定されている。この範囲では所望の光
出力が得られるものの、その付着量が５ｍｇ未満になる
と、光出力が低下してしまい原稿面照度が不足するよう
になるし、逆に、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２Ａの付着量は上記
範囲内に設定することが望ましい。

【００３０】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６０〜１２
０°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。

【００３１】この実施例によれば、外囲器１Ａには鉛が
含まれていないために、それの製造の際に、有害物質な
どの排出に起因する環境の汚染を防止できる。

【００３２】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２Ａ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（密着性）が向上し、それへの装着時の破損をも低減
できる。

【００３３】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。

【００３４】又、外囲器１Ａの外周面に配置された外部
電極５，６は肉厚が３０〜１２０μｍの範囲に設定され
た熱伝導性良好なる金属部材にて構成されているため
に、外部電極５，６が熱伝導性の低い透光性シ−ト４に
よって被覆されていても、外囲器１Ａの中央部分の管壁
温度を外部電極５，６による熱移動によって例えば鉛ガ
ラスを用いた希ガス放電灯程度にまで下げることができ
る。従って、外囲器１Ａの中央部分での点灯後における
光量の低下を有効に抑えることができる。特に、発光層
２ＡにＢＡＭ蛍光体を含む三波長域に発光を呈する複数
の蛍光体が使用されている場合、光量の低下を５％程度
に抑えることができるのみならず、三波長域の発光バラ
ンスも改善できる。

【００３５】又、発光層２Ａの付着量が１ｃｍ² 当たり
５〜３０ｍｇに設定されており、しかも、第１，第２の
開口部７，８の開口角θ₁ ，θ₂ がθ₁ ＞θ₂ の関係に
設定されてい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改善
できる。従って、例えばＯＡ機器の原稿照射装置に適用
した場合には、原稿面照度を高めることができることか
ら、仮に原稿の送り速度が高速化されても、十分の読み
取り品位を確保できる。

【００３６】特に、発光層２Ａ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。

【００３７】さらに、発光層の付着量を５〜３０ｍｇ／
ｃｍ² の範囲に、第１の開口部７の開口角θ₁ を６０〜
１２０°の範囲に設定すると共に、外部電極５，６の外
囲器側に光反射性を付与すれば、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、第２の開口部８の離隔長さを２ｍｍ程度の狭い開口
角（ほぼ２９°に相当）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
れる光出力の改善効果が期待できる。

【００３８】図２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θ
₃は、例えば７０〜１３０度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、第
１の開口部７の開口角θ₁ と第２の開口部８の開口角θ
₂ はθ₁ ＞θ₂ の関係に設定されている。

【００３９】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。

【００４０】図３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。

【００４１】この実施例によれば、重ね合わせ部分４
ａ，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２Ａ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２Ａの外囲器内面からの剥離を大幅に
抑制でき、光出力の改善が可能となる。

【００４２】図４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１
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。

【００４３】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。

【００４４】図５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１
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１２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
１２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。

【００４５】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１２に接着層を使用しないために、端子を外部電
極と異なった部材例えば銅にて構成した場合、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１２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。

【００４６】特に、外囲器１Ａの外周面に保護チュ−ブ
１２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。

【００４７】図６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１２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１２は外囲器１Ａ（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。

【００４８】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１２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。

【００４９】特に、この実施例の構造は、図２，図３，
図５に示す実施例にも適用することができる。

【００５０】尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約
されることなく、例えば外囲器の構成部材としては体積
抵抗率が１×１０⁹ Ωｃｍ以上であり、軟化点が鉛ガラ
スより高く、誘電率が鉛ガラスと同程度であり、鉛が含
まれていなれば、バリウムガラス以外のガラス部材も適
用可能である。又、発光層を構成するに蛍光体として
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−ロピウム付活硼酸イ
ットリウム・ガドリウム蛍光体，ＢＡＭ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−ロピウム
付活リンバナジン酸イットリウム蛍光体（Ｙ（ＰＶ）Ｏ
₄ ：Ｅｕ），ユ−ロピウム付活硼リン酸ストロンチウム
蛍光体（２ＳｒＯ・（Ｐ₂ Ｏ₇ ・Ｂ₂ Ｏ₃ ）：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（Ｍ
ｇＡｌ ₁₁Ｏ₁₉：Ｃｅ，Ｔｂ），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 ：Ｃ
ｅ，Ｔｂ），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（ＢａＭｇ₂ Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ），ユ
−ロピウム付活酸化イットリウム蛍光体（Ｙ₂ Ｏ₃ ：Ｅ
ｕ）なども使用できる。又、発光層におけるアパ−チャ
部を省略し、シ−ト構体の外囲器への巻回作業性を改善
することも可能である。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。

【００５１】

【実施例】次に、第１の実験例について説明する。ま
ず、青色領域に発光スペクトルを有するＢＡＭ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
ウム蛍光体をそれぞれ６５，１５，２０重量％の割合で
混合してなる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１ｃｍ² 当たりの付着量は、図７に示すよう
に、３〜３５ｍｇの範囲で変化させた。以下、図１０〜
図１３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、外部電極には肉厚が５０μｍのアルミニ
ウム箔を用い、第１の開口部の開口角θ₁ は７５°に、
第２の開口部の開口角θ₂ は５５°にそれぞれ設定し
た。

【００５２】この希ガス放電灯を点灯回路に組み込み、
インバ−タ回路の出力電圧（周波数は３０ＫＨｚ）を定
格電圧（２５００Ｖ_0-P ）の９０％電圧に設定し、外囲
器から８ｍｍ離隔した原稿照射面の照度及び発光層の形
成性（塗布の容易性）を評価したところ、図７に示す結
果が得られた。尚、同図において、原稿面照度の評価項
目では、○は照度が９０００（Ｌｘ）以上であること
を、△は照度が８５００（Ｌｘ）以上で９０００（Ｌ
ｘ）未満であることを、×は８５００（Ｌｘ）未満であ
ることを示している。又、塗布の容易性の評価項目で
は、○は容易であることを、△は若干困難であるも実用
上は支障ないことを、×は困難であることを示してい
る。

【００５３】同図から明らかなように、発光層の付着量
が１０〜３０ｍｇの範囲では十分の原稿面照度が得られ
ているが、５ｍｇと３５ｍｇでは実用性はあるものの、
若干照度が低下しており、３ｍｇでは実用上問題になる
ことがわかる。一方、発光層の付着量が２５ｍｇ以下で
は良好な発光層が形成できるが、付着量が３０ｍｇでは
実用上は支障ないものの、塗布が若干困難になり、付着
量が３５ｍｇでは塗布が難しくなり、均質な発光層が形
成できなくなる。従って、発光層の付着量は、両評価項
目の評価結果に基づいて、５〜３０ｍｇの範囲に設定す
ることが望ましい。

【００５４】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
められず、始動特性への影響も認められなかった。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。

【００５５】さらに、発光層の付着量が１５ｍｇのもの
について、点灯直後と５分経過後における軸方向の配光
分布を測定したところ、図１６に示す結果が得られた。
即ち、点灯直後には同図の実線Ｆに示す配光分布が、５
分経過後には同図の点線Ｇに示す配光分布が得られた。
尚、外囲器の中央部分の相対照度の低下はほぼ５％程度
であり、鉛ガラスを用いたものとほぼ同レベルである。
これは、外部電極に熱伝導性良好なアルミニウム箔が利
用されているためと考えられる。

【００５６】この点、アルミニウム箔の肉厚を２０〜１
５０μｍの範囲で変化させ、外囲器の中央部分の照度の
変化について検討したところ、外部電極の肉厚が大きく
なるほど、点灯後の照度低下が少ない上に三波長域の発
光バランスの崩れも小さくなっており、３０μｍ以上、
好ましくは５０μｍ以上において低下率がほぼ５％程度
に抑えられた。しかしながら、１２０μｍを超えると、
外囲器の外周面への密着・配置が難しくなった。

【００５７】次に、第２の実験例について説明する。第
１の実験例（図７）において、発光層の付着量を１５ｍ
ｇに、外部電極の幅（周方向の長さ）を８ｍｍにそれぞ
れ固定し、外部電極における第１の開口部の開口角θ₁
を、図８に示すように、５０〜１０５°の範囲で変化さ
せた希ガス放電灯を製造した。

【００５８】この希ガス放電灯を点灯回路に組み込み、
インバ−タ回路の出力電圧（周波数は３０ＫＨｚ）を定
格電圧（２５００Ｖ_0-P ）の９０％電圧に設定し、外囲
器から８ｍｍ離隔した原稿照射面の照度、外部電極間
（第２の開口部間）での絶縁破壊の有無を測定・観察し
たところ、図８に示す結果が得られた。尚、同図におい
て、原稿面照度の評価項目では、○は照度が９０００
（Ｌｘ）以上であることを、△は照度が８５００（Ｌ
ｘ）以上で９０００（Ｌｘ）未満であることを、×は８
５００（Ｌｘ）未満であることを示している。又、絶縁
破壊の有無の評価項目では、○は絶縁破壊が発生してい
ないことを、△は絶縁破壊が少ない頻度で発生している
ものの、一応実用域にあることを、×は絶縁破壊が頻繁
に発生していることを示している。

【００５９】同図から明らかなように、第１の開口部の
開口角θ₁ が６５〜１０５°の範囲では十分の原稿面照
度が得られているが、開口角θ₁ が６０°では若干照度
が低下しており、開口角θ₁ が５５°以下では大幅に低
下している。これは、外部電極の幅が固定されているた
めに、開口角θ₁ が小さくなると第２の開口部の開口角
θ₂ が相対的に大きくなって、第２の開口部から光が漏
れるようになり、従って、第１の開口部からの光量が減
少するためと考えられる。又、第１の開口部の開口角θ
₁ が９０°以下の範囲では外部電極の第２の開口部間で
の絶縁破壊は認められなかったが、開口角θ₁ が９５°
及び１００°では僅かであるものの、絶縁破壊が認めら
れ、開口角θ₁ が１０５°では絶縁破壊の頻度が頻繁で
あり、高品位レベルの維持が困難になる。尚、開口角θ
₁ が１００°及び１０５°の時の第２の開口部の離隔長
さはそれぞれ２．１ｍｍ及び１．７ｍｍであった。従っ
て、外部電極の幅が一定化されている場合には、第１の
開口部の開口角θ₁ はそれぞれの評価項目の評価結果に
基づいて、６０〜１００°の範囲に設定することが望ま
しく、第２の開口部の離隔長さはほぼ２ｍｍ以上に設定
することが望ましいものである。

【００６０】次に、第３の実験例について説明する。第
２の実験例（図８）において、発光層の付着量を１５ｍ
ｇに、外部電極における第２の開口部の離隔長さを２ｍ
ｍに固定し、第１の開口部の開口角θ₁ を、図９に示す
ように、５０〜１４０°の範囲で変化させた希ガス放電
灯を製造した。尚、外部電極の幅は、開口角θ₁ が大き
くなるほど狭くなり、開口角θ₁ が小さくなるほど広く
なっている。

【００６１】この希ガス放電灯を点灯回路に組み込み、
インバ−タ回路の出力電圧（周波数は３０ＫＨｚ）を定
格電圧（２５００Ｖ_0-P ）の９０％電圧に設定し、外囲
器から８ｍｍ離隔した原稿照射面の照度を測定したとこ
ろ、図９に示す結果が得られた。尚、同図において、○
は照度が９０００（Ｌｘ）以上であることを、△は照度
が８５００（Ｌｘ）以上で９０００（Ｌｘ）未満である
ことを、×は８５００（Ｌｘ）未満であることを示して
いる。

【００６２】同図から明らかなように、第１の開口部の
開口角θ₁ が７０〜１００°の範囲では十分の原稿面照
度が得られているが、開口角θ₁ が６０°及び１１０〜
１２０°では若干照度が低下しており、開口角θ₁ が５
０°及び１３０〜１４０°では大幅に低下している。特
に、開口角θ₁ が１３０〜１４０°において原稿面照度
が大幅に低下しているのは、外部電極の幅が狭くなった
ために、十分のパワ−が入らなくなったものと考えら
れ、開口角θ₁ が１１０〜１２０°で原稿面照度が若干
低下しているのも同様の原因によるものと考えられる。
従って、外部電極における第２の開口部の離隔長さが一
定化されている場合には、第１の開口部の開口角θ₁ は
６０〜１２０°の範囲に設定することが望ましい。

【００６３】

【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含まれていないために、そ
れの製造の際に、有害物質などの排出に起因する環境の
汚染を防止できる。

【００６４】又、外囲器の軟化点は鉛ガラスの軟化点よ
り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。

【００６５】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。

【００６６】又、外囲器の外周面に配置された外部電極
はその肉厚が３０〜１２０μｍの範囲に設定された熱伝
導性良好な金属部材にて構成されているために、外部電
極が熱伝導性の低い絶縁部材によって被覆されていて
も、外囲器の中央部分の管壁温度を、外部電極による熱
移動によって下げることができる。従って、外囲器の中
央部分での点灯後における不所望な光量低下を有効に抑
えることができる。従って、原稿照射装置に適用した場
合、光量低下に伴う補正を容易に行うことができる。

【００６７】さらに、発光層の付着量が１ｃｍ² 当たり
５〜３０ｍｇに設定されている上に、外部電極の肉厚が
３０〜１２０μｍの範囲に設定されていることと相俟っ
て点灯後における局部的な光量低下による配光バランス
の崩れを抑えることができる上、光量を有効に改善で
き、例えばＯＡ機器に要求される光出力を満たすことが
できる。特に、第１，第２の開口部の開口角θ₁ ，θ₂
がθ₁ ＞θ₂ の関係に設定されれば、第１の開口部から
放出される光出力を効果的に改善できる。従って、ＯＡ
機器に適用した場合には、原稿面照度を高くできること
から、仮に原稿の送り速度が高速化されても、十分の読
み取り品位を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す縦断面図。

【図２】本発明の第２の実施例を示す縦断面図。

【図３】本発明の第３の実施例を示す縦断面図。

【図４】本発明の第４の実施例を示す縦断面図。

【図５】本発明の第５の実施例を示す縦断面図。

【図６】本発明の第６の実施例を示す縦断面図。

【図７】発光層の付着量に対する原稿面照度及び塗布の
容易性の関係を示す図。

【図８】外部電極の幅を一定にした場合における第１の
開口部の開口角θ₁ に対する原稿面照度及び絶縁破壊の
有無の関係を示す図。

【図９】第２の開口部の離隔長さを一定にした場合にお
ける第１の開口部の開口角θ₁に対する原稿面照度の関
係を示す図。

【図１０】先行技術にかかる希ガス放電灯の縦断面図。

【図１１】先行技術にかかるシ−ト構体の展開図。

【図１２】図１１のＸ−Ｘ断面図。

【図１３】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１４】各種ガラス部材の温度に対する体積抵抗率を
示す図。

【図１５】外囲器の軸方向の管壁温度を示す図。

【図１６】外囲器の軸方向の配光分布を示す図。

【符号の説明】

１Ａ 外囲器 ２Ａ 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） ４ａ，４ｂ 端部 ５，６ 外部電極 ７ 第１の開口部 ８ 第２の開口部 ９ 接着層 １２ 保護チュ−ブ（絶縁部材）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉛を含まないガラス部材にて直管状に形
   成した外囲器と、外囲器の内面に形成した発光層と、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、外囲器の外周
   面に、外部電極が被覆されるように装着した透光性の絶
   縁部材とを具備し、前記外部電極を熱伝導性良好なる金
   属部材にて構成し、かつそれの肉厚を３０〜１２０μｍ
   の範囲に設定したことを特徴とする希ガス放電灯。
2. 【請求項２】 前記絶縁部材を、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に記載の希ガス放電灯。
3. 【請求項３】 前記絶縁部材の肉厚を３０〜１５０μｍ
   の範囲、好ましくは５０〜１２０μｍの範囲に設定した
   ことを特徴とする請求項１に記載の希ガス放電灯。
4. 【請求項４】 鉛を含まないガラス部材よりなり、それ
   の内面に発光層を形成した外囲器と、外囲器の全長とほ
   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−ト構体とを具備し、前記外部電極
   を熱伝導性良好なる金属部材にて構成すると共に、それ
   の肉厚を３０〜１２０μｍの範囲に設定し、かつ外囲器
   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たことを特徴とする
   希ガス放電灯。
5. 【請求項５】 前記発光層の付着量を１ｃｍ² 当たり５
   〜３０ｍｇの範囲に設定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。
6. 【請求項６】 前記外囲器の１５０°Ｃにおける体積抵
   抗率を１×１０⁹ Ωｃｍ以上に設定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。
7. 【請求項７】 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−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。
8. 【請求項８】 前記第１の開口部の開口角θ₁ を第２の
   開口部の開口角θ₂より大きくなるように設定したこと
   を特徴とする請求項１又は４に記載の希ガス放電灯。