JPH11339730A

JPH11339730A - 放電ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JPH11339730A
Application number: JP14731898A
Authority: JP
Inventors: Akio Watanabe; 昭男渡辺; Hisashi Ishibashi; 久志石橋
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ランプの小形化や点灯回路の高圧化に伴う短
絡事故の発生を防止できる安全性の高い外部電極形の放
電ランプおよびこのランプが組込まれた照明装置を提供
することを課題とする。【解決手段】管状のガラスバルブ１と、このバルブ１
内に封入された放電媒体と、上記バルブ１の外表面にバ
ルブ軸に沿って互いに離間延在して、一端側を幅狭く他
端側を幅広く形成した一対の外部電極４，５と、この外
部電極４，５を含む上記バルブ１の表面に、外部電極
４，５の幅広側より幅狭側を厚く形成した電気絶縁性被
膜７とを備えている放電ランプＬおよびこのランプＬを
装着した照明装置Ｄである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は外面に電極が形成さ
れた放電ランプおよびこのランプを装着した照明装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の蛍光ランプは、内面に蛍光体被膜
が形成されたガラスバルブの両端内部にコイル状のフィ
ラメントなどからなる電極を封装し、かつ、このバルブ
内に放電媒体として希ガスや水銀を封入して構成されて
いる。

【０００３】しかし、このような構成のランプは、バル
ブ内に格別な電極が必要であり、またこの電極部を支持
するための格別な構造を要するなど、部品点数が多く製
造が複雑で製造コストが高くなる。しかも、この内部電
極はランプの寿命を左右する主因をなしている。また、
電極部が位置するバルブの端部からの発光量が低いとい
うことがある。

【０００４】このようなことから、たとえば特開平３−
２２５７４５号公報には、電極をバルブの内部に設けず
に、バルブ外面にバルブ軸に沿って延在した一対の外部
電極を形成し、これら外部電極間に高周波電力を供給
し、これによってバルブ内に高周波放電を発生させ、希
ガスを電離および励起して蛍光体を発光させるようにし
た外部電極形の蛍光ランプが提案されている。

【０００５】そして、この蛍光ランプはバルブ内面にバ
ルブ軸に沿った開口部（アパーチャ）を残して蛍光体被
膜が形成され、バルブ外面にこのバルブ軸に沿って帯状
の一対の外部電極が形成されたアパーチャ形をなしてい
る。また、この外部電極を含むバルブの外面には透明な
電気絶縁性の被膜が被覆してある。このガラスバルブの
外面に形成された電気絶縁性被膜は、点灯時に高電圧が
加わる電極部を被覆して、ランプ取扱時の感電防止や他
の導電部材との放電や短絡防止をはかるためなされたも
のである。

【０００６】このような構成のアパーチャ形の蛍光ラン
プは、バルブ軸方向に形成された開口部（アパーチャ）
から十分な発光量と均一な配光分布が得られるなどの利
点を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置のバック
ライトやファクシミリなどの原稿読取用の光源として
は、さらにの照度アップや機器のコンパクト化に伴う小
形化が要望されている。

【０００８】そこで、本発明者等はこの蛍光ランプの発
光効率を向上させる手段として、ランプにより高い電圧
を印加して点灯させることによっても達成できることか
ら、この点について種々検討した。

【０００９】しかし、ガラスバルブを細径化すると一対
の電極間の離間間隔が近接することになるとともにバル
ブの径が細くになるほど始動電圧が高くなり、さらに数
ｋＶの高電圧が加えられると電極を含むバルブの外表面
に絶縁被覆が施されているとはいえ、この絶縁被覆を突
破り破壊して両電極間に短絡電流が流れるという問題を
生じることがあった。

【００１０】本発明はこれらの事情に鑑みなされたもの
で、ランプの小形化や点灯回路の高圧化に伴う絶縁破壊
の発生を防止できる安全性の高い外部電極形の放電ラン
プおよびこのランプが組込まれた照明装置を提供するこ
とを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の放電ランプは、管状のガラスバルブと、このバルブ内
に封入された放電媒体と、上記バルブの外表面にバルブ
軸に沿って互いに離間延在して、一端側を幅狭く他端側
を幅広く形成した一対の外部電極と、この外部電極を含
む上記バルブの表面に、外部電極の幅広側より幅狭側を
厚く形成した電気絶縁性被膜とを具備していることを特
徴とする。

【００１２】点灯時に高周波点灯回路装置から外部電極
に供給される高周波電力が高電圧であっても、外部電極
の幅が小さい部分ほど、いいかえれば両電極間の離間間
隔が大きく離れている部分ほど電気絶縁性被膜の膜厚を
薄くし、逆に、外部電極の幅が大きい部分ほど、いいか
えれば両電極間の離間間隔が狭く近接した部分ほど電気
絶縁性被膜の膜厚を厚くしてある、バルブ軸に沿って両
電極間はほぼ等しい絶縁抵抗値を示す。そして、高電圧
印加時や外部電極間の湿気の付着などによる絶縁抵抗の
低下を防止して、電気絶縁性被膜を突破り破壊して両電
極間が短絡することを防止できる。

【００１３】また、外部電極をアルミニウムなど光反射
性の高いもので形成すれば、光出力を向上に寄与するこ
とができる。

【００１４】なお、本発明に適用できる外部電極の形成
材料は、アルミニウムのテープを貼付したものに限ら
ず、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａ
ｕ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、銀・白金（Ａｇ・Ｐ
ｔ）合金やカーボン（Ｃ）などの金属からなる良導電性
材料を蒸着や粉体を塗布あるいは箔にして貼付してもあ
るいはＩＴＯ膜（Ｉｎ₂Ｏ₃・ＳｎＯ₂）やネサ膜（Ｓ
ｎＯ₂）などの透光性の材料で形成してあってもよく、
本発明ではこれらを総称して被膜と表現している。

【００１５】また、電気絶縁性被膜からなる被覆の形成
材料は、シリコン樹脂の他、エポキシ樹脂などあるいは
その厚さが変化しているポリエチレンなどの熱収縮性チ
ューブをバルブに被せ被膜としてもよい。

【００１６】さらに、ランプは希ガス封入のランプの
他、蛍光ランプや紫外線放射ランプなど他の種の放電ラ
ンプでもよく、また、放電媒体として水銀などの発光物
質を封入した放電ランプなどにも適用できる。さらにま
た、バルブの形状は直管状が好ましいがこれに限らず、
その場合もバルブの屈曲形状に沿って外部電極が延在配
設してあればよい。

【００１７】本発明の請求項２に記載の放電ランプは、
管状のガラスバルブと、このバルブ内に封入された放電
媒体と、上記バルブの内面に形成された蛍光体被膜と、
上記バルブの外面にバルブ軸に沿って互いに離間延在し
て、一端側を幅狭く他端側を幅広く形成した一対の外部
電極と、この外部電極を含む上記バルブの表面に、外部
電極の幅広側より幅狭側を厚く形成した電気絶縁性被膜
とを具備していることを特徴とする。

【００１８】上記請求項１に記載と同様な作用を奏する
他、ランプ点灯時にバルブ外面に形成した外部電極と対
向した内面部分の蛍光体被膜部は、いわゆる負グローが
発生するため放電ガスとの励起が活発で、この部分の蛍
光体被膜は輝度が高まっていて、この部分と管軸を隔て
て対峙する光投射用の開口部（アパーチャ）からの光出
力が多くなり、その光放射量を増加させることができ
る。

【００１９】本発明の請求項３に記載の放電ランプは、
電気絶縁性被膜が、溶液に浸漬引上げることにより形成
されていることを特徴とする。

【００２０】溶液中に浸漬したバルブをほぼ垂直に引上
げれば、溶液から後に出てくる部分は先に引上げられた
部分からの液の流下があり、塗布膜は乾燥後上方側に比
べ下方側の膜厚を厚くできる。

【００２１】また、その膜厚の調整は溶液の粘度や引上
げ速度を変えることにより容易に行うことができる。

【００２２】本発明の請求項４に記載の放電ランプは、
一対の外部電極が形成する離間間隔の少くとも一方側
が、一定間隔であることを特徴とする。

【００２３】バルブ軸に沿って延在する両外部電極の一
方の縁部を平行させることにより、その間から放射され
る光線量はほぼ等しく均一な配光分布が得られ、アパー
チャ形のランプとして好適する。

【００２４】本発明の請求項５に記載の照明装置は、筐
体と、この筐体内に光源として装着された上記請求項１
ないし４のいずれか一に記載の放電ランプとを具備して
いることを特徴とする。

【００２５】バルブ外面における絶縁抵抗の低下を防ぎ
外部電極形の放電ランプの安定した点灯が行えるととも
に安全性が高く、ランプからの放射光が増し照度を向上
できる。

【００２６】また、本発明の照明装置は、ファクシミリ
などの読取り装置、複写機の露光用などの事務機器また
は液晶表示装置、液晶テレビや装飾装置などのバックラ
イト用あるいは通常の照明用の器具や灯具などとして広
く使用できることはいうまでもない。さらに、照明装置
としては上記の他、別途反射体や放電ランプを点灯させ
る高周波点灯回路などの点灯回路装置を備えていてもよ
い。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１はアパーチャ形の蛍光ランプ
Ｌを示し、（ａ）図は一部を切欠した一部断面正面図、
（ｂ）図は（ａ）図ランプの外部電極を含むバルブ外面
の展開図、（ｃ）図は（ａ）図中のＣ−Ｃ線に沿って切
断した部分の横断面図である。

【００２８】図中１は直管形の透明なガラスバルブで、
両端は気密に閉塞されている。また、２はこのバルブ１
の内面に形成された蛍光体被膜で管軸に沿って蛍光体被
膜のない光投射用の開口部（アパーチャ）３が設けてあ
る。また、このバルブ１内には放電媒体として所定量の
キセノン（Ｘｅ）ガスが封入されている。

【００２９】また、４および５はバルブ１の外面に管軸
に沿って貼付されたアルミニウムテープなどの導電性の
粘着テープからなる一対の帯状の外部電極で、この外部
電極４，５は一端側（図中右方）の幅ａが他端側（図中
左方）の幅ｂより狭いａ＜ｂの関係にある。そして、両
外部電極４，５間の一方側の離間間隔は、バルブ１の管
軸に沿って並行していて光投射用の開口部（アパーチ
ャ）３となっている。したがって、両外部電極４，５間
の他方側の離間間隔は、図中右方側が広く左方側が狭く
近接した構成となっている。

【００３０】また、６１，６２は上記外部電極４，５の
端部面上に接合した銅箔などにはんだ付けして接続され
た給電線である。

【００３１】また、７は上記外部電極４、５を含むバル
ブ１の外面に形成したシリコン樹脂などからなる透明な
電気絶縁性被膜で、その被膜７の膜厚は図中右方側が薄
く、左方側に向うにしたがい厚膜となるよう形成してあ
る。

【００３２】なお、図１（ａ）中にバルブ１の両端部に
は、一点鎖線で示すようにこのランプＬ１の支持および
電気的な接続を司る（一方は支持のみ）ホルダ８または
口金が取付けられている。このホルダ８は、たとえばポ
リカーボネイトなどの電気絶縁物製の合成樹脂材料で成
型され、バルブ１の保持と給電線の導出をはかる口金の
作用をなす空所８１を有する中空体からなり、一端側に
は閉塞壁を兼ねる突出した取付片８２が、また他端側に
はバルブ１の受容片８３が設けられている。そして、こ
れらホルダ８は空所８１内に充填されたポリアミド樹脂
などからなる熱可塑性樹脂接着剤（図示しない。）を介
してバルブ１端部に接合されて蛍光ランプＬが構成され
ている。

【００３３】そして、この構成の蛍光ランプＬは外部電
極４，５を介し、図１（Ｃ）に示すような高周波点灯回
路装置Ｅに接続して点灯される。この高周波点灯回路装
置Ｅからたとえば３０ＫＨZ 、３ＫＶの高周波電力を給
電線６１，６２を介し外部電極４、５に供給すると、バ
ルブ１内で高周波電界による放電が発生し、この放電に
よりキセノンガスが電離および励起されて紫外線を発
し、この紫外線が蛍光体被膜２により可視光に変換さ
れ、この可視光がバルブ１を通って外部に放射される。
このランプＬからの光放射はバルブ１に蛍光体被膜のな
い光投射用の開口部（アパーチャ）３が形成してあるの
で、光の大部分は透明な開口部（アパーチャ）３部から
放射される。なお、このとき蛍光体被膜２部からの放射
もある。

【００３４】そして、本発明では点灯時に高周波点灯回
路装置Ｅから外部電極４、５に供給される高周波電力が
たとえば３０ＫＨZ 、３ＫＶと高電圧であっても、外部
電極４，５の幅が広い部分ほど、いいかえれば両電極
４，５間の離間間隔が狭い近接した部分ほど電気絶縁性
被膜７の膜厚を厚くしてあるので、バルブ１軸に沿った
両電極４，５間のいずれの部分においてもほぼ等しい絶
縁抵抗値であって、この電気絶縁性被膜７を突破り破壊
して両電極４，５間を短絡することがない。

【００３５】また、ランプＬ点灯時にバルブ１の外面に
形成した外部電極４、５と対向する内面部分の蛍光体被
膜２部の輝度が高まっていて、この部分と管軸を隔てて
対峙する光投射用の開口部（アパーチャ）３からの光出
力が多くなり、その光放射量を増加させることができ
る。また、この外部電極４はアルミニウムであるので光
反射性が高く、光出力を上げるのに寄与することができ
る。

【００３６】なお、この外部電極４、５と対向する内面
部分の蛍光体被膜２部の輝度が高まる理由は、導電性材
料で形成した外部電極４、５が存在する部分はいわゆる
負グローが発生するためキセノンガス（Ｘｅ）の励起が
活発に行われ、放射される紫外線（１４７ｎｍ、１７２
ｎｍ）も多くなり、この部分の蛍光体被膜２の輝度が上
がるためと考えられる。

【００３７】この放電ランプは、たとえば直管形の消費
電力が約１２Ｗの蛍光ランプＬで、ソーダライムガラス
あるいは鉛ガラスからなる管状ガラスバルブ１の外径が
約８ｍｍ、内径が約７．０ｍｍ、長さが約３５０ｍｍ
で、このバルブ１内には希ガスとしてキセノン（Ｘｅ）
ガスが約１００トール封入してある。

【００３８】また、バルブ１の内面にはバルブの長手方
向に幅約５ｍｍの光投射用の開口部（アパーチャ）３を
残して所定の発光領域を有する蛍光体層２を形成した。
また、バルブ１外面の上記開口部（アパーチャ）３のス
リットに沿って、図１（ｂ）において幅ａ（右方）を約
６ｍｍ、幅ｂ（左方）を約８ｍｍとした、その幅が順次
変化している帯状のアルミニウムテープからなる導電性
部材を貼付して形成した外部電極４，５を設けた。この
ときの両外部電極４，５間の離間間隔は図１（ｂ）にお
いて右方が約８．２ｍｍ、左方が約４．１ｍｍである。

【００３９】そして、シリコン樹脂からなる電気絶縁性
被膜７は、膜厚がバルブ１の延在方向に沿って順次変化
するように幅ａ（右方）側が約０．０５μｍ、幅ｂ（左
方）が約０．２μｍの、電極の幅が広い幅ｂ（左方）が
厚膜となるように形成した。このような構成の蛍光ラン
プＬは、高周波点灯回路Ｅを用い長期に亘り点灯して
も、バルブ１の外面に形成した電気絶縁性被膜７が絶縁
破壊されることなく所定の寿命まで支障を生じず点灯を
継続することができた。

【００４０】また、上記ランプＬにおける外部電極４，
５の形成は、導電性部材であるアルミニウムテープを帯
状の所定寸法に切断したものをバルブ１の外面に貼付す
ればよい。さらに、電気絶縁性被膜７の形成は、バルブ
１の給電線を接続していない側を下方にしてシリコン樹
脂溶液中に浸漬して、ほぼ垂直の状態でバルブ１を引上
げれは、溶液から後に出てくる部分は先に引上げられた
部分からの液の自然流下があり、塗布膜は乾燥後上方側
に比べ下方側の膜厚を厚くすることができ、これを焼成
することにより変化した膜厚のランプＬが得られる。
（なお、バルブ１の給電線を接続している側を下方側で
浸漬して引上げ、給電線接続側の膜厚を厚くし給電線に
さらに電気絶縁被覆を施すようにしても構わない。）また、図２（ａ）〜（ｄ）は本発明に係わる他の蛍光ラ
ンプの実施の形態を示す横断面図で、図中図１と同一部
分には同一の符号を付してその説明は省略する。

【００４１】図２（ａ）の上記図１のランプＬと相違す
る点は、バルブ１の内面の全面に亘り蛍光体被膜２が形
成してあるもので、このランプを点灯した場合は外部電
極３，４を形成していないバルブ１部分から、光放射が
行われる。

【００４２】また、図２（ｂ）のランプは、バルブ１の
内面の光投射用の開口部（アパーチャ）３を除く部分に
非導電性物質たとえば酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）
と酸化チタン（ＴｉＯ₂）との混合粉末からなる光反射
膜９を形成し、さらに、この光反射膜８上に蛍光体被膜
２が形成されている。

【００４３】このランプは、光反射膜８が作用して開口
部（アパーチャ）３から指向性のある効率のよい光放射
を行わせることができる。

【００４４】また、図２（ｃ）のランプは、上記図２
（ｂ）で示す非導電性物質からなる光反射膜９をバルブ
１の外面に形成したもので、上記と同様な作用効果を奏
する。また、図２（ｄ）のランプは、バルブ１の内面に
蛍光体被膜が形成してなく、バルブ１の内部に封入した
キセノンＸｅなどの希ガス発光により光放射を行わせる
ものである。

【００４５】そして、上記図２（ａ）〜（ｄ）に示す放
電ランプにおいても、図１に示すランプＬと同様な作用
効果を奏することができる。

【００４６】また、図３は本発明に係わる照明装置Ｄの
実施の形態を示す。図３においてＤ１は蛍光ランプＬを
収納した筐体で、この筐体Ｄ１内（外でもよい）には必
要に応じて反射鏡Ｄ２や高周波点灯回路装置Ｅが設けら
れている。

【００４７】この照明装置Ｄは液晶表示装置のバックラ
イトやファクシミリの原稿読取用に用いられ、上述した
ようにランプＬのバルブ外面に形成した電極間に絶縁破
壊を起こすことなく、照射面照度を高め画像や転写の鮮
明度を上げることができる。また、ランプＬの小形化が
はかれ、この照明装置Ｄを用いる機器も小形化や安全性
の向上ができる。

【００４８】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ない。たとえば、放電媒体としての希ガスはキセノン
（Ｘｅ）に限らず、クリプトン（Ｋｒ）やアルゴン（Ａ
ｒ）などの希ガスを一種ないし複数種封入してもよい。

【００４９】また、照明装置は図３の実施の形態の構成
に限らず、種々の変形が可能であり、たとえば点灯回路
装置は高周波点灯によらず、他の方式であっても差支え
ない。

【００５０】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の構成によれ
ば、バルブ外面に形成した一対の外部電極間の離間間隔
に応じて電気絶縁性被膜の膜厚を変え、バルブ軸に沿っ
ての両外部電極間の絶縁抵抗値は各部ともほぼ同じであ
り、相当高い点灯電圧が印加されても両外部電極間の絶
縁破壊を防止することができる。

【００５１】また、この電気絶縁性被膜はランプ取扱時
の安全性向上や外部電極と他の導電部材との間の短絡や
放電の生起を防止できる。さらに、外部電極をアルミニ
ウムなど光反射性の高いもので形成すれば、光出力をさ
らに向上することができるなど種々の利点を有する放電
ランプを提供できる。

【００５２】また、本発明の請求項２に記載の構成によ
れば、蛍光ランプなどバルブに蛍光体被膜を形成したラ
ンプに適用して上記請求項１と同様な効果を呈する。

【００５３】また、本発明の請求項３に記載の構成によ
れば、溶液中に浸漬したバルブをほぼ垂直に引上げるこ
とにり、電気絶縁性被膜の膜厚を変化して形成させるこ
とができ、簡単な作業で容易に達成できる。

【００５４】また、本発明の請求項４に記載の構成によ
れば、バルブ軸に沿って延在する両外部電極の一方の縁
部を平行させることにより、その間から放射される光線
量はほぼ等しく均一な配光分布が得られアパーチャ形の
ランプを提供することができる。

【００５５】さらに、本発明の請求項５に記載の構成に
よれば、外部電極形の放電ランプの安定した点灯が行え
るとともに安全性が高く、また、ランプからの放射光が
増し照度が向上する。また、照度が同じであれば機器の
小形化や省電力化がはかれるなどの利点を有する照明装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図（ａ）〜（ｃ）は本発明に係わるアパーチャ
形蛍光ランプの実施の形態を示し、図（ａ）は一部を切
欠した一部断面正面図、図（ｂ）は図（ａ）のランプの
外部電極を含むバルブ外面の展開図、図（ｃ）は図
（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿って切断した部分の横断面図で
ある。

【図２】図（ａ）〜（ｄ）は本発明に係わる他の蛍光ラ
ンプの実施の形態を示す横断面図である。

【図３】本発明に係る照明装置の実施の形態を示す斜視
図である。

【符号の説明】

Ｌ：放電ランプ（蛍光ランプ）Ｄ：照明装置１：管状ガラスバルブ２：蛍光体被膜３：開口部（アパーチャ）４、５：外部電極７：電気絶縁性被膜９：筐体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管状のガラスバルブと；このバルブ内に
封入された放電媒体と；上記バルブの外表面にバルブ軸
に沿って互いに離間延在して、一端側を幅狭く他端側を
幅広く形成した一対の外部電極と；この外部電極を含む
上記バルブの表面に、外部電極の幅広側より幅狭側を厚
く形成した電気絶縁性被膜と；を具備していることを特
徴とする放電ランプ。
【請求項２】管状のガラスバルブと；このバルブ内に
封入された放電媒体と；上記バルブの内面に形成された
蛍光体被膜と；上記バルブの外面にバルブ軸に沿って互
いに離間延在して、一端側を幅狭く他端側を幅広く形成
した一対の外部電極と；この外部電極を含む上記バルブ
の表面に、外部電極の幅広側より幅狭側を厚く形成した
電気絶縁性被膜と；を具備していることを特徴とする放
電ランプ。
【請求項３】電気絶縁性被膜が、溶液に浸漬引上げる
ことにより形成されていることを特徴とする請求項１に
記載の放電ランプ。
【請求項４】一対の外部電極が形成する離間間隔の少
くとも一方側は、一定間隔であることを特徴とする請求
項１に記載の放電ランプ。
【請求項５】筐体と；この筐体内に光源として装着さ
れた上記請求項１ないし４のいずれか一に記載の放電ラ
ンプと；を具備していることを特徴とする照明装置。