JPS59161966A - フアクシミリ光源用真空蛍光管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ファクシミリ送信機において原稿を照射し
光電灰換を行うための光源用真空蛍光管に関するもので
ある。

一般に真空蛍光管とは、基板および前囲器から構成され
た真空容器内に配設した陰極から放出される電子が陽極
の表面に被着した蛍光体層に射突することによって蛍光
体層が発光する現象を利用したものである。すなわち従
来の蛍光表示管の原理を応用した光源である３゜ この直光蛍光管は、比較的低い消費電力できわめて明る
く発光し、非照明物の表面の照度を高くとれることと、
光源の形状が平面状でスペースファクターに優れている
点や、さらに従来の白熱灯や蛍光灯等の光源よシも寿命
が非常に長い等の優れた特長を有している。したがって
これらの特長全利用して非発光表示装置、例えば液晶表
示装置のバックライト用の光源とか、ファクシミリ送信
機、複写機等の光源として検討されている。

従来のファクシミリ送信機の光源としては蛍光灯が多く
使用されていた。しかしながらこの蛍光灯は一般の家庭
用の蛍光灯とは異り、高い照度カニとれるように設計さ
れた特殊な蛍光灯であるカニ。

必要とする高い照度を維持できる期間が短いという寿命
の点で問題点がある。

そこで前述のように蛍光表示管の原理全応用した光源で
ある真空蛍光管の利用が検討されている。

従来の真空蛍光管は、第１図に示す平形管タイプのもの
と、第２図に示すような丸形管のタイプがある。平形管
タイプの真空蛍光管４は、ガラス基板１上に鍋ペースト
をスクリーン印刷法によって被着させるか、またはＡＡ
、Ａｕ％Ａｇ等の金属を蒸着法やスパッタリング法等で
被着させて陽極導体２を形成する。従ってｔｓ’ａ導体
２は、前記基板１と密着している。この陽極導体２のほ
ぼ中央には、陽極導体２の被着されないスリット部３を
形成する。前記陽極導体２の上面に蛍光体層４全印刷法
や電着法や沈殿法等で被着させ、陽極５を形成している
。従って基板１と陽極導体２と蛍光体層４は積層されて
一体となっている。さらに前記蛍光体層４に対面してフ
ィラメント状の陰極６を張架配設する。そして前記電極
等を覆うように平底船形状の前囲器７を基板１上に封着
する。前記基板１と前囲器７とにより真空容器を形成す
る。この真空容器内を図示してない排気管より排気して
容器内を真空状態にする。この真空蛍光管Ａのスリット
３の下側に蛍光体層４から発光された光が原稿面で反射
し、その反射光全スリット３を透過して集光させるため
にレンズ系８を配設する。このレンズ８で集光された光
は、センサー９によって光電変換されて電気信号となる
。

また第２図に示す丸形管のタイプの真空蛍光管Ｂｉｔ、
、パイプ状のガラス管からなる外囲器１ａの内壁に陽極
導体２と蛍光体層４からなる陽極５を積層配設するとと
もに、底部にスリット３を配設する。また外囲銀ｌａ内
にメツシュ状のグリッド６ａ及びレンズ系８及びフィラ
メント状陰極６を配設されている。したがって真空蛍光
管Ｂの構造は複雑で製造コストも高価で、真空蛍光管Ｂ
の寿命がつき之ときレンズ系も含めて交換しなければな
らず、交換の費用も大となる。

従来の真空蛍光管は、いずれのタイプにしてもガラスの
外囲器１ａに直接陽極導体２を密着固定し、その上面に
蛍光体層４が被着された構造であるので、外囲器１ａと
一体構造になっている。したがって陽極に電流が流れ蛍
光体層４が発光すると発熱し、その熱が熱伝導性のよく
ないガラスの外囲器に蓄熱されてしまい、そして蛍光体
層４は。

外囲器の温度とともに次第に温度が上ってしまい、蛍光
体の温度消光特性のために輝度が下がってしまうという
問題点があった。

第３図は、第１図に示すファクシミリ用光源に↑に圧を
印加させて発光させたときの基板温度及び蛍光体Ｒ４の
輝度が経過時間とともにどのように変化するかを調べる
ために、陽極に１００Ｖの電圧を印加し、陰極にｉ、　
ｓ　ｖ　ｉ印加して発光させｔときの基板温度と蛍光体
層の輝度の変化データをグラフにしたものである。この
図は左の縦軸に基板温度を示し、右の縦軸に蛍光体層４
の輝度を示し。

横軸に経過時間を示したグラフである。

陽８Ｓ電圧を印加した直後の輝度は、約８０００（ｆｔ
−Ｌ）ある。そのと門の基板温度は、３２℃位であるが
、その後蛍光体層の発熱が基板に蓄熱される几めに急上
昇し約１０分後には、約７０℃位まで上昇する。しかし
、その後は、７０℃位で横ばいである。

これに対し輝度は、初期８０００（ｆｔ−Ｌ）あったの
が基板温度が上るのとは逆に輝度は急に下降してしまう
。約ｌＯ分位経過すると約６４０４（ｆｔ−Ｌ）位に下
降し、さらに除々に下り３０分経過したら約６３００（
ｆｔ−Ｌ）位まで下降してしまった。陽極電圧全印加し
てから３２分経過した時点で基板１に風を送って、空冷
をすると基板温度７０℃から５０℃位まで下降し、５０
℃位で安定し横ばい状態になったのでさらに空冷の風を
強くすることにより、基板温度は、さらに下降し４５℃
位までになった。４０分経過した時点で空冷を止めると
基板温度が上昇はじめた。一方蛍光体層の輝度は、基波
温度が７０℃から下降はじめると、その逆に上昇し、空
冷を強くしてさらに基板温度が下降し４５℃になると、
輝度はさらに上昇し最高７１００（ｆｔ−Ｌ）位まで止
弁した。そして空冷をやめると輝度は、また下降しはじ
めた。

この実験データのグラフから真空蛍光管の基板温度と輝
度の間には、一定の相関々係があることがわかる。この
関係は、蛍光体の温度消光特性と一致している。すなわ
ち蛍光体の温度が上昇すると発光輝度が下がるという特
性である。以上の二点から考えると真空蛍光管の蛍光体
層４が発光しはじめると同時に発熱現象も起こし、その
熱が陽極導体２を通って熱伝導性の悪いガラス基板１に
蓄熱し、蛍光体層４の温度も上昇させることになる。し
たがって蛍光体の温度消光特性により輝度も下降する。

ま′ｆＣ％基板１を冷却すると基板温度が下降し、蛍光
体層４の温度は下が９、温度消光を防ぎ輝度も上昇し、
発光効率もよくなることが知見し友。

従来の真空蛍光管は以上のような現象が起きて、発光効
率が著しく下降し、正常値の１／３〜１／４程度になる
という問題点があった。発光効率が下がると輝度も下が
り、したがって原稿面での照度も低くなり、かつ消費電
力は大きくなるという問題点もめり友。

また基板温度が上昇すると、基板１は陽極導体２と密着
しているので熱膨張で伸びるが、平底船形状の前囲器７
は％陽極導体とは離れているため基板１はど温度が上ら
ない。しかして、真空蛍光管Ａは、その長さ方向に反り
の現象が発生する。

するとフィラメント状陰極６とＷ＠極５の蛍光体層４間
の間隔が部分的に変って長さ方向の中間部分の発光が弱
くなる。さらに原稿面と蛍光体層４間の間隔も場所によ
って変ってくるために原稿面での照度むらが生じるとい
う問題点もあつ′ｆｃ６さらにまた、ファクシミリ送信
機の光源の場合は、光源上のある原稿の一線上に集光さ
せて、原稿面の照度を上げかつ均一な照度を得ることが
必要である。しかし、従来の真空蛍光管は、第１図に示
すように陽極導体２が平坦な基板１上に配設されている
ために蛍光体層４も前囲器７の前面板とほぼ平行に被着
され、前囲器７上の原稿ｌＯに平均に照射されている。

しかしながら必要とする原稿面ｉ０　ａは、スリット３
に対面する前囲器７上の一直線上だけなのである。しだ
がってこの原稿面１０　ａにのみ集光されるのであれば
同じ発光輝度であっても、原稿面１０　ａでの照度は高
くなるはずである。

本発明は、以上のような問題点Ｋｆ！ｉみてなされたも
のであシ、陽極導体の熱放散をよくするために金属板で
形成し、蛍光体層の温度金工げて発光効率を上げるとと
もに、陽極導体を山形または断面半円形の凹面溝状に成
形し、その表面に配設した蛍光体層の発光が原稿の所定
の一線上に集光させ、蛍光体層の輝度を上げ、かつ照度
もムラがなく均一で高くすることが可能な長寿命のファ
クシミリ光源用真空蛍光管を提供すること金目的とする
ものである。

本発明の目的ｔ−達成するために本発明の構成は、真空
容器内に配設された陽極導体とその表面に被着された蛍
光体層からなる陽極と、この陽極に対面して配設された
陰極とから構成されるファクシミリ光源用真空蛍光管に
おいて、陽極導体は、スリットを穿設した金属板を真空
容器内に配設し、この金属板の端部ｔｌｌｃｌｌ滞空へ
延出し、延出部分を外気に接する冷却部としたことを特
徴とする。

以下１図面に示す奥施例によりこの発明の光源用真空蛍
光管を説明する。

第４図、第５図は５本発明のファクシミリ光源用真空蛍
光管の第１実施例である。第４図は、一部を略した平面
図であり、第５図は、第４図のＡ−Ａ＃において断面し
た縦断面図である。

本発明の７アクシミＩＪ光源用真空蛍光管は、横長の長
方形であり、横の長さは、Ｗｌの長さのｌθ倍位はある
が、その構造は、中央付近は、すべて同じ構造であるの
で一部省略した。

１１は、ガラスの透光性を有する絶縁性基板であシ、こ
の基板１１の外縁に側面板１２　ａと透光性を有する前
面板１２　ｂからなる前囲器１２が密封されて真空容器
を構成する。この真空容器内に金属板で陽極導体１３ｔ
−配設する。この陽極導体１３？形成する金属は１例え
ば％Ｎｉが４２Ｘ％Ｃｒが６！Ｘ、残部がＦｅｔ主成分
とする４２６合金がある。この４２６合金の膨張係数は
、真空容器の材料であるガラスの膨張を有する。またＩ
ｓ極導体１３には中央付近に、長手方向にスリン）　１
３　ａ　ｋ穿設する。このスリット１３ａの横幅は、少
なくとも原稿１４の幅だけ必要とする。またその陽極導
体１３の端部は、真空容器の外部へ連続して延びている
。この第１夾施例の場合は、図示のように長方形の真空
容器の長辺側に延出している。この延出部分は、外気に
接する冷却部１３　ｂとする。きらにこの陽極導体１３
は前囲器１２の側面板１２ａと基板１１の間から延出し
ている。側面板１２　ａとかさなり合う付近のｌｌ＆導
体１３には小孔１３　ｃが多数設けられ、この小孔１３
　ｃ内に基板１１と前囲器１２Ｔｈ封着する封着材１５
が充填きれて強度が大でリークなしに気密に封着するこ
とができる。

また陽極導体１３は、基板１１と密着固定してもよいし
、固定せずに浮いた状態でもよい。

前記陽極導体１３の上面には蛍光体層１６がスクリーン
印刷法や電着法等で被着はれ、陽極１７が形成される。

さらにこのＩＧＰ　＆１７に対面してフィラメント状の
陰極１８が陰極支持体１９に張架配設されている。

このように電極が配設された真空容器内のガスは、図示
しない排気管から排気して気密に封止し、内部全高真空
状態に保持する。また陰極支持体１９および陽極導体１
２に接続して外部端子２（ｌ配設する。

Ｉ！た真空蛍光管外でスリン）　１３　ａの下側に集光
レンズ２１ｆｆｉ配設しさらにこの集光レンズ２１の下
側にセンサー２２全配設する。

この実施例は以上説明したような構造であるので、外部
端子から、陽極導体１３および陰′＆１８に電圧全印加
すると、陰極１８から電子が放出され、この電子が陽極
導体１３上の蛍光体層１６に射突し蛍光体層１６が発光
する。発光した光は第５図の点線で示すように原稿１４
の送信する部分である原稿面１４ａに照射され、原稿面
１４　ａで反射してス１ノツ）１３ａを通過して、集光
レンズ２１で集光され、センサー２２で光電変換される
。しかして蛍光体層１６が発光する際発熱するが、その
熱は熱導電性のよい金属板で構成されｌζ陽極導体１３
に伝導する。陽極ν外体１３の連続部分が真空容器外に
冷却部１３ｂ全構成しているので、陽極導体１３に伝導
された熱は、この冷却部１３ｂで風等の冷却処理により
冷却され放熱する。したがって陽極導体１３を介して蛍
光体層１６の発熱全放熱し、蛍光体層１６の温度を下げ
ることが可能となる。しかして蛍光体層１６の温度消光
を防ぎ、発光効率をよくシ、輝度を上げることができる
ことになる。

第６図は、本発明のファクシミリ光源用真空管の第２実
施例の縦断面図である。

この実施例においても真空容器は、基板１１と。

前面板１２ｂと側面板１２　ａからなる前囲器１２から
構成されているのは第１実施例と同様であるので説明を
略す。陽極導体１３の材質及びスリット１３　ａを配設
することも同様である。しかしながら陽極導体１３の形
状が第６図に示すように、その縦断面の形状が山形状に
形成されている。この山形を長手方向にスリン）　１３
　ａ　ｋはさんで一対配設する。ことして真空容器外に
配設する。また前記蛍光体層１６に対面するように陰極
１８を張架配設する。

この第２実施例のファクシミリ光源用真空蛍光管は１以
上のように陽極導体１３が山形に構成されているので陽
極導体１３と陰極１８に電圧を印加することによシ蛍光
体層１６は発光し、その光は原稿１４の一部分の原稿面
１４　ａに集光するように作用する。

したがって同一輝度であれば第１実施例よりも原稿面１
４　ａでの照度が高くなるのである。集光した光が原稿
面１４ａで反射されスリット１３　ａを通過して集光レ
ンズ２１で集光され、センサー２２で光電変換される。

蛍光体層１６の発熱は陽極導体１３ヲ伝導し、冷却部１
３　ｂで冷却放熱きれるのであるが、陽極導体１３と基
板１１との接触面積が第１実施例より少ないので、真空
容器に伝導する割合が小さくなる。したがって基板１１
の温度が上らなく、前面板１２　ｂと基板１１の膨張率
の差から起る真空容器の反りの現象を防ぐこともできる
。

第７図は１本発明の第３実施例の縦断面図であこの実施
例においては、陽極導体１３の金１板が。

図示のようにその断面形状が半円形の凹面をした溝状に
形成され、この凹面溝の底部にスリブ）　１３ａが長手
方向に配設されている。すなわち半円筒形の陽極導体１
３の底部にスリブ）　１３　ａが穿設されその半円筒形
の陽極導体１３の内壁に蛍光体Ｍ１６が被着配設されて
いる。陽極導体１３の端部は、真空容器の長手方向の側
面板１２　ａと前面板１２ｂの間から真空容器外へ延出
し、冷却部１３ｂｔ＝構成する。

したがって陽極導体１３は、底部付近が基板１１と接触
し、半円筒部以外の平面部が前面板１２ｂと接触してい
る。このように両面に接触しているので、蛍光体層が発
熱した場合においても、その熱は陽極導体１３’ｆ＋−
伝導し、冷却部１３ｂで冷却放散されるが一部は、前面
板１２　ｂおよび基板１１の双方にも伝導する。したが
って第１実施例、第２実施例のように基板１１のみが熱
膨張で膨張するのでなく、前面板１２　ｂと基板１１の
双方が熱膨張で膨張するために反シの現象が防ぐことが
できる。

ｔた断面半円形の陽極導体１３の円周状の曲率の中心付
近に原稿１４の複写されるべき原稿面１４　ａがくるよ
うに陽極導体１３ｔ−配設しであるので、陽極導体１３
上に被着形成された蛍光体層１６０発光はすけ、スリブ
）１３ａ’に通過して集光レンズで集光されセンサー２
２で光電変換されるのである。また陽極導体１３の端部
は、他の実施例と同じよ、うに基板１１と側面板１２　
ａの、間から延出させることも可能である。

本発明は以上説明した実施例、および図面に限定される
ものでなく１本発明の要旨を変更しない範囲で種々変形
して実施されるものも含まれるものである。

例えば、陽極導体の形状は、山形状や半円形状以外にも
ある一定場所に集光できる形状であればどのような形状
でもよい。

冷却部１２　ｂの形状も単なる板状でなく放熱面積を増
やすような形状や風の通過しゃすい形状等に変形して実
施してもよい。

本発明は、以上説明したように、陽極導体を熱伝導性の
よい金属板で槍成し、その端部を真空容器外に延出しそ
こに冷却部を配設したので、陽極における蛍光体層の発
熱を下げることができ、したがって温度消光を防ぐこと
が可能となり発光効率を上げることができるとともに高
輝度の発光を保持することができる効果がある。

さらに陽極導体を山形状とが半円筒形状等の発光を集光
できる形状に構成したので、陽極の蛍光体層の発光を原
稿面で集光でき、原稿面での照度を高くすることができ
る効果もある。

また蛍光体層での発熱は、陽極導体を伝わって真空容器
外の冷却部で冷却されるために基板には蓄熱されること
がないので、基板が熱膨張による反９ｔ−防止できるの
で、原稿面照度のムラを発生防止できる効果金有する。

さらにまた本発明の真空蛍光管は、集光レンズを真空蛍
光管の外部に設けた光源であるので真空蛍光管の栴造を
簡単にし製作コストを安ｇｆＪＫするばか９でなく、真
空蛍光管が寿命がつきたときでも真空蛍光管のみを交換
することが容易であり、この交換によシ、また光源とし
て使用することができるという効果もそなえている。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、従来のファクシミリ光源用真空蛍光
管の縦断面図、第３図は、基板温度と輝度と経過時間と
の関係を示すグラフ、第４図は、本発明によるファクシ
ミリ光源用真空蛍光管の一実施例を示す一部を省略した
平面図、第５図は、第４図Ａ−Ａ線の縦断面図、第６図
、第７図は、それぞれ本発明の他の実施例の縦断面図で
ある。 １１・・・基板　　１２・・・前囲器　　１３・・・陽
極導体１３ａ・・・スＩ）ッ）　　　１３ｂ・・・冷却
部１６・・・蛍光体層　　１７・・・陽極　　１８・・
・陰極特許出願人　　双葉電子工業株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空容器内に配設された陽極導体とその表面に被
   着された蛍光体層からなる陽極と、この陽極に設けられ
   たスリットと、前記陽極に対面して配設され几陰極とか
   ら構成されるファクシミリ光源用真空蛍光管において、
   陽極導体は、スリットを穿設した金属板を真空容器内に
   配設し、この金属板の端部ヲへ空容器外へ延出し、延出
   部分を外気に接する冷却部としたことを特徴とするファ
   クシミリ光源用真空蛍光管。
2. （２）金属板が山形状になる断面形状を形成し、この山
   形状陽極導体の斜面に蛍光体を被着させて陽極とした特
   許請求の範囲第１項記載のファクシミリ光源用真空蛍光
   管。
3. （３）金属板が半円形の凹面溝になる断面形状を形成し
   、この凹面溝の内側壁面に蛍光体を被着させて陽極とし
   た特許請求の範囲第１項記載のファクシミリ光源用真空
   蛍光管。