JPS62246245A - 照明装置 - 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】 本発明は、一般には種々の用途に利用し得る照明！ｉｉ
！ｌに関するものであり、特に事務機器等において原稿
を照射し原稿画像を読取る原稿読取り装置、つまり露光
手段等に好適に使用し得る照明装置に関するものである
。以下本明細書にては、本発明は主として事務機器の原
稿読取り装置に関連して説明するが１本発明に係る照明
装置はその用途を該装置に限定されるものではない。

′　　　　　び。　へ 従来、原稿読取り装置等の照明装置として有効な長尺（
細長形状）の光源としては、細長形状の蛍光灯やハロゲ
ンランプ等が頻繁に使用されている。

蛍光灯は、光量が小さく、通常は低速用の事務機器用の
照明装置として使用されており、該蛍光灯を、最近要望
されている高速専務機器の照明装置として使用するべく
供給電力を増大し輝度（発光光量）を向上せしめると、
蛍光管内部に設置された内部フィラメントが溶解するた
め、供給電力の増大にも限界があり、現実には高速事務
機器用照明装置としては不適である。

一方、ハロゲンランプは発光光量が大であり。

高速の事務機器用として使用されているが、事務機器の
原稿読取りに必要とされる可視光域より赤外領域の波長
の光を多く発生し、発光効率が悪いのみならず、断る波
長によりもたらされる発熱が大きく、この発熱作用を軽
減せしめるべく冷却装置、特に大型の冷却装置が余分に
必要とされ、事務機器の小型化、低価格化が１まれでい
る今日では好ましい照明装置とは言えない。

本出願人は、上記従来の蛍光灯及びハロゲンランプの欠
点を解決する、一般の照明用は勿論、特に事務機器の原
稿読取り装置として好適な細長形状の照明装置を提案し
た（特願昭６０−７８７８２号）、該照明装置は、第７
図及び第８図に図示されるように、高周波電磁界により
発光する放電管（ランプ）ｌと、該放電管の外壁に配設
された電極２と、該電極に高周波を印加する高周波印加
手段３とを具備する。

更に説明すれば、第７図において、放電管１は１通常ソ
ーダガラス又はパイレックスガラスで作製された細長形
状のガラス管内に蛍光体を塗布して形成され、且つ放電
管内部には水銀（Ｈｇ）の如き放電開始材及びアルゴン
（Ａ　ｒ）の如き不活性ガスが封入される。又、放電管
ｌの両端に又は両端近傍には導電体にて形成される、酸
化の少ない例えば銅又はステンレス等とされる電極２が
配設される。該電極は、放電管外壁から僅かに離間して
設けることもできるが通常放電管の外壁に密着して設け
られることが放電管に加わる電力損失が小さいため好ま
しい。

上記電極２には、高周波印加手段３にて高周波電圧が印
加される。高周波印加手段３は任意の構成とし得るが、
例えば第８図に例示されるように、高周波電圧を発振さ
せる高周波発振回路４と、該高周波発振回路４のための
入力電源５と、高周波発振回路５からの高周波電圧を所
望の電圧へと増幅する増幅器６と、増幅器６からの高周
波電圧を放電管１のインピーダンスとマツチングさせる
ためのＬＣカプラ７とを有する。

このような構成とされる高周波印加手段３から電極２に
高周波電圧が印加されると、放電管内の水銀ガスは高周
波電磁界により励起状態となり、紫外線を発生する。該
紫外線は放電管内壁に塗布された蛍光体に作用し可視光
域の光を発生せしめる。

第９図には、他の態様の照明ＩＩＣ置が示されるが、第
７図の照明装置とは、電極の構成が相違するものである
。つまり本例の電極２ａは、第７図に関連して説明した
放電管ｌと同様の構成とされる細長形状の放電管ｌの長
手方向に沿って複数回コイル状に巻付けられた形態にて
該放電管ｌの外壁に設けられている点で異なり、高周波
印加手段３も第８図に関連して説明したと同じ構成とさ
れ□る。尚、第９図の照明装置には第７図の照明装置に
比較し電極により大きな電力を印加することができ、よ
り大きな光量を得ることができる点に特長があり、原稿
読み取り装置等の大きい光量が望まれるものにとっては
好ましいものである。

上記第７図〜第９図に示す照明装置は、電極２．２ａが
放電管の外部に設けられており、従来の蛍光灯及びハロ
ゲンランプ等のように放電管内部にフィラメントを有し
ておらず、電極が劣化する度合が極めて少なく、又劣化
した時点で電極を交換することもでき、常に所望の大き
さの輝度（光φ）を得ることが可能である。更に、斯る
照明装置は、電極に大電力を印加することができ、光量
の増大を図ることが可能である。又、斯る照明装置は、
従来のハロゲンランプのような高熱を発生することがな
く、発光効率が極めて良好であり、事務機器等に使用し
た場合にも小型の冷却装置を用意すればよいか、又は冷
却装置を特別用意する必要がないという利益がある。更
に又、斯る照明装置は放電管が長尺に形成し得るために
、特に原稿読取り装置として使用した場合に原稿幅方向
にわたり照明ムラが発生せず極めて有効であるという特
長を有する。

玉記照明装置は上述のようにに種々の利点を有している
が１本発明者等の研究実験によると、初期点灯時に、安
定した点灯が得られないという欠点があることが分かっ
た。つまり、初期点灯が非常に不安定であり、全く点灯
しないか或いは長尺放電管の半分のみの点灯しか得られ
ない等の現象が発生する場合がある。又は点灯まで相当
匿い。

例えば６秒〜１０秒を必要とする場合がある。

本発明者等は、断る問題点を解決するべく多くの研究実
験を行なった結果、初期点灯時に放電管を予備加熱して
おくことにより放電管の初期点灯が極めて迅速に且つ安
定して達成されることを見出した。これは、放電管を予
備加熱することにより放電管の管壁が加熱され、これに
より放７Ｉ！管内部に封入された放電開始材１例えば水
銀が蒸気化され、該水銀蒸気及び不活性ガスの電子及び
原子が振動を開始し、放電管に放電用高周波電圧が印加
された時、放電管内の水銀が直ちに励起状態となり得る
からであると考えられる。

本発明は斯る新規な知見に基すき達成されたものである
。

Ｕ囚」Ｌの 本発明の目的は、安定した確実な初期点灯を達成するこ
とのできる高側り長寿命の照明装置を提供することであ
る。

本発明の他の目的は、特に１例えば電子写真複写装置等
のような事務機器の原稿読取り装置に好適に使用し得る
。高周波電磁界により発光する、好ましくは細長形状の
放電管を備え、安定した確実な初期点灯を極めて短時間
にて達成することができ、従って立上がり時間の短かい
高輝度、長寿命の照明装置を提供することである。

９　　　占　　　　　　　　　　　　−上記薄目的は本
発明に係る照明装置にた完全に達成される。要約すれば
本発明は、高周波電磁界により発光する放電管と、該放
電管の外部に配設された電極と、該電極を介して前記放
電管に高周波電磁界を付与する高周波印加手段とを具備
した照明装置において、放電管の外部に且つ該放電管に
隣接して放電管加熱手段を設けたことを特徴とする照明
装置である。

支ム１ 次に１図面を参照して本発明に係る照明装置を更に詳し
く説明する。

第１図を参照すると、本実施例に係る照明装置において
、放電管及び電極の構成は第７図に関連して説明した放
電管ｌ及び電極２と同じ構成とされる。より具体的に一
例を挙げて説明すれば、放電管の直径が５〜３０ｍｍ、
長さが３００ｍｍの場合で、放電管内部にＡｒｔ−数Ｔ
ｏｒｒ、更に放電開始材としてＨｇを封入して作製され
た第７図の構成の放電管には１通常点灯状態時には高周
波印加手段から膚波数が８ＭＨｚ”ｌＯＭＨｚ、電圧が
ＶＰＰにて２００ｖ以上、高周波パルスのデユーティ比
が５〜９０％とされる高周波電圧が印加され、良好な点
灯が達成される。

しかしながら、このような照明装置を使用した場合、初
期点灯時に該点灯状態と同じ電圧ＶＰＰにて且つ該８Ｍ
Ｈｚ　ＮｌｏＭＨｚを供給したのでは放電管の半分しか
点灯せず、完全に点灯することはできない。

本発明に従えば、第１図に図示されるように、放電管１
の外周囲を囲包して放電管１の管壁を加熱するための放
電管加熱手段１０が配置される。

本実施例にて、放電管加熱手段１０は、第１図及び第２
図に図示されるように２放電管１の大略全長にわたり、
且つ放電管１の外壁を囲包する態様で発光アパーチャ部
１ａを除いた大略半周にわたって配置された加熱部材１
２を有する。該加熱部材１２は、任意の構造とし得るが
、例えば、ニクロム線等を絶縁性の樹脂等に埋設したシ
ート状の電気ヒータ、又はセラミックスの誘電損失を利
用したシート状のセラミックスヒータ等のシート状ヒー
タとすることができる。又、加熱手段１０は該ヒータ１
２に電力を供給する交流又は直流の加熱電源手段１４を
具備する。

上記説明にて放電管は第７図に図示される構造のものと
されたが本発明はこれに限定されることなく、第３図に
図示されるように、第９図に関連して説明した放電管の
外周囲に数回巻付けることにより電極２ａを構成したコ
イル型の放電管１にも適用することができる。

このような構成の放電管を有した照明装置は、点灯に先
立って、加熱電源手段１４から加熱部材１２に電圧が印
加される。斯るスタンバイ状態、つまり一定時間の点灯
準備時間が経過することにより、放電管の管壁は加熱さ
れ、放電管内の水銀及び不活性ガスの原子及び電子は振
動を繰り返し、放電管は放電開始直前の状態となる。

放電管壁の温度と、点灯電圧が印加された時安定してル
つ最も早く点灯する立上り時間との関係が第６図に図示
されるが、該グラフから理解されるように、放電管の管
壁が２０℃〜４０℃のとき照明装置の立上り時間は最小
となり、１〜３秒にて完全に且つ安定して点灯し得る状
態となる。従って、本照明装置においては、例えば放電
管１の管壁を温度センサー（図示せず）にて温度を検知
し、放電管加熱手段１０の加熱部材１２にて管壁が２０
℃〜４０℃に保持されるようにその加熱電源手段１４が
制御される。換言すれば、本発明に従った照明装置では
、放電管電極２．２ａに点灯電圧が印加された場合には
放電管１は約２．３秒にて常時安定した点灯を達成する
ことができる。

更に、本発明の他の実施例によれば、第３図に関連して
説明した上記コイル型の放電管を使用した照明装置では
、第４図及び第５図に図示されるように、放電管加熱手
段１０は、上記加熱部材１２と同様に２放電管の外周囲
に近接して放電管の大略全長にわたり、且つ放電管の外
壁を囲包する態様で導電板から成る加熱部材１２ａが配
置され、発光アパーチャ部分１ａのみが開口される・又
、放電管のまわりに構成されるコイル電極２ａが上記導
電板１２ａの外周面に密着して設けられる。該導電板１
２ａに巻付けられるコイルは、他の態様によれば、電極
のコイルとは別のコイルとすることができる（図示せず
）。

上記構成にて、コイル２ａに高周波印加手段３から高周
波電圧を印加すると、該コイル２ａに魔れる電流により
磁界が発生し、それによって導電板１２ａに渦電流が生
じる。該渦電流は、導電板１２ａを加熱することとなり
、結果的に該加熱された導電板、つまり加熱部材１２ａ
に近接して配置されている放電管１を加熱することとな
る。

該加熱部材１２ａに巻付けられたコイル２ａに供給され
る高周波電圧の周波数は、放電管１を点灯するときの高
周波電圧の周波数より小さい周波数とされる０例えば１
点灯時には上述のように高周波印加手段から放電管コイ
ル電極には周波数１０Ｍ　Ｈｚ　、電圧Ｖ　Ｐ　Ｐ　２
ＫＶの高周波電圧が印加されるが、放電管予備加熱時に
はコイル電極又は加熱手段のコイルには周波数１０ＭＨ
ｚ、電圧Ｖｐｐｏ、５ＫＶの高周波電圧が印加される。

更に説明すると、本実施例によれば点灯に先立ち、高周
波電圧印加手段３から放電管１を点灯するときの高周波
電圧の周波数より小さい周波数とされる高周波印加電圧
が印加される。斯るスタンバイ状態、つまり一定時間の
準備時間が経過することにより、放電管の管壁は加熱部
材１２ａにて加熱され、と同時に放電管自体にも低い周
波数の高周波電圧が印加され、放電管内の水銀及び不活
性ガスの原子及び電子は振動を繰り返し、放電管は放電
開始直前の状態となる０本実施例においても、加熱部材
１２ａは管壁が２０”Ｏ〜４０”０に保持されるように
制御されることが必要であり、そのためにスタンバイ状
態時の高周波印加手段３の周波数及び／又は電圧が適当
に制御される。

上記第１図から第５図のいずれの実施例においても、加
熱手段を構成する加熱部材１２．１２ａはその内面に金
属薄膜等の反射率の高い部材１６を設けることによって
、又導電板から成る加熱部材１２ａの場合には該導電板
自身をアルミ或いはステンレス等の可視光反射率が高く
且つ抵抗の低い材料を使用することによって放電管の反
射笠としても使用することができる。

次に、本発明に係る照明装置が電子写真複写装置の原稿
読取り装置、つまり露光手段として使用された場合を例
にとって、本照明装置を更に詳しく説明する。

第１０図を参照すると、電子写真複写装置の一例が例示
される０本実施例において、電子写真感光ドラム５１が
矢印Ｘ方向に回転自在に設けら、れ、該感光ドラムの同
囲には電子写真画像形成手段、即ち、帯電手段５２、現
像手段５３、転写用帯電手段５４、クリーニング手段５
５が配置される。斯る諸手段は当業者には周知であるの
でこれ以上の説明は省略する。

装置の上部には原稿蔵置台５６が設けられ、その下方に
露光手段５７が配置される。該露光手段は、第１図〜第
６図に関連して説明した照明装置１００、及び該照明装
置にて照明された原稿の光像を、帯電手段にて一様に帯
電された感光ドラム上に照射するための従来周知の光学
系５９を有する。この原稿像を読み取る手段としては原
稿蔵置台を動かす、所謂、原稿台移動型、又は光学系を
移動する原稿台固定型のいずれの光学走査であってもよ
い。

上記構成の複写装置の作動を概略説明すると、本装置に
おいては４帯電手段５２及び露光手段５７にて感光ドラ
ム５１上に形成された潜像は現像手段５３にて顕像化さ
れ、該顕画像は給紙装置６０にて給紙された転写紙Ｐに
転写帯電手段５４により転写される。該転写紙Ｐは感光
ドラム５１から分離され、定着装置６１にて定着される
。一方、感光ドラム状の残留現像材はクリーニング手段
５５にて除去され１次の画像形成プロセスを行なう。

本実施例における複写装置の作動及び本発明に係る照明
？ｉａｔの作動態様を示すタイミングチャートが第１１
図に例示される。

複写装置のメインスイッチがＯＮとされると、該装置は
複写作動可能状態とされる０次いで、コピースイッチが
押されると、先ず感光ドラムが前回転し、その間に照明
装置を除いて他の電子写真画像形成手段も又ＯＮとされ
、複写作動準備が完了し、ひきつづきコピー動作に入る
。

本発明に従えば、照明装！１１００は、複写装置のメイ
ンスイッチがＯＮとされたとき加熱電源１４がＯＮとさ
れるか、又は高周波印加手段は点灯時より小さい周波数
の電圧を発生するべく作動され、加熱部材１２．１２ａ
が加熱され放電管１の管壁を所定温度に加熱する。

コピースイッチが押され、複写装置がコピー動作に入る
と共に、高周波印加手段から放電管の電極２．２ａに所
定の高周波電圧が印加される０本発明に従えば、該点灯
電圧が印加されると、放電管１は１〜３秒にて安定して
且つ確実に点灯する。そして放電管が長手方向にわたり
均一に発光した後加熱電源１４又は予備加熱用の高周波
印加電圧はＯＦＦとされる。勿論、第４図の実施例のよ
うに、高周波印加手段３を予備加熱にも使用している場
合には、点灯時に自動的に予備加熱用の電圧は点灯電圧
に切換えられる。

上記説明にて放電管１は特に事務機器の原稿読取り装置
に好適なように細長形状とされたが、一般照明用として
は他の形状、例えば丸形等とすることができる。更には
、第１２図に図示されるように、丸形のガラス管内に蛍
光体を塗布して形成され、且つ内部には水銀の如き放電
開始材及びＡｒの如き不活性ガスが封入されて形成され
る放電管１の一部に凹所１ｂを設け、該凹所に電極２ｂ
、つまりコア２１及び該コアの回りに巻装されたコイル
２２から成る変成器を有し、高周波印加手段３にて該電
極２ｂに電力を印加し、放電管ｌに高周波電磁界を付与
することにより発光せしめる構成の照明装置にも、本発
明に従って加熱部材１２等を設けることが可能である。

ｉ几二逝」 上述の如くに構成される本発明に係る照明装置は、一般
照明は勿論、特に、例えば電子写真複写装置等のような
事務機器の原稿読取り装置に好適に使用し得る、好まし
くは細長形状とされる放電管を備え、安定した確実な初
期点灯を達成することができ且つ立上がり時間が短かく
、更には高輝度、長寿命であるという特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従った照明装置の一実施例の斜視図
である。 第２図は、第１図の装置の側面図である。 第３図は１本発明に従った照明装置の他の実施例の斜視
図である。 第４図は、本発明に従った照明装置の更に他の実施例の
斜視図である。 第５図は、第４図の装置の側面図である。 第６図は、放電管の管壁温度と立上り時間との関係を示
すグラフである。 第７図は、本発明に使用される照明装置の概略構成図で
ある。 第８図は、照明装置の高周波印加手段のブロック図であ
る。 第９図は、本発明が適用される他の照明装置の概略図で
ある。 第１０図は、本発明に係る照明装置を使用した電子写真
複写装置の一実施例を示す概略断面図である。 第１１図は、複写装置における照明装置の作動タイミン
グチャートである。 第１２図は１本発明が適用される更に他の照明跡との概
略図である。 １：放電管 ２．２ａ、２ｂ：電極 ３：高周波印加手段 ｌＯ：放電管加熱手段 １２．１２ａ：加熱部材 １４：加熱電源手段 １６二反射面 第１図 第６図 管壁温度 第７図 第８図 第９図 第１Ｑ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）高周波電磁界により発光する放電管と、該放電管の
   外部に配設された電極と、該電極を介して前記放電管に
   高周波電磁界を付与する高周波印加手段とを具備した照
   明装置において、放電管の外部に且つ該放電管に隣接し
   て放電管加熱手段を設けたことを特徴とする照明装置。 ２）放電管加熱手段は、放電管を部分的に囲包する態様
   で配置されたシート状の電気ヒータ又はセラミックスヒ
   ータから成る加熱部材と、該加熱部材に給電する加熱電
   源とを具備する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３）放電管加熱手段は、放電管を部分的に囲包する態様
   で配置されたシート状導電板から成る加熱部材と、該加
   熱部材に巻付けられた加熱用コイルと、該加熱用コイル
   に低い周波数の高周波電圧を供給する高周波印加手段と
   を有する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４）放電管の電極は放電管の外周囲に配置されたコイル
   であり、該コイルが放電管加熱手段の加熱用コイルとし
   ても使用され、該加熱用コイルに供給される高周波電圧
   の周波数は、放電管を点灯するときの高周波電圧の周波
   数より小さい周波数とされる特許請求の範囲第３項記載
   の装置。 ５）放電管は細長形状とされる特許請求の範囲第１項か
   ら第４項のいずれかの項に記載の装置。