JPS63215161A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、種々の用途に適用し得る照明装置に関し、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
稿読取り装置の露光手段等に好適な照明装置に関する。

（従来の技術） 従来より、例えば原稿読取り装置の照明装置として有効
な長尺の光源として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。

ところで蛍光灯は発光光量が小さいので通常は低速用の
原稿読取り装置の照明装置として使用されている。この
蛍光灯を、最近要望されている高速用の原稿読取り装置
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
内部フィラメントを蒸発させ寿命を著しく低下させるば
かりか溶解により断線することもあるので、供給電力の
増大にも限界があり、現実には高速用の原稿読取り装置
には不適である。

一方、ハロゲンランプは発光光量が大であり、高速の原
稿読取り装置の照明装置として使用されているが、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、斯る波長によりもたらされる発熱量が大
きくて１発光効率が悪く、この発熱作用を軽減せしめる
べく冷却装置が余分に必要とされ、装置の小型化、低価
格化を阻む欠点があった。

そこで、本出願人は、上記従来の蛍光灯及びｌ＼ロゲン
ランプの欠点を解決し、発光効率がよくて大光量が得ら
れる装置であって一般の照明用はもちろん、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）。

この照明装置は、１４４図に示すように高周波電磁界が
印加されることにより可視光を発する放電管１０３と、
該放電管１０３外壁に接して、もしくは近くに設けられ
た電極１０２と、該電極１０２に高周波電力を印加する
ための高周波印加手段１０１とを具備し、この高周波印
加手段１０１にて電極１０２に高周波電圧を印加し、電
極１０２から発せられる高周波電磁界が放電管１０３内
の水銀ガスを励起させて紫外線を発生させ、この紫外線
が放電管１０３内壁に塗布された蛍光体に作用すること
で、主に可視光域の光を発生せしめる。このような照明
装置は、電極１０２が放電管１０３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、電極に形状面の
制約が少ないので劣化する度合が極めて少なく、大電力
供給ができ、又劣化した時点で電極を交換することも容
易にできるので、非常に大きな輝度（光量）を得ること
が可能である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら斯かる従来例によると、駆動部である高周
波印加手段１０１と、電極１０２．放電管１０３から成
る負荷側１０４とのインピーダンスの整合性が放電開始
の容易性に影響し不整合状態では点灯が困難であるとい
う問題点を有していた。即ち、第５図に示すように高周
波印加手段１０１から負荷側１０４を見た時のインピー
ダンスＺｏ２、負荷側１０４から駆動側１０１（印加手
段）を見た時のインピーダンス２Ｇ＋が整合状態にない
場合駆動側１０１から供給された高周波電力は負荷側か
らの反射電力となって駆動側１０１に戻ってしまい、第
６図に示すように例えばインピーダンス比Ｚ０２／２０
１が０．８程度まで低下すると駆動側１０１からの供給
電力の約１５％は反射電力として戻ってしまい点灯開始
が不可能となってしまう。

そこで、上記問題点を解消するため、放電開始の前から
放電管］、　０３を面状のヒータ７０７等によって予備
加熱しておき管全体を熱する事により、管内の水銀を励
起し易い状態に保つ対策が案出されている（第７図参照
）、また他の対策として第８図に示すように放電開始時
に瞬間的に大電力（通常の２倍程度）を供給する事によ
り強制的に放電開始可能な電力を供給する手段も案出さ
れている。ところが、上記した前者の対策によると、確
実に点灯はするものの、ヒータ７０７本体が熱せられる
時間、管壁を介して封入ガスに熱が伝わるまでの時間が
必要となり、点灯を遅らせるので、特に瞬時点灯（高速
点灯）が要求される高速複写機等の露光源としては適さ
なく、また常時ヒータにより加熱しておく場合には消費
電力の増大を招くという問題点を有していた。

また、上記した後者の対策によると、確実に点灯はする
ものの、放電立ち上げ時に通常の電力より大きな電力を
供給するため、電力供給の当初は不整合状態で大電力を
供給することとなり、この反射電力が一瞬ではあるが、
駆動側に大きくはね返るため、駆動側の構成部品に劣化
をもたらしたり駆動系の破損を招くおそれを有し、しか
も蛍光体の劣化をも早めるという問題点がある。さらに
、大電力の供給によって、例えばコイル状の電極１０２
から生じでいるサージ電圧が大きくなり装置もしくは外
部に与える影響が大きいという問題点があった。

そこで、本発明は従来技術の上記した問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、大光
量が得られることはもちろん、放電管の放電立上げを容
易にすることで高速点灯が可能で、消費電力が少なく、
しかも長期間の使用に耐える照明装置を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明に係る照明装置は
、高周波電磁界を印加することにより発光する放電管を
有する照明装置において、上記放電管の外壁近傍に、上
記放電管に高周波電磁界を印加する第一の電極と上記放
電管の少なくとも一部に高周波電磁界を印加する第二の
電極とを備え、上記発光に際し上記第二の電極による高
周波電磁界の印加後に上記第一の電極により高周波電磁
界を印加するよう制御して構成される。

（作　　　用） 」二足の構成を有する本発明は、放電管の外壁近傍に、
上記放電管に高周波電磁界を印加する第一・の電極と、
上記放電管の少なくとも一部に高周波電磁界を印加する
第二の電極とを備え、装置点灯に際し前記第二の電極に
より高周波電磁界を印加して局所的に点灯させた後に、
前記第一の電極により高周波電磁界を印加して、容易に
放電管全体を点灯させるようにしたものである。

（実　施　例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る照明装置の一実施例を示し、１は
第一の高周波印加手段、２は第一の電極、３は内壁に蛍
光体を塗付した放電管、４は第二の高周波印加手段、５
は第二の電極である。

６は第一、第二の高周波印加手段としての電源部、７は
第一、第二の高周波印加手段を制御する制御部、８，９
は各々第一、第二の高周波印加手段への電力供給のＯＮ
１０　Ｆ　Ｆを行なうスイッチ素子である。ここで上記
放電管３は通常ソーダガラス又はパイレックスガラスで
形成された直径５〜３０＋ｓｍ、長さ３００ｍｍ程度の
細長形状のガラス管内壁に蛍光体を塗布して構成されて
おり、放電管３内部には水銀ガスの如き放電開始材及び
Ａｔガスの如き電離可能な始動用不活性ガスが数Ｔｏｒ
ｒ封入されている。また、放電管３はその長手方向に沿
って導体線を複数回コイル状に巻きつけた形の第一の電
極２が配設されている。そして、この第一の電極２には
第一の高周波印加手段１より高周波電圧が印加される構
成となっている。このような照明装置は電極に大きな電
力を印加することができ、大光量を得ることができる点
に特徴があり、原稿読取り装置等のように大光量が要求
される装置にとっては好ましいものである。なぜなら、
電極２が放電管３の外部に設けられており、従来の蛍光
灯や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、電極に形状的制限が少なく従って電
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容易にでき電極に大電力を印加する
ことに、よって光量の増大を図ることが可能になるから
である。

以上の構成において、第一の高周波印加手段１より電極
２に印加された周波数Ｉ　Ｍ　Ｈｚ〜１００ＭＨｚ、電
圧Ｖｐｐ２００Ｖ以上、デユーティ比５〜９０％の高周
波電圧により発生した高周波電磁界により放電管３の水
銀ガスの如き放電開始材気体原子が励起され、紫外線（
主として２５３．７　ｎｍ）を発生する。この紫外線は
放電管３内壁に塗布された蛍光体に作用し、可視光域の
光を発光させる。

さらに、本実施例においては放電管３外壁の中央付近に
は第２図に示すように銅等よりなる導体線をうす巻き状
に数回巻いた第二の電極５が配設されており、この電極
５は第二の高周波印加手段４と接続されている。そして
、上記第一の高周波印加手段１は７０Ｗ相当の出力を電
極２に供給し、第二の高周波印加手段４はＬＯＷ相当の
高周波電力を電極５に供給している。

以下に上記構成を有する本実施例の動作について説明す
る。

先ず、電源６を立ち上げた後、制御部７は制御信号をス
イッチ素子９に送出し、スイッチ素子９をＯＮ状態にし
、電源６より第二の高周波印加手段４に電力を供給して
第二の高周波印加手段４より高周波電力（ＬＯＷ相当）
を第二の電極５に供給する。すると、第二の電極５より
高周波電磁界が発せられ、放電管３の第二の電極５の近
傍を発光させる所脂予備放電状態になり、局所的に点灯
する。このように、第二の高周波印加手段４によっであ
る一定時間予備放電を行なった後、制御部７より第二の
電極５からの電磁界発生を停止するためにＯＦＦ信号を
第二のスイッチ素子９に送出し、第二の高周波印加手段
４からの電力の供給を停止させる。そして、この第二の
高周波印加手段４からの電力供給停止と同時に制御部７
より第一のスイッチ素子８へＯＮ信号を送出し、第二の
高周波印加手段ｌより高周波電力（７・ＯＷ相当）を第
一の電極２に供給し主放電状態として放電管の全体を点
灯させる。尚、上記したように予備放電から主放電への
移行のタイミングは、第３図（ａ）に示すように予備放
電終了と同時に主放電へ移行した場合を説明したが、同
図（ｂ）に示すように予備放電終了の前に主放電を行う
ように制御してもよい。

以上説明したように、本実施例においてはインピーダン
スの不整合により放電管３全体を放電開始させるために
通常の安定点灯時より数倍大きい電力を必要とする高周
波印加方式の照明装置であっても、放電管３の一部を局
所的に放電させることは小さな電力で可能であることに
着目し、放電管３に予備放電用の第二の電極５を備えて
、点灯前に予め局所的に予備放電をさせておくことによ
り、放電管３を含む負荷側のインピーダンスと駆動側の
インピーダンスの不整合の度合いを軽減することで、点
灯を容易にし、高速点灯を可能とするものである。そし
て、このような制御を用いればインピーダンス不整合に
よる電力の反射による駆動側回路の劣化や放電管３の劣
化も少なく、装置の長耐命化が可能となるばかりか、従
来例に示したようなヒータも不要となり、消費電力の増
大をも招くことはない。

尚、上記実施例では第一、第二の電極にそれぞれ対応し
た第一、第二の高周波印加手段を設けたが、１台の高周
波印加手段から第一、第二の電極に高周波電力を供給す
るよう制御することも可能である。

（発明の効果） 本発明は以上の構成及び作用よりなるもので、放電管を
高周波電磁界を印加することで発光させることにより大
光量が得られるばかりか、第二の電極により放電管の一
部を点灯させた後に第一の電極により放電管の全体を点
灯させるように制御することによって点灯を容易にした
ので、消費電力の増大を低くおさえしかも高速点灯が可
能であり、さらに大電力供給による装置の劣化をなくし
て装置の長寿命化を可能としたという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る照明装置の一実施例を示す構成図
、第２図は第二の電極を示す概略図、第３図（ａ）、（
ｂ）はそれぞれ制御部からの信号と第一、第二の電極か
らの出力を示すタイミングチャート、第４図は従来の照
明装置を示す構成図、第５図は駆動側と負荷側のインピ
ーダンスの関係を示す説明図、第６図はインピーダンス
比と電力反射率との関係を示すグラフ、第７図はヒータ
を備えた従来例を示す構成図、第８図は放電開始時に大
電力を供給する従来例を示す説明図である。 符号の説明 ２・・・第一の電極　　　　３・・・放電管５・・・第
二の電極　　　　７・・・制御部８．９・・・スイッチ
素子 特許出願人　キャノン株式会社　・−１，′１１、代理
人　弁理士　　世　　良　　和　　信　　’１’＝　”
、　、、１「。 代理人　弁理士　　奥　　１）　規　　之　＜（”””
”’、：ぐ′　　゛ ゛・、。 第１図 第３図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ
）−１ヤーーー−を−毅ｌ罰−→−一 ＋＋：、ｍｔｌ　　　　　　　ｆ４７７９１第４図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高周波電磁界を印加することにより発光する放電管を有
   する照明装置において、上記放電管の外壁近傍に、上記
   放電管に高周波電磁界を印加する第一の電極と上記放電
   管の少なくとも一部に高周波電磁界を印加する第二の電
   極とを備え、上記発光に際し上記第二の電極による高周
   波電磁界の印加後に上記第一の電極により高周波電磁界
   を印加するよう制御してなることを特徴とする照明装置
   。