JPS6363064A - 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】 、−Ｉ 本発明は、一般には種々の用途に利用し得る照明装置に
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、本発明は主として其務機器の原稿読
取り装と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。

・−の　　　び４．　古 従来、原稿読取り装２！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ｉｆ要
望されている高速事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）を向トせしめると
、蛍光管内部に設η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４ｍ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、斯る波長によ
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必要とされ、
事務機器の小型化、低価格化が望まれている今日では好
ましい照明？ｃｚｉ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）、第３図に図示される
ように、該照明装置１００は、高周波ＴＩＬ磁界により
発光する放電管１と、該細長形状の放電管１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の外壁に設けられた電極２と、該電極に高周波電力
を供給する高周波印加手段３とを具備する。又は、第４
図に図示されるように、照明装置１００は、第３図のコ
イル状電極２の代りに、細長形状の放電管ｌの両端に又
は両端近傍に、酸化の少ない例えば銅又はステンレス等
とされる導電体にて構成される環状の板電極２ａが用い
られる。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
。

更に説明すれば、第３図及び第４図において、放１！管
１は、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°銀の如き放電開始材及びＡ
ｒの如き不活性ガスが封入される。上記電極？、２ａ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５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からの高岡波電圧を所望の電圧へと
増幅する増幅器６と、に！！輻器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Ｌ
Ｃカプラー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，
２ａ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。

上記第３図〜第５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るという利点を有
する。

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、断る照
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１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小型の冷却装置を用意するだけでよ
〈、場合によって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。

上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、本発明者等の研究実験によると、第３図に図示する
ような、コイル状の電極２を使用し、該電極に高周波電
力を供給し、該電極にて電磁界を発生せしめ放電管に強
力な″ｒｒｔ磁界を与え放′ｉ′ｌ！管を点灯するよう
にした、所謂高電磁界印加型コイル状電極２を使用した
照明装置１００は、高輝度は得られるものの放電管の放
電が負荷インピーダンスの変動により大きく左右され、
更に放電管内の水銀等の励起に要するエネルギーは水銀
の温度にて大きく変動し、放電管が冷却されている場合
には特に大きな電力を必要とし、安定した点灯が得られ
ないという問題、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り、更には
点灯まで相当長い、例えば６秒〜１０秒を必要とする場
合があるという問題を有していることが分かった。更に
又、斯る照明装置は、放電管長手方向に電磁界ムラを生
じ、これが放電ムラの要因となり、放電管長さ方向に沿
った光量が不均一となることを見出した。

一方、第４図に図示するような環状板電極に高電圧を印
加し、放電管内に放電を生じせしめる、所謂電圧印加型
の電極を使用した照明装置は、放電管の放電立上げは容
易に達成され、消費電力も小であるが、高輝度を得にく
いという欠点を有することが分かった。

本発明者等は、斯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、放電管の長手方向に沿って複数個に
分割してコイル状電極を配設し、放電管の点灯に際し先
ず該コイル状電極を介して放電管を加熱するための加熱
電流を供給し１次いで該コイル状電極に点灯のための高
周波電圧を印加することにより従来の問題点を解決し得
ることを見出した。

本発明は斯る新規な知見に基づきなされたものである。

ＵのＵ 本発明の目的は、安定した確実な初期点灯を達成するこ
とのできる高輝度、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、放電管の長手方向の放電ムラ、つ
まり発光光槍ムラをなくした、構造が簡単で低価格の高
輝度、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、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、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。

間　古　　　　るための 上記目的は本発明に係る照明′Ａ２ｔにて達成される。

要約すれば本発明は、高周波電磁界により発光する細長
形状の放電管と、該放電管の長手方向に沿って複数個に
分割して配設されたコイル状電極と、前記コイル状電極
を介して前記放電管に高岡波１ｌｔＩａ界を付与する高
周波印加手段と、前記コイル状電極に放電管を加熱する
ための電流を供給する加熱電源部と、前記放電管の管壁
温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段から
の信号に応じて前記コイル状電極に対する前記高周波印
加手段と前記加熱電源部との接続を切換える電源切換え
部とを具備することを特徴とする照明装置である。

１呈］ 次に、図面を参照して木゛発明に係る照明装置を更に詳
しく説明する。

第１図を参照すると本発明に係る照明装置の一実施例が
示される０本実施例において、照明装置１００Ａの放電
管１の構成は第３図及び第４図に関連して説明した放電
管１と同様であり、より具体的に一例を挙げて説明すれ
ば、通常放電管の直径は５〜３０ｍｍ、長さが３００　
ｍ　ｍの細長形状とされ、この場合には放電管内部にＡ
ｒを数Ｔ。

ｒｒ、更に放電開始材としてＨｇを封入して作製される
０本発明に従えば、放電管ｌの長手方向に沿ってその外
周部に複数個、本実施例では２〜８個に分割されたコイ
ル状電極２ｂが配設される。

各コイル状電極２ｂは、限定されるものではないが、通
常、放電’ｒ？１の概略半周にわたり、数ターン巻回し
て構成され、一般には放電管の寸法、形状にて任意の構
成とされるであろう、第１図の構成の放電管ｌには、第
５図に関連して説明したと同様の高周波印加手段３から
コイル状電極２ｂに通常点灯状態時には周波数が８　Ｍ
　Ｈｚ　−１０Ｍ　Ｈｚ、’７１ｊ、圧がＶＰＰにて２
００Ｖ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、放
電管１が冷却された状態にある初期点灯時には前記コイ
ル状電極２ｂに点灯状７ｇと同じ電圧ｖｐｐにて、ｒｔ
：＋該８　Ｍ　Ｈｚ　〜ｌ　ＯＭ　Ｈｚ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
さない。

本発明に従えば、第１図に図示されるように、高周波印
加手段３の外に、コイル状電極２ｂに放７１ｉ管加熱用
の電力、つまり電流を供給するための加熱用電源部１０
が設けられる。コイル状電極２ｂに対する高周波印加手
段３と加熱用電源部１０との接続切換えは電源切換え部
１１にて行なわれる。

更に説明すれば、本発明に従えば放電管ｌの点灯に際し
、先ず各コイル状電極２ｂには加熱電源部ｌＯから電力
が供給され、それにより該コイル状電極２ｂはヒータと
して動作され、管全体を加熱する。これにより放電管１
は点灯に先立って加熱されることにより、放電管内の水
銀及びＡｒガスの原子及び電子は振動を繰り返し予備的
励起状態となり、放電開始直前の状態となる。

一方、放電管に隣接して配置された温度検出手段にて放
電管の管壁温度が検知され、所定温度に達したことが検
知されると、該信号が電源切換え部１１に送信され、コ
イル状電極２ｂに対する加熱電源部１０の接続が断たれ
、電極２ｂは高周波印加手段３に接続される。これによ
り、予備的に励起状態とされていた水銀、Ａｒは完全に
励起状態とされ、放ｆｔ管１は直ちに点灯し、高輝度発
光を達成し得る。上記説明にて理解されるように。

コイル状電極２ｂへの高周波電力供給時には該電極２ｂ
への加熱用電力の供給は停止されるが、該電極２ｂへの
加熱用電力の供給はそのまま所定時間の間継続して供給
し続けることも可能である。

第２図は、放電管の管壁温度（Ｔ）、電極２ｂへ印加さ
れる放電開始電力（Ｐ）及び放電管からの発光量の関係
を示す、ここで、管壁温度ＴはＴｏ＜Ｔ１＜Ｔｚであり
、放電開始電力ＰはＰｏ＞ｐ、＞ｐ！である。放電管の
管壁温度の上昇と共に放電開始電力は小さくて済むこと
が理解されるであろう、換言すれば、放電管を加熱し、
例えば管壁温度をＴｚとすればＰｚ以上の電力を供給す
ることにより放電管はすみやかに放電を開始する。

更に具体的に数値を上げて説明すれば、例えば、放電管
の直径が２５ｍｍ、長さが３００　ｍ　ｍの場合で、放
電管内部にＡｒを数Ｔｏｒｒ、更に放″ＦＬ開始材とし
てＨｇを封入して作製された第１図の構成の放電管１を
使用した照明装置においては、コイル状電極２ｂは４個
配設され、先ず加熱電源部１０から各コイル状電極２ｂ
に電圧５０Ｖ、′￥１ＩｉｌＡが供給され、放電管１の
管壁は例えば２０〜６０℃に加熱される０次いで、高周
波印加手段３が作動され、コイル状電極２ｂに周波数が
１０ＭＨｚ、’ｌ圧がＶＰＰにて１００Ｖ、高周波パル
スのデユーティ比が５０％とされる高周波電力が印加さ
れる。これにより、良好な且つ高輝度の点灯が達成され
る。

更に、本発明によれば、コイル状電極２ｂは放電管ｌの
長さ方向に沿って個別に複数個配設されているために、
第６図に図示されるように、従来に比較し、放電ムラが
少なくなることにより放電管の長さ方向に沿った光値ム
ラが解決され一様となる。

本照明装置を複写装置等の原稿読取り装置に使用した場
合には、上述のようにして照明装置が点灯した後通常の
コピー動作が行なわれる。コピー動作が終了すると、高
周波印加手段もＯＦＦとされる０次に、ひきつづきコピ
ー動作が行なわれる場合には、照明装置は前回と同様に
電極に加熱用電力を供給した後高周波電力を供給して放
電管を点灯しても良いが、連続コピー等のように放ＴＩ
ｔ管の消灯時間が短い場合には、放電管の管壁温度の低
下は少なく電極への加熱用電力の供給工程は省略するか
、又は極めて少なくすることができる。

兄」ＬＬｊＬ里 」二連の如くに構成される本発明に係る照明装こは、一
般照明は勿論、特に、例えば電子写真複写装置等のよう
な水耕機器の原稿読取り装置に好適に使用し得る。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
ＯＲ度、長寿命であるという４￥艮を有する。更に１本
発明の服用装置は、構造が簡単で、製造コストが低床で
あるという利益もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に従った照明装置の一実施例を示す概
略図である。 第２図は、放電管の管壁温度、放電開始電力及び発光光
量の関係を示すグラフである。 第３図及び第４図は、従来の照明装置の概略構成図であ
る。 第５図は、従来の高周波印加手段の一例を示すブロック
図である。 第６図は、従来の照明装こと本発明の照明装との放電管
の長さ方向に沿った発光光量を示すグラフである。 ｌ：放電管 ２：高電磁界印加型電極 ２ｂ＝コイル状電極 ３：高周波印加手段 １０：加熱電源部 １１ニスイツチング素子 １２：温度検出手段 第１図 第２図 ２ＰＩＰＯ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）高周波電磁界により発光する細長形状の放電管と、
   該放電管の長手方向に沿つて複数個に分割して配設され
   たコイル状電極と、前記コイル状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、前記コ
   イル状電極に放電管を加熱するための電流を供給する加
   熱電源部と、前記放電管の管壁温度を検出する温度検出
   手段と、前記温度検出手段からの信号に応じて前記コイ
   ル状電極に対する前記高周波印加手段と前記加熱電源部
   との接続を切換える電源切換え部とを具備することを特
   徴とする照明装置。