JP2000223079A - 蛍光ランプおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光放射部から安定した光出力が得ることができ
るとともにちらつきを抑制した蛍光ランプおよび照明装
置を提供する。 【解決手段】本発明の蛍光ランプは、キセノンなどの放
電ガスが封入されるとともに内面に蛍光体層２が形成さ
れた筒状のバルブ１と；蛍光体層２に前記バルブの長手
方向に沿って形成された光投射部５と； この光投射部
５を挟むように前記バルブの中心に対して１８０°以下
の角度範囲内にバルブ１外面に長手方向に沿って形成さ
れた一対の帯状電極４，４と；を具備している。一対の
帯状電極４，４が光投射部５を挟むようにバルブ１の中
心に対して１８０°以下の角度範囲内に形成されている
ので、電極近傍の放電収縮現象が帯状電極の裏側に隠れ
て見えないため、光投射部５を介して投射される可視光
がちらついて見えることが抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バルブ外面に電極
が形成された蛍光ランプおよび照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機などの読取り装置の光源にキセノ
ンを主体とした放電ガスを筒状のガラスバルブ内に封入
し、このバルブ外面に電極を備えた蛍光ランプが使用さ
れつつある。このような外面電極形の蛍光ランプとして
は、例えば特開平５−８９８５１号公報に記載ものが知
られている。この従来技術の蛍光ランプは、バルブの長
手方向に沿って一対の帯状電極が形成されたものであ
る。

【０００３】また、同様の構成を有する蛍光ランプを表
示素子として使用することが例えば特開平５−８２１０
１号公報に開示されている。

【０００４】一方、キセノンを主体とした放電ガスが封
入された筒状のバルブ内にバルブ中心軸に沿った線状の
内部電極を封装し、バルブ外面に内部電極に沿った帯状
電極を形成した蛍光ランプが特表平８−５０８３６３号
公報に記載されている。

【０００５】これら従来技術は、バルブ内面に蛍光体層
が形成されているとともにバルブ内にキセノンを主体と
した放電ガスが封入されており、バルブ外面に電極が形
成されたものであるが、一対の外面電極間または内部電
極および外部電極間に電圧を印加することによってガラ
ス壁を誘電体としたいわゆる無声放電や誘電体バリア放
電と呼ばれる放電が生起され、キセノンガスが放電する
ことによって、キセノン分子から波長１７２ｎｍの紫外
線が放射される。この紫外線が蛍光体を励起すること
で、蛍光ランプは可視光を放射するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の蛍光ラ
ンプは、蛍光体層が形成されていない領域をスリット状
に形成してなるアパーチャーなどの光放射部によって可
視光の放射を一方向とするように使用される。

【０００７】上記従来技術の蛍光ランプは、キセノンガ
スのガス圧を高くすることによってランプ効率を高める
ことができる。

【０００８】しかし、キセノンガスのガス圧を高くする
と放電が収縮する現象が生じ、この収縮によってひげ状
の放電が無数に発生することになる。この現象によって
蛍光ランプの光投射部からの光出力が不安定となり、人
間にはちらつきとして感じられてしまう。

【０００９】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、光放射部から安定した光出力が得ることができる
とともにちらつきを抑制した蛍光ランプおよび照明装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を達成するための手段】請求項１の蛍光ランプ
は、放電ガスが封入されるとともに内面に蛍光体層が形
成された筒状のバルブと；前記蛍光体層に前記バルブの
長手方向に沿って形成された光投射部と； この光投射
部を挟むように前記バルブの中心に対して１８０°以下
の角度範囲内に前記バルブ外面に長手方向に沿って形成
された一対の帯状電極と；を具備していることを特徴と
する。

【００１１】本請求項および以下の請求項において、特
に指定しない限り用語の定義および技術的意味は以下の
とおりとする。

【００１２】バルブは、筒状を有しており、直管状、屈
曲形状または円環状などの形状で形成されたものであ
る。バルブは、ソーダライムガラス、鉛ガラスなどの軟
質ガラスでよいが、要すればホウケイ酸ガラスなどの硬
質ガラス、半硬質ガラス、石英ガラスでもよく、さらに
はガラス以外の材料、例えば透光性セラミックスでもよ
い。要するに透光性および気密性と、蛍光ランプの作動
温度における耐熱性および加工性とを満足する材料であ
れば許容される。

【００１３】放電ガスは、バルブ内で放電生起される組
成が選定されるが、キセノンを含む希ガスを主成分とし
たガスが好適である。この希ガスにはキセノンの他にク
リプトン、ネオン、アルゴンなどを混合して使用しても
よい。キセノンにクリプトンを混合して使用する場合に
は、明るさのちらつきを抑制することができる。

【００１４】キセノンは低圧放電によって発生した波長
１７２ｎｍの紫外線で蛍光体を励起して可視光を放射さ
せる。キセノンを主体とした希ガスの封入圧力は特に制
限されないが、１３３Ｐａ〜２６．６ｋＰａが好適であ
る。

【００１５】また、放電ガスとして水銀蒸気などの金属
蒸気を用いることもできるが、この場合には金属蒸気放
電による蛍光体層の劣化や周囲温度の変化に伴う金属蒸
気圧の変動を考慮する必要がある。

【００１６】蛍光体層は、放電ガスの放電によって放射
された紫外線によって励起され、可視光を放射するもの
が使用され、バルブ内面に直接または間接的に形成され
る。間接的とは、例えばバルブの内面に可視光反射率の
高い金属酸化物粒子を主成分とする反射膜およびまたは
アルミナ微粒子などを主成分とする金属酸化物層の透明
保護層を形成し、その内面側に蛍光体層を形成すること
を含む。

【００１７】蛍光体層に使用される蛍光体としては、３
波長発光形蛍光体、ハロ燐酸カルシウム蛍光体などを使
用することができる。放電ガスがキセノンで蛍光ランプ
を読取り用光源などに使用する場合には、ＬａＰＯ_４：
Ｃｅ，Ｔｂなどの緑色発光蛍光体を使用することもあ
る。

【００１８】さらに、蛍光体層には蛍光体の他に結着剤
や易電子放射性粒子など非蛍光体物質を混合することが
できる。

【００１９】光投射部は、蛍光体層が放射する可視光が
バルブ外方へ投射されるようにバルブの長手方向に沿っ
て形成された領域を意味する。一般的には、光投射部を
蛍光体層の非形成部としたいわゆるアパーチャーとする
と可視光を効率的にバルブ外方へ投射することができる
が、これに限らない。例えば、光投射部を除いてバルブ
内面または外面に反射層を形成して蛍光体層をバルブ内
全周に形成してもよい。さらに、蛍光体層をバルブ内全
周に形成するが、蛍光ランプの使用形態上一方向に可視
光を投射する場合、この一方向に対向した部位を光投射
部と定義することもできる。

【００２０】帯状電極は、バルブ外面に長手方向に沿っ
て導電性材料によって形成されている。この帯状電極
は、アルミニウムなどの導電性金属の薄板またはメッシ
ュをバルブ外面に接着剤によって貼着してもよいし、導
電性ペーストを塗布、乾燥および焼成して形成してもよ
い。なお、帯状電極に導電性金属のメッシュを使用する
場合には、このメッシュを介して電極近傍の可視光のち
らつきが表れない程度に可視光透過率を抑える必要があ
る。

【００２１】帯状電極を一対形成するにあたっては、帯
状電極の一側同士が光投射部を挟むようにするととも
に、バルブの中心に対して１８０°以下の角度範囲内に
形成する。光投射部がアパーチャーまたは反射層の開口
によって形成されている場合には、帯状電極の一側を光
投射部の側縁に合わせることが望ましいが、必須ではな
い。

【００２２】帯状電極は、その外側に透明絶縁被覆を形
成してもよい。この透明絶縁被覆はバルブの外面全周に
形成するのが好ましい。帯状電極が一対の場合には、透
明絶縁被覆がバルブの外面全周に形成されていると両電
極間の絶縁性を向上させることができる。この透明絶縁
被覆は、透明シリコーン樹脂をディップコートし、固化
させる方法や透明フッ素樹脂などの耐熱性に優れた熱収
縮チューブを被着させる方法などで被覆することができ
る。

【００２３】一対の帯状電極間に高周波電圧を印加する
ことでバルブを介していわゆる無声放電が生起される。
内部に封入される放電ガスの封入圧力が一定以上（キセ
ノンガスの場合には１５ｋＰａ以上）となった場合、放
電が収縮してひげ状の放電が生じるようになる。特に、
電極近傍の蛍光体に付近ではこの放電収縮現象が輝度む
らとなって表れるため光出力がちらついてみえる。

【００２４】しかし、請求項１の蛍光ランプは、一対の
帯状電極が光投射部を挟むようにバルブの中心に対して
１８０°以下の角度範囲内に形成されているので、電極
近傍の放電収縮現象が帯状電極の裏側に隠れて見えない
ため、光投射部を介して投射される可視光がちらついて
見えることが抑制される。

【００２５】請求項２の蛍光ランプは、放電ガスが封入
されるとともに内面に蛍光体層が形成された筒状のバル
ブと；このバルブ内に封装された内部電極と；前記バル
ブの長手方向に沿って形成された光投射部と；この光投
射部を含んだ前記バルブの中心に対して１８０°以下の
角度範囲内に前記バルブ外面に長手方向に沿って形成さ
れた帯状電極と；を具備していることを特徴とする。

【００２６】請求項２の蛍光ランプのように、内部電極
を用いる場合には、放電が生起するための他方の電極で
あ帯状電極および光投射部をバルブの中心に対して１８
０°以下の角度範囲内に配設する必要がある。

【００２７】内部電極は、バルブの一端または両端に封
装されたものであり、両端に封装される場合には個々に
独立した電極の他に、バルブ中心軸に沿うように両端に
亘って延設されたものであってもよい。また、バルブの
一端からバルブ中心軸に沿うように封装されたものも含
む。

【００２８】また、帯状電極はバルブの中心に対して１
８０°以下の角度範囲内であれば複数形成しても構わな
い。

【００２９】請求項２の蛍光ランプも請求項１と同様
に、光投射部を介して投射される可視光がちらついて見
えることが抑制される。

【００３０】請求項３は、請求項１または２記載の蛍光
ランプにおいて、前記バルブに分圧で１５ｋＰａ以上の
キセノンを主体とした放電ガスが封入されていることを
特徴とする。

【００３１】放電ガスがキセノンであると周囲温度に影
響することなく安定した輝度で点灯することが可能であ
るため、始動立上り特性を向上させることができるとと
もに、キセノンガスの封入圧力が１５ｋＰａ以上である
のでちらつきの影響を抑えつつ点灯効率を向上させるこ
とができる。

【００３２】請求項４の照明装置は、請求項１ないし３
いずれか一記載の蛍光ランプと；この蛍光ランプを装着
する装置本体と；を具備していることを特徴とする照明
装置。

【００３３】照明装置は、複写機、ファクシミリなどに
用いられる読取り機器や表示装置に使用されるものの
他、一般照明用の装置であってもよい。また、蛍光ラン
プが表示素子として使用される場合には、表示装置とし
ても使用可能である。

【００３４】装置本体に蛍光ランプ点灯装置を備えても
よいが、必須ではない。蛍光ランプ点灯装置は、高周波
電圧を出力するものが用いられ、その出力波形は正弦波
の他にパルス状であってもよい。

【００３５】請求項４の照明装置によれば、請求項１な
いし３の作用を有する照明装置を提供することができ
る。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明する。

【００３７】図１および図２は、本発明の第一の実施形
態である希ガス蛍光ランプを示し、図１は平面図、図２
は拡大断面図である。

【００３８】１は筒状のバルブであり、管外径１２ｍ
ｍ、管長３００ｍｍのホウケイ酸ガラスから成形されて
いる。

【００３９】バルブ１の内面には、ＬａＰＯ_４：Ｃｅ、
Ｔｂ蛍光体を主成分として蛍光体層２が塗布形成されて
おり、内部にキセノンガスが４０ｋＰａ封入され、ピン
チシール部１ａによって封止されている。

【００４０】バルブ１の外面には接着剤層３を介して一
対の帯状電極４，４が被着形成されている。この帯状電
極４，４はアルミニウム製のテープから構成されてお
り、バルブ１の一端側に配設された給電端子（図示しな
い）によって点灯装置（図示しない）に接続されてい
る。

【００４１】５は光投射部としてのアパーチャーであ
り、バルブ１の長手方向に沿ってスリットをなすように
蛍光体層２を塗布することで形成されている。このアパ
ーチャー５のバルブ１の中心に対する開口角θは約６０
°である。

【００４２】一対の電極４，４は、アパーチャー５を挟
むようにバルブ１の中心に対して１８０°以下の角度範
囲内に形成されている。一対の電極４，４は、その対向
する一側縁同士がアパーチャーの開口側縁に一致するよ
うに貼着されており、他側縁がバルブの中心に対してな
す配設角度φは約１７０°である。

【００４３】一対の帯状電極４，４間には周波数３０ｋ
Ｈｚ、電圧２．５ｋＶの高周波電圧が印加される。この
電圧によって、帯状電極間にいわゆる無声放電が生じ
る。

【００４４】本実施形態によれば、アパーチャー５を挟
むように貼着された一対の帯状電極４，４の配設角度が
１８０°以下であるので、無声放電によって帯状電極
４，４の裏面側の放電収縮による無数のヒゲ状放電が発
生してもアパーチャー５側から見て帯状電極４，４の裏
面側の放電部分が直接見えないため、光出力のちらつき
が抑制される。

【００４５】次に、第２の実施形態について図３に基づ
き説明する。なお、第１の実施形態と同一部分について
は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００４６】図３は、本発明の第２の実施形態の希ガス
蛍光ランプの拡大断面図である。

【００４７】６は内部電極であり、直径１．２ｍｍのＮ
ｉ線から構成されている。内部電極６は、バルブ１の中
心軸に沿ってピンチシール部１ａから挿入・封装されて
いる。

【００４８】帯状電極４，４は、アパーチャー５を挟む
ように一対貼着されており、帯状電極４，４はいずれも
接地電位に接続されている。内部電極６には周波数３０
ｋＨｚ、電圧２．５ｋＶの高周波電圧が印加され、この
電圧によって、内部電極６と帯状電極４，４の間にいわ
ゆる無声放電が生じる。

【００４９】なお、本実施形態においては、帯状電極
４，４は一対である必要はなく、配設角度φがアパーチ
ャーを含んで１８０°以下であれば１つまたは３つ以上
であってもよい。

【００５０】本実施形態によれば、一対の帯状電極４，
４の配設角度がアパーチャー５を含んで１８０°以下で
あるので、無声放電によって帯状電極４，４の裏面側の
放電収縮による無数のヒゲ状放電が発生してもアパーチ
ャー５側から見て帯状電極４，４の裏面側の放電部分が
直接見えないため、光出力のちらつきが抑制される。

【００５１】なお、第１および第２の実施形態におい
て、蛍光体層２にアパーチャー５を設けずに、ＴｉＯ_２
微粒子を主成分とする光反射膜をバルブの中心に対する
開口角θが約６０°となるように光投射部を設けてもよ
い。蛍光体層は、光反射膜の内側に蛍光体層を塗布形成
するが、蛍光体層を光投射部にも塗布した場合、光出力
がさらに積分されることでより一層の光出力の安定が実
現できる。この光反射膜付の変形例では、帯状電極の配
設角度が光投射部を含んで１８０°を超えても、光投射
部に蛍光体層が形成されていれば光出力が拡散されるた
め、ある程度のちらつきは緩和されるが明るさの変動を
なくすことはできない。

【００５２】図４は、第３の実施形態としての画像読取
装置を示す概念的断面図である。

【００５３】１１は上記実施形態の蛍光ランプ、１２は
受光手段、１３は信号処理手段、１４は原稿載置面、１
５は反射板、１６はケースである。

【００５４】蛍光ランプ１１の光投射部から出射された
光は原稿載置面１４を介して原稿（図示しない）に向け
て照射される。

【００５５】受光手段１２は、原稿面からの反射光を受
光するように配置されている。信号処理手段１３は、受
光手段１２の出力信号を処理して画像信号を形成する。
原稿載置面１４は透明ガラスからなり、その上に原稿を
載置する。反射板１５は、蛍光ランプ１１から放射され
る光を原稿載置面１４に指向させる。ケース１５は、以
上の各構成要素を収納している。

【００５６】蛍光ランプ１１および受光手段１２と、原
稿載置面１４とは相対的に走査し合う。すなわち、いず
れか一方または双方が反対方向に移動していく過程で受
光手段１２が移動方向に対して直角方向に順次原稿面か
らの反射光を受光していく。本実施形態の画像読取装置
は、複写機、イメージスキャナおよびファクシミリなど
のＯＡ機器などに適応する。

【００５７】

【発明の効果】請求項１の蛍光ランプによれば、一対の
帯状電極が光投射部を挟むようにバルブの中心に対して
１８０°以下の角度範囲内に形成されているので、電極
近傍の放電収縮現象が帯状電極の裏側に隠れて見えない
ため、光投射部を介して投射される可視光がちらついて
見えることが抑制される。

【００５８】請求項２の蛍光ランプによれば、帯状電極
が光投射部を含んでバルブの中心に対して１８０°以下
の角度範囲内に形成されているので、請求項１と同様に
光投射部を介して投射される可視光がちらついて見える
ことが抑制される。

【００５９】請求項３は、バルブにのキセノンを主体と
した放電ガスを分圧で１５ｋＰａ以上封入したので、始
動立上り特性を向上させることができるとともに、ちら
つきの影響を抑えつつ点灯効率を向上させることができ
る。

【００６０】請求項４の照明装置によれば、請求項１な
いし３の効果を有する照明装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態である希ガス蛍光ラン
プの平面図

【図２】図１の拡大断面図

【図３】本発明の第２の実施形態の希ガス蛍光ランプの
拡大断面図

【図４】第３の実施形態としての画像読取装置を示す概
念的断面図

【符号の説明】

１…バルブ、２…蛍光体層、４…帯状電極、５…光投射
部としてのアパーチャー、６…内部電極。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放電ガスが封入されるとともに内面に蛍光
   体層が形成された筒状のバルブと；前記蛍光体層に前記
   バルブの長手方向に沿って形成された光投射部と；この
   光投射部を挟むように前記バルブの中心に対して１８０
   °以下の角度範囲内に前記バルブ外面に長手方向に沿っ
   て形成された一対の帯状電極と；を具備していることを
   特徴とする蛍光ランプ。
2. 【請求項２】放電ガスが封入されるとともに内面に蛍光
   体層が形成された筒状のバルブと；このバルブ内に封装
   された内部電極と；前記バルブの長手方向に沿って形成
   された光投射部と；この光投射部を含んだ前記バルブの
   中心に対して１８０°以下の角度範囲内に前記バルブ外
   面に長手方向に沿って形成された帯状電極と；を具備し
   ていることを特徴とする蛍光ランプ。
3. 【請求項３】前記バルブに分圧で１５ｋＰａ以上のキセ
   ノンを主体とした放電ガスが封入されていることを特徴
   とする請求項１または２記載の蛍光ランプ。
4. 【請求項４】請求項１ないし３いずれか一記載の蛍光ラ
   ンプと；この蛍光ランプを装着する装置本体と；を具備
   していることを特徴とする照明装置。