JPH0519257B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、フアクシミリ用光源、複写機用光
源、液晶のバツクライト用の光源等の光源に用い
られる光源用真空蛍光管に関するものである。

一般に真空蛍光管は、真空に保持された真空容
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に衝突させることによつて
蛍光体が発光するという蛍光表示管の原理を利用
したものである。この真空蛍光管は、比較的低い
消費電力できわめて明るく照度を高くとれること
と、平面状の光源でスペースフアクターがよく、
さらに従来の白熱電球や蛍光灯等の光源よりも寿
命が非常に長い等の特長を有していることから、
液晶表示装置のバツクライト用とかフアクシミリ
送信機の光源、複写機用の光源等に検討されてい
る。

従来のフアクシミリ送信機や複写機の光源とし
ては、蛍光灯が多く使用されていたが下記のよう
な欠点を有していた。

(1) 蛍光灯が高い照度を維持できる期間が短いた
め交換の頻度が高く、そのためにメンテナンス
費用が大になる。

(2) 照度を高くする特殊な蛍光灯のために製造コ
ストが高くなる。

(3) 蛍光灯の両端部は、電極が設けられているた
めに輝度低下がさけられず、均一な照度を得る
には大形化する。そのためにスペースフアクタ
ーが悪くなる。

(4) 蛍光灯は点灯装置を必要とする。

(5) 蛍光灯は、ガス放電管であるためノイズを発
生しやすい。

以上のような欠点があるために、蛍光灯を光源
とするメンテナンスが面倒であると共に装置の大
形化がさけられないという問題点がある。

そこで本出願人は、従来の蛍光表示管の原理を
利用した光源である真空蛍光管を考案して出願し
てある。この先願である真空蛍光管をフアクシミ
リ送信機用光源として用いた場合を第１図第２図
に示す。

第１図は、フアクシミリ送信機用光源の平面図
であり第２図は、要部拡大断面図である。

１は、真空蛍光管の真空容器である。この真空
容器１は、絶縁性を有するガラスで形成された基
板１ａと該基板１の周囲に立設した側面板１ｂと
該側面板１ｂ上で前記基板１ａに対面する前面板
１ｃから箱形に構成されており、真空容器内は高
真空状態に密封、封着されている。前記ガラスで
形成された基板１ａの表面にはAl薄膜による陽
極導体２が被着されている。陽極導体２のほぼ中
央の長手方向にはスリツト３が形成され、この部
分にはAl陽極導体が削除されている。前記陽極
導体２の表面に蛍光体層４が被着されている。前
記陽極導体２と蛍光体層４で陽極が構成されてい
る。また蛍光体層４に対面してフイラメント状陰
極５が張架配設されている。前記陽極導体２およ
び陰極５に電気的に接続している外部端子６，７
が真空容器を貫通して配設されている。しかし
て、光源として使用するときは、前記外部端子６
を介して陽極導体２に陽極電圧を外部端子７を介
して陰極５に陰極電圧を印加すると、陰極５のヒ
ータが加熱して陰極５の表面から熱電子が放出
し、陽極に引張られて蛍光体に衝突し蛍光体を発
光させる。発光した光は、透光性を有する前面板
１ｃを通して原稿面８を照射し、スリツト３を通
りレンズ９ａで集光されてセンサー９ｂで光電変
換される。

第３図は、液晶表示装置用のバツクライトの光
源である。この光源もガラスで形成された基板１
ａと側面板１ｂと前面板１ｃから箱形の真空容器
１が構成されている。このガラスの基板１ａ上に
Al薄膜による陽極導体２を配設し、陽極導体２
の表面に蛍光体層４がほぼ全面に形成されてい
る。前記陽極導体２と蛍光体層４で陽極が構成さ
れている。この蛍光体層４に対面してフイラメン
ト状陰極５が配設される。

しかして、バツクライトとして使用するとき
は、外部端子を介して陽極導体２に陽極電圧を、
陰極５に陰極電圧を印加させると、陰極から放出
された電子が蛍光体層４に衝突して蛍光体を発光
させる。発光した光は、透光性を有する前面板１
Ｃを通して照射させる。

前記真空容器内は高真空状態に保持されてい
る。

第４図は、第１図および第２図に示すフアクシ
ミリ用光源に電圧をかけて光らせたときの基板温
度及び輝度が時間的経過とともにどのように変化
するかを示す予備実験のデーターのグラフであ
る。左の縦軸に基板温度を示し、右の縦軸に光源
の輝度を示し、横軸に経過時間を示したグラフで
ある。

アノード電圧をONしたときの基板温度は32℃
位であるが点灯したとたん基板温度が上がり10分
後にほぼ70℃位まで上つてしまい、その後ほぼ横
ばいであつた。これに対し輝度は初期は8000ft−
Ｌ位はあるが、基板温度が上るのとは逆に輝度は
下つてしまう。10分位経過すると6400ft−Ｌ位に
下りさらに徐々に下り30分経過したら6300ft−Ｌ
位まで下つてしまつた。32分頃から基板に風を送
つて、空冷すると基板温度は、50℃位まで下がり
34分頃から下がる割合がにぶくなり基板温度は、
横ばいとなつたので37分頃からさらに空冷の風の
強度を強くするとさらに温度が下り45℃まで下つ
た。40分で空冷を止めると基板はまた温度が上が
りはじめた。一方輝度は、基板温度が下りはじめ
ると、その逆に上がりはじめ、さらに温度が下が
ると輝度もさらに上がり最高7100ft−Ｌ位まで上
がつた。空冷をやめると輝度は、また下がりはじ
めた。

この予備実験のデーターから真空蛍光管の基板
温度と輝度の間には相関関係があることがわか
る。すなわち、基板温度を低くして蛍光体層の温
度を下げると輝度も高くなり、発光効率がよくな
ることが知見した。

従来の真空蛍光管は、いずれの光源においても
前述したとおりAl薄膜の陽極導体２と、その表
面に被着された蛍光体層４から構成される陽極が
ガラスの基板１ａ上にあり、陽極導体２に陽極電
流を流し、陰極５に陰極電流を流すと陽極導体２
上の蛍光体層４が発光するとともに発熱する。こ
の熱は、基板１ａがガラスのために熱放散が悪い
ので蛍光体自身に蓄熱されてしまい蛍光体層４の
温度が上昇して発光効率が著しく下がり正常値の
１／３〜1/4になる。発光効率が下がると輝度が下が
り、原稿面での照度が低くなり、かつ消費電力が
大きいという問題点があつた。

さらに蛍光体層の発熱は、ガラスの基板１ａに
も蓄熱し、基板温度が上がる。そのために基板１
ａが前面板１ｃに比べ膨張する割合が大きいた
め、真空蛍光管の長さ方向に反りの現象が発生す
る。従つてフイラメント状陰極と陽極間の距離が
変つてガラスの基板１ａの長経方向の中間部分の
発光が弱くなり、さらに原稿面と蛍光体層間の距
離が場所によつて違つてくるために原稿面で照度
ムラが生じるという問題点もあつた。バツクライ
トにおいても輝度むらが生じたり、輝度が低いと
いう問題点が存在していた。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもの
であり、陽極が配設される基板の熱放散をよくす
ることにより、蛍光体の温度を下げて発光効率を
上げかつ輝度も高くすることが可能で、さらに反
りによる照度ムラを防ぎ安定した長寿命の光源用
真空蛍光管を提供することを目的とするものであ
る。

本発明の目的を達成するために本発明の構成
は、基板と、該基板の周囲に立設した側面板と前
記基板に対面した前面板により箱形の真空容器を
形成し、この真空容器内に少なくとも蛍光体なら
びに陰極が配設され、この陰極より放出される電
子を蛍光体に衝突させて発光させる真空蛍光管に
おいて、真空容器の構成部品の側面板及び基板の
うち少なくとも基板は導電性金属板で形成され、
この導電性金属板の内表面上に直接蛍光体が被着
されて陽極を構成したことを特徴とする。以下、
図面に示す実施例によりこの発明の光源用真空蛍
光管を説明する。

第５図に示す第１実施例は、バツクライト用光
源である。この光源の真空容器は、ガラスの前面
容器１０と金属板で形成された基板１１から構成
され、真空容器内は、真空に保持されている。前
面容器１０は、透光性を有するガラスの前面板１
０ａの周囲にガラスの側面板１０ｂからなる枠体
が固着されて構成されている。この前面容器１０
は、製造工程中で加熱されるので300〜500℃位の
耐熱性と光が透過する透光性を有しておればガラ
スに限らず透光性セラミツクなどを用いてもよ
い。

基板１１は、熱伝導性のよい金属材料でかつ前
記前面容器１０の材料であるガラスの膨張係数と
ほぼ等しい値を有することが必要である。この実
施例は、基板材料に導電性金属板を用いた場合で
あり、金属の一例としてはNiが42％、Crが６％、
残りはFeを主成分とする、426合金がある。426
合金の他Cr合金や18Cr合金やFe−Ni合金等でも
よい。これらの合金はガラスとほぼ同じ膨張係数
を有する。前記合金は導電性を有しているので従
来のように陽極導体を設ける必要がなく第５図に
示すように金属の基板１１を陽極導体として作用
させ、前記基板１１に直接蛍光体層１４を印刷法
等によつて被着形成させる。そして前面容器１０
内にフイラメント状の陰極１５を配設する。前記
金属の基板１１を前記ガラスの前面容器１０とを
ガラス封着材Ｒで封着したのち図示しない排気管
から排気することにより真空容器内は高真空状態
に保持する。また金属の基板１１に接続して外部
端子１６を配設する。

この実施例の構造は以上説明したように基板１
１を高熱伝導材料の一つである金属板で形成し、
この金属板上に直接蛍光体層１４を形成したので
蛍光体層１４の発熱は金属の基板１１に速かに伝
導する。金属の基板１１の裏面は、真空容器の外
側に現われているものでこの部分を冷却すること
により基板１１の温度を下げることができる。基
板１１の温度が下がることにより蛍光体層１４が
発生する熱を基板１１に伝導し、その基板１１を
裏面より冷却するので蛍光体層１４の温度を下げ
ることができる。従つて蛍光体層１４の温度消光
を防ぎ発光効率をよくし、輝度を上げることがで
きる。

第６図に示す第２実施例は、フアクシミリ送信
機用光源である。この真空容器は、第１実施例と
同様に金属の基板１１とガラスの前面容器１０か
らなり、該前面容器１０は透光性を有するガラス
の前面板１０ａと該前面板１０ａの周囲に固着さ
れている４枚のガラスの側面板１０ｂから構成さ
れている。基板１１は、426合金、13Cr合金、
18Cr合金、Fe−Ni合金等ガラスの熱膨張係数と
ほぼ等しい高熱伝導材料の金属板によつて形成さ
れている。金属の基板１１には長さ方向に複数の
補助エンボスを配設して該基板１１の機械的強度
を補強する。また基板１１の長手方向に透孔１３
を穿設してスリツトを形成し該透孔１３の裏面に
透光性のガラス板をガラス封着材により封着して
透光性窓部１２を配設する。金属の基板１１の一
部は、外部端子１６を形成し真空容器外へ延出す
る。金属の基板１１の内側には基板１１を直接陽
極導体とし、この基板１１の表面に蛍光体層１４
を直接被着配設するとともに蛍光体層１４に対面
してフイラメント状の陰極１５を配設する。陰極
１５の外部端子は、導電性を有する金属の基板１
１と絶縁して真空容器の外側に延設する。前記前
面容器１０と金属の基板１１を気密に封着し内部
を真空にする。

このフアクシミリ用光源は、以上説明したよう
に構成されているのであるが使用方法は、第２図
に示す従来例と同様であるので説明を略する。こ
の場合も蛍光体層１４の発熱を金属の基板１１に
伝導させ、該基板１１を裏面より冷却することに
より蛍光体１４の温度を下げて蛍光体の温度消光
を防ぎ発光効率がよく、輝度が高い光源が得られ
るので原稿面の照度も高くできるというすぐれた
効果を生ずる。また温度変化による反りを防止で
きるので照度ムラを少なくできる。

第７図に示す第３実施例は、金属の基板１１が
基板１１ａと４枚の側面板１１ｂの内少なくとも
対面する２枚から構成された例である。前記基板
１１は、基板１１ａと側面板１１ｂの２辺かなる
コ字形状か、または基板１１ａと４辺の側面板か
らなる箱状に形成される場合がある。従つて前面
容器１０は、前者の場合は前面板１０ａと側面板
１１ｂの一部からなるコ字形状であり、後者の場
合は前面板１０ａのみで構成されることになる。
前記基板１１ａのほぼ中央部付近の長手方向に透
孔を穿設してその裏面に透光性ガラス板を封着し
て透光性窓部１２を形成するのは第２実施例と同
じである。この基板１１の底面に蛍光体１４を被
着し、蛍光体に対面してフイラメント状陰極１５
を張架配設する。その後ガラスの前面容器１０と
金属の基板１１を封着材で封着させる。この実施
例では基板１１が少なくも側面板１１ｂの一部を
一体に形成してあるので、外気と接する面積が多
く、冷却効果がより大きくなるし、また基板１１
の形状がコ字形又は箱形であるのでエンボスを設
けなくても強度が大であり変形が防止される。

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、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である。

例えば、基板は、金属の他にBeO，Al₂O₃，
MgO等の高熱伝導材料と金属との複合材等とも
含むものである。

本発明は、以上説明したように、真空容器の一
部である基板を高熱伝導材料の金属板により構成
したので、陽極での発熱を基板を介して放散さ
せ、さらにその外壁を冷却することにより、陽極
の蛍光体の温度を下げることができる。したがつ
て蛍光体の温度を下げ温度消光を防ぐことがで
き、発光効率の向上と高輝度の発光を保持するこ
とができる効果がある。またこの発明の光源をフ
アツクス送信機用に使用するときは、原稿面での
照度を高くすることができるとともに長寿命にで
きる効果もある。

さらに基板の熱膨張による基板および真空蛍光
管の反りを防止できるので原稿面照度のムラを防
止できる効果を有する。

また基板材料に導電性を有する金属を使用した
ので、陽極導体を設けることなく、基板に直接蛍
光体層を設けることができ、工程を省略できると
ともに部品を省略し構造を簡単にすることができ
る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のフアツクス用光源の平面図、
第２図は従来のフアツクス用光源の要部を断面し
た説明図、第３図は、従来のバツクライト用光源
の縦断面図、第４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５図は、本発明のバ
ツクライト用光源の実施例の縦断面図、第６図
は、本発明のフアツクス用光源の実施例の縦断面
図、第７図は、フアツクス用光源の他の実施例の
縦断面図である。 １０……前面容器、１０ａ……前面板、１０ｂ
……側面板、１１……基板（陽極）、１２……透
光性窓部、１３……スリツト、１４……蛍光体
層、１５……陰極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板と該基板の周囲に立設した側面板と前記
   基板に対面した前面板により箱形の真空容器を形
   成し、この真空容器内に少なくとも蛍光体ならび
   に陰極が配設され、この陰極より放出される電子
   を蛍光体に衝突させて発光させる真空蛍光管にお
   いて、真空容器の構成部品の側面板及び基板のう
   ち少なくとも基板は導電性金属板で形成され、こ
   の導電性金属板の内表面上に直接蛍光体が被着さ
   れて陽極を構成したことを特徴とする光源用真空
   蛍光管。 ２ 前記基板を構成する導電性金属板が前面板及
   び側面板の材料の膨張係数とほぼ等しい膨張係数
   を有する426合金、13Cr合金、18Cr合金、Fe−
   Ni合金等の金属で構成された特許請求の範囲第
   １項記載の光源用真空蛍光管。 ３ 前記基板に透光性窓部を配設するとともにこ
   の透光性窓部を除く基板上に蛍光体を被着した特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の光源用真
   空蛍光管。 ４ 前記透光性窓部には、透光性材料により気密
   封着した蓋を配設した特許請求の範囲第３項記載
   の光源用真空蛍光管。 ５ 前記基板の一部分に複数のエンボスを配設し
   た特許請求の範囲第１項または第２項または第３
   項記載の光源用真空蛍光管。