JPH0754398B2 - 原稿読み取り光源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複写機等の光学機器に用いられる原稿読み取
り光源装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、無電極放電ランプは小型で高出力、長寿命と
いった特長を有するため、各所で研究開発されている。
その用途例は様々であるが、例えば、電子複写機やファ
クシミリ等の光学機器の原稿読み取り光源としての応用
も考えられる。

原稿読み取り光源として無電極放電ランプが利用される
背景は次のようである。すなわち、原稿読み取り光源は
光量を必要とするため、現在はハロゲン電球や超高出力
直管型螢光ランプ等が用いられている。しかしながら、
ハロゲン電球は、光量は充分得られるが、寿命が短く、
また耐震性も悪い。さらに、効率が悪いため、発熱が非
常に大で、機器内に強制空冷ファンや熱フィルターを必
要とし、且つ事故対策等でコストも高くなる。

一方、超高出力直管型螢光ランプでは、ハロゲン電球に
比べ効率が良く、発熱量が少ないことや寿命が長いとい
った特長はあるが、逆に光量が充分得られないといった
問題がある。それというのも、螢光ランプの光出力は、
ランプ内部にあるフィラメント電極の制約を浮け、許容
電流以上の電流を流すと、フィラメントが断線すること
は一般によく知られており、その為、電極を大きく、即
ちランプ径を太くしたり、複数本のランプを並べて配置
する等により、所望の光量を得るようにしている。しか
し、このような手段をとると、光源部のスペースが大き
くなり、また、光学的設計も容易ではないといった大き
な問題がある。

このような従来の光源に対して、先に述べた無電極放電
ランプでは、ランプ内部に電極がないことから、電極に
よる制約がなく、高出力化および小型化可能である。ま
た、ランプ内壁に螢光材料を塗布し、ランプ内部にアル
ゴン等の希ガスおよび水銀等の金属を封入した無電極螢
光ランプを用いると、効率が良く、発熱量も少ない。さ
らに、従来の直管型螢光ランプのように、両管端電極近
傍における光の減退もなく、ランプ管軸方向の光の均一
性にも優れるといった様々な特長を有する。

第３図は上述の如き無電極螢光ランプを用いた原稿読み
取り光源装置を示すもので、無電極螢光ランプ１は、互
いに平行する２つの直管部を有し、その直管部の両端付
近でそれぞれ連通して周回する放電路を形成するバルブ
２と、その周回放電路に沿って配設された誘電コイル３
とより成り、また、輝度を必要とすることから、いわゆ
るアパーチャー型であり、バルブ２の内壁面には酸化チ
タン等の反射膜４および螢光体５が、内壁面の一部を開
口部６として残して被着されており、バルブ２の内部に
はアルゴン等の希ガスおよび水銀等の金属が封入されて
いる。また、バルブ２には同一放電空間の一部に排気管
７が設けられており、ランプ１の最冷部としている。こ
の最冷部の温度、即ち最冷点温度によりランプ１内水銀
蒸気圧が決まり、この水銀蒸気圧はランプ１の光出力に
大きく影響する。そして、この光出力と最冷点温度との
関係は、第４図に示すようであり、光出力を最大にする
最適な最冷点温度が存在することは、よく知られてい
る。なお、図中、８は高周波（通常、数MHz〜数十MHz）
発振回路部、９は電源部、10は高周波発振回路部８より
の高周波電力をランプ１にに伝送するケーブルである。

第５図は上記光源装置を複写機に用いた例を示す概略構
成図で、図中、11は複写機本体、12原稿台、13は反射
鏡、14は感光体ドラムやCCD（charge coupled device）
などの受光部であり、ランプ１を固定する光源ユニット
ケース15は原稿台12と一定距離を保ちつつ、図において
左右方向に移動するように複写機本体11に配置されてい
る。

このように構成された原稿読み取り光源装置において
は、発振回路部８よりの高周波電力がケーブル９を伝送
してコイル３に供給される。それによって、バルブ２内
の水銀ガスが高周波電磁界により励起され紫外線を放射
する。その紫外線が螢光体５により可視光に変換され開
口部６より外部に放射される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような原稿読み取り光源装置には次
のような問題点がある。

無電極放電ランプ１を点灯させると、ランプ１内の過剰
水銀は、最冷部である排気管７の付近に凝集する。そし
て、一度消灯後、再点灯させると、排気管７に凝集して
いた水銀は、ランプ１の温度上昇に伴いランプ内水銀の
飽和蒸気圧が上昇するにつれ蒸発する。この時、水銀の
ランプ１内拡散は瞬時に起こらないため、ランプ１内で
排気管７付近の放電空間からの紫外線放射が他の放電空
間よりも強く、光出力の不均衡現象を生じる。従って、
ランプ１の長手方向の配光分布に傾きを持つことにな
る。

ここで、排気管７をランプ１長手方向の中央部付近に設
けると、その長手方向の配光不均一性は改善されるが、
そのかわり上述の如き直管バルブ２を互いに平行に配置
し、それぞれの両端付近で放電空間を連通させた形状の
ランプ１では、バルブ2,2間に光出力の差が生じること
になる。

また、点灯中の過剰水銀は、ランプ１の内部から排気管
７（最冷部）へ集まってくるが、その場合、排気管７か
ら遠い部分に点灯前凝集していた水銀が到達するには、
かなりの時間を要し、その間、ランプ１よりの光出力お
よび配光分布は変動し、原稿読み取り光源としては大き
な問題であった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、点灯時から光出力の安定時迄の時間を短
かくし、その過程における光出力および配光分布特性を
改善した原稿読み取り光源装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、少なくとも互いに平行する２つの直管部を有
し、その直管部の両端付近でそれぞれ連通して周回する
放電路を形成するバルブと、その周回放電路に沿って配
設された誘導コイルとより成る無電極放電ランプと、該
ランプに高周波電力を供給する回路部とを備えた原稿読
み取り光源装置において、前記２つの直管部にそれぞれ
対向するように、バルブ内と同一空間を形成する突起を
設けると共に、連通部の内径を直管部の内径よりも細く
したことを特徴とするものであり、また、前記連通部の
内径を細くする代わりに、連通部の外側に加熱手段を設
けたことを特徴とするものである。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る無電極放電ランプバルブの一実施
例を示すもので、前記従来の無電極放電ランプと異なる
点は、バルブ２を構成する２つの直管部2a,2bの略中央
にそれぞれ対向するように、バルブ２内と同一空間を形
成する突起としての排気管7a,7bを設けると共に、２つ
の直管部2a,2bをその両端付近でそれぞれ連通する連通
部2c,2dの径を、前記直管部2a,2bの径よりも細くしたこ
とである。

このように構成された無電極放電ランプを点灯すると、
排気管7a,7bに凝集していた水銀がバルブ２内の温度上
昇に伴い蒸発する。ここで、バルブ２内の温度について
は、直管部2a,2bに対して連通部2c,2dの方が管径が細い
ので、高くなっている。従って、一方の排気管7aに凝集
していた水銀蒸気は対応する直管部2aに拡散し、他方の
排気管7bに凝集していた水銀蒸気は対応する直管部2bに
拡散すると共に、連通部2c,2dはその内部温度が直管部2
a,2bに対して高いので、もし一方の排気管7aの温度が他
方の排気管7bの温度より何らかの影響で高くても、直管
部2aに拡散した水銀で過剰水銀は連通部2c,2dを通って
拡散し、他方の排気管7bに凝集するには非常に時間がか
かり、本発明に係る原稿読み取り光源装置のような使用
（連続数十時間〜数百時間以上の点灯がないような）に
おいては、両排気管7a,7bに凝集していた水銀はそれぞ
れ直管部2a,2bに拡散し、過剰水銀も両排気管7a,7bに凝
集すると言ってもよい。つまり、一方の直管部2aの放電
空間における水銀蒸気の拡散、凝集は対応する排気管7a
の温度に依存し、また、他方の直管部2bの放電空間にお
ける水銀蒸気の拡散、凝集は対応する排気管7bの温度に
依存し、それぞれで安定すると言える。

従って、かかるランプを点灯させた場合の水銀の拡散・
凝集現象は、両直管部2a,2bで同じように起こるので、
点灯初期の光量安定性および配光分布特性は、従来のラ
ンプに比べ大きく改善される。

次に、第２図は本発明に係る無電極放電ランプバルブの
異なる実施例を示すもので、前記実施例と異なる点は、
連通部2c,2dの径を直管部2a,2bの径と略同じにすると共
に、それぞれの連通部2c,2dの外側にヒータの如き加熱
手段20a,20bを設けたことで、他の構成は前記実施例と
同様であるので、同等構成に同一符号を付すことにより
説明を省略する。

このように構成された無電極放電ランプにおいて、ラン
プ点灯時にヒータ20a,20bにも電流を流して連通部2c,2d
を加熱することにより、前記実施例と同様の効果を奏す
ると共に、ランプ消灯時にも加熱することにより、バル
ブ２内水銀が短時間に排気管7a,7bに凝集するようにな
り、より一層の効果が得られる。

［発明の効果］ 本発明は上記のように、少なくとも互いに平行する２つ
の直管部を有し、その直管部の両端付近でそれぞれ連通
して周回する放電路を形成するバルブと、その周回放電
路に沿って配設された誘電コイルとより成る無電極放電
ランプと、該ランプに高周波電力を供給する回路部とを
備えた原稿読み取り光源装置において、前記２つの直管
部にそれぞれ対向するように、バルブ内と同一空間を形
成する突起を設けると共に、連通部の内径を直管部の内
径よりも細くしたことにより、あるいは連通部の内径を
細くする代わりに、連通部の外側に加熱手段を設けたこ
とにより、ランプ点灯直後の光量安定性や、ランプ長手
方向あるいはそれに直交する方向の配光分布特性が大き
く改善された原稿読み取り光源装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るランプバルブの一実施例を示す平
面図、第２図は本発明に係るランプバルブの異なる実施
例を示す平面図、第３図は従来例を示す斜視図、第４図
は光出力と最冷点温度の関係を示す特性図、第５図は従
来の複写機の光源部を示す概略構成図である。 １……ランプ、２……バルブ、2a,2b……直管部、2c,2d
……連通部、３……コイル、7a,7b……突起、20a,20b…
…加熱手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも互いに平行する２つの直管部を
   有し、その直管部の両端付近でそれぞれ連通して周回す
   る放電路を形成するバルブと、その周回放電路に沿って
   配設された誘導コイルとより成る無電極放電ランプと、
   該ランプに高周波電力を供給する回路部とを備えた原稿
   読み取り光源装置において、前記２つの直管部にそれぞ
   れ対向するように、バルブ内と同一空間を形成する突起
   を設けると共に、連通部の内径を直管部の内径よりも細
   くしたことを特徴とする原稿読み取り光源装置。
2. 【請求項２】前記連通部の内径を直管部の内径よりも細
   くする代わりに連通部の外側に加熱手段を設けた請求項
   １記載の原稿読み取り光源装置。