JPH09161726A - 希ガス放電灯および照明装置ならびに画像読取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冷陰極に偏位が生じても始動特性が安定し、確
実な始動を可能とした希ガス放電灯およびこれを用いた
照明装置を提供する。 【解決手段】両端に電極２ａ、２ｂが封装されるととも
に、内部に希ガスが封入されたバルブ１の外面に、一端
が電源に接続された補助電極６を管軸方向に沿って配置
し、この補助電極６の他端にバルブ１の周方向に沿って
伸びる導電部材７を設けたことを特徴とする希ガス放電
灯である。上記構成によると、補助電極６の先端にバル
ブの周方向に伸びる導電部材７を設けたから、電極２ｂ
がバルブ中心から偏位しても導電部材７から遠ざかるこ
とがない。このため電極２ｂと導電部材７の距離を一定
以下に保つことができ、始動特性のばらつきを少なくす
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バルブ内にネオンやキ
セノンなどの希ガスを封入してなる希ガス放電灯および
照明装置ならびにこれを用いた画像読取り装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、各種ＯＡ機器、例えば画像読取り
装置の光源として希ガス冷陰極放電灯が使用されてい
る。希ガス冷陰極放電灯は発光効率が高く、少ない消費
電力で明るい光が得られ、光源を細長く形成できるので
所定の幅を有する紙面を走査する必要のある画像読取り
装置の光源に用いて有利である。しかも、希ガス冷陰極
放電灯はバルブ内にネオン（Ｎｅ）やキセノン（Ｘｅ）
などの希ガスを封入してあるから周囲の温度状況による
輝度の変化が少ないといった利点もある。

【０００３】ところで、この種の光源としては、画像を
鮮明に読取るために光源から発せられる光の輝度を高く
することが要請されている。この種の希ガス放電灯で輝
度を高くするには、封入されるネオンやキセノンの封入
ガス圧を高くする必要がある。

【０００４】しかし、希ガスの封入圧を高くすると、始
動電圧が高くなるという問題がある。すなわち、一般
に、希ガス放電灯は、封入した希ガスが電離し難いとい
う傾向があり、よって水銀を封入した蛍光ランプに比べ
て始動性がよくないという問題がある。加えて希ガスの
封入圧を高くすると益々始動電圧が高くなる。

【０００５】また、希ガスの封入圧を高くすると、点灯
中に陽光柱が絞られて細くなり、このように細くなった
陽光柱はバルブ内で歪みや揺れ（スネーク現象）を起こ
し、放電が不安定になるという問題もある。

【０００６】このような始動性およびスネーク現象の問
題を解決するため、バルブ外面に管軸方向に沿って補助
電極を付設するという提案がなされている。つまり、バ
ルブの外面に管軸方向に沿って導電性テープなどからな
る補助電極を形成し、この補助電極の一端を電源に接続
する。このようにすると、バルブの両端に封装した冷陰
極および上記補助電極に始動電圧を印加すると、まず一
方の冷陰極とバルブ外面に形成した補助電極の先端との
間で局部的な放電が誘起され、これによりバルブ内に多
量の電子が供給され、上記局部的放電がバルブの中央部
に向かって延びて全面放電に成長する。したがって、補
助電極が放電を誘発し、容易に始動させるようになり、
始動電圧を引き下げることができるものである。

【０００７】また、上記のようにバルブの外面に管軸方
向に沿って補助電極を設けると、安定点灯中に陽光柱が
この補助電極に引き寄せられるようになり、バルブの中
心線から偏位するが陽光柱の歪みや揺れ（スネーク現
象）が防止され、放電が安定するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の場
合、バルブの外面に設けられた補助電極はバルブの外面
に帯または線状に添設されているため、一方の冷陰極の
近傍まで延ばされているもののバルブの外面の一方に偏
って形成されている。

【０００９】これに対し、一方の冷陰極は、本来、バル
ブの中心位置に設置されるからこの冷陰極と補助電極の
先端は一定の距離を保っている筈であるが、バルブの端
部に封装される冷陰極は、封止過程でバルブの中心から
偏位することがあり、また封止後に振動や衝撃を受けて
電極軸や内部リード線が曲り、これにより陰極がバルブ
中心から偏位することもある。そして、冷陰極の偏位方
向が上記バルブの外面に設けられた補助電極側に近ずく
と、冷陰極と補助電極の距離が短くなるので始動が容易
になり、逆に冷陰極の偏心方向が補助電極から遠ざかる
と、冷陰極と補助電極の距離が長くなるため始動し難く
なる。

【００１０】しかし冷陰極に上記のような偏位が生じる
場合、その方向は一定でなく、したがってこのような偏
位が生じるとランプ毎に始動特性のばらつきが発生する
という不具合がある。

【００１１】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、冷陰極に偏位が生
じても始動特性が安定し、確実な始動を可能とした希ガ
ス放電灯およびこれを用いた照明装置を提供しようとす
るものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、両端に電極が封装されるととも
に、内部に希ガスが封入されたバルブと；上記バルブの
外面に管軸方向に沿って配置され、一端が電源に接続さ
れた補助電極と；上記補助電極の電源接続側端部と反対
側の端部に設けられ、バルブの周方向に沿って伸びる導
電部材と；を具備したことを特徴とする希ガス放電灯で
ある。

【００１３】請求項１の発明によると、補助電極の先端
にバルブの周方向に伸びる導電部材を設けたから、内部
の電極がバルブ中心から偏位してもその偏位方向に導電
部材が存在し、よって電極が導電部材から遠ざかること
がない。このため電極と導電部材を一定距離以下に設置
することができ、放電の起動特性が安定し、始動性のば
らつきが少なくなる。

【００１４】請求項２の発明は、導電部材がこれに近接
する一方の電極に対して側面視で重なる位置に形成され
ていることを特徴とする請求項１の希ガス放電灯であ
る。導電部材がこれに対向する一方の電極に対して側面
視で重なる位置に形成されているから、電極と導電部材
を近付けて設置することができる。

【００１５】請求項３の発明は、導電部材はバルブの周
方向に沿って２７０°以上に亘り形成されていることを
特徴とする請求項１または請求項２に記載の希ガス放電
灯である。

【００１６】導電部材はバルブの周方向に沿って２７０
°以上に亘り形成されているから、電極がバルブ中心か
らどの方向に偏位しても電極と導電部材を一定距離以内
に設置することができる。

【００１７】請求項４の発明は、導電部材は、バルブの
外面に導電性粘着テープを接着して構成されていること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一に記
載の希ガス放電灯である。

【００１８】導電部材は導電性粘着テープで形成されて
いるから、導電部材をバルブの外面に容易に形成するこ
とができる。請求項５の発明は、導電部材は、バルブの
外面に導電性箔を添設して構成されていることを特徴と
する請求項１ないし請求項３のいずれか一に記載の希ガ
ス放電灯である。

【００１９】導電部材は導電性箔にて形成されているか
ら、導電部材をバルブの外面に容易に形成することがで
きる。請求項６の発明は、導電部材の外面は絶縁処理さ
れていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のい
ずれか一に記載の希ガス放電灯である。

【００２０】導電部材の外面は絶縁処理されているか
ら、周囲の導電部材に触れて短絡する等の不具合が防止
される。請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６の
いずれか１に記載された希ガス放電灯と；この放電灯を
収容し、この放電灯の管軸方向に沿って伸びるほぼ樋形
状に形成された反射体と；を備えたことを特徴とする照
明装置である。

【００２１】請求項７の発明によれば、始動特性が安定
するとともに点灯中の放電も安定し、しかも輝度が高い
照明装置を提供することができる。請求項８の発明は、
上記照明装置を用いたことを特徴とする画像読取り装置
である。

【００２２】請求項８の発明によれば、始動特性が安定
し、かつ点灯中の放電も安定し、輝度が高く、したがっ
て鮮明な画像読取りが可能になる画像読取り装置を提供
することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面に示
す一実施例にもとづき説明する。図１はネオングロー放
電灯を示し、図において１は、細長いガラスチューブか
らなるバルブである。このバルブ１は内径が１．０〜１
０．０mmに形成されており、具体的には内径４．７mm
（外径５．８mm）に形成されている。また、このバルブ
１は、バルブ長が５０〜１０００mm、具体的には２５５
mmとされており、このバルブ１の両端部には冷陰極２
ａ，２ｂが封装されている。冷陰極２ａ，２ｂは、例え
ばニッケルからなる筒形の電極本体２１に電極軸２２を
接合して構成されており、この電極軸２２がバルブ１の
端部に機密に封着されたジュメット線３，３を介して外
部リード線４，４に接続されている。

【００２４】バルブ１の内面には、蛍光体被膜５が形成
されており、かつバルブ１内にはネオン（Ｎｅ）を主体
とする希ガスが封入されている。希ガスは全てネオンで
あってもよいが、始動を良好にするために、若干のアル
ゴン（０．５％以下）を加えてもよい。ネオンは６０〜
１００Torrの圧力範囲で封入されており、本例の場合は
１００Torrの封入圧となっている。

【００２５】上記バルブ１の外面には、管軸方向に沿っ
て長尺な帯状をなす補助電極６が密着して設けられてい
る。本実施例の場合、補助電極６はバルブ１の外面に、
アルミニウムの粘着テープからなる導電性テープを接着
して構成されている。

【００２６】この場合、導電性粘着テープからなる補助
電極６が貼着される領域は、この補助電極６の端部が冷
陰極２ａ，２ｂの先端よりも管軸方向に沿って管端部側
に寄った位置であり、補助電極６の端部は側面視で冷陰
極２ａ，２ｂの電極本体２１とオーバラップされてい
る。なお、補助電極６の幅は、バルブ外周の５％以上、
５０％以下とされている。

【００２７】上記補助電極６の一端６ａは電源、例えば
高周波発振装置８に接続されている。この高周波発振装
置８は１０ｋＨz 以上、６０ｋＨz 以下、具体的には２
０ｋＨz の高周波電力を供給して上記ランプを点灯する
ようになっている。

【００２８】そして、バルブ１の両端部に封装された冷
陰極２ａ，２ｂは、上記高周波発振装置８の端子９ａお
よび９ｂに接続されており、上記補助電極６の一端６ａ
は、これに近い一方の冷陰極２ａと同一極性となるよう
に一方の端子９ａに接続されている。

【００２９】補助電極６の他端、つまり先端６ｂには導
電部材７が設けられている。導電部材７はバルブ１の周
方向に沿って伸びており、これに近接している一方の冷
陰極２ｂの電極本体２１を包囲するように設けられてい
る。すなわち、導電部材７は、これに近接する一方の電
極２ｂに対して側面視で電極本体２１とオーバラップし
た位置に形成されているとともに、バルブ１の周方向に
沿って少なくとも２７０°以上の範囲に亘り形成されて
おり、本例では図１（Ｂ）図に示すように全周に亘って
形成されている。

【００３０】そして本実施例では、上記導電部材７も、
バルブ１の外面に導電性粘着テープを接着して構成され
ている。なお、補助電極６および導電部材７の外面は、
図示しない透明絶縁テープなどで覆うことにより絶縁被
覆処理がなされている。

【００３１】このような構成の希ガス冷陰極放電灯は、
高周波発振装置８から２０ｋＨz の高周波電力が供給さ
れて高周波点灯される。点灯中は冷陰極２ａ，２ｂ間に
グロー放電が発生し、このグロー放電によりバルブ１内
に封入されたネオンやキセノン等の希ガスが電離され、
よって光を発する。発光のうち紫外線は蛍光体被膜５で
可視光に変換されて外部に放出される。

【００３２】この種の希ガス放電灯は、希ガスの封入圧
力を高くすると輝度が高くなるが、封入ガス圧を高くす
ると、希ガスの電離がし難くなり、始動電圧が高くな
る。また、希ガスの封入圧を高くすると、点灯中に陽光
柱が収斂して細くなり、このように細くなった陽光柱は
バルブ１内で歪みや揺れ（スネーク現象）を起こし、放
電が不安定になるという問題もある。

【００３３】この問題に対し、本実施例では、バルブ１
の外面に管軸方向に沿って補助電極６を付設したから、
始動を容易にし、かつ放電を安定させることができる。
すなわち、始動時には、高周波発振装置８から両方の冷
陰極２ａ，２ｂ間に電圧が印加されるとともに、補助電
極６と、この先端６ｂに近接する冷陰極２ｂとの間にも
電圧が印加される。このため、補助電極６の先端６ｂ
と、一方の冷陰極２ｂとの間で局部的な放電が誘起さ
れ、これによりバルブ１内に多量の電子が供給される。
そして、上記局部的放電はバルブ１の中央部に向かって
延び、これが両電極２ａ，２ｂ間のグロー放電に成長
し、よって全面放電となる。このように、補助電極６は
始動放電を誘発し、よって始動を容易に促すようにな
り、始動電圧を引き下げることができるものである。

【００３４】また、バルブ１の外面に管軸方向に沿って
補助電極６を設けると、安定点灯中に陽光柱がこの補助
電極６に引き寄せられるようになり、陽光柱の歪みや揺
れ（スネーク現象）が防止され、放電が安定するように
なる。

【００３５】そして、本実施例では補助電極６の先端６
ｂ、つまり高周波発振装置８に接続される端部６ａと反
対側の端部６ｂに、バルブの周方向に伸びる導電部材７
を設けたから、バルブ中心からの距離が周方向にどこで
も均等になる。このため、製造時や製造後の振動や衝撃
による変形等が原因して冷陰極２ｂがバルブ中心から偏
位するようなことがあっても、その偏位方向に導電部材
７が存在するから冷陰極２ｂと導電部材７の距離が大き
くなることがない。このため冷陰極２ｂと導電部材７の
距離を一定距離以下に設置することができ、よってラン
プ毎に始動電圧がばらつくのが減少され、始動が安定す
ることになる。

【００３６】また、上記実施例の場合、導電部材７は、
これに近接している一方の冷陰極２ｂの電極本体２１に
対し、側面視で重なる位置に形成されているから、導電
部材７と冷陰極２ｂを最短距離に設置することができ、
始動が容易になる。

【００３７】さらにまた、導電部材７はバルブ１の周方
向に沿って２７０°以上に亘り形成されているから、冷
陰極２ｂがバルブ中心からどの方向に偏位しても冷陰極
２ｂと導電部材７の距離を一定範囲内に設置することが
できる。もちろん、導電部材７はバルブ１の全周に連続
して設けられることが望ましい。

【００３８】導電部材７は導電性粘着テープで形成され
ているから、バルブの外面に容易に形成することができ
る。この導電部材７および補助電極６の外面は、透明絶
縁テープなどを被着して絶縁処理されているから、周囲
の導電部材に触れて短絡したり、組み付け作業中に感電
する等の不具合が防止される。

【００３９】上記のような希ガス放電灯は、反射体と組
み合わせて照明装置を構成することができる。このよう
な照明装置は、図２に示す画像読取り装置に適用可能で
ある。すなわち、図２の画像読取り装置において、３０
は図１に示した構造の希ガス放電灯であり、３１は反射
体である。反射体３１は、例えばアルミプレートをプレ
ス加工して形成したもので、断面が楕円の一部形状、す
なわちほぼＵ字形に近似しており、希ガス放電灯３０の
バルブ軸に沿う長尺な形状をなしており、全体がほぼ樋
形状をなしている。希ガス放電灯３０は、この反射体３
１のほぼ焦点位置に配置され、ランプ３０から放出され
た光は反射体３１により反射され、原稿載置ガラス板３
２の一定位置に集光されるようになっている。原稿載置
ガラス板３２には読取り原稿３３が載置され、この原稿
３３の下面は上記集光により照射される。そして、この
反射光が下部に設けられた光学結像レンズ系３４により
光電変換素子３５に結像されるようになっている。よっ
て、希ガス放電灯３０から照射された光により原稿３３
に記載された画像は、上記光学結像レンズ系３４を介し
て光電変換素子３５に読取られる。

【００４０】なお、希ガス放電灯３０、反射体３１、光
学結像レンズ系３４および光電変換素子３５はフレーム
３６により一体化されており、この一体化されたユニッ
トは原稿載置ガラス板３２と相対的に水平に移動するよ
うになっており、よって読取り原稿３３の画像を走査す
る。

【００４１】このような画像読取り装置の光源として図
１に示す希ガス放電灯３０を採用すれば、封入ガス圧を
高くできるので輝度が高くなり、よって読取り精度が向
上する。しかも、バルブの外部に補助電極６を設けたの
で始動性がよく、放電が安定し、加えて先端に導電部材
７を設けたので始動のばらつきもなくなる。

【００４２】また、希ガス放電灯３０と反射体３１を組
み合わせて使用する場合、バルブ１に取着される補助電
極６は、反射体３０の開口部と反対位置になるように形
成すると、前方に向かう光の邪魔になることがなくな
る。

【００４３】なお、上記実施例では、補助電極６および
導電部材７を導電性粘着テープで形成したが、この場
合、接着剤として導電性接着剤を用いると一層有効であ
る。しかし、本発明は補助電極６および導電部材７を導
電性粘着テープで形成することには限らず、導電性塗料
を塗着する、導電ワイヤを添設する、導電性箔を添設す
る等、他の種々の構造でも実施可能である。これら変形
例の場合でも、導電部材７および補助電極６の外面には
透明絶縁テープなどを被着して絶縁処理することが好ま
しい。

【００４４】また、上記実施例では、本発明の希ガス放
電灯を画像読取り装置の光源として用いた例を説明した
が、本発明はこれに限らず、その他のＯＡ機器の光源、
車両のハイマウントストップランプやリアコンビネーシ
ョンランプなどに適用しても有効である。さらに、電極
は冷陰極に限らず、小形の熱陰極であっても実施可能で
ある。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、補助電極の先端にバルブの周方向に伸びる導電部
材を設けたから、内部の電極がバルブ中心から偏位して
もその偏位方向に導電部材が存在し、よって電極が導電
部材から遠ざかることがない。このため電極と導電部材
を一定距離以下に設置することができ、放電の起動特性
が安定し、始動性のばらつきを軽減することができる。

【００４６】請求項２の発明によれば、導電部材がこれ
に対向する一方の電極に対して側面視で重なる位置に形
成されているから、電極と導電部材を近付けることがで
き、始動性が向上する。

【００４７】請求項３の発明によれば、導電部材がバル
ブの周方向に沿って２７０°以上に亘り形成されている
から、電極がバルブ中心からどの方向に偏位しても電極
と導電部材を一定距離以内に設置することができる。

【００４８】請求項４の発明によれば、導電部材は導電
性粘着テープで形成されているから、導電部材をバルブ
の外面に容易に形成することができる。請求項５の発明
によれば、導電部材は導電性箔にて形成されているか
ら、導電部材をバルブの外面に容易に形成することがで
きる。

【００４９】請求項６の発明によれば、導電部材の外面
は絶縁処理されているから、周囲の導電部材に触れて短
絡する等の不具合が防止される。請求項７の発明によれ
ば、始動特性が安定するとともに点灯中の放電も安定
し、しかも輝度が高い照明装置を提供することができ
る。

【００５０】請求項８の発明によれば、始動特性が安定
し、かつ点灯中の放電も安定し、輝度が高く、したがっ
て鮮明な画像読取りが可能になる画像読取り装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、（Ａ）図は希ガス放
電灯の横断面図、（Ｂ）図は（Ａ）図中Ａ−Ａ線の断面
図。

【図２】図１の希ガス放電灯を光源として用いた画像読
取り装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１…バルブ ２ａ，２ｂ…冷陰極 ６…補助電極 ７…導電部材 ８…高周波発振装置 ３１…反射体 ３２…原稿載置ガラス板 ３３…読取り原稿 ３４…光学結像レンズ系 ３５…光電変換素子

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に電極が封装されるとともに、内部
   に希ガスが封入されたバルブと；上記バルブの外面に管
   軸方向に沿って配置され、一端が電源に接続された補助
   電極と；上記補助電極の電源接続側端部と反対側の端部
   に設けられ、バルブの周方向に沿って伸びる導電部材
   と；を具備したことを特徴とする希ガス放電灯。
2. 【請求項２】 上記導電部材は、これに近接する一方の
   電極に対して側面視で重なる位置に形成されていること
   を特徴とする請求項１の希ガス放電灯。
3. 【請求項３】 上記導電部材は、バルブの周方向に沿っ
   て２７０°以上に亘り形成されていることを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載の希ガス放電灯。
4. 【請求項４】 上記導電部材は、バルブの外面に導電性
   テープを接着して構成されていることを特徴とする請求
   項１ないし請求項３のいずれか一に記載の希ガス放電
   灯。
5. 【請求項５】 上記導電部材は、バルブの外面に導電性
   箔を添設して構成されていることを特徴とする請求項１
   ないし請求項３のいずれか一に記載の希ガス放電灯。
6. 【請求項６】 上記導電部材の外面は絶縁処理されてい
   ることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか
   一に記載の希ガス放電灯。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれか１に
   記載された希ガス放電灯と；この放電灯を収容し、この
   放電灯の管軸方向に沿って伸びるほぼ樋形状に形成され
   た反射体と；を備えたことを特徴とする照明装置。
8. 【請求項８】 上記照明装置を用いたことを特徴とする
   画像読取り装置。