JPH09298049A - 外部電極型蛍光ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光出力を一層増大させることができる外部電
極型蛍光ランプを提供すること。 【解決手段】 内面に蛍光物質３を塗布したガラス管１
の内部に希ガスを所定量密封し、ガラス管１の外表面の
管軸方向に少なくとも一対の電極２，２’を配設すると
ともに、外部に光を放出するアパーチャ４の対向面に反
射材６を設けた外部電極型蛍光ランプにおいて、上記電
極２，２’の一部を透光性とし、該透光部分に反射材
６’を設ける。電極２，２’の一部に透光部分を設けて
も、ランプの静電容量は大きく低下せず、ランプに入力
されるエネルギーは上記透光部分を設けない場合に近い
値となるので、反射材６’を設けた分だけ光出力を増大
させることができる。なお、上記透光部分はスリット状
にしたり、複数の穴を設ける等任意の形状とすることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ、複
写機、イメージリーダ等の情報機器に利用される原稿照
明用や、液晶ディスプレイパネルのバックライト装置等
に利用される外部電極型蛍光ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＯＡ機器の読み取り用光源、液晶表示装
置のバックライト等に使用される蛍光ランプとして、ガ
ラス管の外表面に帯状の一対の外部電極を配設し、これ
らの電極に高周波電圧を印加して点灯する外部電極型蛍
光ランプが知られている。図７は上記外部電極型蛍光ラ
ンプの一例を示す図であり、同図は外部電極型蛍光ラン
プの管軸に垂直な断面図を示している。同図に示すよう
に、外部電極型蛍光ランプ１０は、ガラス管１の外面に
帯状の一対の外部電極２，２’を配設し、ガラス管１の
内部に希ガス等を封入するとともにガラス管１の内面に
蛍光物質３を塗布したものであり、上記外部電極２，
２’に連続的な高周波電圧やパルス的高周波電圧を印加
して点灯させる。

【０００３】上記外部電極型蛍光ランプ１０は、一対の
外部電極２，２’に印加される高周波電圧により上記外
部電極２，２’に挟まれたガラス管１の内部の放電空間
に放電を発生させ、この放電で発生した紫外線によりガ
ラス管１の内面に塗布された蛍光物質３を発光させるも
のであり、上記放電により生ずる光はアパーチャ４およ
びその対向面から外部に放射され、アパーチャ４から放
射される光が被照射体に照射される。

【０００４】上記蛍光ランプにおいては、アパーチャ４
の対向面から外部に放射される光が有効に利用されず、
その分被照射体に照射される光量が低下する。そこで、
本出願人は、先に外部電極型蛍光ランプ１０のアパーチ
ャ４の対向面に反射材を塗布することにより、光出力を
増大させる技術を提案した（特願平７−３１３７０４号
参照）。図８は上記反射材を塗布した外部電極型蛍光ラ
ンプの管軸に垂直な断面図を示したものであり、同図中
のＷは電極の幅である。上記技術は図８に示すように、
アパーチャ４の対向面に反射材６を塗布し、放電による
発光において、上記反射材６による反射光によって外部
電極型蛍光ランプ１０のアパーチャ４からの光出力を増
大させるものであり、外部電極型蛍光ランプ１０の外部
に反射ミラー等を設けることなく有効に放電による発光
を利用することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ファ
クシミリ、複写機、イメージリーダ等の情報機器におい
ては、原稿読取速度の高速化が要求され、これに伴い、
上記外部電極型蛍光ランプの光出力の増大が要求されて
いる。前記図８に示した外部電極型蛍光ランプを使用す
れば有効に放電による発光を利用することができ、外部
電極型蛍光ランプの光出力を増大することができるが、
上記した要求に充分に答えるため、更に一層の光出力の
増大が望まれている。

【０００６】本発明は上記した問題点を考慮してなされ
たものであって、その目的とするところは、光出力を一
層増大させることができる外部電極型蛍光ランプを提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図８に示した外部電極型
蛍光ランプにおいては、アパーチャ４の対向面に反射材
６を設け、放電による発光光に上記反射材６による反射
光を加えることにより、外部電極型蛍光ランプ１０の光
出力を増大させている。すなわち、反射材を有効に利用
することにより、外部電極型蛍光ランプの光出力の増大
を図っている。そこで、光出力を増大させるため、反射
材をさらに有効に利用することを試みた。そのため、上
記電極の一部に透光部分を設け、該透光部分に反射材を
設けた場合の光出力を調べた。まず、電極に透光部分の
みを設けたときに外部電極型蛍光ランプから放出される
光出力を調べた。その結果、次のことが分かった。すな
わち、通常、電極幅（図８におけるＷ）を狭くすると、
外部電極型蛍光ランプから放出される光出力は減少する
が、電極の一部に隙間を設けた場合（以下この隙間をス
リットという）、該スリットの位置、大きさを適切に選
定すれば、スリットを設けた分だけ電極幅（電極面積）
が狭くなっても、外部電極型蛍光ランプから放出される
光出力はそれほど減少しない。

【０００８】これは次の理由によるものと考えられる。
すなわち、通常、電極幅を狭くすると外部電極型蛍光ラ
ンプの静電容量が低下し、それに応じて外部電極型蛍光
ランプに供給される電力は低下する。しかしながら、電
極にスリットを設けた場合、スリットを含めた電極面積
（電極の広がっている範囲）は変わらないので、スリッ
ト部分も電極があるのに近い状態となり、外部電極型蛍
光ランプの静電容量はそれほど低下せず、その結果外部
電極型蛍光ランプから放出される光出力もほとんど低下
しないものと考えられる。特に、スリットの位置がアパ
ーチャに近い程光出力の減少は少ないことがわかった。
次に、上記スリットに反射材を設けた場合の光出力を調
べた。その結果、後述するようにスリットに反射材を設
けることにより、反射材を設けない場合に較べ光出力が
増大し、このときの光出力は、前記図８に示した外部電
極型蛍光ランプの光出力より大きくなることがわかっ
た。さらに、上記反射材の種類を変化させて光出力を調
べたところ、光出力の増大は、反射材の反射率に大きく
依存せず、反射材の反射率が電極の反射率より小さい場
合であっても光出力が増大することが分かった。

【０００９】すなわち、電極にスリット等の透光部分を
設けると若干光出力が低下するものの、該透光部分に反
射材を設けることにより外部電極型蛍光ランプの光出力
を増大させることができ、結果として、前記図８に示し
たアパーチャ対向面のみに反射材を設けた外部電極型蛍
光ランプより光出力を増大させることができるものと考
えられる。また、上記反射材の反射率は必ずしも電極の
反射率より高い必要がなく、反射材の反射率が電極の反
射率より低くい場合であっても外部電極型蛍光ランプの
光出力を増大できることがわかった。なお、上記実験で
は電極にスリットを設けて光出力を調べたが、スリット
の代わりに電極に穴を設けても同様な結果が得られると
考えられる。

【００１０】本発明は上記のようにして外部電極型蛍光
ランプの光出力を増大させたものであり、次のようにし
て前記課題を解決する。 （１）内面に蛍光物質を塗布したガラス管内部に希ガス
を所定量密封し、ガラス管外表面の管軸方向に少なくと
も一対の電極を配設し、外部に光を放出するアパーチャ
を設けた外部電極型蛍光ランプにおいて、上記電極の少
なくとも一部を透光性とし、該透光部分に反射材を設け
る。 （２）上記（１）において、アパーチャに近い部分に上
記透光部分を設ける。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の１実施例を示す図
である。同図は外部電極型蛍光ランプの管軸に垂直な断
面図を示しており、外部電極型蛍光ランプ（以下ランプ
と略記する）１０の外部電極２，２’にスリットＳを設
け、該スリットＳに反射材６’を塗布した実施例を示し
ている。同図において、ガラス管１の内面には蛍光物質
３が塗布され、その内部には、所定の真空排気処理がさ
れた後に、キセノンガスを主成分とした希ガスが充填さ
れガラス管１の両端が閉塞されている。また、上記外部
電極２，２’で挟まれたアパーチャ４の部分のガラス管
内面は蛍光物質３が除去されており、この部分が有効発
光面５となる。

【００１２】ガラス管１の軸方向には、帯状の電極２，
２’が設けられており、電極２，２’は例えば、Ａｌ、
Ｃｕ等の金属製テープや銀ペースト等の導電性塗料から
形成される。また、上記電極２，２’には、スリットＳ
が設けられ該スリットＳおよび上記アパーチャ４に対向
する面には反射材６，６’が設けられている。なお、同
図では、スリットＳを電極２，２’のアパーチャ４の側
に設け、該スリットＳに反射材６’を設けた場合を示し
ているが、後述するように、上記スリットＳ（反射材
６）を、電極２，２’のその他の位置に設けてもよい。
反射材６としては、酸化アルミニウムに結合材を加えて
ガラス管１の外面に薄膜状に塗布し乾燥させたものを使
用した。反射材６の材料としては、上記した酸化アルミ
ニウムの他に、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、酸化
チタン、ピロリン酸カルシウム等を使用することができ
る。さらには、前記材料に限らず、電気的絶縁性を有す
る材料からできている白色や銀色等の反射テープでも使
用可能である。なお、反射材６の電気的絶縁性はガラス
管１表面での外部電極２，２’の沿面放電防止のために
必要である。

【００１３】上記構成のランプにおいて、電極幅、スリ
ットＳの位置を変え、該スリットＳの位置に反射材を設
けた場合、および、設けないそれぞれの場合についてラ
ンプから放出される光出力を調べた。なお、実験にはラ
ンプ管径がφ８ｍｍ、ランプ長が３６０ｍｍのものを使
用した。また、ランプにはパルス状の高周波電圧を印加
して点灯させたが、高周波交流電圧をランプに印加して
も同様の結果が得られると考えられる。

【００１４】図２は上記実験に使用したランプの電極
幅、スリットＳの位置を示す図であり、同図は同図Ａに
示すように、上側がアパーチャ４であり、太線部分で示
した部分が電極、点線で示した部分が反射材６である。
また、電極２，２’、スリットＳの幅は同図中のａ〜ｃ
で示されており、その他、蛍光物質等の構成は省略され
ている。同図のは電極幅が８ｍｍでスリットＳを設け
ず、アパーチャ４の対向面に反射材６を設けた場合を示
している。また、は電極幅が８ｍｍで、電極２，２’
のアパーチャ４から１ｍｍの位置に２ｍｍのスリットＳ
を設けた場合（残りの電極部分の幅は同図に示すように
５ｍｍ）、は電極幅が８ｍｍで、電極２，２’のアパ
ーチャ４から３ｍｍの位置に２ｍｍのスリットＳを設け
た場合（残りの電極部分の幅は同図に示すように３ｍ
ｍ）、は電極幅が８ｍｍで、電極２，２’のアパーチ
ャ４から５ｍｍの位置に２ｍｍのスリットＳを設けた場
合（残りの電極部分の幅は同図に示すように１ｍｍ）、
また、は電極幅が６ｍｍの場合を示し、〜のそれ
ぞれについて上記スリットＳに反射材６’を設けた場合
と設けない場合を示している。なお、上記〜のそれ
ぞれのランプのアパーチャ４の対向面には上記と同様
反射材６が設けられている。上記図２の各形状の電極を
備えたランプについて、電極部のスリットＳに反射材を
設けない場合の光出力を調べ、ついで、上記スリットＳ
に反射材を設けた場合の光出力を調べた。

【００１５】図３は上記実験結果を示す図である。同図
において、縦軸は、電極幅が８ｍｍのランプの照度を１
００としたときの各ランプの照度（相対値％）を示し、
横軸は、各電極形状のランプにおいて電極２，２’のス
リットＳに反射材６’を設けた場合と、設けない場合を
示している。また、同図の〜は前記図２の〜に
対応し、例えば、は電極幅が８ｍｍの場合、は電極
形状が１−２−５ｍｍの場合を示している。なお、電極
幅が８ｍｍの照度は本発明の実施例のランプの照度と比
較するために示したものであり、「電極部に反射材無
し」、「電極部に反射材有り」の両方においてアパーチ
ャ４の対向面に反射材６を設けた場合の照度値を示して
いる（このため同図中の電極幅８ｍｍの「電極部に反射
材無し」、「電極部に反射材有り」における照度値は共
に等しい）。

【００１６】同図に示すように、電極形状が１−２−５
ｍｍのときに電極部に反射材６’を設けると、照度を最
も大きくすることができ、また、電極形状が５−２−１
ｍｍの場合であっても電極部に反射材６’を設けること
により電極幅８ｍｍの場合の照度と略等しい照度を得る
ことができた。これは、前記したように、電極にスリッ
トＳを設けても、スリット部分に、電極がある状態に近
い静電容量が得られるため、電極幅が狭くなってもラン
プに入力されるエネルギーは大きく低下せず、また、反
射材６’を設けることにより光出力が増大させることが
できるので、結果としてランプから放出される光出力を
増大できるためと考えられる。

【００１７】一方、電極幅を６ｍｍにすると、電極幅が
８ｍｍの場合と比較して照度が大きく低下し、電極形状
が１−２−５ｍｍ、３−２−３ｍｍ、および、５−２−
１ｍｍの場合と較べても照度が大きく低下した。これ
は、前記したように電極幅８ｍｍの電極にスリットＳを
設けた場合には、電極を広く貼った場合に近い静電容量
が得られるのに対し、電極幅を６ｍｍにした場合には、
それに応じてランプの静電容量が低下し、これに伴いラ
ンプに入力されるエネルギーも低下するためと考えられ
る。以上の点を検証するため、図２に示した各電極形状
のランプについて、反射材６’を設けない場合の各ラン
プの静電容量を調べた。

【００１８】図４は上記静電容量を示す図であり、同図
は、８ｍｍの電極を設けた場合の静電容量を１００とし
て、電極が６ｍｍの場合、電極が上記２の形状の場合
（１−２−５ｍｍと表記）、電極が上記３の形状の場合
（３−２−３ｍｍと表記）、電極が上記４の形状の場合
（５−２−１ｍｍと表記）の静電容量（相対値％）を示
している。同図から明らかなように、電極幅を８ｍｍか
ら６ｍｍにすると、静電容量は小さくなるが、電極にス
リットＳを設けた場合には、スリットＳの分だけ電極幅
が狭くなっても（電極面積が小さくなっても）、静電容
量はそれほど低下しないことがわかる。すなわち、前記
したように、電極にスリットＳを設けた場合には、その
スリット部分も電極があるのに近い状態となり、静電容
量はさほど低下せず、電極を広く貼ったときに近い効果
が得られる。以上の実験結果から、スリットＳを設けス
リット部分に反射材を塗布することにより、スリットＳ
を設けず全体を電極とした場合より照度を高くできるこ
とが確認できた。

【００１９】上記実施例では、電極に設けたスリットＳ
に反射材を設けた場合について説明したが、電極形状を
図５のＢ〜Ｅに示すように、図５Ａに示すスリット以外
の形状としても、穴の大きさ、配置、メッシュの間隔等
を適切に選定すれば同様な効果を得られると考えられ
る。すなわち、同図Ｂに示すように電極２に穴を設けた
り、同図Ｃに示すように、電極２全体に等間隔に穴を設
けたり、また、同図Ｄに示すように電極２の、光の出る
面（アパーチャ）に近い側程大きな穴を設けたり、さら
に、電極をメッシュで構成し、上記各透光部分に反射材
６’を設けてもよい。また、上記実施例では、反射材
６，６’を設けた部分のガラス管内面にも蛍光物質を塗
布した場合を示したが、反射材６，６’を設けた部分の
蛍光物質を除去してもよい。

【００２０】また、反射材６，６’の取付け態様として
は、例えば図６（ａ）に示すように、電極に設けたスリ
ット、穴等の部分に反射材６，６’を塗布／貼付した
り、あるいは、同図（ｂ）に示すように、スリット、穴
等の部分の外側に反射材６，６’を貼付することもで
き、いずれの態様でも同様な効果が得られるものと考え
られる。さらに、反射材６を外部電極２，２’から離し
て取り付け、反射材６の反射光をガラス管内部に戻すよ
うにしてもよい。具体的には図６（ｃ）に示すように、
外部電極２，２’から所定の間隔をおいた外部ガラス管
１１の内面に反射材６を設けてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、内面に蛍光物質を塗布したガラス管内部に希ガスを
所定量密封し、ガラス管外表面の管軸方向に少なくとも
一対の電極を配設し、外部に光を放出するアパーチャを
設けた外部電極型蛍光ランプにおいて、上記電極の少な
くとも一部を透光性とし、該透光部分に反射材を設けた
ので、アパーチャ対向部分に反射材を設けたランプに比
して一層光出力を増大させることができる。このため、
最近の情報機器の光源として、充分の照度を得ることが
可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の外部電極型蛍光ランプの軸方
向に垂直な断面図である。

【図２】本発明の実験で使用した外部電極型蛍光ランプ
の構成を示す図である。

【図３】電極形状と照度の関係を示す図である。

【図４】電極の幅、形状を変えたときの静電容量を示す
図である。

【図５】本発明の実施例のその他の電極形状を示す図で
ある。

【図６】本発明の実施例において反射材の取付け態様を
示す図である。

【図７】外部電極型蛍光ランプの一例を示す図である。

【図８】反射材を設けた外部電極型蛍光ランプを示す図
である。

【符号の説明】 １ ガラス管 ２，２’ 外部電極 ３ 蛍光物質 ４ アパーチャ ５ 有効発光面 ６，６’ 反射材 １０ 外部電極型蛍光ランプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面に蛍光物質を塗布したガラス管内部
   に希ガスを所定量密封し、 ガラス管外表面の管軸方向に少なくとも一対の電極を配
   設し、外部に光を放出するアパーチャを設けた外部電極
   型蛍光ランプにおいて、 上記電極の少なくとも一部を透光性とし、該透光部分に
   反射材を設けたことを特徴とする外部電極型蛍光ラン
   プ。
2. 【請求項２】 アパーチャに近い部分に上記透光部分を
   設けたことを特徴とする請求項１の外部電極型蛍光ラン
   プ。