JPH05242870A

JPH05242870A - 放電ランプ

Info

Publication number: JPH05242870A
Application number: JP4370292A
Authority: JP
Inventors: Takeo Nishikatsu; 健夫西勝; Yoshihiro Nagata; 良浩永田; Takamichi Ishii; 堂路石井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1993-09-21

Abstract

(57)【要約】【目的】放電容器の外面の円周方向に複数対の電極を
配設し、電圧を印加する電極対の数を変えることにより
調光し得る放電ランプを得る。【構成】内部に放電用媒体を封入したガラスバルブ２
と、ガラスバルブ２の外面の円周方向に配設された複数
対の電極５ａ〜５ｆとを設けた。光出力を１／３に調光
する場合、スイッチ６ｃ、６ｄを閉じ、外部電極５ｃと
５ｄとの間に電圧を印加する。すると、ランプ内の外部
電極５ｃと５ｄに臨む部分のキセノンに誘電体であるガ
ラスを介して電圧が供給され、ガラスバルブ２の下方の
ほぼ１／３の部分のみに放電が発生する。その際、発生
した紫外線は蛍光体層３を励起し、蛍光体によって決定
される可視光に変換される。蛍光体から発生した可視光
は光出力部４から１／３に調光した光が照射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ファクシミリ、複写
機、イメージリーダなどの情報機器に利用される原稿照
明などに利用される放電ランプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ファクシミリ、複写機、イメージ
リーダなどの情報機器の原稿照明用光源として放電ラン
プが用いられている。これらの用途ではランプに対しよ
り小型、高輝度、長寿命、高信頼性が求められている。
従来の放電ランプは管内部にフィラメント電極を有して
いるため、電極による構造上の制約が大きく、これらの
問題を解決するために様々な試みがなされている。

【０００３】図４及び図５は、例えば平成３年度照明
学会創立７５周年記念全国大会予稿集に示された従来の
放電ランプを示す断面図であり、図において、１は従来
の放電ランプ、２は内部にキセノンガスを主体とした希
ガスを封入した円筒形のガラスバルブ、３はガラスバル
ブ２の内面に形成された蛍光体層、４はランプ内で発生
した光をランプ外に照射する光出力部、５ａ及び５ｂは
ガラスバルブ２の外側表面の軸方向に設けられた外部電
極、７は電極間に電圧を供給する電源であり、リード線
６ａ及び６ｂによって接続されている。

【０００４】外部電極５ａ及び５ｂの間に電源７より電
圧を印加すると、電極間の静電容量により電流が流れ放
電する。この放電によってガラスバルブ２内に紫外線が
発生し、この紫外線はガラスバルブ２の内面に形成した
蛍光体層３を励起して可視光線を発生する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の放電ラン
プによれば、内部にフィラメント電極が存在することに
よる様々な欠点を改善することができた。しかし、原稿
の種類（白地原稿または黒地原稿）によって放電ランプ
を調光するためには、電源７より供給される電圧または
電流を変えなければならず、このため調光装置が複雑に
なるという問題点があった。

【０００６】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、放電容器の外面の円周方向に複
数対の電極を配設し、電圧を印加する電極対の数を変え
ることにより調光し得る放電ランプを得ることを目的と
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る放電ラン
プは、内部に放電用媒体を封入した放電容器と、放電容
器の外面の円周方向に配設された複数対の電極とを備え
ることを特徴とするものである。

【０００８】また、この発明に係る放電ランプは、内部
に放電用媒体を封入した放電容器と、前記放電容器の外
面の円周方向および軸方向に配設された複数対の電極と
を備えることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】この発明における放電ランプは、放電容器の外
面の円周方向に配設された複数対の電極の内で電圧を印
加する電極対の数を変えることにより調光する。

【００１０】また、この発明における放電ランプは、放
電容器の外面の円周方向および軸方向に配設された複数
対の電極の内で電圧を印加する電極対の数を変えること
により調光すると共に軸方向の発光範囲を変更する。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図を用いて説明
する。

【００１２】（１）請求項１記載の発明の実施例図１は、請求項１記載の発明に係る放電ランプを示す斜
視図であり、図２は、図１の断面図である。

【００１３】放電ランプ１は、図１及び図２に示すよう
に、内部にキセノンガスを主体とした希ガスを１００Ｔ
ｏｒｒ封入した円筒形の放電容器としてのガラスバルブ
２を有しており、ガラスバルブ２の内壁のほぼ全面に
は、蛍光体層３が形成されている。また、ガラスバルブ
２の全長にわたり蛍光体層３が形成されていない部分が
あり、ランプ内で発生した光をランプ外に照射する光出
力部４となっている。そして、ガラスバルブ２の外側表
面の円周方向には、軸方向に延びる３対の外部電極５
ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆが配設されており、
これらの外部電極５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ
には高周波電源７（数１０〜５０ＫＨｚ、５００〜１０
００Ｖ）からの電力を接続／切断するスイッチ６ａ、６
ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆが接続されている。

【００１４】次に、本実施例の作用について説明する。

【００１５】スイッチ６ａ〜６ｆを閉じて電源７から外
部電極５ａ及び５ｆと、５ｂ及び５ｅと、５ｃ及び５ｄ
との間に電圧を印加すると、ランプ内のキセノンに誘電
体であるガラスを介して電圧が供給され放電が発生す
る。その際、発生した紫外線は蛍光体層３を励起し、蛍
光体によって決定される可視光に変換される。蛍光体か
ら発生した可視光は光出力部４から照射される。

【００１６】また、光出力を１／３に調光する場合、ス
イッチ６ｃ、６ｄを閉じ、外部電極５ｃと５ｄとの間に
電圧を印加する。すると、ランプ内の外部電極５ｃと５
ｄに臨む部分のキセノンに誘電体であるガラスを介して
電圧が供給され、ガラスバルブ２の下方のほぼ１／３の
部分のみに放電が発生する。その際、発生した紫外線は
蛍光体層３を励起し、蛍光体によって決定される可視光
に変換される。蛍光体から発生した可視光は光出力部４
から１／３に調光した光が照射される。

【００１７】更に、光出力を２／３に調光する場合、ス
イッチ６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅを閉じ、外部電極５ｂと
５ｅとの間及び外部電極５ｃと５ｄとの間に電圧を印加
する。

【００１８】すると、ランプ内の外部電極５ｂと５ｅ及
び５ｃと５ｄに臨む部分のキセノンに誘電体であるガラ
スを介して電圧が供給され、ガラスバルブ２のほぼ２／
３の部分のみに放電が発生する。その際、発生した紫外
線は蛍光体層３を励起し、蛍光体によって決定される可
視光に変換される。蛍光体から発生した可視光は光出力
部４から２／３に調光した光が照射される。

【００１９】以下、発光の原理について詳しく説明す
る。誘電体であるガラスを介して放電が行われるため、
誘電体により電流が制限されたグロー放電からアーク放
電といった形態へ発展しない。また、電流は印加した電
圧の極性が反転した直後にのみ流れ、それ以外ではガラ
スバルブ内面に電荷が蓄積されることにより電流が停止
する。このためランプにはパルス状の電流が流れる。な
お、内部の放電状態を詳細に観測すると、電極間を結ぶ
細い糸状の放電がほぼ一定間隔に多数、縞状に発生して
いるのが見られる。内部に希ガスを封入した場合、この
ような放電により、まず希ガス原子が電子との衝突によ
り共鳴準位へ励起される。この共鳴準位の励起原子は、
希ガスの圧力が高いためにほかの基底準位の希ガス原子
と衝突を起こして２原子分子のエキシマを形成する。こ
のエキシマは紫外線を放射して２個の基底準位の希ガス
原子に戻る。エキシマの放射した紫外線は原子の共鳴紫
外線のように自己吸収を起こさないために、そのほとん
どがランプの内壁に達して蛍光体によって可視光に変換
される。つまり、エキシマによる発光の場合、より明る
い光が得られる。また、希ガスとしてキセノンを用いた
場合、内部に電極を設けたグロー放電型のランプでは１
４７ｎｍのキセノンの共鳴紫外線が多いのに対し、この
放電ランプ１では約１７０ｎｍのエキシマの放射する紫
外線が主体である。紫外線の波長が長いことは蛍光体の
発光効率や劣化の点でも有利である。

【００２０】この放電ランプ１は長さが２２０ｍｍであ
り、ガラスバルブ２の全長に外部電極５ａ、５ｂ、５
ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆが設けられているので、放電の条
件はバルブ全長でほぼ一定であり、放電ランプ１の全長
が有効発光部となり、たとえばＡ４サイズの原稿読み取
りに用いれば、原稿幅とほぼ同じ長さのランプで済むの
で、情報機器のより一層の小型化が可能になる。

【００２１】また、蛍光ランプ１の内部に電極がないの
で、内部電極が消耗することによる不点寿命がなく、情
報機器で大きな問題とされてきた、突然ランプが切れて
使用不可能になるということがなくなる。

【００２２】例えば、ガラスバルブ２の厚さを０．６ｍ
ｍのソーダガラスとし、蛍光体に（Ｙ，Ｓｃ）₂ＳｉＯ
₅：Ｔｂを用いて、外部電極５ａ及び５ｆと、５ｂ及び
５ｅと、５ｃ及び５ｄとの間に５０ｋＨｚ、８００Ｖの
電圧を印加した場合、光出力部４上で約３００００ｃｄ
／ｃｍ²の輝度が得られた。この電圧の条件は水銀を使
用した一般的な冷陰極蛍光ランプと同程度の容易な条件
である。またその輝度は、キセノンのグロー放電を利用
した冷陰極ランプの輝度よりはるかに高い。

【００２３】更に、この実施例のガラスバルブは真空に
強い円筒形であるため、ガラスの厚みを薄くすることが
でき、従って誘電体であるガラスのインピーダンスが低
いために、低周波数、低電圧で放電させることができ
る。

【００２４】（２）請求項２記載の発明の実施例図３は、請求項２記載の発明に係る放電ランプを示す斜
視図である。

【００２５】放電ランプ１は、図１及び図２に示すよう
に、内部にキセノンガスを主体とした希ガスを７０Ｔｏ
ｒｒ封入した円筒形の放電容器としてのガラスバルブ２
を有しており、ガラスバルブ２の内壁のほぼ全面には、
蛍光体層３が形成されている。

【００２６】また、ガラスバルブ２の全長にわたり蛍光
体層３が形成されていない部分があり、ランプ内で発生
した光をランプ外に照射する光出力部４となっている。
そして、ガラスバルブ２の外側表面の円周方向かつ軸方
向には、３対ずつ４列の外部電極５ａ〜５ｆ、８ａ〜８
ｆ、９ａ〜９ｆ、及び１０ａ〜１０ｆが配設されてお
り、これらの外部電極５ａ〜５ｆ、８ａ〜８ｆ、９ａ〜
９ｆ、及び１０ａ〜１０ｆには高周波電源７（数１０〜
５０ＫＨｚ、５００〜１０００Ｖ）からの電力を接続／
切断するスイッチ（図示せず）がそれぞれ接続されてい
る。

【００２７】次に、本実施例の作用について説明する。

【００２８】スイッチを閉じて電源７から外部電極５ａ
及び５ｆと、５ｂ及び５ｅと、５ｃ及び５ｄとの間、８
ａ及び８ｆと、８ｂ及び８ｅと、８ｃ及び８ｄとの間９
ａ及び９ｆと、９ｂ及び９ｅと、９ｃ及び９ｄとの間１
０ａ及び１０ｆと、１０ｂ及び１０ｅと、１０ｃ及び１
０ｄとの間に電圧を印加すると、ランプ内のキセノンに
誘電体であるガラスを介して電圧が供給され放電が発生
する。その際、発生した紫外線は蛍光体層３を励起し、
蛍光体によって決定される可視光に変換され、蛍光体か
ら発生した可視光は光出力部４から照射される。

【００２９】また、光出力を１／３に調光する場合、外
部電極５ｃと５ｄとの間、８ｃと８ｄとの間、９ｃと９
ｄとの間、及び１０ｃと１０ｄとの間に電圧を印加す
る。すると、ランプ内の外部電極５ｃと５ｄ、８ｃと８
ｄ、９ｃと９ｄ、及び１０ｃと１０ｄに臨む部分のキセ
ノンに誘電体であるガラスを介して電圧が供給され、ガ
ラスバルブ２の下方のほぼ１／３の部分のみに放電が発
生する。その際、発生した紫外線は蛍光体層３を励起
し、蛍光体によって決定される可視光に変換され、蛍光
体から発生した可視光は光出力部４から１／３に調光し
た光が照射される。更に、光出力を２／３に調光する場
合、外部電極５ｂと５ｅとの間、５ｃと５ｄとの間、８
ｂと８ｅとの間、８ｃと８ｄとの間、９ｂと９ｅとの
間、９ｃと９ｄとの間及び１０ｂと１０ｅとの間、１０
ｃと１０ｄとの間に電圧を印加する。すると、電圧が印
加された外部電極に臨む部分のキセノンに誘電体である
ガラスを介して電圧が供給され、ガラスバルブ２の下方
のほぼ２／３の部分のみに放電が発生する。その際、発
生した紫外線は蛍光体層３を励起し、蛍光体によって決
定される可視光に変換され、蛍光体から発生した可視光
は光出力部４から２／３に調光した光が照射される。こ
れにより、原稿の種類（黒地原稿、白地原稿）に対応し
得る。

【００３０】一方、４列の外部電極５ａ〜５ｆ、８ａ〜
８ｆ、９ａ〜９ｆ、及び１０ａ〜１０ｆの通電する列を
変えることにより原稿のサイズ（例えば、はがきサイズ
〜Ａ３サイズ）に対応した部分のみを発光させられる。

【００３１】なお、上述実施例においては、外部電極を
円周方向に３対設けていたが、本発明は、外部電極の数
に限定されるものではない。

【００３２】また、上述実施例においては、外部電極を
軸方向に４列設けていたが、本発明は、外部電極の列に
限定されるものではない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放電容器の外面の円周方向に配設された複数対の電極の
内で電圧を印加する電極対の数を変えるように構成した
ので、所望の調光を容易に行え、調光装置を簡素化でき
る。

【００３４】また、本発明によれば、放電容器の外面の
円周方向および軸方向に配設された複数対の電極の内で
電圧を印加する電極対の数を変えるように構成したの
で、調光することができ、かつ種々の原稿サイズに対応
した部分のみを発光させることができ、使用電力を低減
して、エネルギーの有効利用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明に係る放電ランプを示す斜
視図である。

【図２】請求項１記載の発明に係る放電ランプを示す断
面図である。

【図３】請求項２記載の発明に係る放電ランプを示す斜
視図である。

【図４】従来の放電ランプを示す断面図である。

【図５】従来の放電ランプを示す断面図である。

【符号の説明】

１放電ランプ２ガラスバルブ３蛍光体層４光出力部５ａ〜５ｆ、８ａ〜８ｆ、９ａ〜９ｆ、１０ａ〜１０ｆ
電極６ａ〜６ｆスイッチ７電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に放電用媒体を封入した放電容器
と、前記放電容器の外面の円周方向に配設された複数対の電
極と、を備え、電極間に放電を生じさせることにより放電用媒
体を励起してエキシマ発光を起こすことを特徴とする放
電ランプ。
【請求項２】内部に放電用媒体を封入した放電容器
と、前記放電容器の外面の円周方向および軸方向に配設され
た複数対の電極と、を備え、電極間に放電を生じさせることにより放電用媒
体を励起してエキシマ発光を起こすことを特徴とする放
電ランプ。