(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面にアパーチャ部を有する発光層を形成した直管状のガラスバルブよりなる外囲器と、外囲器の外周面に、それのほぼ全長に亘って、かつアパーチャ部に対応する部分に開口部が形成されるように離隔して配置した金属部材よりなる帯状の一対の外部電極とを具備し、
前記発光層は、硼酸塩蛍光体及び／又はリン酸塩蛍光体を含む複数の蛍光体より構成され、かつ発光層に占める硼酸塩蛍光体及び／又はリン酸塩蛍光体の合計した割合を４０重量％以下に設定して構成したことを特徴とするアパーチャ形希ガス放電灯。
【請求項２】
前記外囲器の外周面に絶縁部材を、外部電極が被覆されるように装着したことを特徴とする請求項１記載のアパーチャ形希ガス放電灯。
【請求項３】
前記絶縁部材を、透光性シート又は熱収縮性樹脂よりなる保護チューブにて構成したことを特徴とする請求項２記載のアパーチャ形希ガス放電灯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はアパ−チャ形希ガス放電灯及びその製造方法に関し、特にガラスバルブの内面にアパ−チャ部を有する発光層を形成すると共に、外周面に一対の帯状の外部電極を有するアパ−チャ形希ガス放電灯において、発光層へのアパ−チャ部の形成方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に、図５〜図７に示す希ガス放電灯を提案した。同図において、１は例えばガラスバルブにて密閉状に構成された直管状の外囲器であって、その内面には希土類蛍光体，ハロリン酸塩蛍光体などの蛍光体よりなる発光層２が形成されている。特に、この発光層２には所定の開口角を有するアパ−チャ部２ａがほぼ全長に亘って形成されている。そして、外囲器１の封着構造はガラスバルブの端部にディスク状の封着ガラス板を封着して構成されているが、例えば単にガラスバルブを加熱しながら縮径加工し溶断して構成することもできる。尚、この外囲器１の密閉空間には水銀などの金属蒸気を含まない例えばキセノン（Ｘｅ），クリプトン（Ｋｒ），ネオン（Ｎｅ），ヘリウム（Ｈｅ）などの希ガスが単一又は混合して所定量封入されているが、キセノンを主成分とする希ガスを例えば２０〜１１０Ｔｏｒｒの圧力で封入することが望ましい。
【０００３】
この外囲器１の外周面にはシ−ト構体３が密着するように巻回されている。このシ−ト構体３は、例えば外囲器１の全長とほぼ同程度の長さを有し、かつ厚さが２０〜１００μｍの範囲に設定された絶縁性の透光性シ−ト４と、この透光性シ−ト４の一方の面に互いに所定の間隔だけ離隔配置して接着された不透光性の金属部材よりなる帯状の一対の外部電極５，６と、この外部電極５，６の端部から、それと電気的な接続関係を有し、かつ導出端が透光性シ−ト４の端縁部分より突出するように導出された端子５１，６１と、透光性シ−ト４の一方の面に付与された粘着ないし接着機能を有する接着層９とから構成されている。尚、シ−ト構体３において、接着層９としてはシリコ−ン系接着剤が好適するが、アクリル系接着剤なども使用できる。又、透光性シ−ト４としては、例えばポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）樹脂が好適するが、ポリエステル樹脂なども利用できる。
【０００４】
又、外部電極５，６及び端子５１，６１は、腐食電位列が離れた位置にある金属部材にて構成されており、例えば外部電極５，６としては帯状のアルミニウム箔が、端子５１，６１としては短冊状の銅が好適する。しかしながら、外部電極５，６としては導電性に優れ、かつ不透光性の金属部材であればアルミニウムの他に、ニッケルなどの金属部材も利用できるし、端子５１，６１としては銅の他に、銀，ステンレス，Ｃｕ−Ｎｉ合金などの金属部材も利用できる。特に、外部電極５，６の幅Ｗと端子５１，６１の幅ｄとは、０．１Ｗ≦ｄ≦０．５Ｗ  なる関係に設定されている。特に、端子５１，６１の肉厚は０．１〜０．５ｍｍの範囲が望ましい。
【０００５】
さらに、端子５１，６１の表面には、外部電極５，６及び端子５１，６１を構成する金属部材とは異なった金属部材で、かつ外部電極５，６及び端子５１，６１を構成する金属部材の位置する腐食電位列の間に位置する金属部材で図示しないメッキ層が形成されている。例えば外部電極５，６にアルミニウム箔が、端子５１，６１に銅が用いられる場合には、メッキ層を構成する金属部材としてはニッケル，鉛−錫系半田が望ましい。このメッキ層の形成は電気メッキ，無電解メッキが好適するが、浸漬，溶射などによって被着・形成することもできる。このメッキ層の厚みは、例えば５〜３０μｍ、特に１０〜２０μｍ程度が望ましいが、その範囲外での使用も可能である。
【０００６】
上述のシ−ト構体３は外囲器１の外周面に、外部電極５，６が外囲器１と透光性シ−ト４との間に位置するように装着されており、後述の第２の開口部（８）において、透光性シ−ト４の一方の端部４ａに他方の端部４ｂを重ね合わせた上で接着されている。特に、シ−ト構体３の外囲器１への装着状態において、外部電極５，６の一端間には第１の開口部７が、外部電極５，６の他端の間には第２の開口部８がそれぞれ形成されており、発光層２からの光は主としてアパ−チャ部２ａを介して第１の開口部７から放出される。
【０００７】
この希ガス放電灯は、例えば次のように製造される。まず、図６〜図７に示すように、透光性シ−ト４の所定部分に一対の外部電極５，６を離隔して配置すると共に、外部電極５，６の端部から端子５１，６１を導出し、かつ透光性シ−ト４及び外部電極５，６に接着層９を形成してシ−ト構体３を構成する。次に、図８に示すように、シ−ト構体３を展開した状態で例えば組み立てステ−ジ１０に載置する。引き続き、外囲器１をシ−ト構体３の透光性シ−ト４の一端４ａに、外囲器１の長手方向が外部電極５，６の長手方向に沿うように（平行となるように）位置させる。この状態で、外囲器１に従動ロ−ラ１１，１１を、外囲器１が透光性シ−ト４に若干押しつけるように配置する。この状態で、ステ−ジ１０を若干Ｍ方向に移動させた後、Ｎ方向に移動させる。これによって、シ−ト構体３は、図５に示すように、外囲器１の外周面に巻回される上、透光性シ−ト４の一端４ａに他端４ｂが重ね合わされ、接着層９によって接着される。
【０００８】
この希ガス放電灯によれば、発光層２から放射された光は外囲器内において高密度化されてアパ−チャ部２ａから第１の開口部７を経て外部に放出されるために、例えば原稿照射装置に適用した場合、原稿面の輝度を高めることができ、原稿の読み取り精度を向上させることができる。
【０００９】
しかも、外部電極５，６と端子５１，６１との重なり部分にはメッキ層５２，６２が介在されているために、腐食電位列の離れた位置にある金属部材にて構成された外部電極５，６と端子５１，６１とを直接的に接続しても異種金属接触腐食の発生を抑制することができる。
【００１０】
特に、外部電極５，６の幅Ｗと端子５１，６１の幅ｄとの関係を  ０．１Ｗ≦ｄ≦０．５Ｗ  に設定すれば、外部電極５，６と端子５１，６１との接続部分における異種金属接触腐食の発生をメッキ層の存在と相俟ってより効果的に抑制できる。従って、長期間に亘って安定した動作状態を維持できる。しかしながら、端子５１，６１の幅ｄが０．１Ｗ未満になると、外部電極に対する接続強度が低下する。逆に、それの幅ｄが０．５Ｗを超えると、シ−ト構体３を外囲器１に巻回する際に、端子５１，６１を外囲器１の外周面に倣い易くするための加工をしなければならず、その加工が極めて面倒になる。従って、両者は上述の関係に設定することが望ましい。
【００１１】
一方、上述の方法によれば、透光性シ−ト４の一方の面には、接着層９が形成されているために、外囲器１をシ−ト構体３の上で転動させるだけの単純動作によって、シ−ト構体３を外囲器１の外周面に巻回し密着させることができ、その上、外部電極５，６は透光性シ−ト４に予め所定の間隔で配列されているために、貼り付けの際に外部電極５，６の間隔を所定の間隔となるように調整する必要が全くない。従って、作業能率を飛躍的に改善できるのみならず、機械化が可能となり、一層の量産効果が期待できるなどの優れた効果が期待できる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の希ガス放電灯において、発光層２へのアパ−チャ部２ａの形成は、例えば図９〜図１０に示すように行われている。まず、例えば青色領域に発光スペクトルを有するユ−ロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体，緑色領域に発光スペクトルを有するセリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体，赤色領域に発光スペクトルを有するユ−ロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリウム蛍光体をそれぞれ５５，２５，２０重量％の割合で混合してなる塗布液をガラスバルブよりなる外囲器１の内面に塗布し、乾燥する。これによって、外囲器１の内面には塗布膜が形成される。次に、この外囲器１を３００°Ｃ程度に加熱して塗布膜を仮焼成する。次に、図９〜図１０に示すように、外囲器１の内部にスクレ−パ１２を挿入し、図示矢印方向に移動させることにより塗布膜（発光層２）の一部が強制的に剥がされて除去される。これによってアパ−チャ部２ａが形成される。尚、スクレ−パ１２は、例えば硬質ゴムなどにて所定の開口角となるような幅に形成されている。その後、アパ−チャ部２ａの形成された外囲器１を４５０°Ｃ程度に加熱して本焼成することにより、発光層２が形成される。
【００１３】
しかしながら、外囲器１の塗布膜を本焼成する際に、塗布膜が除去されたアパ−チャ部２ａと塗布膜の形成部分とでは熱容量の違いに基づいて外囲器１が長手方向に反ってしまう。具体的には、アパ−チャ部２ａ部分の伸びが塗布膜の形成部分に比べて大きいために、アパ−チャ部２ａ部分を外側とする弓なり状に反るようになる。従って、外囲器１の外周面へのシ−ト構体３の巻回が極めて困難になるのみならず、ＯＡ機器における原稿照射装置などへの適用も難しくなるという問題がある。
【００１４】
このような反りの問題は、例えば仮焼成を省略して本焼成のみにすれば、簡単に解消できるものの、セリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体，ユ−ロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリウム蛍光体などのようにリン酸塩蛍光体，硼酸塩蛍光体は焼成工程においてガラスとの反応性に富むために、発光層２が外囲器内面に強く融着される傾向にある。従って、スクレ−パ１２を用いて発光層２の一部を剥がし除去しようとしても容易には剥がれず、仮に何回も剥がし操作を行ってもスクレ−パ１２が損傷されるだけでアパ−チャ部２ａには薄く発光層が残り、大幅な輝度低下を招くことになる。このような希ガス放電灯をＯＡ機器における原稿照射装置などに適用しても、十分な読み取り精度が期待できなくなるという新たな問題が生ずるようになる。
【００１５】
それ故に、本発明の目的は、比較的に簡単な構成によって外囲器の反りを抑制できる上、本焼成しても発光層を容易に剥がし除去できるアパ−チャ形希ガス放電灯及びその製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、上述の目的を達成するために、内面にアパーチャ部を有する発光層を形成した直管状のガラスバルブよりなる外囲器と、外囲器の外周面に、それのほぼ全長に亘って、かつアパーチャ部に対応する部分に開口部が形成されるように離隔して配置した金属部材よりなる帯状の一対の外部電極とを具備し、前記発光層は、硼酸塩蛍光体及び／又はリン酸塩蛍光体を含む複数の蛍光体より構成され、かつ発光層に占める硼酸塩蛍光体及び／又はリン酸塩蛍光体の合計した割合を４０重量％以下に設定して構成したことを特徴とする。
【００１７】
又、本発明の第２の発明は、前記外囲器の外周面に絶縁部材を、外部電極が被覆されるように装着したことを特徴とし、第３の発明は、前記絶縁部材を、透光性シート又は熱収縮性樹脂よりなる保護チューブにて構成したことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかるアパ−チャ形希ガス放電灯の第１の実施例について図１を参照して説明する。尚、図５〜図１０に示す先行技術と同一部分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。同図において、この実施例の特徴部分は、ガラスバルブよりなる外囲器１の内面にアパ−チャ部２ａを有する発光層２Ａを主として単一又は複数の蛍光体にて構成し、かつ発光層２Ａに占めるガラスとの反応性を有する蛍光体の合計した割合を４０重量％以下に設定して構成したことであり、具体的には、発光層２Ａを主として単一又は複数の蛍光体にて構成し、かつ発光層２Ａに占めるガラスとの反応性を有する硼酸塩蛍光体及び／又はリン酸塩蛍光体の合計した割合を４０重量％以下に設定して構成したことである。
【００２１】
このアパ−チャ形希ガス放電灯は、例えば次のように製造される。まず、例えば青色領域に発光スペクトルを有するユ−ロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体，緑色領域に発光スペクトルを有するセリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体（リン酸塩蛍光体），赤色領域に発光スペクトルを有するユ−ロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリウム蛍光体（硼酸塩蛍光体）を、全蛍光体に占めるリン酸塩蛍光体及び硼酸塩蛍光体の合計した割合が４０重量％以下となるように混合してなる塗布液をガラスバルブよりなる外囲器１の内面に塗布し、乾燥する。これによって、外囲器１の内面には塗布膜が形成される。次に、この外囲器１を例えば４５０°Ｃ程度に加熱して本焼成することにより、発光層２Ａが形成される。次に、図９〜図１０に示すように、外囲器１の内部にスクレ−パ１２を挿入し、外囲器内面に押し付けた状態で図示矢印方向に移動させることにより発光層２Ａの一部が強制的に剥がされて除去される。これによってアパ−チャ部２ａが形成される。以下、図５〜図８に示す先行技術と同様の方法によりアパ−チャ形希ガス放電灯が製造される。
【００２２】
この実施例によれば、発光層２Ａに占めるガラスとの反応性を有する硼酸塩蛍光体及び／又はリン酸塩蛍光体の合計した割合が４０重量％以下に設定されているために、外囲器内面に塗布膜を形成した後に本焼成しても、発光層２Ａの外囲器内面への必要以上の融着を抑制できる。このために、スクレ−パ１２による発光層の一部の剥がし除去を簡単かつ確実に行うことができ、アパ−チャ部２ａの形成部分に発光層の剥がし残渣が残らない。従って、アパ−チャ部２ａの輝度低下を防止できる。
【００２３】
特に、外囲器１の塗布膜に対する本焼成は、外囲器の内面全体に塗布膜を形成した状態で行われるために、外囲器１の熱容量が全体に亘って均斉化され、不所望な反りの発生を確実に防止することができる。このために、外囲器１の外周面へのシ−ト構体３の巻回を容易に行うことができ、作業能率を高めることができる。
【００２４】
図２は本発明の第２の実施例を示すものであって、基本的な構成は図１に示すアパ−チャ形希ガス放電灯と同じである。異なる点は、第１の開口部７に対応する外囲器１の内面部分に形成されているアパ−チャ部２ａの開口角θ３  を第１の開口部７の開口角θ１  より大きく設定したことである。このアパ−チャ部２ａの開口角θ３  は例えば７０〜１１０度の範囲に設定されているが、用途，目的などに応じて適宜に変更できる。尚、第１の開口部７の開口角θ１  と第２の開口部８の開口角θ２  はθ１  ＞θ２  に設定することが望ましいが、θ１  ≦θ２  の関係に設定することも可能である。
【００２５】
この実施例によれば、外囲器１の外周面にシ−ト構体３を巻回する際に、第１の開口部７とアパ−チャ部２ａとのセンタ−が若干ずれても、第１の開口部７から放出される光の光軸のずれを緩和できる。このために、例えば原稿照射装置に適用しても、十分に高い読み取り精度を得ることができる。
【００２６】
図３は本発明の第３の実施例を示すものであって、基本的な構成は図１に示すアパ−チャ形希ガス放電灯と同じである。異なる点は、外囲器１の外周面に一対の外部電極５，６を接着層を利用して貼着することと、外部電極５，６の貼着された外囲器１の外周面にＰＥＴ樹脂などの熱収縮性樹脂よりなる保護チュ−ブ１３を被せたことである。尚、この保護チュ−ブ１３は外囲器１に装着した後、例えば１５０〜２００°Ｃ程度に加熱し、収縮させることにより外囲器１の外周面に密着される。
【００２７】
この実施例によれば、上述の各実施例に比較すると、機械化，作業能率の点で劣るものの、保護チュ−ブ１３に接着層を使用しないために、端子の構成部材と接着剤成分との反応による腐食がなく、長期間に亘って安定した動作状態を維持できる上、保護チュ−ブ１３に継目がないために、上述の実施例のように透光性シ−ト４の端部の重ね合わせ部分の剥がれを完全に防止できる。
【００２８】
尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約されることなく、例えばリン酸塩蛍光体としては、セリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体（ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ）の他に、錫付活リン酸ストロンチウム・マグネシウム蛍光体（（ＳｒＭｇ）３（ＰＯ４）２：Ｓｎ），ユーロピウム付活リンバナジン酸イットリウム蛍光体（Ｙ（ＰＶ）Ｏ４：Ｅｕ）なども適用できる。硼酸塩蛍光体としては、ユーロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリウム蛍光体の他に、ユーロピウム付活硼リン酸ストロンチウム蛍光体（２ＳｒＯ・（Ｐ２Ｏ７・Ｂ２Ｏ３）：Ｅｕ）なども適用できる。さらに、透光性シートの端部の重ね合わせ部分は単に接着の他に、熱溶着したり，超音波溶着したり，接着と溶着を併用したりすることもできる。その上、透光性シートの端部は外部電極の上で重ね合わせることもできる。
【００２９】
【実施例】
次に、実験例について説明する。まず、青色領域に発光スペクトルを有するユ−ロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体，緑色領域に発光スペクトルを有するセリウム・テルビウム付活リン酸ランタン蛍光体（リン酸塩蛍光体），赤色領域に発光スペクトルを有するユ−ロピウム付活硼酸イットリウム・ガドリウム蛍光体（硼酸塩蛍光体）を、全蛍光体に占めるリン酸塩蛍光体及び硼酸塩蛍光体の合計した割合を図４に示すように０〜４５重量％の範囲で可変して混合してなる塗布液を、外径が８ｍｍ，長さが３００ｍｍの鉛ガラスよりなる外囲器の内面に塗布し、乾燥する。次に、この外囲器１を４５０〜５００°Ｃ程度にコントロ−ルされた焼成炉に挿入して本焼成する。次に、図９〜図１０に示すスクレ−パを用いて発光層の一部を強制的に剥がし除去することによってアパ−チャ部２ａを形成する。以下、図５〜図８に示す先行技術と同様の方法にてアパ−チャ形希ガス放電灯を製造した。
【００３０】
この希ガス放電灯の製造工程におけるスクレ−パによる発光層の剥がし易さを測定したところ、図４に示す結果が得られた。尚、同図において、○は剥がし易くアパ−チャ部に蛍光体の残渣が残っていないことを、△は若干剥がし難いが実用上は支障ないことを、×は剥がし難くアパ−チャ部に蛍光体の残渣が残っていることを示している。
【００３１】
同図から明らかなように、発光層に占めるリン酸塩蛍光体及び硼酸塩蛍光体の合計した割合が３５重量％以下では発光層の一部をスクレ−パによって容易に剥がし除去できる上、アパ−チャ部に蛍光体の残渣が残らない。従って、ＯＡ機器の原稿照射装置に適用しても十分の読み取り精度が得られる。又、その割合が４０重量％ではスクレ−パによる発光層の剥がし除去性が、３５重量％以下のものに比較すると若干低下するものの、アパ−チャ部における蛍光体の残渣は殆んどなく一応実用に供し得る。しかしながら、その割合が４５重量％以上ではリン酸塩蛍光体及び硼酸塩蛍光体が焼成時にガラス化して外囲器に融着し易くなるために、発光層の剥がし性が著しく低下し、アパ−チャ部に蛍光体の残渣が多く残るようになり、光透過性が損なわれる。この結果から、発光層に占めるリン酸塩蛍光体及び硼酸塩蛍光体の合計した割合は４０重量％以下に設定しなければならない。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、発光層に占める硼酸塩蛍光体及び／又はリン酸塩蛍光体蛍光体の割合が４０重量％以下に設定されているために、外囲器内面に塗布膜を形成した後に本焼成して発光層を形成しても、発光層の外囲器内面への必要以上の融着を抑制できる。このために、スクレーパによる発光層の一部の剥がし除去を簡単かつ確実に行うことができるのみならず、アパーチャ部の形成部分における発光層の残渣量も実用上支障とならない程度に抑制できる。従って、アパーチャ部での光吸収を最小限に止めることができ、輝度低下を防止できる。
【００３３】
特に、外囲器の塗布膜に対する本焼成は、外囲器の内面全体に塗布膜を形成した状態で行われるために、外囲器の熱容量が全体に亘って均斉化され、不所望な反りの発生を確実に防止することができる。このために、例えば外囲器の外周面にシ−ト構体を巻回する形式のものにあっては、シ−ト構体の巻回を容易に行うことができ、作業能率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す縦断面図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す縦断面図。
【図３】本発明の第３の実施例を示す縦断面図。
【図４】発光層に占める硼酸塩，リン酸塩蛍光体の割合に対する発光層の剥がし易さの関係を示す図。
【図５】先行技術にかかる希ガス放電灯の縦断面図。
【図６】先行技術にかかるシ−ト構体の展開図。
【図７】図６のＸ−Ｘ断面図。
【図８】先行技術にかかる希ガス放電灯の製造方法を説明するための縦断面図。
【図９】先行技術にかかる発光層の剥がし方法を説明するための側断面図。
【図１０】図９のＹ−Ｙ断面図。
【符号の説明】
１  外囲器
２Ａ    発光層
２ａ  アパ−チャ部
３  シ−ト構体
４  透光性シ−ト（絶縁部材）
５，６  外部電極
５１，６１  端子
７  第１の開口部
８  第２の開口部
９  接着層
１２  スクレ−パ
１３  保護チュ−ブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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