(57)【要約】【課題】この発明は、原稿照明用等に用いられる希ガス蛍光ランプのアパーチャ部から放射され原稿によって反射された光が再度該アパーチャ部に入射することを防止することにより、原稿読み取り画像のコントラストや色再現性を向上させる希ガス蛍光ランプを提供することにある。【解決手段】直管型のガラス体より成るガラスバルブと、該ガラスバルブの管壁に管軸方向に沿って配置された少なくとも一方の電極と、該ガラスバルブ内に封入された希ガスと、該ガラスバルブ内壁に形成された蛍光体層と、該蛍光体層から生成される光を該ガラスバルブ外部へ放射するアパーチャ部と、からなる希ガス蛍光ランプにおいて、該アパーチャ部に波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の光の透過率を低減する減光手段を設けたことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直管型のガラス体より成るガラスバルブと、該ガラスバルブの管壁に管軸方向に沿って配置された少なくとも一方の電極と、該ガラスバルブ内に封入された希ガスと、該ガラスバルブ内壁に形成された蛍光体層と、該蛍光体層から生成される光を該ガラスバルブ外部へ放射するアパーチャ部と、からなる希ガス蛍光ランプにおいて、
該アパーチャ部に波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の光の透過率を低減する減光手段を設けたことを特徴とする希ガス蛍光ランプ。
【請求項２】
該減光手段は、該アパーチャ部に減光フィルタを設けたことを特徴とする請求項１に記載の希ガス蛍光ランプ。
【請求項３】
該減光手段が該アパーチャ部を形成するガラス部材に波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の光の透過率を低減する減光性ガラス部材を用いていることを特徴とする請求項１に記載の希ガス蛍光ランプ。
【請求項４】
前記アパーチャ部を除くガラスバルブの外表面に黒色の部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の希ガス蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は希ガス蛍光ランプに関する。特に、原稿照明装置等に用いられる希ガス蛍光ランプにおける原稿複写時のコントラストや色再現性の改善方法に特徴を持つ希ガス蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機やイメージリーダ等の原稿読取装置用光源として、希ガス蛍光ランプが多く使われている。該希ガス蛍光ランプは、ガラスバルブの外壁面に例えば一対の帯状電極を配置し、該ガラスバルブ内に希ガスを封入し、該ガラスバルブ内表面に蛍光体層を設けた構造を採用している。該希ガス蛍光ランプの点灯時には該電極間に高周波高電圧を印加することにより、該ガラスバルブ内に放電を発生させ、該放電によって発生した紫外線で該蛍光体層を励起することにより可視光を発生させる蛍光ランプである。
【０００３】
図８に従来の希ガス蛍光ランプの概略図を示す。図８−ａ）は、該希ガス蛍光ランプ５１の概略を示す概略図である。また、図８−ｂ）は、図８−ａ）におけるＡ−Ａ面で切断した、該希ガス蛍光ランプ５１の径方向の断面図である。図８−ａ）によれば、該希ガス蛍光ランプ５１は、管状のガラスバルブ５２の管軸方向外表面に配置された一対の電極５６、該電極５６の一方の端部間に設けられたアパーチャ部５４、該アパーチャ部５４を除く径方向を覆う反射材５５、該径方向全体を覆う可視光域の光に対してほぼ透明なカバー５７を具備している。
【０００４】
図８−ｂ）は、該希ガス蛍光ランプ５１のＡ−Ａ面における径方向断面図である。該希ガス蛍光ランプ５１における放電空間を形成するガラスバルブ５２の内面には蛍光体層５３が形成されている。該ガラスバルブ５２の外表面には一対の電極５６が配置されており、該電極５６を保持すると共にアパーチャ部５４以外から光が放射されるのを抑制するために反射材５５が設けられている。該ガラスバルブ５２の内部には、例えば希ガスとしてキセノンが１３．３ｋＰａ程度封入されている。また、該電極５６間に高周波高電圧を印加することにより放電を発生させている。更に、該希ガス蛍光ランプ５１の最外表面には、該希ガス蛍光ランプ５１全周を覆うカバーであって可視光域の光に対してほぼ透明なカバー５７が設けられている。
【０００５】
次に、従来の希ガス蛍光ランプ５１を配置した原稿照明装置６１の概略説明図を図９に示す。該希ガス蛍光ランプ５１のアパーチャ部５４から放射された光は、図中矢印ａで示されるように該希ガス蛍光ランプ５１から直接、原稿を配置するガラス製の原稿台６２を介して原稿面６４に照射される。一方、同じく該アパーチャ部５４から放射された光の内、図中矢印ｂで示されているような光路をとる光は、該希ガス蛍光ランプ５１から放射された後、反射鏡６３で反射され図中矢印ｃのように原稿面６４を照射する。該原稿面６４に照射された光は、該原稿面６４で拡散反射され、その一部が反射ミラー６５、光学レンズ６６を介してＣＣＤ等の原稿信号読み取り装置６７に入射する。
【０００６】
ここにおいて、該希ガス蛍光ランプ５１のアパーチャ部５４から放射された光は、原稿面６４を照射し、その反射光が図中矢印ｄ以外の方向にも拡散光として反射される。また、該希ガス蛍光ランプ５１の該アパーチャ部５４以外の面からも光が漏れている。これらの光は、原稿読み取り装置の隔壁等により複数回反射するうちに、一部が迷光として、原稿信号読み取り装置６７に入射する場合があった。
【０００７】
このような迷光を抑制する技術として、例えば、特開２００２−２３１１９１号公報によれば、ガラスバルブと蛍光体層の間に黒色等の光吸収性を有する絶縁層を形成することが記載されており、該アパーチャ部以外からの可視光の出射による迷光を防止できるとしている。また、特開平８−２６２５９２号公報によれば、バルブの外面に黒色の遮光膜や遮光テープを形成することが記載されている。
【０００８】
しかしながら、上述のような対策を施した希ガス蛍光ランプを該原稿読み取り装置に配置した場合でも、カラー画像等では充分な色再現性が得られないといった問題があった。また、モノクロ画像においても、コントラストの精度を向上することができないといった問題があった。
【特許文献１】特開２００２−２３１１９１号
【特許文献２】特開平８−２６２５９２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者は、種々の検討の結果、迷光以外に該アパーチャから放射され原稿によって反射された光が再度該アパーチャ部に入射することにより色調やコントラストの再現性を悪くしていることをつきとめた。例えば、色再現性が悪いのは、読み取り対照となっている原稿部分以外の部分に一度照射された光が再び、該希ガス蛍光ランプのアパーチャ部から該希ガス蛍光ランプ内に入射される。該アパーチャ部に入射した光には、読み取り対照となっている原稿部分とは異なる色成分が含まれており、紫外線で励起され蛍光層から発生する光と色成分が異なることになる。この色成分の異なる該アパーチャに再入射した光は、該蛍光層により反射され、再び該アパーチャ部から放射される。つまり、別の色成分を持つ光が照射されることにより、原稿本来の色調を正しく再現することができなくなっていることが判った。
【００１０】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、原稿照明用等に用いられる希ガス蛍光ランプのアパーチャ部から放射され原稿によって反射された光が再度該アパーチャ部に入射することを防止することにより、原稿読み取り画像のコントラストや色再現性を向上させる希ガス蛍光ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の希ガス蛍光ランプは、直管型のガラス体より成るガラスバルブと、該ガラスバルブの管壁に管軸方向に沿って配置された少なくとも一方の電極と、該ガラスバルブ内に封入された希ガスと、該ガラスバルブ内壁に形成された蛍光体層と、該蛍光体層から生成される光を該ガラスバルブ外部へ放射するアパーチャ部と、からなる希ガス蛍光ランプにおいて、該アパーチャ部に波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の光の透過率を低減する減光手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記の構成において、該減光手段は、該アパーチャ部に可視光域の光の透過率を低減する減光フィルタを設けたことを特徴とする。
【００１３】
更には、前記構成において、該減光手段が該アパーチャ部を形成するガラス部材に波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の光の透過率を低減する減光性ガラス部材を用いていることによっても実現できる。
【００１４】
また、前記アパーチャ部を除くガラスバルブの外表面に黒色の部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に記載の希ガス蛍光ランプによれば、アパーチャ部に波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の光の透過率を低減する減光手段を設けることにより、原稿面から反射され、該アパーチャ部に再度入射し、蛍光体層によって反射され、再び該アパーチャ部から放射される光に含まれる波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域成分の占める割合を減少することができる。これにより、例えば原稿面上の色成分を精度良く再現することができるといった利点がある。また、色成分を正確に再現できることから、モノクロ画像においても高いコントラストで精度良く原稿を複写できる、といった利点もある。
【００１６】
また、本発明の請求項２に記載の希ガス蛍光ランプによれば、該アパーチャ部に減光手段として波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の光の透過率を低減する減光フィルタを設けているので、原稿面から反射され、該アパーチャ部に外部から再び入射し、再度放射される不要な可視光成分を効率良く減光できる。
【００１７】
更には、該アパーチャ部を形成するガラス部材に波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の光の透過率を低減する減光性ガラス部材を用いることにより、特別に減光フィルタ等の部材を増やす事無く簡便に、原稿面から反射され、該アパーチャ部に外部から再び入射し、再度放射される不要な可視光成分を減光できる。これにより、色成分の再現性の向上や、モノクロ原稿に対して精度の高いコントラストを再現できるといった利点がある。
【００１８】
また、該アパーチャ部以外のガラスバルブ部を黒色部材で覆うことにより、該希ガス蛍光ランプ周辺からの迷光を排除できるので、より高い色再現性や精度の高いコントラストを実現できるといった効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の希ガス蛍光ランプは、該希ガス蛍光ランプからの光が放射されるアパーチャ部に減光フィルタ等波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の光の透過率を低減する減光手段を設け、波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の光の透過率を下げることにより、該アパーチャ部に原稿面から反射して再度入射し、再び放射される不要な可視光成分を減光し、原稿の色再現性やコントラストの精度を向上させるものである。
【００２０】
ここで、不要な可視光成分の測定について図３に記載する。図３―ａ)に示すのは、不要な可視光成分の測定を行った該原稿読み取り装置の概略図である。原稿照明装置２１には、希ガス蛍光ランプ１が配置され、アパーチャ部４から放射される光は、原稿配置用のガラス台２２へ照射される。また、該アパーチャ部４から放射された光を効率的に利用するために、該アパーチャ部４に対向する位置に反射鏡２３が配置され、該反射鏡２３で反射された光も該ガラス台２２へ放射される。該ガラス台２２上には、例えばカラー原稿１５が置かれており、該カラー原稿１５から反射された光は、該カラー原稿１５の色成分を含む光であり、鏡２４により方向を９０度曲げられ、光学レンズ２５を介してＣＣＤ等から成る光信号読み取り部２６に入射する。該原稿照明装置２１において、該ガラス台２２上の原稿に照射される光を検出するために、光取り込み部１４を配置し、該光取り込み部１４の一端を図示していない分光器に接続している。
【００２１】
最初に該ガラス台２２上に原稿を置かない場合の該光取り込み部１４に入射した光の分光スペクトルを測定した。次に、該ガラス台２２上に、一例として該光取り込み部１４に光が照射できる程度の幅を持つスリット１６を設けた、例えば赤色のカラー原稿１５を置いた後に、分光スペクトルを測定した。ここにおいて、図３−ｂ）の破線矢印で示すように、該希ガス蛍光ランプ１のアパーチャ部４から放射された光の一部は、例えばｅ−ｆ−ｇ−ｈの経路で、カラー原稿１５から反射され、再び該希ガス蛍光ランプ１に入射し、再度該アパーチャ部４から放射される。
【００２２】
このように測定した分光スペクトルとして、原稿なしの場合の測定例を図４に示している。図４は、縦軸が相対値で表示した光の強度（％）であり、横軸は波長（ｎｍ）である。
【００２３】
図５では、原稿なしの場合と、原稿有りの場合の分光スペクトルを各々測定し、これらの分光スペクトルの差スペクトル（原稿有りのスペクトルから原稿なしのスペクトルを引いたもの）を取った場合を示す。図５の縦軸は図４の縦軸における１００％を基準に規格化表示した光の強度（％）であり、横軸は、波長である。波長６００ｎｍ付近に差が大きく、赤色の成分が波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの範囲で蛍光体から放射される白色光とは異なる不要な可視光成分として含まれていることが分かる。
【００２４】
次に、波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の光の透過率を低減する減光手段である減光フィルター等の透過率について示す。前述の不要な可視光成分、つまり原稿から反射され、再び該希ガス蛍光ランプに入射し、再度該アパーチャ部から放射される光の強度は、蛍光体から放射される白色光に比べて非常に小さい。しかしながら、蛍光体から放射される白色光も、該不要な可視光成分を含む光も、ともに波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの範囲の可視光成分を含む光である。そこで、波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域全体の透過率を下げることで、該不要な可視光成分をノイズレベルまで下げるようにした。一方、可視光域の透過率を低下させると、該希ガス蛍光ランプ自身の照度が下がり原稿照明用ランプとして使用できなくなる。
【００２５】
そこで、次のように本発明の評価を行った。図５で示したこの不要な可視光成分のスペクトルを波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの範囲で積分する。この積算値を該ガラス台２２上に何も置かない場合の分光スペクトルの可視光域（波長３６０ｎｍから８３０ｎｍ）における積算値で割った値を可視光域での「不要光含有率」とし、透過率に対する不要光含有率を評価した。図６には、縦軸に不要光含有率、横軸に本発明の希ガス蛍光ランプに用いた減光フィルターの可視光域（波長３６０ｎｍから８３０ｎｍ）の光の透過率（％）を取った。各測定点の透過率は、９２％、８５％、７７％、６０％、及び減光フィルターを含まない場合のガラス自身の持つ可視光域の透過率９７％で有る。可視光域の透過率が低下するにつてれ、該不要光含有率は低下しており、６０％以下では、変化がなくなる。つまり、この不要な可視光成分の影響を取り除くためには、該減光フィルター等の透過率を６０％まで下げれば良く、それ以上透過率を下げると逆に照度が取れなくなる境目である。また、ガラス自身の透過率の場合に比べて、透過率９２％では不要光含有率が約半分になっている。これらのことから、減光フィルターの透過率は６０％以上９２％以下であるのが望ましい。更に好ましくは、６０％以上８５％以下であれば、不要光含有率が１％以下となる。
【実施例１】
【００２６】
本発明の希ガス蛍光ランプにおける第１の実施例を図１に示す。図１−ａ）は、該希ガス蛍光ランプ１の概略を示す概略図である。また、図１−ｂ）は、図１−ａ）におけるＡ−Ａ面で切断した、該希ガス蛍光ランプ１の径方向の断面図である。図１−ａ）によれば、該希ガス蛍光ランプ１は、管状のガラスバルブ２の管軸方向外表面に配置された一対の電極６、該電極６の一方の端部間に設けられたアパーチャ部４、該アパーチャ部４を除く径方向を覆う反射材５を具備している。また、図１―ｂ）では、該希ガス蛍光ランプ１は、ガラス管２の内面に蛍光体層３を設け、その一部を除去し光を取り出すアパーチャ部４が形成されている。該ガラス管２の外表面には一対の帯状電極６が設けられており、該帯状電極６は、例えば反射材５で覆われている。該ガラス管２の内部には希ガスとして、例えばキセノンが封入され、該帯状電極６間に高周波高電圧を印加することにより、該希ガスからエキシマ光が放射される。該エキシマ光は内面に設けられた蛍光体層３を励起し、白色の可視光を発生し、該アパーチャ部４から外部へ放射される。このアパーチャ部４の前面に可視光域の光を減光する減光フィルタ７を配置している。これにより、原稿面から反射してランプ内へ再度入射し、該アパーチャ部４から再び放射される不要な可視光成分を減光している。
【００２７】
次に、該希ガス蛍光ランプ１を配置した原稿照明装置の概要を図２に示す。原稿照明装置２１には、前記希ガス蛍光ランプ１が配置され、該アパーチャ部４から放射される光は、原稿配置用のガラス台２２へ照射される。また、該アパーチャ部４から放射された光を効率的に利用するために、該アパーチャ部４に対向する位置に反射鏡２３が配置され、該反射鏡２３で反射された光も該ガラス台２２へ放射される。該ガラス台２２上には、例えばカラー原稿が置かれており、該カラー原稿から反射された光は、該カラー原稿の色成分を含む光であり、鏡２４により方向を９０度曲げられ、光学レンズ２５を介してＣＣＤ等から成る光信号読み取り部２６に入射する。
【００２８】
該原稿照明装置２１において、該希ガス蛍光ランプ１のアパーチャ部４には、波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の光を減光する減光フィルター７が配置されている。該希ガス蛍光ランプ１から放射された光の一部は原稿面から反射され不要な可視光成分を含んだ光として該アパーチャ部４に再入射する。この再入射する時に、該減光フィルター７によって波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光成分が減光される。次に、該希ガス蛍光ランプ１内において、不要な可視光成分を含んだ光として入射された光は蛍光体層３により反射され、再び該アパーチャ部４から外部に放射される。つまり、該希ガス蛍光ランプ１から再度放射される不要な可視光成分を含んだ光は、該希ガス蛍光ランプ１の放電に伴い該蛍光体層から放射される光に比べて、該減光フィルター７を透過する回数が２回多くなり、該不要な可視光成分を含んだ光の内、波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光成分を大幅に減衰させることができる。
【実施例２】
【００２９】
図７は本発明における第２の実施例を示したものであり、本発明の希ガス蛍光ランプの径方向断面図である。該希ガス蛍光ランプ３１は、ガラス管３２の内面に蛍光体層３を設け、その一部を除去し光を取り出すアパーチャ部４が形成されている。該ガラス管３２の外表面には一対の帯状電極６が設けられており、該帯状電極６は、例えば反射材５で覆われている。該ガラス管３２の内部には希ガスとして、例えばキセノンが封入され、該帯状電極６間に高周波高電圧を印加することにより、該希ガスからエキシマ光が放射される。該エキシマ光は内面に設けられた蛍光体層３を励起し、白色の可視光を発生し、該アパーチャ部４から外部へ放射される。本実施例では、該ガラス管３２が波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の光を減光するフィルタの役割を果たしている。これにより、原稿面から反射してランプ内へ再度入射し、該アパーチャ部から再び放射される不要な可視光成分を含んだ光を減光できる。また、該減光手段として該ランプバルブを構成するガラス部材に波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光域の減光成分を含有等させることにより波長３６０ｎｍから８３０ｎｍの可視光減光機能を持たせたものであり、具体的には、Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＯ、ＮｉＯ、ＴｉＯ２等の光吸収物質を含有させたソーダ石灰シリカガラス、カリバリウムガラス、合成石英ガラス等がある。
【実施例３】
【００３０】
本発明における第３の実施例としては、該希ガス蛍光ランプのアパーチャ部以外の面に、蛍光体層のガラス管側の面から外部に放射される光をガラス管内に反射する反射層として黒色の反射層を設けたものである。該黒色反射層により、該アパーチャ部以外からの可視光の出射による迷光の防止も可能となり、色再現性やコントラストを更に改善できる。
【００３１】
尚、上述の実施例においては、２つの電極が共にガラスバルブ外表面に配置された、いわゆる外―外電極型の希ガス蛍光ランプを用いて説明したが、一方の電極が該ガラスバルブ内に配置され、他方の電極が該ガラスバルブ外表面に配置されている、いわゆる内―外電極型の希ガス蛍光ランプ等に用いても良く、該内−外電極型希ガス蛍光ランプ等においても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施例を示す概略図
【図２】本発明の希ガス蛍光ランプを配置した原稿照明装置の構成を示す概略断面図
【図３】不要光含有率の測定方法を示す概略説明図
【図４】原稿読み取り部に照射される光の分光スペクトル
【図５】原稿読み取り部に照射される光の原稿有無における差スペクトル
【図６】本発明のアパーチャ部の可視光透過率と不要光含有率との関係を示す図
【図７】本発明の第２の実施例を示す概略断面図
【図８】従来の希ガス蛍光ランプを示す概略図
【図９】従来の原稿照明装置の構成を示す概略断面図
【符号の説明】
【００３３】
１      希ガス蛍光ランプ
２      ガラス管
３      蛍光体層
４      アパーチャ部
５      反射材
６      帯状電極
７      可視光減光フィルタ
１４    光取り込み部
１５    カラー原稿
１６    スリット
２１    原稿照明装置
２２    ガラス台
２３    反射鏡
２４    鏡
２５    光学レンズ
２６    光信号読み取り部
３１    希ガス蛍光ランプ
３２    ガラス管
５１    希ガス蛍光ランプ
５２    ガラスバルブ
５３    蛍光体層
５４    アパーチャ部
５５    反射材
５６    電極
５７    カバー
６１    原稿照明装置
６２    原稿台
６３    反射鏡
６４    原稿面
６５    反射ミラー
６６    光学レンズ
６７    原稿信号読み取り装置
【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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