(57)【要約】【課題】原稿照明用として好適に使用することができて、幅が狭い金属箔ならなる電極であっても、給電用リード線の接合部近傍における機械的強度が高く、量産に適した希ガス放電灯を提供すること。【解決手段】希ガスが封入されたガラス管と、該ガラス管の外表面上に形成されたガラス管の長さ方向に延在する金属部材よりなる一方の電極と、該一方の電極に電気的に接続された給電用のリード線と、該一方の電極と少なくとも１つの誘電体を介して配置された他方の電極と、を具備してなり、前記一方の電極は、該電極上において該電極の長さ方向に互いに離間する第一の絶縁部材と第二の絶縁部材と、により被覆され、前記第一の絶縁部材と第二の絶縁部材との離間部分において露出した電極に、リード線の接合部が形成されていることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
希ガスが封入されたガラス管と、該ガラス管の外表面上に形成されたガラス管の長さ方向に延在する金属部材よりなる一方の電極と、該一方の電極に電気的に接続された給電用のリード線と、該一方の電極と少なくとも１つの誘電体を介して配置された他方の電極と、を具備してなり、
前記一方の電極は、該電極上において該電極の長さ方向に互いに離間する第一の絶縁部材と第二の絶縁部材と、により被覆され、
前記第一の絶縁部材と第二の絶縁部材との離間部分において露出した電極にリード線の接合部が形成されていることを特徴とする希ガス放電灯。
【請求項２】
前記第一の絶縁部材と第二の絶縁部材とは、同一の絶縁チューブにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の希ガス放電灯。
【請求項３】
前記第一の絶縁部材及び第二の絶縁部材は、前記一方の電極をその長さ方向に１ｍｍ以上被覆していることを特徴とする請求項１または２に記載の希ガス放電灯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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おける原稿照明用、あるいは、液晶パネルディスプレイのバックライト等に利用される希ガス放電灯に関し、特にＣＩＳ（密着イメージセンサ）方式の読取り用光源として使用される希ガス放電灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年スキャナーや複写機の読取り方式として、ＣＩＳ（密着イメージセンサ）方式が開発され、多くのスキャナー、複写機に使用されている。係るＣＩＳ方式では、光源からの光をプラテンとガラス板との間に挟まれた原稿に照射し、その反射光を受光してデジタル化処理することにより、その原稿の内容を読取る、というものであり、構造が簡単かつコンパクトである利点がある。この密着イメージセンサにおいては、例えば特開平４−３６０４５８号（特許第２９５３５９５号）公報に記載のもののように、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイなどと、レンズ及びセンサなどが一体的に構成され、ユニットとされている。
【０００３】
一方、スキャナーや複写機では一般に縮小光学系を使用しており、光源としては希ガス放電灯が使用されている。係る希ガス放電灯は、直管状のガラス管内にキセノンなどの希ガスが封入されており、該ガラス管の外表面上に、例えばアルミニウム（Ａｌ）よりなる略矩形の一組の金属箔をガラス管の断面方向で対向する箇所に貼着して、一対の電極が具備されたものである。そしてこの一対の電極に高周波電圧を印加して、希ガスの放電により発生した紫外線を、ガラス管内に形成した蛍光物質層に照射して励起し、可視光の発光を得るというものである。
【０００４】
最近では、この希ガス放電灯においても、先述の密着イメージセンサの光源としての利用が考えられているが、そのためには、従来の縮小光学系に使用されていた希ガス放電灯に比較して、ガラス管の外径（以下「管径」という。）を極端に細くする必要がある。具体的には、管径がφ８〜１２ｍｍ程度であったものが、密着イメージセンサ用途ではφ３〜６ｍｍ程度に細くする必要がある。
【０００５】
ガラス管を細くすると、電極の幅を狭くして絶縁距離を稼ぐ必要がある。実使用範囲でいうと、縮小光学系用の希ガス放電灯では、管径φ８〜１２ｍｍであり、電極幅は５〜９ｍｍであるが、密着イメージセンサ用に管径をφ３〜６ｍｍとすると、電極幅は１ｍｍ程度にしなければならない。このように電極の幅が狭くなると、給電用の端子部材などを電極に接続することは困難であり、例えば特許２７２９１００号公報記載の技術のように、給電用のリード線を直接電極に半田付けするのが簡便な方法である。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２７２９１００号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
而して、電極の幅が１ｍｍ程度になると電極のリード線の接合部近傍において不具合を生じやすくなるという問題がある。
【０００８】
即ち、電極を構成する金属箔の幅が狭くなるために、その機械的強度が低下し、希ガス放電灯の製作時或いは最終形態とした後、電極に接続したリード線を取り回ししていると金属箔が変形したり、ガラス管との接着面積が狭くなるため剥がれたりする不具合を生じる。また、リード線と金属箔とを半田により直接接合したときに、溶融した半田金属が冷却、収縮する過程で金属箔が歪曲するといった不具合を生じることがある。
【０００９】
上記のように金属箔が剥がれたり変形したりすると、電極とガラス管との間に不可避の間隙が形成されてしまい、希ガス放電灯の点灯時にガラス管への投入電力が局部的に不足して暗部を形成する、といった事態に至る。このような希ガス放電灯では、発光エリアにおいて所望の照度分布が得られないため、原稿読取り用の光源として使用することができなくなる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、原稿照明用として好適に使用することができ、幅が狭い金属箔からなる電極であっても、給電用リード線の接合部近傍における機械的強度が高く、量産に適した希ガス放電灯を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで本願発明に係る希ガス放電灯は、希ガスが封入されたガラス管と、該ガラス管の外表面上に形成されたガラス管の長さ方向に延在する金属部材よりなる一方の電極と、該一方の電極に電気的に接続された給電用のリード線と、該一方の電極と少なくとも１つの誘電体を介して配置された他方の電極と、を具備してなり、前記一方の電極は、該電極上において該電極の長さ方向に互いに離間する第一の絶縁部材と第二の絶縁部材と、により被覆され、前記第一の絶縁部材と第二の絶縁部材との離間部分において露出した電極にリード線の接合部が形成されていることを特徴とする。
また、前記第一の絶縁部材と第二の絶縁部材とは、同一の絶縁チューブにより形成されていることを特徴とする。
また、前記第一の絶縁部材及び第二の絶縁部材は、前記一方の電極をその長さ方向に１ｍｍ以上被覆していることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一の実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の第一の実施形態に係る希ガス放電灯の、一部断面で示す管軸方向の側面図であり、図２はこの希ガス放電灯を図１中の線分Ａ−Ａで切断した断面図である。
ガラス管１１は、その両端部（１１Ａ、１１Ｂ）が加熱縮径されて密閉されており、その外表面には一方の電極２１と他方の電極２２とよりなる一対の電極が、ガラス管１１の管壁により構成された二枚の誘電体及び放電空間を介して対向配置されている。また、このガラス管１１には所定の希ガスが封入されており、その内表面上には蛍光体が塗布されて蛍光体層３０が形成されている。なおこの蛍光体層３０はその一部がガラス管の管軸方向に除去されており、これにより光取り出し用のアパーチャ４０が形成されている。
【００１３】
このガラス管１１は、例えば、寸法が外径φ４ｍｍ、肉厚０．５ｍｍであり、長さ３６０ｍｍであり、材質は透明なバリュウムガラスである。
【００１４】
上記一対の電極２１、２２は、例えば、金属箔をテープ状にしてガラス管に貼付することにより形成される。
電極２１、２２の材質としてはアルミニウムが好適であり、例えば厚さ７０μｍ、長さが３５８ｍｍ、幅が１．５ｍｍである略帯状の金属箔を、ガラス管１１の外表面上に貼着して構成される。尚、「電極の長さ」とは電極長手方向の全長であり、「電極の幅」とは電極短手方向の全長をいう。
【００１５】
図１に示すように、ガラス管１１の一端部１１Ａ側に第一の絶縁部材６１が、他端部１１Ｂ側に第二の絶縁部材６２が、第一の絶縁部材６１と第二の絶縁部材６２との間に離間部分Ｓを形成して、電極２１、２２或いはガラス管１１の外表面に密着して設けられている。
同図において、第一の絶縁部材６１が電極２１、２２の一端部２１Ａ、２２Ａから被覆する距離Ｌ１は、例えば０．１ｍｍ〜６．０ｍｍであり、好ましくは１ｍｍ以上である。また、第二の絶縁部材６２が、電極２１、２２を被覆する距離Ｌ２は、例えば０．１ｍｍ〜３５４．５ｍｍであり、１ｍｍ以上あればよい。なかでも第二の絶縁部材６２は電極２１、２２の他端部２１Ｂ、２２Ｂを被覆しているのが好ましい。
【００１６】
ここで、第一の絶縁部材６１と第二の絶縁部材６２との離間部分Ｓにおいては、電極の露出部２１Ｓ、２２Ｓが形成されており、当該箇所において給電用のリード線５０、５０が半田５１、５１で直接接合されて、リード線接合部５２、５２が形成されている。
第一の絶縁部材６１と第二の絶縁部材６２との離間部分Ｓの電極長さ方向の距離は、リード線を接続できる程度に、例えば２ｍｍ以上であるのが好ましく、かつリード線接合部５２、５２近傍に位置される電極が固定されるよう、例えば５ｍｍ以下であるのが好ましい。具体的には３．５ｍｍ〜４．５ｍｍであり、中でも、３．０ｍｍ〜４．０ｍｍであるのが良い。
【００１７】
第一、第二の絶縁部材は、例えば熱収縮性を有する光透過性の絶縁チューブによって、以下のような手順で配設することができる。
【００１８】
図３（ａ）、（ｂ）は、希ガス放電灯の要部を拡大して示す、一方の電極が配置された側面の方向からみた斜視図であり、先に図１、図２で説明した構成と同様の構成については同じ符号を付している。
例えば、図３（ａ）に示すように、電極２１が貼着されたガラス管１１に、二つの絶縁チューブ６１Ａ、６２Ａを所定距離離間して配置する。係る絶縁チューブ６１Ａ、６２Ａが装着された状態でガラス管１１を例えば１５０〜２００℃に加熱すると、当該絶縁チューブ６１Ａ、６２Ａが熱収縮して、第一、第二の絶縁部材６１、６２が形成される。
電極２１は、これら第一、第二の絶縁部材６１、６２によりガラス管１１の中心方向に押圧されて固定されると共に、第一の絶縁部材６１、第二の絶縁部材６１の間に電極露出部２１Ｓを形成する。
【００１９】
また、図３（ｂ）に示すように、開口穴Ｈを設けた一つの絶縁チューブ６３Ａをガラス管１１に開口穴Ｈを電極２１に対応させて装着し、熱収縮させることによっても良い。
【００２０】
一つの絶縁チューブ６３Ａを用いる場合も、電極２１上にはその長さ方向に、一端部２１Ａから該開口穴Ｈの縁部に至るまで第一の絶縁部材６１が設けられ、開口穴Ｈを挟んで該開口穴Ｈの他方の縁部から電極の他端部に至るまで第二の絶縁部材６２が、それぞれ設けられる。尚、開口穴Ｈの周方向においては、第一の絶縁部材６１と第二の絶縁部材６２とをつなぐための接続用絶縁部材６４がガラス管１１を被覆するように形成される。
一方、電極２１には開口穴Ｈに対応して電極露出部２１Ｓが形成される。
【００２１】
ここで、絶縁チューブ６３Ａは、電極の一端部２１Ａを、少なくとも１ｍｍ被覆しており、同図に示す電極の被覆距離Ｌ１は例えば１．０ｍｍ〜６．０ｍｍである。
開口穴Ｈは、絶縁チューブの所定箇所を打ち抜いて形成され、その形状は、長円形状、矩形状など適宜であり、その大きさは電極長さ方向に３．５ｍｍ〜４．５ｍｍ、幅方向に１．５ｍｍ〜２．０ｍｍとするのが良い。
【００２２】
無論、上記した方法に限定されるものではなく、他の方法によってもよい。例えば、絶縁チューブの代わりにシート状の絶縁部材を電極の上からガラス管の外周面上に巻きつけてこれを構成してもよい。要は、電極とリード線の接合部の、電極の長さ方向の両側部に、第一の絶縁部材と第二の絶縁部材を形成しさえすれば、リード線を引っ張ったときも、電極が剥がれにくいので、コンパクトであっても生産性が良好な希ガス放電灯を提供できるようになる。
また更に、上記本発明に係る希ガス放電灯においては、リード線接合部上から、熱収縮性を有する絶縁チューブ等によってガラス管を被覆すると、絶縁性が格段に向上し、リード線接合部の近傍におけるリード線と電極との密着性が増してより好ましいものとなる。
【００２３】
以上説明した本発明によれば、リード線の接合部において電極が引っ張られたとしても、当該接合部の、電極長さ方向における両方の側部が、第一、第二の絶縁部材により強固に固定されているので、電極が剥がれにくくて電極が変形するような問題も生じにくくなる。よって、リード線接合部近傍の機械的強度が高くて生産性の良好な希ガス放電灯を提供することができる。また更には、電極とガラス管と間に間隙が形成されるのを防止できるので、点灯中に暗部が形成されることがなく所定の照度分布を得ることができる、希ガス放電灯を提供することが可能になる。従って、その結果、製造作業が簡便で、生産性が良好でありながら、所望の配光分布を得ることが可能で、原稿照明用の光源として好適な、希ガス放電灯を提供することができるようになる。
また、更には、本発明によれば、リード線の引っ張り強度を増大することができるので、製作が容易で量産性に富む、コンパクト化を実現できる希ガス放電灯を提供することができる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記内容に限定されることなく、適宜、変更が可能である。例えば、一対の電極は、両電極の間に少なくとも誘電体層と放電空間を有していれば足り、一方の電極をガラス管の外表面上に、他方の電極をガラス管の内表面上に配設することも可能である。
また、本発明は電極の幅が狭いものに限定されるものではなく比較的大きいもので適用できる。係る場合は、リード線と電極との間に端子部材を配置して電気的接続を行っても良い。
【００２５】
【実施例】
図１、２に示す本発明の構成に係る希ガス放電灯を、第一の絶縁部材が電極を被覆している距離Ｌ１の大きさを種々変化させて下記手順により製作した。なおガラス管は管径がφ４ｍｍとφ５ｍｍのものを用いた。
全長が３６０ｍｍのガラス管に厚さ０．５ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、幅１．５ｍｍのアルミニウム製の箔を貼付して電極を構成した。この電極の一端部側に、第一の絶縁部材用の絶縁チューブの長さを変化させて電極を被覆する距離Ｌ１が０．１ｍｍ〜６ｍｍの範囲になるように装着した。また、第二の絶縁部材用の絶縁チューブを、第一の絶縁部材との離間部分（電極露出部）の長さＳを３．５ｍｍ（一定）となるようにかつ電極の他端部を覆うようにして、装着した。しかる後、電極及び絶縁チューブが装着したガラス管を１５０〜２００℃に加熱して第一、第二の絶縁部材を配置した。
上記第一と第二の絶縁部材が離間した部分において電極が露出した箇所に、線経が約１ｍｍのリード線をアルミ半田により接合した。
以上の製作工程においては、半田付けする作業も簡便に行うことができ電極が剥離したり変形したりすることなく、作業性が非常に良好であった。
【００２６】
【比較例１】
第一の絶縁部材が電極を被覆する部分の長さＬ１が０ｍｍである（即ち、第一の絶縁部材を配設していない）ことを除いて、上記実施例と同様の手順に従い比較例１に係る希ガス放電灯を製作した。尚、第二の絶縁部材用の絶縁チューブを電極の一端部より他端部側に所要距離離れた箇所から該電極の他端部まで覆うように装着し、これにより、電極一端部を長さ３．５ｍｍだけ露出させて第二の絶縁部材を配設した。
電極一端部において該電極が露出した箇所に、線経約１ｍｍのリード線をアルミ半田により接合した。
以上の製作工程においては、半田付け作業中に電極が剥離するものが多数発生した。又、電極一端部が剥がれ易くて、その後の製造工程においてリード線の取り回し中に電極が剥離して変形してしまった。
【００２７】
【比較例２】
従来技術に係る希ガス放電灯の製作要領即ち、先に電極にリード線を接合してから絶縁チューブを被覆する要領で、下記手順に従い管径がφ３〜φ５ｍｍの希ガス放電灯を製作した。
全長が３６０ｍｍのガラス管に厚さ０．５ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、幅１．５ｍｍのアルミニウム製の箔を貼付して電極を構成した。
次いで、この電極の一端から３．５ｍｍ離間した箇所における電極上にリード線をアルミ半田により接合した。
以上の製作工程においては、半田付け作業中に電極が歪曲して剥離するものが多数発生し、又、リード線接続後の作業中に電極が外れるものがあった。このように、従来の希ガス放電灯はその製造工程中の不良発生率が高くて生産性に問題があった。
【００２８】
【実験例】
上記実施例、比較例１及び比較例２に係る希ガス放電灯についてリード線の引っ張り強度を測定した。ここで「リード線の引っ張り強度」とは、リード線を引っ張ったときに、リード線接合部の破損、電極の変形などによって、破断に至った時の最大張力である。本実験例においては、リード線に荷重測定器を取り付けてリード線を管軸と平行な方向に引っ張って測定した。
【００２９】
上記実験例の結果を、図４及び後段の表１に示す。
図４は、上記実験例の結果を示す第一の絶縁部材が電極を被覆する距離（図１中のＬ１（ｍｍ））とリード線の引っ張り強度（単位：Ｎ）との関係を示す図である。図４においては、実施例と比較例１の放電灯における引っ張り強度（Ｎ）の測定値の平均値を付すと共に、その近似曲線を引いた。下記の表１は上記比較例の希ガス放電灯について、リード線の引っ張り強度を測定した平均値である。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１の結果、リード線が接続された電極が絶縁部材に被覆されていないものでは、リード線の引っ張り強度が管径がφ５ｍｍのもので約２．９８Ｎ、管径φ４ｍｍのもので１．９６、管径φ３ｍｍのものでは１Ｎに満たない０．９８であった。
このように引っ張り強度が小さいと、製作中に不良となる確率が極めて高くて量産することは不可能である。尚、本実験例により、本発明者らは、リード線の引っ張り強度が５Ｎ以上、好ましくは８Ｎ以上、より好ましくは１０Ｎ以上であれば、リード線の取り回し中に電極に不具合を生じにくいという検知を得た。
【００３２】
図４に示すように、電極の被覆長さが１ｍｍのとき、管径φ５ｍｍの場合はリード線の引っ張り強度が１０Ｎ以上であり、十分高い機械的強度が得られることが確認できた。また、比較例２に係る電極が一切絶縁部材で被覆されないものに比較して３倍以上の強度が得られるようになると分かった。更に、管径がφ４ｍｍの場合でも、電極の被覆長さが１ｍｍを超えると、リード線引っ張り強度を８Ｎ以上に高くすることが可能であると分かった。
【００３３】
尚、比較例１に係る電極の被覆長さが０ｍｍであるものは、比較例２に係るものに比較して若干の強度向上が認められるが、リード線の引っ張り強度が５Ｎに満たないため、実際の作業では不良の発生率が高くて実使用できるものではなかった。
【００３４】
以上のように、本発明に係る第一の絶縁部材と第二の絶縁部材の間にリード線の接合部を形成した希ガス放電灯によれば、リード線の引っ張り強度を高くすることができ、リード線の引っ張り強度を増すことができて生産性が良好であることが判明した。
更には、電極被覆長さを１ｍｍ以上にすると、８Ｎ以上に高い強度を得ることができると分かった。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、幅が狭い電極であっても電極とガラス管の密着強度が高く、リード線の取り回しを容易にできて、電極の給電用導出部において不具合を生じにくい、希ガス放電灯を提供することができる。
その結果、希ガス放電灯のコンパクト化を実現しつつ、生産性良好な希ガス放電灯を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る希ガス放電灯の管軸方向断面図である。
【図２】図１中の線分Ａ−Ａで切断した希ガス放電灯の断面図である。
【図３】本発明の実施形態を説明する図である。
【図４】実験例の結果を示す、距離Ｌ１とリード線の引っ張り強度の関係を示す図である。
【符号の説明】
１１    ガラス管
１１Ａ  一端部
１１Ｂ  他端部
２１    一方の電極
２１Ａ  一端部
２１Ｂ  他端部
２２    他方の電極
２２Ａ  一端部
２２Ｂ  他端部
２１Ｓ、２２Ｓ  電極露出部
３０    蛍光体層
４０    アパーチャ
５０    リード線
５１    半田
５２    リード線接合部
６１    第一の絶縁部材
６２    第二の絶縁部材
６１Ａ、６２Ａ、６３Ａ  絶縁チューブ
６４    つなぎ用絶縁部材
Ｓ    離間部分
Ｈ      開口穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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