(57)【要約】【課題】半田付けを行う際の過熱による電極パッドの剥離を防止すると共に、小型かつ高い電極間耐電圧特性を有する放電発光装置及びこれを用いた密着イメージセンサを得る。【解決手段】第１の基板とこの第１の基板に対向配置された第２の基板との間を封止して放電空間を形成した放電発光装置において、前記第１の基板上の前記放電空間に設けられた第１の電極及び前記第２の基板上に設けられた第２の電極にそれぞれ接続される第１及び第２の電極パット部を前記第１の基板の長手方向における端部にそれぞれ設け、前記第１の基板及び前記電極パット部上に前記電極パット部の周縁部を被覆する被覆層を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、この第１の基板に対向配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に放電空間を形成する封止部と、前記第１の基板上の前記放電空間に設けられた第１の電極と、この第１の電極上の前記放電空間に設けられた誘電体層と、この誘電体層上の前記放電空間に設けられた第１の蛍光体層と、前記第２の基板上の前記放電空間に設けられた第２の蛍光体層と、この第２の蛍光体層の反対側における前記第２の基板上に設けられた第２の電極と、前記第２の基板に形成され、前記放電空間において発生した光を外部へ出力させる傾斜部と、前記第１の基板の長手方向における端部に設けられ前記第１及び第２の電極にそれぞれ接続した第１及び第２の電極パット部と、前記第１の基板及び前記電極パット部上に設けられ、前記電極パット部の周縁部を被覆する被覆層とを備えたことを特徴とする放電発光装置。
【請求項２】
前記被覆層は、前記第１の基板上に形成された誘電体層と同一工程により形成された誘電体層であることを特徴とする請求項１に記載の放電発光装置。
【請求項３】
前記誘電体層は、ＢｉＯ２、ＺｎＯ又はＢ２Ｏ３を主成分とするガラスで形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放電発光装置。
【請求項４】
前記誘電体層は、ポリイミド樹脂より構成される耐熱性絶縁テープにより形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放電発光装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の電極パット部の間に隔壁部を設けたこと特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の放電発光装置。
【請求項６】
前記第１の電極パッド部は、その先端部がその線幅の半分の幅を有する半円状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の放電発光装置。
【請求項７】
前記第１の電極は、Ａｇ，Ｃｕ又はＡｌにより構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の放電発光装置。
【請求項８】
前記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の放電発光装置を備えたことを特徴とする密着イメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、キセノン等の放電ガスを封入した放電空間における電極間の放電により発光する放電発光装置及びこの放電発光装置を原稿照射用の光源として用いた密着イメージセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、密着イメージセンサ用の光源としてキセノン等の放電ガスを用いた放電発光装置を用いることが提案されている。このような放電発光装置は、発光ダイオードアレイ等の他の光源と比較して輝度分布が均一であり、装置寿命が長くなる等の技術的メリットを有している。
【０００３】
一方、このようなキセノン等の放電ガスを封入した放電管の電極間には交流高電圧（例えば１，０００Ｖｒｍｓ程度の電圧）が印可されるので、このような電極間には高い耐電圧特性が要求される。また、交流高電圧を供給するハーネス線にも高い耐電圧特性が要求され、ハーネス線の線径は太くなる傾向にある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２２９８８１公報（第２頁、第４頁−第６頁、図１−図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような放電発光装置は小型化の要請が強く、ハーネス線を接続するための電極パッド部も小さく構成する必要があり、このような電極パッド部にハーネス線を半田付けにより接続した場合、半田付けの際の過熱によって電極パッドが基板から剥離するという問題点があった。
【０００６】
また、装置の小型化に伴う電極パット部を設ける領域の縮小により、電極間の耐電圧特性が低下するという問題点もあった。
【０００７】
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、電極パッド部の密着強度を向上させ、ハーネス線を電極パット部に半田付けした際の過熱による電極パッドの剥離を防止するとともに、小型でかつ高い電極間耐電圧特性を有する新規な放電発光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、この発明はかかる放電発光装置を光源として用いることにより、高精度な読み取りが実現でき、小型かつ高信頼性を有する新規な密着イメージセンサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る放電発光装置は、第１の基板と、この第１の基板に対向配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に放電空間を形成する封止部と、前記第１の基板上の前記放電空間に設けられた第１の電極と、この第１の電極上の前記放電空間に設けられた誘電体層と、この誘電体層上の前記放電空間に設けられた第１の蛍光体層と、前記第２の基板上の前記放電空間に設けられた第２の蛍光体層と、この第２の蛍光体層の反対側における前記第２の基板上に設けられた第２の電極と、前記第２の基板に形成され、前記放電空間において発生した光を外部へ出力させる傾斜部と、前記第１の基板の長手方向における端部に設けられ前記第１及び第２の電極にそれぞれ接続した第１及び第２の電極パット部と、前記第１の基板及び前記電極パット部上に設けられ、前記電極パット部の周縁部を被覆する被覆層とを備えたものである。
【００１０】
請求項２の発明に係る放電発光装置は、前記被覆層が前記第１の基板上に形成された誘電体層と同一工程により形成された誘電体層であるものである。
【００１１】
請求項３の発明に係る放電発光装置は、前記誘電体層がＢｉＯ２、ＺｎＯ又はＢ２Ｏ３を主成分とするガラスで形成されているものである。
【００１２】
請求項４の発明に係る放電発光装置は、前記誘電体層がポリイミド樹脂より構成される耐熱性絶縁テープにより形成されているものである。
【００１３】
請求項５の発明に係る放電発光装置は、前記第１及び第２の電極パット部の間に隔壁部を設けたものである。
【００１４】
請求項６の発明に係る放電発光装置は、前記第１の電極パッド部の先端部がその線幅の半分の幅を有する半円状に形成されているものである。
【００１５】
請求項７の発明に係る放電発光装置は、前記第１の電極がＡｇ，Ｃｕ又はＡｌにより構成したものである。
【００１６】
請求項８の発明に係る密着イメージセンサは、前記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の放電発光装置を備えたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。図１（ａ）は実施の形態１による放電発光装置示す構成断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す放電発光装置の端部付近をその上面から見た部分平面図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）において、１は放電発光装置、２は板状のガラス等の透明部材からなる第１の基板、３は第１の基板２上に形成された第１の電極、３ａは第１の基板２の長手方向の端部における第１の基板２上に設けられた電極パッド部、４は第１の電極３の放電空間１０内部分を全て、また、あるいわ、一部分を除いて覆うように第１の基板２上に形成された第１の誘電体層（絶縁層）、４ａは第１の電極３と電気的に接続された電極パッド部３ａの先端エッジ部分を覆うよう第１の基板２上に誘電体層４と同時に形成された誘電体層（絶縁層）、６は平面状の対向部６ａ、傾斜部６ｂを有する凹み部を設け、第１の基板２上に配置した状態でその凹型の容器構造により放電空間１０を形成するガラス等の透明部材からなる第２の基板である。
【００１８】
また、７は放電空間１０を形成する対向部６ａと反対側の第２の基板６上に設けられ、第１の電極３と略平行に対向配置された第２の電極、７ａは第２の電極７と電気的に接続される電極パット部である。この第２の電極７は第１の電極３と同様にＡｇ，Ｃｕ又はＡｌの電極パターンにより形成することができるが、ＣｕやＡｌ等の電極作用を奏する金属テープを第２の基板６上に貼付することにより形成してしてもよく、同様の機能を持たせることができる。
【００１９】
なお、図１（ａ）に示すように、電極パット部３ａ及び電極パット部７ａは第１の基板２の長手方向と垂直方向に離して設けており、これらの間における第１の基板２上に耐電圧特性を改善する目的から電極間隔壁６ｃを設けている。また、第１の電極３及び第２の電極７をこれらが対向配置されるように設けていることから電極パット部３ａ及び電極パット部７ａと接続する部分の電極形状は電極パット部３ａ及び電極パット部７ａと接続するようそれぞれ屈曲したパターン形状としている。
【００２０】
また、８はガラスフリットを溶融して形成されたガラス層（低軟化点ガラス）で構成された封止層で、第１の基板２と第２の基板６とを接着して放電空間９を形成している。放電空間９には、ネオン、キセノン等の希ガスを単体又は混合ガスとして封入している。５及び１０は第１及び第２の蛍光体層であり、放電空間９内において、第１の蛍光体層は第１の電極２及び誘電体層４上、第２の蛍光体層は第２の基板６の対向部６ａ上にそれぞれ設けている。第１の蛍光体層５と第２の蛍光体層１０の膜厚は、同じである必要はない。なお、誘電体層４は、誘電体層４が設けられた領域内に放電空間９が形成されるように広く設けておくことが望ましい。
【００２１】
また、第２の基板６の傾斜部６ｂは放電空間９において発生した光を外部に出力させる部分であり、第２の基板６の対向部６ａに対して略角度４５°をなすように形成している。この角度は、後述する密着イメージセンサへの組み込み時の光源の光量分布中心を原稿面の照射点に合わせるように設けているものであり、傾斜部６ａから照射点までの距離に対応して４５°を含む３０°以上の適切な角度を設ける。これにより図１に示すような放電発光装置１を密着イメージセンサに組み込んだ際に斜め方向の照射が可能となる。
【００２２】
なお、図１（ａ）に示すように、放電傾斜部６の基板厚みは他の基板部分より薄くしているが、これは放電光の基板透過時の減衰を少なくするためである。また、空間９を傾斜部６ｂ側において広がった構造としているのは、放電空間９で発生した放電光を効率よく傾斜部６ｂから外部に取り出すためである。
【００２３】
また、蛍光体層５は略４０μｍの厚みを有し、その表面で最大の発光が得られるように反射型の構成としている。すなわち、蛍光体層５の厚みと発光強度との関係は一般に蛍光体層５の厚みが増す程強くなり、４０μｍ以上とした場合には略発光強度は膜厚変化に対して飽和するため、膜厚変化に対して発光強度が少なく、装置内で均一な発光分布が得られるように構成する。したがって、蛍光体層５の厚みは蛍光体層５の膜厚変化に対する発光強度の変化、材料量、形成上の工数等に鑑み、４０μｍ〜６０μｍの範囲内にすることが望ましい。
【００２４】
次に、第１の基板２上に形成されたハーネス線引き出し部の接続構成について説明する。図１（ｂ）に示すように、第１の基板２の長手方向の端部には、第１の電極３のハーネス線引き出し用電極パッド３ａと第２の電極７のハーネス線引き出し用電極パッド７ａとが設けられており、ハーネス線１０の芯線１１を半田１２により電極パッド３ａ及び電極パッド７ａにそれぞれ接続している。このハーネス線１０は高圧電源（図示省略する。）と接続されており、電極パッド３ａ及び電極パッド７ａ交流高電圧（例えば１，０００Ｖｒｍｓ程度の電圧）を供給する。
【００２５】
ハーネス線１０と第１の電極３との接続部である電極パッド部３ａは誘電体層４と同一の材料で同時に形成された誘電体層４ａによってその先端部、具体的には第１の基板２の端部側における電極パット部３ａの周縁部を被覆しており、このような誘電体層４ａからなる被覆層を設けることによってハーネス線１０を半田１２により半田付けした際の過熱による電極パッド部３ａの第１の基板２からの剥離を防止している。
【００２６】
なお、誘電体層４ａは、誘電体層４と同一の材料で同時に形成されており、ＢｉＯ２、ＺｎＯ又はＢ２Ｏ３を主成分とするガラス又はポリイミド樹脂等により構成される耐熱性絶縁テープによって形成する。
【００２７】
ここで、電極パッド３ａの先端部を誘電体層４ａで被覆した際の密着強度の変化について説明する。図２は従来品（電極パッド３ａが誘電体層４ａで被覆されていない）と図１に示す本発明品（電極パッド３ａ先端部を誘電体層４ａで被覆している）とを比較した場合における電極パッド部３ａの密着強度の測定結果を示す密着強度測定図である。密着強度の測定は、図１（ｂ）に示したハーネス線１０をその真上方向に引張り、電極パッド部３ａ部が第１の基板２から剥がれたときの引張強度をテンションゲージにて測定した。図２に示すように、実施の形態１による放電発光装置（図２表中の発明品）は従来品（図２表中の従来品）に比べて約２倍以上の密着強度を有することが伺える。
【００２８】
以上のとおり、この実施の形態１による放電発光装置では、電極３の電極パッド３ａの周縁部を被覆する被覆層、すなわち誘電体層４ａを放電空間内に形成されている誘電体層４と同一の材料かつ同一工程により同時形成するようにしたので、製造工程を増やすことなく簡易に、電極パット部３ａの密着強度を向上させることができる。また、各電極パッド部３ａ及び７ａが第１の基板２の長手方向における端部に設け、これらの間に電極間隔壁６ｃを設けるようにしたので、装置の小型化が図れる一方、高い耐電圧特性を有する放電発光装置を得ることができる。
【００２９】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について図３及び図４を用いて説明する。図３は実施の形態２による放電発光装置を構成する前の第１の基板２上に形成された第１の電極３及び電極パッド３ａ部の構成細部を示す部分平面図、図４は図３に示す第１の基板２上に第２の基板６を対向配置して放電発光装置を構成した後の放電発光装置の構成を示す部分平面図である。実施の形態２による放電発光装置は、実施の形態１による放電発光装置１と同様に構成しているが（但し、ハーネス線１０、半田１２等は図示省略）、電極パッド３ａ部の幅及びその先端形状を１／２幅の半円状に形成している点が実施の形態１による放電発光装置１と相違している。このように電極パッド３ａ部の面積を小さくし、電極パッド７ａとの沿面距離を広げる事により実施の形態１の場合よりもさらに電極間の耐電圧特性を向上させることができる。
【００３０】
次に、実施の形態２による放電発光装置１の耐電圧特性について図５を用いて説明する。図５は図４に示す放電発光装置の電極間耐電圧特性を示す耐電圧特性特性図である。図５において、横軸は耐電圧特性測定電圧、縦軸は各電圧（１ＫＶ毎）における発生率（％）であり、発明品（電極パッド３ａ部を小さくした場合）及び従来品の発生率についてそれぞれを示している。図５に示すように、実施の形態２による放電発光装置（図５表中の発明品）は従来品（図５表中の従来品）に比べて耐電圧特性が向上している。
【００３１】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３による密着イメージセンサついて図６を用いて説明する。図６は実施の形態１又は２による放電発光装置を原稿照射用の光源として用いた密着イメージセンサを示す構成断面図である。図６において、１は密着イメージセンサ１００の光源として用いた放電発光装置であって、例えば、図１又は図４に示すような実施の形態１及び２による放電発光装置、１０１は放電発光装置１を収納する筐体、１０２は筐体１０１に形成され、放電発光装置１が載置される載置部、１０３は筐体１０１に支持されたガラス板、１０４は文字、図表等が記載された原稿、１０５はロッドレンズアレイ、１０６はロッドレンズアレイにより集束された原稿１０４からの反射光を受光するアレイ状の受光素子１０７を搭載した回路基板、１０８は回路基板１０６を筐体１０１に固定する固定ねじである。図６に示すように、放電発光装置１の第１の基板２を載置部１０２が水平に支持しており、これによりガラス板１０３と放電発光装置１の第２の基板６とが対向するように配置されている。なお、回路基板１０６はねじ１０８により筐体１０１に固定されているので、故障した場合等に容易に交換することができる。
【００３２】
また、放電発光装置１の傾斜部６ｂをプラテンローラ（図示せず）によって搬送される原稿１０４とガラス板１０３との接触点近傍に配置しているので、放電空間９において発生した放電光は略４５°の傾斜角を設けた傾斜部６ｂから出射され、図６中の矢印により示す経路で原稿１０４とガラス板１０３との接触点、すなわち原稿１０４の照射点に照射される。原稿１０４で反射された反射光はロッドレンズアレイ１０５を介して回路基板１０６に搭載された受光素子１０７により受光され、回路基板１０６において光電変換処理される。
【００３３】
このように、実施の形態３による密着イメージセンサによれば、放電発光装置１の発光面、すなわち傾斜部６ａから原稿１０４の照射面までに必要な距離を短縮することができ、より明るい照明が実現できる。一般に、原稿面の明るさ（原稿面照度）は、光源の輝度に比例し、光源と原稿面の距離の２乗に反比例するので、同一輝度の光源を用いた場合にも光源発光面と原稿照射面との間の距離を短縮することにより原稿面照度を向上させることができる。また、光源と原稿面との間の不要な空間が減少するので、原稿面以外からの反射・散乱による外乱を抑えることができ高精度の原稿読取りを実現することができる。
【００３４】
なお、実施の形態３による密着イメージセンサは、放電発光装置１をロッドレンズアレイ１０５の片側にのみ組込んでいるが、ロッドレンズアレイ１０５の両側に載置部１０２を形成して両側に組込むように構成してもよい。上述したとおり、原稿面の明るさ（原稿面照度）は、光源の輝度に比例するので、放電発光装置１をロッドレンズアレイ１０５の両側に組込むことによりさらに明るい照明を実現することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のようにこの発明に係る放電発光装置によれば、電極パッド部の密着強度が向上し、ハーネス線を半田付けにより電極パット部に接続した際の電極パッドの剥離を簡易に防止する事ができる。また、この発明に係る放電発光装置によれば、装置の小型化が図れる一方、電極間の耐電圧特性を向上させることができる。さらに、この発明に係る密着イメージセンサによれば、かかる放電発光装置を用いるため信頼性の高い原稿読取りを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１による放電発光装置を示す構成断面図及び部分平面図である。
【図２】図１に示す放電発光装置の電極パット部３ａの密着強度の測定値を示す密着強度測定図である。
【図３】実施の形態２による放電発光装置の第１の基板上の電極構成を示す部分平面図である。
【図４】実施の形態２による放電発光装置を示す部分平面図である。
【図５】図４に示す放電発光装置の耐電圧特性の測定値を示す耐電圧特性特性図である。
【図６】実施の形態３による密着イメージセンサを示す構成断面図である。
【符号の説明】
１  放電発光装置、  ２  第１の基板、  ３  第１の電極、３ａ  第１の電極の電極パッド  ４  誘電体層、  ４ａ  誘電体層４の電極パッド３ａ先端被覆誘電体層、５  蛍光体層、  ６  第２の基板、  ６ａ  対向部、  ６ｂ  傾斜部、６ｃ  電極間隔壁、７  第２の電極、７ａ  第２の電極の電極パッド  ８  封止部、９  放電空間、１０  ハーネス線、１１  芯線、１２  半田、１００  密着イメージセンサ、１０１フレーム、１０２  載置部、１０３  ガラス板、１０４原稿、１０５  ロッドレンズアレイ、１０６  回路基板、１０７  センサ（受光素子）。
【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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