(57)【要約】【課題】  管壁温度が上昇してもランプホルダ部に起因するランプの位置ずれや、接着剤含有の低分子シロキ酸の揮発による接点障害の問題が生ぜず、冷却ファンを必要としない希ガス蛍光ランプを提供すること。【解決手段】  直管状のガラスバルブの外壁に一対の電極が管軸方向に沿い対向配置されており、ガラスバルブの内部にキセノンガスを主成分とした希ガスが封入され、ガラスバルブの内壁に管軸方向の略全長に亘るアパーチャ部を除いて蛍光体層が形成された希ガス蛍光ランプであって、ガラスバルブの少なくとも一端部が、その一端部を包み込むキャップ形状のランプホルダに挿入され、ランプホルダはキャップ形状の開口側周面において、管軸方向に切れた複数の切れ目を形成する複数の舌片部を有してなり、複数の舌片部が熱収縮チューブで覆われることで、ランプホルダとガラスバルブとが固定された希ガス蛍光ランプとする。【選択図】  図３
2005123105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直管状のガラスバルブの外壁に一対の電極が管軸方向に沿って対向配置されており、該ガラスバルブの内部にはキセノンガスを主成分とした希ガスが所定量封入され、該ガラスバルブの内壁に管軸方向の略全長に亘るアパーチャ部を除いて蛍光体層が形成された希ガス蛍光ランプであって、
前記ガラスバルブの少なくとも一端部が、該一端部を包み込むキャップ形状のランプホルダに挿入され、
該ランプホルダはキャップ形状の開口側周面において、管軸方向に切れた複数の切れ目を形成する複数の舌片部を有してなり、
該複数の舌片部が熱収縮チューブで覆われることで、該ランプホルダと該ガラスバルブとが固定されていることを特徴とする希ガス蛍光ランプ。
【請求項２】
前記ランプホルダの舌片部は、該舌片部が形成されていない部分と比べて肉厚が薄い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】
前記ランプホルダはＵＬ規格の定格温度１７０℃以上の樹脂でできており、前記舌片部の肉厚は０．５ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２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】
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利用される原稿照明用等に利用される希ガス蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリ、複写機、イメージリーダ等の情報機器の読み取り用光源に使用される放電ランプとして、ガラスバルブの外壁に帯状の一対の外部電極を配設し、ガラスバルブ内部にキセノンガス等の希ガスを封入した希ガス蛍光ランプが知られている。
このような外部電極をガラスバルブの外面に配設した希ガス蛍光ランプでは、給電用のリード線はガラスバルブの一端側にて外部電極に接続された給電端子に接続され、ランプホルダを介して導出される。希ガス蛍光ランプはガラスバルブ端部にランプホルダを装着し、該ランプホルダで保持させる構造をとる。
【０００３】
図１は従来の希ガス蛍光ランプ１０の管軸方向の一部断面で示す側面図の一例であり、図２はこの希ガス蛍光ランプを図１中の管軸方向に垂直な線分Ａ−Ａ´を含む平面で切断した断面図である。図１には、ランプホルダ８も併せて示してある。ガラスバルブ１は、その両端部が密閉されており、その外表面には一方の電極２と他方の電極２´とよりなる一対の電極が、ガラスバルブ１の管壁により構成された誘電体及び放電空間を介して対向配置されている。また、このガラスバルブ１にはキセノンガスを主成分とする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３が形成されている。なおこの蛍光体層３はその一部がガラスバルブ１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部９が形成されている。記号４は一対の電極２、２´を含むガラスバルブ１の外周面を覆う絶縁性樹脂からなる熱収縮チューブである。
【０００４】
次にランプの保持方法について説明をする。希ガス蛍光ランプ１０には高周波電圧を供給するためのリード線６が外部電極のランプ端部部分に接続された給電端末５に接続され、希ガス蛍光ランプ１０のガラスバルブ１の外径に適合する内径を有するキャップ状のランプホルダ８に蛍光ランプ端部を挿入した状態で接着剤７により希ガス蛍光ランプ１０が固定されている。
【０００５】
ランプホルダ８の材質としてはポリカーボネートやポリブチルテレフタレートなどの樹脂が使われる。接着剤７には主にポリアミド系接着剤やシリコン系接着剤、あるいは両者の接着剤が併用されたり、シリコーンゴムが接着剤の代用として用いられている。このことは例えば特開２０００−２７９８８９号公報に記載されている。
【０００６】
複写機等の原稿面読み取り速度の高速化に伴い、希ガス蛍光ランプの高光量化が必要となり、希ガス蛍光ランプへの入力電力が増加している。この希ガス蛍光ランプへの入力電力増加に伴いランプの管壁温度が上昇し、複写機等の実機内でランプ端部においても１６０℃にも到達することがある。上記のようにランプホルダに接着剤で固定された構造を持つ希ガス蛍光ランプでは管壁温度の上昇に伴い、ポリアミド系接着剤などのようなホットメルト系接着剤の軟化によってランプの位置ずれの問題が生じる。ランプホルダに対するランプバルブの位置ずれによりアパーチャ部の位置がずれ、原稿読取りの際に画像ムラを生じる。
【０００７】
また、シリコン系接着剤、シリコーンゴムではその含有物である低分子シロキ酸が揮発によって接点に付着し、電気スパークによって絶縁体であるＳｉＯ２を形成し、接点部の導通不良となる。このため、接点部においてはおいては低分子シロキ酸の揮発による接点障害等の問題が考えられる。
【０００８】
ランプホルダについても従来使用されていたポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）においても、ランプの使用環境下で、各樹脂の耐熱性を示すＵＬ規格の定格温度を超えてしまい、形状の変形が生じる恐れがあった。
ＵＬ規格とはUnderwriters Laboratories Inc.の規格であり、その定格温度とはプラスチック（樹脂）材料において１０万時間一定の温度で大気中で暴露された場合に、初期の物性値が５０％に低下する一定の温度を表示するものであり、℃で表す。ランプホルダ部に係わるこれら問題を解決するために従来は希ガス蛍光ランプをファンで冷却する手法が取られていた。このため、ランプ冷却のためのファンの設置、紙粉とトナー自身が飛散することに起因する粉塵に対する粉塵対策フィルターのランプ周りへの装備による、蛍光ランプ周辺機材の大型化やコストアップ、均一なランプ冷却のための構造設計による開発工数の増加、コストアップ等の問題が生じていた。
【特許文献１】特開２０００−２７９８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明の目的は、情報機器の原稿読み取り用途で使用する希ガス蛍光ランプにおいて、ランプの管壁温度が上昇してもランプホルダ部での固定方法に起因するランプの位置ずれや、接着剤に含まれる低分子シロキ酸の揮発による接点障害の問題が生ぜず、ランプ冷却のための冷却ファンを必要としないコンパクトな原稿読み取り用の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】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、直管状のガラスバルブの外壁に一対の電極が管軸方向に沿って対向配置されており、該ガラスバルブの内部にはキセノンガスを主成分とした希ガスが所定量封入され、該ガラスバルブの内壁に管軸方向の略全長に亘るアパーチャ部を除いて蛍光体層が形成された希ガス蛍光ランプであって、前記ガラスバルブの少なくとも一端部が、該一端部を包み込むキャップ形状のランプホルダに挿入され、該ランプホルダはキャップ形状の開口側周面において、管軸方向に切れた複数の切れ目を形成する複数の舌片部を有してなり、該複数の舌片部が熱収縮チューブで覆われることで、該ランプホルダと該ガラスバルブとが固定されていることを特徴とする希ガス蛍光ランプとするものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記ランプホルダの舌片部は、該舌片部が形成されていない部分と比べて肉厚が薄いことを特徴とする請求項1に記載の希ガス蛍光ランプとするものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記ランプホルダはＵＬ規格の定格温度が１７０℃以上の樹脂製であり、前記舌片部の肉厚は０．５ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の希ガス蛍光ランプとするものである。
【００１３】
なお、アパーチャ部というのは蛍光ランプにおいてランプ外部に光を放出するガラスバルブ領域であり、直管状ガラスバルブの管軸方向に略バルブの全長に亘ってバルブ内面に蛍光体が塗布されていない部位をいう。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ランプの入力電力が大きい使用条件においてランプの管壁温度が上昇してもランプホルダ部での接着剤の軟化によるずれの発生や接着剤に含まれる揮発成分の揮発による電気接点部の導通不良などの不具合の発生がなく、コンパクトでアパーチャ部の位置精度の良い希ガス蛍光ランプを提供することができる。その結果、複写機やスキャナ等の実機に希ガス蛍光ランプを組み込む場合においてランプの冷却をするファン等の冷却装置を必要としない希ガス蛍光ランプを提供できる。また、接着材を使用していない構造ため、ランプホルダとバルブを固定している熱収縮チューブを取り外すことにより、ホルダとバルブを簡単に分離することが可能であり、ホルダ等のリサイクルが可能な希ガス蛍光ランプを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。付した記号は図１で示した従来のランプと同じ構成部材については同じ番号を付した。図３（ａ）は本発明における希ガス蛍光ランプの一端側のランプ保持部の斜視図である。図３（ｂ）は管軸方向の断面図である。ガラスバルブ１の両端部が密閉されており、その外壁には一方の電極２と他方の電極２´とよりなる一対の電極が、ガラスバルブ１の管壁により構成された誘電体及び放電空間を介して対向配置されている。不図示のガラスバルブ他端はリード線側と同一構造で保持されたり、例えば特開平11-273628号公報に記載のようにホルダのみで保持されたりする。また、このガラスバルブ１にはキセノンガスとネオンガスの混合ガスが全封入圧で１５ｋＰａ〜９３ｋＰａ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３が形成されている。なおこの蛍光体層３はその一部がガラスバルブ１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部９が形成されている。ランプの管軸に垂直な方向の断面構造は従来のランプ構造として断面図を示した図２と同様である。
【００１６】
図３（ａ）において、ランプホルダ８はキャップ形状の開口側周面において、管軸方向に切れた複数の切れ目を形成する複数の舌片部８１を有している。図３（ｂ）で示すように、ガラスバルブ１はこの複数の切れ目のある舌片部８１側から挿入され、ガラスバルブ１がランプホルダ８に挿入された状態で、複数の舌片部８１は熱収縮チューブ４で被覆され、ガラスバルブ１がランプホルダ８と一体に固定される。このとき、ランプホルダ８の内径はランプ外径ばらつきが生じてもランプがランプホルダに挿入出来るようなクリアランスをもたせた設計をする。ランプ外径のばらつきは一例を挙げれば外径９．８ｍｍのガラスバルブで０．１５ｍｍ程度ある。
【００１７】
このガラスバルブ１は、例えば、寸法が外径φ９．８ｍｍ、肉厚０．５ｍｍであり、長さ３６０ｍｍであり、材質は透明な鉛を含まないバリウムガラスである。このほかにはカリ・バリウムガラスなどが好適に使用される。
【００１８】
発明者の実験によれば、ガラスバルブ１とランプホルダ８１を被覆する熱収縮チューブ４は、ランプからの光を透過させるため収縮ムラがなく、均一に収縮させる必要がある。外径９．６５ｍｍ〜９．９５ｍｍのガラスバルブを使用した場合、熱収縮チューブ４の収縮前の内径がφ１２．７ｍｍ以下であると熱収縮チューブ４の収縮時にランプホルダ８１を被覆するチューブの破れが発生し、φ１６．３ｍｍ以上であるとガラスバルブ１を被覆するチューブの収縮ムラが発生し、ランプ軸方向の光の均一性が損なわれることが分かった。このため、熱収縮チューブの収縮前内径はφ１２．７ｍｍ〜１６．３ｍｍであることが好ましい。熱収縮チューブの材質は例えばフッ素樹脂が使用され、具体例を挙げればテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（４．６フッ化）（ＦＥＰ樹脂）などである。
【００１９】
本発明のランプ構造では、ランプのバルブ温度が直接ランプホルダに加わるため、高温でも絶縁性、機械強度が安定している材質であり、ＵＬ規格の定格温度が１７０℃以上であるポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）、ポリテトラフルオロエチレン（フッ素樹脂）等が適する。しかし、この樹脂は従来使用されていたポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）、ポリカーボネート（ＰＣ樹脂）より高強度、高剛性であるが、靱性が劣る。
【００２０】
ＰＰＳ樹脂は靱性が劣るためホルダの舌片部の肉厚が０．５ｍｍ以下の場合には、ガラスバルブをランプホルダへ挿入するとき、または、熱収縮チューブの熱収縮工程のおいて、舌片部に折れが生じることがあり、ランプを十分固定することが出来ない。また、肉厚を１．３ｍｍ以上にした場合、熱収縮チューブの収縮工程において熱収縮チューブの収縮力よりホルダの強度が強いためチューブが破れ、ランプホルダによるガラスバルブの保持が出来ない。このため、舌片部の肉厚は０．５ｍｍ〜１．３ｍｍが好ましく、図６に示したようにランプホルダは舌片部８１がランプホルダの舌片部が形成されていない部分８０と比較して肉厚を薄くした構造となる。
【００２１】
ランプのランプホルダへの固定方法は、以下のように行う。
まず、加熱前の熱収縮チューブをランプバルブに被せ、ランプバルブをランプホルダのキャップ形状開口側から挿入した状態で、熱収縮チューブをランプホルダの舌片部とガラスバルブを同時に覆うように熱収縮させることによって行う。上記熱収縮チューブはチューブ成型時の電子架橋によって形状記憶された形状を持ち、チューブの加熱によって元の形状に均一に戻る性質がある。上記のランプ固定におけるチューブの熱収縮過程において、複数の切れ目を持つことによって屈曲性を備えたランプホルダはチューブの軸中心に向かう収縮力によって均一に軸中心に向かい変形し、ランプホルダ中心位置とランプバルブ中心位置が合い、ランプホルダに対するランプバルブのガタつきも無い状態でランプバルブをランプホルダに精度良く固定することができる。
【００２２】
上記方法でガラスバルブをランプホルダに固定したときのランプホルダのバルブへの固定強度について説明する。図４はランプホルダの舌片部を覆う熱収縮チューブの被覆部分の長さ（図中の記号Ｌ）を変えたときのランプホルダとガラスバルブの固定強度を示している。必要なランプホルダとガラスバルブの固定強度は実際の複写機やスキャナへのランプ組付けのときの作業性から０．１Ｎ・ｍであればよいとされる。したがって、１０ｍｍ以上の被覆部分の長さ（Ｌ）があれば十分な強度を得ることがわかる。
【００２３】
図１の従来の希ガス蛍光ランプでは接着剤を使用するため、ランプホルダ内のガラスバルブの周りに接着剤を回り込ませる必要があり、ランプホルダとガラスバルブとのクリアランスは１．５ｍｍ以上とる必要があった。しかし、本発明の希ガス蛍光ランプは接着剤を使用しないため、ランプホルダとガラスバルブのクリアランスは０．１ｍｍ以上であればよく、ランプ保持部分を従来の希ガス蛍光ランプに比べてコンパクトにすることができる。
【００２４】
図５に本発明の希ガス蛍光ランプにおいて、ランプホルダの切れ目をアパーチャ部の開口部の位置合わせに使用する状態を管軸方向に垂直な断面図で示したがランプホルダの舌片部８１が形成する切れ目とアパーチャ部９の端の蛍光体端部を図中の破線Ｂのように位置合わせすることで、簡単にアパーチャ部の位置決めが可能となり生産性が向上する。
【００２５】
以上のように、本発明によれば、ランプの入力電力が大きい使用条件においてランプの管壁温度が上昇してもランプホルダ部での接着剤の軟化によるずれの発生や接着剤に含まれる揮発成分の揮発による電気接点部の導通不良などの不具合の発生がない。そして、コンパクトでアパーチャ部の位置精度の良い希ガス蛍光ランプを量産性よく提供することができる。その結果、複写機やスキャナ等の実機に希ガス蛍光ランプを組み込む場合においてランプの冷却をするファン等の冷却装置を必要としない希ガス蛍光ランプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来の希ガス蛍光ランプの管軸方向の一部断面で示す側面図を示す。
【図２】図１中の線分Ａ−Ａ´を含む平面で切断した断面図を示す。
【図３】本発明における希ガス蛍光ランプ一端側のランプ保持部の斜視図および管軸方向の断面図を示す。
【図４】熱収縮チューブの被覆部分の長さとランプホルダとガラスバルブの固定強度の関係図を示す。
【図５】ランプホルダの切れ目とアパーチャの位置合わせの図を示す。
【図６】本発明に供されるランプホルダの斜視図を示す。
【符号の説明】
【００２７】
１  ガラスバルブ    
２，２’  電極
３  蛍光体層
４  熱収縮チューブ
５  給電端末
６  リード線
７  接着剤
８  ランプホルダ
８０  舌片部が形成されていない部分
８１  舌片部
９  アパーチャ
１０  希ガス蛍光ランプ
【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】
2005123105.tif 000007
【図６】
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