(57)【要約】【課題】  放電が瞬時に始動しやすくなるために、ガラスバルブの内壁面に直接形成されている導電性物質が、内壁面に強固に安定して固定された外面電極型蛍光ランプを提供すること。【解決手段】  ガラスバルブ２の端部の内壁面の少なくとも一方に、堆積層とした蛍光体層６の上に局所的に導電体物質層７を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状のガラスバルブと、前記ガラスバルブの全長と同程度の長さを有し、前記ガラスバルブの外周面に管軸方向に沿って開口した光投射用のアパーチャ部を避けて離間して配置された一対の外面電極と、前記ガラスバルブの内周面に前記アパーチャ部を避けて形成された蛍光体層と、前記ガラスバルブの少なくとも一端における内周面に、前記アパーチャ部を避けて形成された前記蛍光体層を堆積層としてその上に形成された導電体物質層と、前記ガラスバルブの内部に封入されたキセノンを含む希ガスと、前記外面電極が配置された前記ガラスバルブの外周面に被着された透光性で絶縁性のチューブとを有することを特徴とする外面電極型蛍光ランプ。
【請求項２】
前記堆積層とした前記蛍光体層は、該蛍光体層を形成している蛍光体粒子の粒径φが０．１０μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載の外面電極型蛍光ランプ。
【請求項３】
前記堆積層として、前記蛍光体層の代わりに酸化物粉体層または導電性を有する粉体層を用いていることを特徴とする請求項１記載の外面電極型蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスバルブに一対の外面電極とアパーチャ部が形成された外面電極型蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
外面電極型蛍光ランプは、複写機やスキャナなどの読み取りの際等に好適な光源である。この外面電極型蛍光ランプは、複写機等の高精度化に伴って、光源の高光束化や高効率化が求められている。外面電極型蛍光ランプは、対向配置された１対の電極間に位置するガラスバルブや蛍光体層を介して充電および放電を行う構造である。
【０００３】
外面電極型蛍光ランプの一般的な構成は、管状のガラスバルブの内壁面に管軸方向に沿った光放射用の開口部を残して蛍光体層が形成されている。ガラスバルブの内部は、キセノンガスを主成分とした希ガスを一定の圧力で封入してガラスバルブの両端を気密に封止している。ガラスバルブの外周面にガラスバルブとほぼ同程度の長さを有する一対の電極を対向して配置し、その外側には各電極を被膜するための絶縁性の高い透光性絶縁樹脂を被着している。（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
この外面電極型蛍光ランプは、通常、複写機やスキャナ等の光学装置に装着されて用いられている。ただし、複写機やスキャナ等の光学装置にランプが装着されている場合、夜間等の装置が使用されない際は、ランプが点灯しない状態になるので、ランプの周囲は暗黒状態になる。その暗黒状態が長時間続くと、前の点灯時の放電や発光でランプ内の蛍光体などに帯電していた電子が減少・消滅してしまう。そのため、インバータから高周波高電圧をランプに印加しても放電の起点となる初期電子が存在していないため、ランプは瞬時に点灯できない「暗黒放電遅れ」と言う動作不良モードが発生する。
【０００５】
そのため、外面電極型蛍光ランプでは、少なくとも外面電極の高電圧側電極と低電圧側電極の間に位置するガラスバルブの内面、あるいは電極の無いガラスバルブ端部近傍であって少なくとも電極間に位置するガラスバルブの内面部分の近傍領域に、導電性物質が存在することにより、電極間距離が、その部分のみ短くなり暗黒中でも、電極間放電が容易に発生し、「暗黒放電遅れ」と言う動作不良のモードを防止できる。したがって、ガラスバルブの外面の電極に高周波電圧を印加したときに、導電性物質の近傍にある希ガスが電離されてランプの放電が瞬時に始動しやすくなる。
【０００６】
導電性物質を存在させるための方法としては、バルブ内面においてバルブ材料に直接溶着する方法や塗布による方法や、接着剤等による固着などが採用されている。（例えば、特許文献２および特許文献３を参照）
つまり、導電性物質は、何れの方法によるにせよガラスバルブの内壁面に直接形成されている。
【０００７】
上述のように、ランプの管内の一部に導電性物質を設けることで電極間距離が、その部分のみ短くなり暗黒中でも、電極間放電が容易に発生し、「暗黒放電遅れ」と言う動作不良モードを防止できる。しかしながら、ランプの管内に設けた導電性物質が振動や衝撃などで、剥離・脱落して所定の位置に無くなると希望とする効果が得られなくなる恐れがある。
【特許文献１】特開２００４−２０７０７５号公報    （段落番号[０００２]）
【特許文献２】特許第３１４９７８０号公報          （段落番号[００１０]、[００１６]）
【特許文献３】特許第３３９９３５５号公報          （段落番号[００３５]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、外面電極型蛍光ランプでは、ガラスバルブの内部の一部の所定位置に導電性物質を配置することで、電極間距離がその部分のみ短くなり、暗黒中でも電極間放電が容易に発生し、「暗黒放電遅れ」と言う動作不良のモードを防止できる。この場合、導電性物質はガラスバルブの内壁面に直接形成されている。
【０００９】
ただし、導電性物質のガラスバルブの内壁面への形成を、粒子レベルのものを塗布により堆積させて形成した場合、ガラスバルブの内壁の表面は略鏡面状態である。そのため、導電性物質を略鏡面に対して塗布することになる。したがって、導電性物質とガラス鏡面との接合力はあまり強固にすることはではない。そのため、振動や衝撃などの機械的応力が加わると導電性物質が剥離・脱落して所定の位置に存在しなくなる。その結果、希望している「暗黒放電遅れ」を防止するという効果が得られなくなる恐れがある。
【００１０】
現在、導電性物質をガラスバルブの内壁面に安定して強固に固定するための技術の開発が求められている。
【００１１】
本発明はこれらの事情にもとづいてなされたもので、放電が瞬時に始動しやすくなるために、ガラスバルブの内壁面に直接形成されている導電性物質が、内壁面に強固に安定して固定された外面電極型蛍光ランプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、管状のガラスバルブと、前記ガラスバルブの全長と同程度の長さを有し、前記ガラスバルブの外周面に管軸方向に沿って開口した光投射用のアパーチャ部を避けて離間して配置された一対の外面電極と、前記ガラスバルブの内周面に前記アパーチャ部を避けて形成された蛍光体層と、前記ガラスバルブの少なくとも一端における内周面に、前記アパーチャ部を避けて形成された前記蛍光体層を堆積層としてその上に形成された導電体物質層と、前記ガラスバルブの内部に封入されたキセノンを含む希ガスと、前記外面電極が配置された前記ガラスバルブの外周面に被着された透光性で絶縁性のチューブとを有することを特徴とする外面電極型蛍光ランプである。
【００１３】
また本発明によれば、前記堆積層とした前記蛍光体層は、該蛍光体層を形成している蛍光体粒子の粒径φが０．１０μｍ〜１０μｍであることを特徴とする外面電極型蛍光ランプである。
【００１４】
また本発明によれば、前記堆積層として、前記蛍光体層の代わりに酸化物粉体層または導電性を有する粉体層を用いていることを特徴とする外面電極型蛍光ランプである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、放電が瞬時に始動しやすくなるために、ガラスバルブの内壁面に直接形成されている導電性物質が、強固に安定して接合された外面電極型蛍光ランプが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１（ａ）は、（実施例１）の外面電極型蛍光ランプの一部正面断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。
【００１８】
反射形ランプである外面電極型蛍光ランプ１は、例えば、ガラス素材による外径寸法がφ８ｍｍであるとともに、ランプ長３５０ｍｍである略円管状に成形されたガラスバルブ２に各部が形成されている。ガラスバルブ２の内部には、少なくとも１種以上の放電媒体としての希ガス３が、６ｋＰａから４０ｋＰａ程度の圧力にて封入されている。この希ガス３は、共鳴線が１７２ｎｍの紫外線であるキセノン（Ｘｅ）が主成分である。
【００１９】
なお、封入ガスはＸｅの他にＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ等が用いられる。したがって、外面電極型蛍光ランプ１の発光はキセノンエキシマからの真空紫外線による蛍光体の発光によるものであるため、水銀蛍光ランプと比較して周囲温度の依存性が少なく、瞬時点灯、光束安定性等の優れた特長をもっている。また、環境面から見ても、水銀を含まないので環境に優しいランプである。
【００２０】
また、ガラスバルブ２の外面の対向する位置には、このガラスバルブ２における長手方向に沿った細長略矩形状の外面電極４、４が一対形成されている。これら一対の外面電極４、４は、これら一対の外面電極４、４間に高周波電圧を印加すると、ガラスバルブ２の内部が放電するように構成されている。
【００２１】
なお、一対の外面電極４、４に印加させる電圧波形は正弦波が一般的であるが、より光量を必要とする場合、パルス状の電圧波形を用いることもある。
【００２２】
さらに、これら一対の外面電極４、４間に位置するガラスバルブ２の一部には、ガラスバルブ２の内部が放電された際に発光する可視光を透過させて外部に向けて照射する細長略矩形のスリット状のアパーチャ部５が、アパーチャ角度７０度でガラスバルブ２の長手方向に沿って形成されている。
【００２３】
そして、アパーチャ部５が形成された箇所以外のガラスバルブ２の内面には、結着剤としての紫外線吸収性を有するボレート系結着剤（ＣａＯ・ＢａＯ・Ｂ２Ｏ３）が約１．５重量％混入された蛍光体のスラリーが２５μｍ程度塗布されて蛍光体層６が強固に溶着形成されている。
【００２４】
なお、蛍光体層６を形成している蛍光体は、粒径（一次粒径寸法）がφ０．１０μｍ〜１０μｍで、かつ、中央粒径がφ３〜５μｍで、Ｇｒｅｅｎ発光を有するＬａＰＯ４、Ｃｅ、Ｔｂの単色であったり、Ｂｌｕｅ発光を有する（Ｂａ、Ｅｕ）ＭｇＡ１１０Ｏ１７やＲｅｄ発光を有する（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ３、Ｅｕを混入した３波長蛍光物質である。なお、蛍光体層６は、ボレート系結着剤を用いてガラスバルブ２の内壁に溶融結合されているので、ガラスバルブ２にとい結着力で固定されている。
【００２５】
また、ガラスバルブ２の内壁面少なくとも一方端部の蛍光体層６の上には、この蛍光体層６を下地の堆積層として導電性物質からなる導電性物質層７が所定巾で局部的に形成されている。導電性物質層７を形成している導電性物質は、アルミニウム、銀、黒鉛、酸化スズ、酸化インジウム、バリウム、ニッケル等を一種類でも含んでいる物質か、もしくは、それらの混合物である。
【００２６】
この場合、下地の堆積層である蛍光体層６の表面状態は、数μｍの蛍光体粒子が不規則に分散された微小な凹凸面である。この凹凸面の上に数μｍの導電性物質層７を形成すると、蛍光体層６の蛍光体粒子と導電性物質層７の導電性物質粒子との間で粒子間結合が作用し、相互の粒子が強固に結着することができる。それにより、蛍光体層６の上に導電性物質層７を強固に固定することができる。したがって、蛍光体層６は、ボレート系結着剤を用いてガラスバルブ２の内壁に溶融結合され、強い結着力で固定されているので、導電性物質層７は蛍光体層６を介してガラスバルブ２に強固に固定される。
【００２７】
なお、一対の外面電極４、４を含むガラスバルブ２の外面全体は、外面電極型蛍光ランプ１が破損した際のガラス飛散の防止のために、透光性で絶縁性で熱収縮のチューブ８で覆われている。
【００２８】
（実施例２）
図２（ａ）は、（実施例２）の外面電極型蛍光ランプ１の一部正面断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。
【００２９】
なお、重複説明を避けるために、（実施例１）と同一箇所には同一符号を付してその個々の説明を省略する。
【００３０】
（実施例２）の場合も、ガラスバルブ２の内壁面少なくとも一方端部の後述する堆積層の上には、この堆積層を下地の堆積層として導電性物質からなる導電性物質層７が所定巾で局部的に形成されている。導電性物質層７を形成している導電性物質は、アルミニウム、銀、黒鉛、酸化スズ、酸化インジウム、バリウム、ニッケル等を一種類でも含んでいる物質か、もしくは、それらの混合物である。
【００３１】
上述の（実施例１）では堆積層として蛍光体層６を用いたが、（実施例２）では、堆積層として蛍光体層６の代わりにアルミナや酸化マグネシウムなどの金属酸化物粉体層９を用いている。
【００３２】
また、堆積層としてＺｎＯやインジウムなどの、比較的抵抗の高い導電性を有する粉体層１０を用いることもある。
【００３３】
この場合も、金属酸化物粉体層９や導電性を有する粉体層１０は、例えば、結着剤としての紫外線吸収性を有するボレート系結着剤（ＣａＯ・ＢａＯ・Ｂ２Ｏ３）が約１．５重量％混入された物を用いているので、ボレート系結着剤を用いてガラスバルブ２の内壁に溶融結合され、強い結着力で固定されている。しかも、金属酸化物粉体層９や導電性を有する粉体層１０は何れも粉体であるので、層の表面は凹凸状である。したがって、導電性物質層７は、金属酸化物粉体層９や導電性を有する粉体層１０を介してガラスバルブ２に強固に固定される。
【００３４】
次に、上述の本発明の各実施例で導電性物質層７を形成した外面電極型蛍光ランプ１と、従来の導電性物質をガラスバルブの内壁面に直接形成している外面電極型蛍光ランプについて、スチールボール落下試験（１０ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍの位置から、それぞれスチールボールをランプに対して落下させ、その際の導電性物質の剥がれを目視により確認する。）により、導電性物質層７の結着力（剥がれた個数）について比較した。その結果は、下表の通りである。
【表１】
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【００３５】
したがって、本発明による外面電極型蛍光ランプ１は、１０ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍのどの位置からのスチールボールの落下でも、導電性物質層７の剥がれは見られず、従来のランプに比べて導電性物質層７が堆積層を介してガラスバルブ２に強固に固定されていることを確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）は、本発明の実施例の外面電極型蛍光ランプの一部正面断面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の別の実施例の外面電極型蛍光ランプの一部正面断面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…外面電極型蛍光ランプ、２…ガラスバルブ、３…希ガス、４…外面電極、５…アパーチャ部、６…蛍光体層、７…導電性物質層、８…チューブ、９…金属酸化物粉体層、１０…導電性を有する粉体層、
【図１】
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【図２】
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