(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電媒体が封入された略円筒形状のガラス管と、このガラス管の内周面に塗布された蛍光体と、前記ガラス管の外周面上に設けられ、ガラス管を挟んで互いに略対向する位置に配置されるとともに、長手方向がガラス管の管軸方向に延びた一対の電極とからなる外部電極型蛍光ランプにおいて、
各電極間で生じる放電開始後の電流の大きさがガラス管の断面方向で均一になるように、前記各電極の幅方向の各部位における抵抗値を変化させたことを特徴とする外部電極型蛍光ランプ。
【請求項２】
放電媒体が封入された略円筒形状のガラス管と、このガラス管の内周面に塗布された蛍光体と、ガラス管の外部に設けられ、ガラス管を挟んで略対向する位置に配置されるとともに、長手方向がガラス管の管軸方向に延びた一対の電極とからなる外部電極型蛍光ランプにおいて、
各電極間の電界の強さがガラス管の断面方向で均一となるように、前記各電極間の誘電率を各電極の幅方向でほぼ均一にしたことを特徴とする外部電極型蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス管の外部に電極を持つ外部電極型蛍光ランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
異なる色に発色する少なくとも第１〜第３の感熱発色層が積層され、下層の感熱発色層ほど熱感度が低く、また表面側にある最上層の第１の感熱発色層とその下の第２の感熱発色層に対しては、それぞれ特有な波長域の紫外線による定着性が付与されたカラー感熱記録紙を用い、フルカラープリントが得られるようにしたカラー感熱プリンタがある。このカラー感熱プリンタでは、カラー感熱記録紙を副走査方向に沿って往復搬送する間に、主走査方向に沿って配置されたサーマルヘッドを圧接させて各感熱発色層に熱記録を行い、各感熱発色層への熱記録後に、定着器を用いて紫外線を照射し、下層の感熱発色層への熱記録時に上層の感熱発色層が発色しないように定着している。
【０００３】
この定着器の光源として、図１０に示す外部電極型蛍光ランプ１０１を使用することが検討されている。外部電極型蛍光ランプ１０１は、周知のように、ファクシミリやスキャナなどの原稿読み取り用光源として使用されている。外部電極型蛍光ランプ１０１は、放電媒体を封入した透明なガラス管１０２と、このガラス管１０２の外部に設けられた一対の電極１０３ａ，１０３ｂとからなる。
【０００４】
ガラス管１０２は、略円筒形状をしており、そこに封入される放電媒体としては、キセノンガスなどの希ガスが使用される。各電極１０３ａ，１０３ｂは、例えば、アルミ箔を短冊状に形成したものであり、長手方向が管軸方向に延びている。各電極１０３ａ，１０３ｂは、ガラス管１０２の外周面上に貼り付けられており、互いに対向する位置に配置される。ガラス管１０２の内周面には、蛍光体を塗布することにより形成された蛍光膜１０４が設けられている。
【０００５】
各電極１０３ａ，１０３ｂに電圧をかけると、各電極１０３ａ，１０３ｂ間に放電が生じる。放電が生じると熱電子によってキセノンガスが励起し、ピーク波長が１７２ｎｍ付近の光が発生する。この光が蛍光膜２４に当たると、蛍光体が励起発光して、蛍光体の種類に応じた波長の光が放射される。
【０００６】
ガラス管１０２の内周面の一部は、外周面上の電極１０３ａ，１０３ｂが貼り付けられていない部分に対応して、蛍光膜２４が取り除かれている。この部分は、蛍光体が発光した光を管外へ放射するためのアパーチャー１０６を構成する。照射面積を大きくする場合には、図１０（ｃ）に示すように、各電極１０３ａ，１０３ｂを貼り付ける位置を周方向にずらしてアパーチャー角Ｒを広げて、アパーチャー１０６の面積を大きくする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この外部電極型蛍光ランプの発光効率を上げるためには、電極１０３ａ，１０３ｂの各部位においてまんべんなく放電を生じさせて、蛍光膜１０４内の発光分布の偏り（発光ムラ）をなくすとよい。しかし、放電は、電界が強い部分に集中する傾向がある。この傾向は、照度を上げるために、ガス圧や電力を上げると特に顕著になる。
【０００８】
ガラス管１０２の断面は円形であるため、対向する各電極１０３ａ，１０３ｂはそれぞれ幅方向において湾曲する。そのため、各電極１０３ａ，１０３ｂの間隔は、幅方向の各部位によって異なる。すなわち、電極の中央付近では間隔が広く、端に向かって間隔が狭くなる。電界は、各電極の間隔に反比例するから、間隔が狭い部位においては強く、間隔が広い部位においては弱い。
【０００９】
このように、管の断面が円形の外部電極型蛍光ランプでは、ガラス管の断面方向において電界が均一にならないため、ガス圧や電力を上げていくと放電が一部に集中してしまい、効率よく照度を上げることができないという問題があった。特に、アパーチャー角を広げた場合には、電界分布の偏りがさらに大きくなるため問題となる。
【００１０】
本発明は、発光効率のよい外部電極型蛍光ランプを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の外部電極型蛍光ランプは、放電媒体が封入された略円筒形状のガラス管と、このガラス管の内周面に塗布された蛍光体と、前記ガラス管の外周面上に設けられ、ガラス管を挟んで互いに略対向する位置に配置されるとともに、長手方向がガラス管の管軸方向に延びた一対の電極とからなる外部電極型蛍光ランプにおいて、各電極間で生じる放電開始後の電流の大きさがガラス管の断面方向で均一になるように、前記各電極の幅方向の各部位における抵抗値を変化させたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の別の外部電極型蛍光ランプは、放電媒体が封入された略円筒形状のガラス管と、このガラス管の内周面に塗布された蛍光体と、ガラス管の外部に設けられ、ガラス管を挟んで略対向する位置に配置されるとともに、長手方向がガラス管の管軸方向に延びた一対の電極とからなる外部電極型蛍光ランプにおいて、各電極間の電界の強さがガラス管の断面方向で均一となるように、前記各電極間の誘電率を各電極の幅方向でほぼ均一にしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に示すカラー感熱プリンタ２は、カラー感熱記録紙３を順方向と、その逆方向とに往復搬送しながら、フルカラー画像の熱記録と、熱記録済みのカラー感熱記録紙３の光定着とを行う。
【００１４】
カラー感熱記録紙３は、周知のように支持体上にシアン感熱発色層，マゼンタ感熱発色層，イエロー感熱発色層が順次層設されている。最上層となるイエロー感熱発色層は熱感度が最も高く、小さな熱エネルギーでイエローに発色する。最下層となるシアン感熱発色層は熱感度が最も低く、大きな熱エネルギーでシアンに発色する。また、イエロー感熱発色層は、ピーク波長が約４２０ｎｍ付近の青紫色の光であるイエロー定着光が照射されたときに発色能力が消失する。マゼンタ感熱発色層は、イエロー感熱発色層とシアン感熱発色層との中間程度の熱エネルギーでマゼンタに発色し、ピーク波長が３６５ｎｍ付近の近紫外線であるマゼンタ定着光が照射されたときに発色能力が消失する。カラー感熱記録紙３に、例えばブラック感熱発色層を設けて４層構造にしてもよい。
【００１５】
カラー感熱記録紙３の搬送路上には、サーマルヘッド６と、このサーマルヘッド６と対向してカラー感熱記録紙３を支持するプラテンローラ７が配置されている。サーマルヘッド６は、周知のように、多数の発熱素子を主走査方向に沿ってライン状に並べた発熱素子アレイ６ａを備えている。各発熱素子は、画素の濃度に応じた熱エネルギーを発生してイエロー，マゼンタ，シアンの各色の画像を各感熱発色層に熱記録する。
【００１６】
サーマルヘッド６の順方向下流側には、搬送ローラ対８と、イエロー用及びマゼンタ用の各光定着器９，１１とが配置されている。搬送ローラ対８は、給紙されたカラー感熱記録紙３をニップして副走査方向へ搬送する。搬送ローラ対８は、搬送モータ１２によって駆動されて回転する。
【００１７】
この搬送中に、サーマルヘッド６及び各光定着器９，１１をカラー感熱記録紙３が通過して、熱記録及び光定着が行われる。熱記録及び光定着が終了したカラー感熱記録紙３は、図示しないカッターによって所定サイズにカットされ、カラー感熱プリンタ２外へ排出される。
【００１８】
搬送モータ１２としては、例えば、与えられた駆動パルスの個数に応じて所定量回転するパルスモータが使用される。カラー感熱記録紙３の搬送量の制御は、搬送モータ１２に与える駆動パルスの個数をカウントすることにより行われる。
【００１９】
イエロー用光定着器９は、イエロー用定着ランプ１４と、リフレクタ１７とからなり、マゼンタ用光定着器１１は、マゼンタ用定着ランプ１６と、リフレクタ１８とからなる。イエロー用定着ランプ１４は、イエロー用定着光を発光する定着光源であり、他方、マゼンタ用定着ランプ１６は、マゼンタ用定着光を発光する定着光源である。各定着ランプ１４，１６は、長手方向が主走査方向に沿うように配置される。
【００２０】
リフレクタ１７，１８は、各定着ランプ１４，１６の周囲に配置されており、各定着ランプ１４，１６が放射した光をカラー感熱記録紙３に向けて反射するとともに、各定着ランプ１４，１６から放射された光が、カラー感熱記録紙３の未記録領域に漏光することを防止する。
【００２１】
各定着ランプ１４，１６としては、外部電極型蛍光ランプが使用される。図２に示すように、外部電極型蛍光ランプ２０は、放電媒体が封入されたガラス管２１と、ガラス管２１の外部に設けられた一対の電極２２ａ，２２ｂとからなる。ガラス管２１の両端には、ホルダ２３が取り付けられる。
【００２２】
ガラス管２１の内周面には、蛍光体からなる蛍光膜２４が形成されている。各電極２２ａ，２２ｂに電圧を掛けると、誘電体であるガラス管２１が分極して、ガラス管２１内で放電が発生する。放電により、熱電子がキセノンガスと衝突すると、キセノンガスが励起して、ピーク波長が約１７２ｎｍの光が放出される。この光が蛍光膜２４に当たると、蛍光膜２４が蛍光体の種類に応じた波長域の光を発光する。イエロー用定着ランプ１４には、イエロー定着光を発光する蛍光体が使用され、マゼンタ用定着ランプ１６には、マゼンタ定着光を発光する蛍光体が使用される。
【００２３】
ガラス管２１の内周面には蛍光膜２４が塗布されていない領域があり、この領域が、各定着光をガラス管２１の外へ透過させるためのアパーチャー２６を構成する。各定着ランプ１４，１６は、このアパーチャー２６がカラー感熱記録紙３の記録面と対向する向きに配置される。
【００２４】
各電極２２ａ，２２ｂとしては、例えば、短冊状のアルミ箔が使用される。各電極２２ａ，２２ｂは、長手方向が管軸とほぼ平行になるようにして、ガラス管２１の外周面上に貼り付けられる。各電極２２ａ，２２ｂは、ガラス管２１を挟んで互いに対向する位置に配置される。
【００２５】
図３（Ｂ）に示すように、ガラス管２１の断面形状は円形であり、各電極２２ａ，２２ｂは、ガラス管２１の外周面上に貼り付けられているため、各電極２２ａ，２２ｂの間隔Ｌは、各電極２２ａ，２２ｂの幅方向の各位置において異なる。すなわち、各電極２２ａ，２２ｂの各部位の間隔は、中央付近ｘｃにおける間隔Ｌｘｃが最も広く、端に向かうにつれて狭くなる。各電極２２ａ，２２ｂに電圧を掛けたときの電界の強さは、各電極２２ａ，２２ｂ間の誘電率と、その間隔Ｌに応じて決まる。したがって、各電極２２ａ，２２ｂの各部位における誘電率を一定とすると、間隔Ｌが広いほど電界は弱く、狭いほど強くなる。図３（Ｃ）の電界分布Ｅ（ｘ）は、各電極２２ａ，２２ｂの幅方向（以下、Ｘ方向という）の各部位における電界分布を示す。
【００２６】
放電は、電界の強い部分に集中する傾向があるため、各電極２２ａ，２２ｂの両端部において集中する。この傾向は、照度を上げるために、ガス圧を上げたり、電力を上げたときにより一層強まる。放電が集中すると、蛍光膜２４の発光分布にも偏りが生じてしまうため、発光効率が低下してしまう。発光効率を上げるためには、各電極２２ａ，２２ｂの各部位においてまんべんなく放電を生じさせて、蛍光膜２４の発光ムラをなくすとよい。
【００２７】
そこで、外部電極型蛍光ランプ２０では、各電極２２ａ，２２ｂの厚みＴを、幅方向に沿って変化させることにより、各電極２２ａ，２２ｂ間で発生する放電開始後の電流Ｃが、ガラス管２１の断面方向で均一になるようにしている。これにより、蛍光膜２４の発光ムラが低減するので、発光効率が向上する。
【００２８】
図３（Ａ）は、ガラス管２１に貼り付ける前の各電極２２ａ，２２ｂの断面図である。各電極２２ａ，２２ｂは、中央付近の位置ｘｃの厚みＴｘｃが最も厚く、そこよりも端に向かうにつれて狭くなる。電極の厚みＴが変化すると、その厚みに応じて抵抗Ｒも変化する。すなわち、厚みＴが厚いほど、抵抗は小さく、厚みＴが薄いほど抵抗は大きい。図４（Ｃ）は、各電極２２ａ，２２ｂの幅方向の各部位における抵抗分布Ｒ（ｘ）と、放電開始後の電圧分布Ｖ（Ｘ）を示す。
【００２９】
上述したように、放電は、電界Ｅが強い部分に集中する傾向がある。そのため、各電極２２ａ，２２ｂに、図４（ｃ）に示すような抵抗分布Ｒ（ｘ）を持たせることで、電界Ｅが強い部位では、放電開始後の電圧Ｖが低く、他方、電界Ｅが低い部位では放電開始後の電圧Ｖが高くなるようにしている。これにより、図４（Ａ）に示すように、放電開始後の放電電流Ｃの大きさを、ガラス管２１の断面方向で均一にすることができる。
【００３０】
以下、上記構成による作用について説明する。プリントが開始されると、まず、搬送路にカラー感熱記録紙３が給紙される。カラー感熱記録紙３は、その先端が搬送ローラ対８に達すると、搬送ローラ対８によってニップされて搬送される。この搬送中に、まず、サーマルヘッド６によってイエロー感熱発色層にイエロー画像が熱記録される。この熱記録途中にイエロー用定着ランプ１４が点灯して、カラー感熱記録紙３の記録済み部分から順次、イエロー感熱発色層の光定着を行う。
【００３１】
外部電極型蛍光ランプ２０の各電極２２ａ，２２ｂは、図３（Ｃ）に示す電界分布Ｅ（ｘ）に応じて、厚みＴを変化させることにより幅方向の各部位における抵抗値を変化させている。そのため、放電が集中する電界Ｅが強い部分では、放電後の電圧Ｖが低くなり、他方、電界Ｅが弱い部分では、電圧Ｖが高くなるから、ガラス管２１の断面方向において放電電流Ｃの大きさが均一になる。このため、蛍光膜２４の発光ムラが低減されるので、高い発光効率で点灯させることができる。
【００３２】
イエロー感熱発色層の熱記録及び光定着が終了すると、カラー感熱記録紙３が逆方向にいったん巻き戻された後、再度、順方向に搬送されて、マゼンタ感熱発色層の熱記録が開始される。この記録中にマゼンタ定着ランプ１６が点灯し、熱記録済みの部分から順次マゼンタ光定着器１１に送られて、マゼンタの光定着が行われる。イエロー定着ランプ１４と同様に、マゼンタ定着ランプ１６も、外部電極型蛍光ランプ２０を使用しているから、高い発光効率で点灯させることができる。
【００３３】
マゼンタの熱記録及び光定着が終了すると、カラー感熱記録紙３がいったん巻き戻された後、シアン画像が熱記録される。フルカラー画像が記録されたプリント済みの記録紙３は、プリンタ外へ排出される。
【００３４】
上記実施形態では、電極間の電界分布に応じて電極の幅方向の厚みを変化させることにより抵抗値を変化させて、放電開始後の電流を均一にすることで、蛍光膜の発光ムラを低減する例で説明したが、各電極間の電界分布を均一にして、蛍光膜の発光ムラを低減させてもよい。
【００３５】
図５に示す外部電極型蛍光ランプ４０には、ガラス管２１と、電極４２ａ，４２ｂとの間に、電界補償部材４３が設けられている。電界補償部材４３は、ガラス管２１とは別の誘電体であり、各電極４２ａ，４２ｂの幅方向における各部位の誘電率εを均一にするための誘電率調節部材である。この電界補償部材４３を設けることにより、各電極４２ａ，４２ｂ間の誘電率分布ε（ｘ）がほぼ均一となり、図５（ｃ）に示すように、ガラス管２１のＸ方向の電界分布Ｅ（ｘ）もほぼ均一にすることができる。電界分布Ｅ（ｘ）が均一であるから、一部に放電が集中してしまうことはない。
【００３６】
また、各電極４２ａ，４２ｂの厚みＴは一定（Ｔｘｃ＝Ｔｘ１）であるため、各電極４２ａ，４２ｂの幅方向の抵抗分布Ｒ（ｘ）及び放電開始後の電圧分布Ｖ（ｘ）も均一である。そのため、電流分布Ｃ（ｘ）が均一となり、蛍光膜２４の発光ムラが低減する。
【００３７】
なお、本例では、電界補償部材４３を設けることで、各電極４２ａ，４２ｂ間の誘電率分布ε（ｘ）をほぼ均一にしているが、位置ｘｃから位置ｘ１に向かうにつれて、僅かではあるが、ガラス管２１の厚みが増す。そのため、厳密には、誘電率分布ε（ｘ）は均一にはならず、端の位置ｘ１に向かうにつれて、電界Ｅが弱くなってしまう。
【００３８】
したがって、より精度を高めて誘電率分布ε（ｘ）を均一にしたい場合には、ガラス管２１の厚み変化による誘電率εの変化分を考慮して、各電極４２ａ，４２ｂの端部を湾曲させて近づけるとよい。すなわち、ガラス管２１の厚みが増す部分において、電界補償部材４３の厚みを薄くして、各電極４２ａ，４２ｂの端部同士を接近させる。これにより、電界分布Ｅ（ｘ）がより均一となり、放電の集中がより防止される。
【００３９】
図６は、Ｘ方向に沿ってガラス管５１の厚みを変化させて、各電極５２ａ，５２ｂ間の誘電率分布ε（ｘ）を均一にした例である。各電極５２ａ，５２ｂは、ガラス管５１の外周面上に貼り付けられている。そのため、端部付近の間隔は、中心位置ｘｃと比較して狭い。この間隔の変化に対応して、ガラス管５１は、中心位置ｘｃから端に向かうにつれて、厚みＧが増すように、すなわち、Ｇｘｃ＜Ｇｘ１となるように形成される。これにより、各電極５２ａ，５２ｂ間の誘電率分布ε（ｘ）が均一になり、電界分布Ｅ（ｘ）が均一になる。
【００４０】
また、上記実施形態では、短冊状の電極を用い、その長手方向をガラス管の管軸方向に合わせて配置した例で説明したが、図７に示すような波形や櫛形の電極６１，６２，６３を用いてもよい。図７（Ａ）に示す電極６１は、管軸方向に沿って波形に形成されている。図７（Ｂ），（Ｃ）に示す各電極６２，６３は、管軸方向に延びた幹部６２ａ，６３ａに、それぞれ矩形状又は三角形状の舌片６２ｂ，６３ｂが多数個形成された櫛形の形状をしている。
【００４１】
電極は、その面積が大きくなると、放電が集中する部位がふらつく傾向がある。この放電のふらつきは、短冊状の電極を用いた場合には、長手方向（管軸方向）において顕著となる。電極６１〜６３のように波形や櫛形に形成することにより、放電が発生する部位が限定されるので、管軸方向における放電のふらつきを防止することができる。また、管軸方向の放電のふらつきを防止するための電極としては、これら波形や櫛形の形状の電極の他にも、短冊状の電極に多数の孔を設けたものなど、各種のものが考えられ、いずれを用いてもよい。
【００４２】
また、電極６１又は電極６２を、図３，４に示す電極２２ａ，２２ｂの代わりに使用する場合には、各電極２２ａ，２２ｂと同様に、幅方向の各部位における抵抗値を変化させるために、Ｘ方向に沿って厚みを変化させる必要がある。図８は、電極６２に厚み変化を持たせた場合の断面図と、その抵抗分布Ｒ（ｘ）及び放電開始後の電圧分布Ｖ（ｘ）を示す。厚みを変化させることにより、このような抵抗分布Ｒ（ｘ）を持たせることで、電界分布Ｅ（ｘ）に応じて放電開始後の電流分布Ｃ（ｘ）が生じるので、蛍光膜２４の発光ムラが低減される。
【００４３】
他方、図９に示すように、三角形の舌片６３ｂを持つ櫛形の電極６３を、電極２２ａ，２２ｂの代わりに使用する場合には、電極６３の厚みは一定でよい。すなわち、電極６３は、舌片６３ｂが三角形状をしているため、その形状により幅方向の各部位における抵抗値が変化する。すなわち、中央付近は、三角形の底辺が位置するため面積が広く抵抗値が小さい。他方、端部側は、三角形の頂点が位置するので面積が狭く抵抗値が大きい。このように、形状により抵抗値が変化するので、厚みを変化させる必要がなくなる。
【００４４】
上記実施形態では、本発明の外部電極形蛍光ランプを感熱プリンタの定着光源として用いた例で説明しているが、本発明は、これに限られず、例えば、スキャナ，ファックス，レーザープリンタなどの原稿読み取り用の光源に適用することもできる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の外部電極型蛍光ランプは、放電媒体が封入され内周面に蛍光体が塗布された略円筒形状のガラス管と、このガラス管の外部に設けられ、ガラス管を挟んで略対向する位置に配置されるとともに、長手方向がガラス管の管軸方向に延びた一対の電極とからなる外部電極型蛍光ランプにおいて、各電極間で生じる放電開始後の電流の大きさがガラス管の断面方向で均一になるように、各電極の幅方向の各部位における抵抗値を変化させたり、また、各電極間の電界の強さがガラス管の断面方向で均一となるように、前記各電極間の誘電率を各電極の幅方向でほぼ均一にしたから、蛍光体の発光ムラを低減される。これにより、発光効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー感熱プリンタの構成図である。
【図２】外部電極型蛍光ランプの斜視図である。
【図３】外部電極型蛍光ランプの断面図である。
【図４】電極の抵抗分布及び電圧分布の説明図である。
【図５】電界補償部材を用いて電極間の誘電率を均一にした外部電極型蛍光ランプの説明図である。
【図６】ガラス管の厚みを変えて電極間の誘電率を均一にした外部電極型蛍光ランプの説明図である。
【図７】管軸方向に沿って波形及び櫛形の電極の平面図である。
【図８】矩形の舌片を持つ櫛形電極の抵抗分布及び電圧分布の説明図である。
【図９】三角形の舌片を持つ櫛形電極の抵抗分布及び電圧分布の説明図である。
【図１０】従来の外部電極型ランプの説明図である。
【符号の説明】
２  カラー感熱プリンタ
３  カラー感熱記録紙
９  イエロー用光定着器
１０  マゼンタ用光定着器
１４  イエロー定着ランプ
１６  マゼンタ定着ランプ
２０，４０，５０  外部電極型蛍光ランプ
２２ａ，２２ｂ，４２ａ，４２ｂ，５２ａ，５２ｂ，６１，６２，６３  電極
２１，５１  ガラス管
２４  蛍光膜
２６  アパーチャー
【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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【図１０】
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