稀有气体荧光灯.pdf

本发明提供一种不提高输入功率也能够提高光输出的稀有气体荧光灯，在发光管(1)的内面具有荧光体层(2)，该发光管填充有通过介质阻挡放电而生成受激准分子的稀有气体；具有用于使稀有气体诱发放电现象的两极的电极(3)，使电介体介于两极的电极中的至少一方与稀有气体之间，将两极的电极之间的沿管轴方向延伸的区域作为光射出部(4)，其特征在于，在发光管的内面遍及全周地形成有荧光体层，位于光射出部的荧光体层的膜厚度比位于光射出部以外的荧光体层的膜厚度薄。进一步，在位于光射出部以外的发光管的内面上，形成有第1荧光体层(20)，在第1荧光体层的表面上和位于光射出部的发光管的内面上形成有第2荧光体层(21)。

1、  一种稀有气体荧光灯，在发光管的内面具有荧光体层，该发光管填充有通过介质阻挡放电而生成受激准分子的稀有气体；所述稀有气体荧光灯具有用于使上述稀有气体诱发放电现象的两极的电极，使电介体介于上述两极的电极中的至少一方与上述稀有气体之间，使上述两极的电极之间的沿管轴方向延伸的区域成为光射出部，上述稀有气体荧光灯的特征在于，
在上述发光管的内面遍及全周地形成有上述荧光体层，
位于上述光射出部的荧光体层的膜厚度比位于上述光射出部以外的荧光体层的膜厚度薄。

2、  根据权利要求1所述的稀有气体荧光灯，其特征在于，
在位于上述光射出部以外的上述发光管的内面形成有第1荧光体层，
在上述第1荧光体层的表面上和位于上述光射出部的发光管的内面上形成有第2荧光体层。

稀有气体荧光灯
技术领域
本发明涉及一种稀有气体荧光灯。特别涉及应用于传真机、图像扫描器、复印机等OA机器的原稿照射装置的稀有气体荧光灯。
背景技术
以往，在原稿照射装置中利用的稀有气体荧光灯在由细长的玻璃管构成的发光管内封入有稀有气体，其内面具有荧光体层，向形成在发光管的外面的一对带状的外部电极施加电压，在发光管内通过介质阻挡放电生成受激准分子，由通过该受激准分子产生的紫外线激发荧光体而取得可视光。
这样的稀有气体荧光灯具有不使用水银，因此对环境负荷小，并且上升迅速的优点。
图5(a)是以往的稀有气体荧光灯的概略图，图5(b)是与管轴正交方向的剖面图。
稀有气体荧光灯在直管状的发光管1的内面形成有荧光体层2，在发光管1的外面具有向管轴方向延伸的一对带状的外部电极3。
在发光管1内封入有例如作为稀有气体的氙，通过向外部电极3之间施加高频高电压而使发光管1内引起放电、并产生紫外线，并且由紫外线激发荧光体而放射可视光。
这样的稀有气体荧光灯使光向特定方向、例如，在原稿照明装置中，向原稿载置玻璃射出线状光，如图5所示，在一对外部电极3之间向管轴方向延伸的区域上不存在荧光体层2，该区域成为作为开口的光射出部4，经由荧光体层2转换的可视光从该光射出部4射出。
进一步，用于确保外部电极3之间的绝缘，在发光管1的外面覆盖透光性的绝缘膜5，以便覆盖外部电极3。
专利文献1：日本特开平11-213956号公报
原稿照明装置的结构为，将从稀有气体荧光灯射出的光照射到原稿面上，由CCD将该反射光进行受光，并转换成电信号而取得图像。
近来，原稿面的读取速度变快，结果，造成CCD在每单位时间的受光的光量减少的倾向。
再者，要求原稿照明装置小型化越发增强，CCD的收纳空间也随之窄小化，不得不使用更小型的CCD，由于这样的要求，也造成CCD在每单位时间的受光的光量减少的倾向。
结果，在现有的稀有气体荧光灯中，CCD的可受光的光量减少，取得最适宜的图像变得困难。
为了增加CCD的可受光的光量，具有提高向稀有气体荧光灯的输入功率、提高光输出的方法。
然而，当提高输入功率时发光管的温度则上升，出现荧光体层过早劣化的问题，或者有必要改变点灯电路的构成，靠仅仅提高输入功率是难以对应的。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，其目的在于提供一种不提高输入功率也能够提高光输出的稀有气体荧光灯。
技术方案1所述的稀有气体荧光灯，在发光管的内面具有荧光体层，该发光管填充有通过介质阻挡放电而生成受激准分子的稀有气体；所述稀有气体荧光灯具有用于使上述稀有气体诱发放电现象的两极的电极，使电介体介于上述两极的电极中的至少一方与上述稀有气体之间，使上述两极的电极之间的沿管轴方向延伸的区域成为光射出部，上述稀有气体荧光灯的特征在于，在上述发光管的内面遍及全周地形成有上述荧光体层，位于上述光射出部的荧光体层的膜厚度比位于上述光射出部以外的荧光体层的膜厚度薄。
根据技术方案2所述的稀有气体荧光灯，其特征在于，是技术方案1所述的稀有气体荧光灯，特别是，在位于上述光射出部以外的上述发光管的内面形成有第1荧光体层，在上述第1荧光体层的表面上和位于上述光射出部的发光管的内面上，形成有第2荧光体层。
发明效果
本发明的稀有气体荧光灯具有在发光管的内面遍及全周的荧光体层，通过在位于光射出部的区域上形成荧光体层，能够使在发光管内产生的紫外线全部照射到荧光体上，还能够增大可视光的发生量。
进一步，位于光射出部的荧光体层的膜厚度比位于光射出部以外的荧光体层的膜厚度薄，因此，从位于光射出部的荧光体层自身放射的可视光透射该膜厚度薄的荧光体层而向外部照射，并且由于位于光射出部以外的荧光体层的膜厚度厚，而使从该膜厚度厚的荧光体层放射的可视光不透射该膜厚度厚的荧光体层而向发光管的内部空间放射，透射位于光射出部的膜厚度薄的荧光体层而向外部放射，可以不提高输入功率而提高来自稀有气体荧光灯的光输出。
进一步，在位于光射出部以外的发光管的内面形成有第1荧光体层，在第1荧光体层的表面上和位于光射出部的发光管的内面上的遍及两方的部分上形成有第2荧光体层，因此，能够可靠地使位于光射出部的荧光体层的膜厚度比位于光射出部以外的荧光体层的膜厚度薄。
附图说明
图1是本发明的稀有气体荧光灯的概略立体图。
图2是图1所示的稀有气体荧光灯的A-A的剖面图。
图3是表示图1所示的稀有气体荧光灯中的荧光体层的结构的说明图。
图4是表示改变形成在位于稀有气体荧光灯的光射出部的发光管的内面的荧光体层的膜厚度后，稀有气体荧光灯的光输出的变化的数据说明。
图5是以往的稀有气体荧光灯的概略立体图和剖视图。
标记说明
1、发光管
2、荧光体层
3、外部电极
4、光射出部
5、绝缘膜
具体实施方式
以下，利用本发明的放电灯的附图进行说明。
图1是本发明的稀有气体荧光灯的示意立体图，图2是图1所示的稀有气体荧光灯的A-A的剖面图。
稀有气体荧光灯的发光管1是由作为电介体的透光性的玻璃构成，作为其材质可以举出例如钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅玻璃、钡玻璃等。在发光管1的外面上，由两极的电极构成的一对带状的外部电极3被配置为向该发光管1的管轴方向延伸。如在图2所示的与管轴垂直的剖面图中，使这些外部电极3相互对置地配置。
外部电极3的材质如果是导电性物质则不特别限制，通过在发光管1的外面粘贴例如，Al(铝)、Cu(铜)等金属制的带，或者将银导电胶进行网版印刷而烧成地形成。
在发光管1的内面遍及全周地形成有荧光体层2，没有在以往的技术中说明的不存在荧光体层的部分。
荧光体中的红色荧光体为铕活化氧化钇荧光体(Y₂O₃:Eu)、绿色荧光体为铈·铽活化磷酸镧荧光体(LaPO₄:Ce，Tb)、蓝色荧光体为铕活化铝酸钡·镁荧光体(BaMgAl₁₀O₁₇:Eu)。
为了确保外部电极3之间的绝缘，在发光管1的外面覆盖透光性的绝缘膜5，以便覆盖外部电极3。
绝缘膜5是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂构成的热收缩性管，该热收缩性管覆盖在形成有外部电极3的发光管1上，通过以150度左右进行加热、并使其收缩而做成绝缘膜5。
在发光管1的内部，将例如Xe(氙)气体，或者含有Xe的稀有气体的混合气体以全封入压力为5～100kPa的范围进行封入。
当通过未图示的点灯电源向外部电极3施加高频电压时，产生在外部电极3之间夹杂作为电介体的发光管1的介质阻挡放电，通过该放电而产生氙的受激准分子发光(紫外线)。
这样的稀有气体荧光灯当通过点灯电源向外部电极3施加高频电压时，在发光管1内产生波长为172nm的紫外线，该紫外线向荧光体层2的荧光体照射、并激发，从而放射可视光。
在该稀有气体荧光灯中，在一对外部电极3之间沿管轴方向延伸的区域成为光射出部4，图2所示的在位于光射出部4的区域a形成的荧光体层2中，由紫外线激发荧光体而放出可视光，但该被放射的可视光向发光管1的内部空间放射，并透射荧光体层2向发光管1的外部放射。
而且，在位于光射出部4以外的区域b形成的荧光体层2中，由紫外线激发荧光体而放出可视光，该被放射的可视光大致不透射区域b的荧光体层2而向发光管1的内部空间放射，一边在荧光体层2反复进行反射，一边最终透射形成在区域a的荧光体层2而向发光管1的外部放射。
在以往的稀有气体荧光灯中，位于光射出部的发光管的内面没有荧光体层，可视光透射透光性的发光管向外部射出，但是，本发明的稀有气体荧光灯为在发光管1的内面具有遍及全周的荧光体层2的结构，在位于光射出部4的发光管1的内面也形成有遍及区域a的荧光体层2。
以往，照射到该区域a的紫外线没有被利用于激发荧光体，在本发明中，通过在该区域a形成荧光体层2能够利用于激发荧光体，并能够增大可视光的发生量，并且，使可视光透射形成在区域a的荧光体层2，因此，不提高输入功率也能够提高来自稀有气体荧光灯的光输出。
接着，对荧光体层进行详细说明。
图3是在图1所示的稀有气体荧光灯中，用于对荧光体层进行说明的与管轴正交的方向的剖面图，为了进行说明对荧光体层的厚度夸大地进行了表示。
荧光体层2为在位于光射出部4以外的发光管1的内面形成有第1荧光体层20，在该第1荧光体层20的表面上和位于光射出部4的发光管1的内面上形成有第2荧光体层21。
荧光体层20、21通过以下步骤形成，将红色荧光体(Y₂O₃:Eu)、蓝色荧光体(BaMgAl₁₀O₁₇:Eu)以及绿色荧光体(LaPO₄:Ce，Tb)进行混合而调制成涂敷用的悬浮液，并且将其向发光管1的内表面上和荧光体层20上进行涂敷后进行干燥、烧成。
对荧光体层2的制造方法进行说明。
荧光体层2首先最初将含有规定的荧光体的悬浮液向发光管的内面全周进行涂敷、干燥、烧成而形成荧光体层20。
之后，将形成在与光射出部4相对置的部分上的荧光体层20削落，除去荧光体层20，露出发光管1的内面。
进一步，在发光管1的内面的一部分上形成有荧光体层20的状态的发光管1的内面上，将含有规定的荧光体的悬浮液向全周进行涂敷后，干燥、烧成而形成荧光体层21。
结果，位于光射出部4的发光管1的内面上成为仅形成有第2荧光体层21的状态，位于光射出部4以外的发光管1的内面上成为第1荧光体层20与第2荧光体层21层叠的状态，能够使位于光射出部4的荧光体层2的膜厚度比位于光射出部4以外的荧光体层2的膜厚度薄。
接着，位于光射出部4的荧光体层2可以使从第2荧光体层21自身放射的可视光透射该荧光体层21而向外部照射。
并且，位于光射出部4以外的荧光体层2由第1荧光体层20和第2荧光体层21构成，膜厚度变厚，能够抑制来自该被层叠的荧光体层2的可视光的透射，并能够使可视光向发光管反射。
位于光射出部4的荧光体层21的膜厚度是与根据该荧光体层21自身来自光射出部4以外的光衰减的光量相比，从光射出部4的荧光体层21得到的光量较大的膜厚度。
位于光射出部4以外的荧光体层20与荧光体层21合计的膜厚度为根据该荧光体层20和荧光体层21得到的光量为饱和程度的厚度，并且，可视光几乎不透射荧光体层20和荧光体层21，进而是比荧光体层21厚的膜厚度。
具体地，位于光射出部4的荧光体层2的膜厚度仅是第2荧光体层21的厚度，为8μm。而且，位于光射出部4以外的荧光体层2的膜厚度的第1荧光体层20的厚度是48μm，第2荧光体层21的厚度是8μm，该荧光体层2的膜厚度是各荧光体层的合计值，为56μm。
根据这样的稀有气体荧光灯，通过在位于光射出部4的区域上形成荧光体层2，能够使在发光管1内产生的紫外线全部照射到荧光体上，还能够增大可视光的发生量。
进一步，位于光射出部的4的荧光体层2的膜厚度比位于光射出部4以外的荧光体层2的膜厚度薄，因此，从位于光射出部4的荧光体层2自身放射的可视光，透射该膜厚度薄的荧光体层2而向外部照射，并且，位于光射出部4以外的荧光体层2的膜厚度厚，因此，从该膜厚度厚的荧光体层2放射的可视光几乎不透射该膜厚度厚的荧光体层2而向发光管1的内部空间放射，透射位于光射出部4的膜厚度薄的荧光体层2而向外部放射，可以不提高输入功率而提高来自稀有气体荧光灯的光输出。
进一步，在位于光射出部4以外的发光管1的内面形成有第1荧光体层20，在第1荧光体层20的表面上和位于光射出部4的发光管1的内面上的遍及两方的部分上形成有第2荧光体层21，因此，能够可靠地使位于光射出部4的荧光体层2的膜厚度比位于光射出部4以外的荧光体层2的膜厚度薄。
另外，在图1～图3中，在作为两极的电极的外部电极与作为放电用气体的稀有气体之间夹杂作为电介体的发光管，但也可以是如下结构，将各自的电极的两方都形成在发光管的内面，使该形成的电极不露出放电空间地用玻璃进行覆盖，该玻璃为电介体。
或者，也可以是如下结构，使某一方的电极形成在发光管的外部，另一方的电极由形成在发光管的内面的作为电介体的玻璃覆盖。
接着，在如图1、图2所示的本发明的稀有气体荧光灯中，改变形成在位于光射出部4的发光管1的内面的荧光体层2的厚度，对光输出的变动进行了调查实验。
实验结果如图4所示。
在该实验中，位于光射出部4以外的第1荧光体层20的厚度为48μm是固定的，将位于光射出部4的第2荧光体层21的厚度在0～16μm的范围变化的情况下、位于光射出部4的前方8mm的位置的管轴方向的照度作为光输出进行了评价。
并且，通过使第2荧光体层21的厚度在0～16μm的范围内变化，使位于光射出部4以外的荧光体层2的厚度在48～64μm的范围内变化。
图4的横轴上段表示位于光射出部4的荧光体层的厚度，横轴下段表示位于光射出部4以外的荧光体层的厚度。
以下将在本实验中使用的灯的规格进行整理。使用于该实验的灯放射作为可视光的黄绿色的光。
<稀有气体荧光灯>
发光管：钡玻璃、外径8mm、内径7.2mm、全长700mm
封入物：氙30％、氖70％、40kPa
荧光体层的构成：绿色荧光体(La、Ce、Tb)PO₄
                平均粒径；：2.1μm
在图4中，曲线图a是表示改变了形成在位于光射出部4的发光管1的内面的第2荧光体层21的膜厚度之后、稀有气体荧光灯的光输出的变化。并且，在这种情况下，位于光射出部4以外的荧光体层2的厚度在48～64μm的范围内变化。
在图4中，曲线图b是表示如下情况的图，用于比较，在位于光射出部4的发光管1的内面制作第2荧光体层21，之后，仅在位于光射出部4的部分削除制成的第2荧光体层21，表示在光射出部4不存在荧光体层，位于光射出部4以外的荧光体层2的膜厚度在48～64μm的范围内变化的情况下的稀有气体荧光灯的光输出的变化。
在图4中，将曲线图a与曲线图b进行比较时，如曲线图b所示，为了增加稀有气体荧光灯的光输出，使光射出部4以外的荧光体层2的厚度变厚时，光输出增加。
然而，可知如曲线图a所示，通过在位于光射出部4的发光管1的内面设置第2荧光体层21，与如曲线图b所示的仅使光射出部4以外的荧光体层2的厚度变厚的灯相比，光输出进一步增加。
也就是说，在该实验中，在光射出部4不设置荧光体层21，仅使位于光射出部4以外的荧光体层2的膜厚度在48～64μm的范围内变化，光输出的增加较小，在光射出部4设置荧光体层21，并通过采用在该光射出部4设置荧光体层21的制造方法，位于光射出部4以外的荧光体层2的膜厚度必然在48～64μm的范围内变化，在光射出部4设置了荧光体层21的灯的光输出的增加变大。
并且，从图4中的曲线图a得知，当第2荧光体层21的膜厚度变厚时，光输出增加，但该光输出的增加存在峰值，膜厚度变厚时，来自荧光体层21的可视光变得难透射，而光输出减少。
也就是说，预先在发光管1的内面遍及全周地形成第1荧光体层20，仅在光射出部4的部分削除该荧光体层20，之后，在被削除了第1荧光体层20而露出了发光管1的内面的表面上和第1荧光体层20的表面上的两方上形成第2荧光体层21，通过控制该第2荧光体层21的膜厚度，与在光射出部4没有荧光体层的比较用的稀有气体荧光灯相比，既可以做成结构极为简单的荧光体层2也能够增加光输出。
因此，通过将本发明的稀有气体荧光灯使用于原稿面的读取速度快的原稿照明装置，能够增加CCD在每单位时间的受光的光量，并能够取得最适宜的图像。
进一步，通过将本发明的稀有气体荧光灯使用于被小型化了的原稿照明装置，即使是被小型化了的CCD，也能够增加CCD在每单位时间的受光的光量，并能够取得最适宜的图像。