JP2004014238A - 内部電極型放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】発光効率及び放熱性が良好な放電ランプを提供する。
【解決手段】放電ランプ２０は、ランプ本体２１と放熱部材２２とからなる。ランプ本体２１は、容器２３と、第１及び第２の一対の電極２６，２７，蛍光体２９，誘電体３１，反射板３４から構成される。容器２３は、断面形状が三角形の筒型をしており、ガラスで形成される。各電極２６，２７は、略対向する位置に配置される。第１の電極２６上には、蛍光膜２９が設けられている。蛍光膜２９は、放電により励起発光する。この光は、容器２３の下面から放射される。第２電極２７は誘電体（ガラス）で被覆されている。これにより、発光効率が向上する。放熱部材２２は、熱伝導性の高い金属で形成されており、第１電極２６と対向する位置に配置される。これにより、放熱性が向上する。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電媒体が封入された容器内に少なくとも１対の電極を持つ内部電極型放電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、一般的に使用されている水銀蛍光ランプの代わりに、キセノンガスなどの希ガスを放電媒体として使用する放電ランプを使用することが検討されている。希ガスは、水銀よりも温度依存性が低く、また、所定の光量に達するまでの立ち上がり速度が速いという特徴を持つ。
【０００４】
この放電ランプは、例えば、放電媒体が封入された筒型の容器と、略対向する位置に配置され、長手方向が前記容器の軸方向に延びた第１及び第２の１対の電極と、各電極間の放電により励起発光する蛍光体とからなる。第１の電極は、短冊形状をした金属板であり、アノード（陽極）となる。第２の電極は、フィラメントであり、カソード（陰極）となる。蛍光体は、第１の電極上に塗布される。容器には、例えば、透明なガラスが使用される。
【０００５】
この放電ランプは、電極が設けられる場所によって、電極が容器の外部に設けられている外部電極型と、容器の内部に設けられている内部電極型とに分けられる。外部電極型放電ランプには、両方の電極が容器外部に設けられているものと、一方が内部に、他方が外部に設けられているものとがある。
【０００６】
外部電極型の放電ランプは、各電極間にガラス（容器）などの誘電体が配置されるため、内部電極型放電ランプと比較して、発光効率が高い。しかし、外部電極型放電ランプも、内部電極型放電ランプと同様に、容器の温度が上昇すると、発光効率が低下する傾向がある。そこで、特開２００１−２８３７８７号公報に記載された外部電極型の放電ランプでは、容器の外部に設けられた電極を放熱部材で被覆することで、容器の放熱効果を向上し、温度上昇による発光効率の低下を防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記外部電極を放熱部材で被覆する場合、放熱部材の材料には電気的な絶縁性が要求されるため、シリコンゴムなどの絶縁体を使用しなければならない。しかしながら、絶縁体は放熱効果が低いため、放熱性が悪いという問題があった。
【０００８】
本発明は、発光効率及び放熱性が良好な内部電極型放電ランプ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】
前記目的を達成するために、本発明の内部電極型放電ランプは、放電媒体が封入された筒型の容器と、この容器内の略対向する位置に配置され、長手方向が筒型の容器の軸方向に延びた少なくとも第１及び第２の１対の電極とを備えた内部電極型放電ランプにおいて、前記第１の電極上に形成され前記各電極間の放電により励起発光する蛍光体と、前記第２の電極を被覆する誘電体とを有し、前記容器に設けられた照射部から前記蛍光体が発光する光を容器外へ放射することを特徴とする。
【００１０】
前記容器外面には、前記第１の電極と対面する位置に金属製の放熱部材が設けられていることが好ましい。
【００１１】
【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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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ランプ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。
【００１５】
この搬送中に、サーマルヘッド６及び各定着ランプ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。
【００１６】
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。
【００１７】
イエロー用定着ランプ９は、イエロー用定着光を発光する定着光源であり、マゼンタ用定着ランプ１１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９，１１は、長手方向が主走査方向に沿うように配置される。各定着ランプ９，１１としては、放電媒体としてキセノンガスなどの希ガスを使用した内部電極型放電ランプが使用される。
【００１８】
図２及び図３は、各光定着ランプ９，１１に使用される内部電極型放電ランプ（以下、単に放電ランプという）２０を示す。放電ランプ２０は、ランプ本体２１と、放熱部材２２とからなる。ランプ本体２１は、放電媒体が封入された筒型の容器２３と、その容器２３の両端部に取り付けられたホルダ２４とからなる。容器２３としては、例えば、断面形状が三角形のガラス管が使用される。
【００１９】
容器２３内には、略対向する位置に配置された第１及び第２の一対の電極２６，２７が設けられている。第１電極２６は、短冊状に形成された金属箔であり、アノードを構成する。第２電極２７は、フイラメントであり、カソードを構成する。第１及び第２の各電極２６，２７は、長手方向が容器２３の軸方向に延びている。第１電極２６は、容器２３の内周面に貼り付けられており、その上には、蛍光体を塗布することにより形成された蛍光膜２９が設けられている。第２電極２７は、その両端部がホルダ２４によって保持される。各電極２６，２７は、図示しないリード線を介してランプ駆動回路１９と接続される。
【００２０】
各電極２６，２７に電圧を掛けると、容器２３内で放電（誘電体バリア放電）が発生する。放電により、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２９に当たると、蛍光膜２９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９には、イエロー用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１１には、マゼンタ用定着光を発光する蛍光体が使用される。
【００２１】
第２電極２７は、誘電体３１によって被覆されている。誘電体３１としては、例えば、ガラスが使用される。これにより、各電極２６，２７間に誘電体３１が配置されるので、外部電極型の放電ランプと同様の発光効率が得られる。すなわち、各電極２６，２７間に誘電体３１を配置すると、誘電体３１の分極作用によって容器２３内における放電部位が広がる。このため、誘電体３１を配置しない場合と比較して、蛍光膜２９の発光ムラが低減されるので、発光効率が向上する。また、電極２７を全周に渡って同じ厚さの誘電体３１で被覆すると、電極２７の周りの誘電体容量が全周で等価となるので、より均一で効率のよい放電が可能となる。
【００２２】
第２電極２７は、三角形の頂点付近に配置されている。こうすることで、蛍光膜２９から発光された光を遮らないようにしている。もちろん、第２電極２７を、第１電極２６に近づくように三角形の中央に配置してもよい。こうすれば、各電極２６，２７の間隔が狭くなるため、その分電界が強くなり光量を上げることができる。
【００２３】
放熱部材２２は、容器２３の外面のうち、第１電極２６と対向する面に取り付けられる。放電ランプ２０は、電極２６，２７が容器２３内に設けられているので、外部電極型の放電ランプのように、放熱部材に絶縁体を使用する必要がない。そのため、放熱部材２２としては、例えば、熱伝導性が高い金属を使用することができるとともに、最も発熱が多い第１電極２６と対向する面に配置することができる。このため、高い放熱効果が得られるので、温度上昇による発光効率の低下を防止することができる。
【００２４】
外面３２は、蛍光体が発光する光を容器２３外へ放射する照射面を構成する。この面３２には電極が配置されていないため、放射光を遮るものがないので、照射効率がよい。外面３３には、蛍光体が発光する光を照射面に向けて反射する反射板３４が取り付けられている。なお、反射板３４は、容器２３の内面に設けてもよい。
【００２５】
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９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。
【００２６】
第１及び第２の各電極２６，２７に電圧が印可されると、放電が開始され、蛍光膜２９が励起発光する。イエロー用定着ランプ９は、第２の電極２７が誘電体３１によって被覆されているから、高い発光効率で点灯する。
【００２７】
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用定着ランプ１１が点灯し、熱記録済みの部分から順次マゼンタの光定着が行われる。イエロー用定着ランプ９と同様に、マゼンタ用定着ランプ１１も、放電ランプ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。
【００２８】
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。
【００２９】
上記実施形態では、イエロー用及びマゼンタ用の各定着光毎に別々の放電ランプを使用した例で説明したが、図４に示す放電ランプ４０のように、フイルタ４１を設けることで、イエロー用及びマゼンタ用の２つの各定着光を発光させることもできる。なお、上記実施形態で説明した部材と同一の部材については同一の符号を付し説明を省略する。
【００３０】
蛍光膜２９としては、イエロー用及びマゼンタ用の各定着光の波長を含む光を発光する蛍光体を使用する。外面４２，４３は、それぞれイエロー用照射面と、マゼンタ用照射面を構成する。フイルタ４１は、波長が４２０ｎｍ以下の光をカットする短波カットフイルタであり、外面４２に貼り付けられる。このフイルタ４１により、蛍光膜２９が発光する光のうち、マゼンタ用の定着光がカットされ、外面４２からはイエロー用定着光が放射される。
【００３１】
他方、マゼンタの定着は、イエロー感熱発色層を定着した後に行われるので、イエロー用定着光をカットする必要はない。そのため、外面４３には、イエロー定着光をカットするフイルタが設けられておらず、外面４３からは、蛍光膜２９が発光するイエロー用定着光とマゼンタ用定着光の両方が放射される。
【００３２】
そして、この放電ランプ４０を、外面４２とカラー感熱記録紙３とが対面するイエロー定着位置と、外面４３とカラー感熱記録紙３とが対面するマゼンタ定着位置との間を回動自在に設けて、回動機構により、前記イエロー定着位置とマゼンタ定着位置を選択的に切り替える。
【００３３】
なお、外面４２及び外面４３の両面からは光が同時に放射されるので、イエローの定着をする場合でも、カラー感熱記録紙と対面する外面４２からイエロー用定着光が放射されるとともに、カラー感熱記録紙と対面していない外面４３からマゼンタ用定着光が放射されてしまう。そのため、イエローの定着をする場合に、外面４３から放射されるマゼンタ用定着光がカラー感熱記録紙に照射されることがないように、遮光部材を設ける必要がある。
【００３４】
図５に示す放電ランプ５１は、容器２３の底面が光照射面となっており、残りの２面には、第１電極２６及び蛍光膜２９が設けられている。こうすれば、蛍光膜２９の面積（発光面積）が大きくなるので、高い照度が得られる。放熱部材５３は、ランプ本体５２を挟み込むようにして取り付けられ、第１電極２６が設けられた２面に対応する２つの外面と密着する。
【００３５】
そのため、各面毎に放熱部材を別々に設けるよりも、接着面積が多くなるので、放熱部材５３をランプ本体５２にしっかりと固定することができる。また、こうすれば、放熱部材５３を縦方向に延ばして大型化しても横方向の張り出しが抑えられるので、放電ランプ５１の幅を広げることなく放熱性を向上させることができる。この放熱部材５３は、反射板の機能を持つとともに、放電ランプ５１をプリンタ本体に取り付ける際のホルダーとしても機能させることもできる。
【００３６】
また、図６に示す放電ランプ６１，６２のように、ランプ本体６３，６４の容器６６の断面形状を略四角形にしてもよい。放電ランプ６２には、第２電極２７が複数個設けられている。これらはそれぞれ独立に制御することができる。こうすることで、光量制御を行うことができる。なお、放熱部材を、容器６６の上面に取り付けているが、放熱性をより高めたい場合には、照射面となる下面を除く各面と密着するように放熱部材を形成し、ランプ本体が包み込まれるようにしてもよい。
【００３７】
また、容器は、１つの部材で成形したものでなくてもよく、複数の部材の組み合わせで構成してもよい。例えば、図７（Ａ）に示す放電ランプ７１は、容器７２がガラス製の３つのパネル７３ａ〜７３ｃから構成されており、それぞれの端縁を接着して、略三角形状としたものである。こうした場合、容器を１つの部材で成形した場合と比較して、強度が低下する。そこで、第２電極２７の誘電体３１が、パネル７３ａ，７３ｃとで形成される頂角と接するようにするとよい。こうすれば、誘電体３１が各パネル７３ａ，７３ｃを支持する支持部材としても機能するので、容器７２の強度を向上させることができる。
【００３８】
また、図７（Ｂ）に示す放電ランプ８１のように、誘電体８４が２つのパネル７３ａ，７３ｃによって形成される頂角に密着するように、誘電体８４の形状を前記頂角に合わせて三角形状にしてもよい。こうすれば、誘電体８４と、各パネル７３ａ，７３ｃとの接触面積がより大きくなるので、容器７２の強度をより向上させることができる。もちろん、容器を複数のパネルで構成した場合だけでなく、容器を１つの部材で構成した場合でも、誘電体を頂角と接触させてもよい。
【００３９】
また、容器は、全体が透明でなくてもよく、少なくとも照射部が透明であればよい。また、容器の断面形状は、略三角形及び略四角形に限らず、各種多角形や、楕円を含む円形であってもよい。
【００４０】
また、本発明の放電ランプは、第１電極及び第２電極の他に、放電時の電子線を制御するためのグリッド電極を設けた蛍光表示管（ＶＦＤ）として用いることもできる。さらに、本発明の放電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。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明は、放電媒体が封入された筒型の容器と、この容器内の略対向する位置に配置され、長手方向が筒型の容器の軸方向に延びた少なくとも第１及び第２の１対の電極とを備えた内部電極型放電ランプにおいて、前記第１の電極上に形成され前記各電極間の放電により励起発光する蛍光体と、前記第２の電極を被覆する誘電体とを有し、前記容器に設けられた照射部から前記蛍光体が発光する光を容器外へ放射するようにしたから、発光効率を向上させることができる。
【００４２】
容器外面には電極が設けられていないので、最も発熱が多い前記第１の電極と対面する位置に、熱伝導率の高い金属製の放熱部材を設けることができるので、高い放熱効果を得ることができる。
【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】放電ランプの斜視図である。
【図３】放電ランプの断面図である。
【図４】短波カットフイルタを設けた放電ランプの説明図である。
【図５】第１電極及び蛍光膜を２つの面に設けた放電ランプの説明図である。
【図６】断面形状が四角形の放電ランプの説明図である。
【図７】第２電極を被覆する誘電体を頂角に接触させた放電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　イエロー用定着ランプ
１１　マゼンタ用定着ランプ
２０，４０，５１，６１，６２，７１，８１　放電ランプ
２３，７２　容器
２６　第１電極
２７　第２電極
２９　蛍光膜
３１，８４　誘電体

Claims (2)

1. 放電媒体が封入された筒型の容器と、この容器内の略対向する位置に配置され、長手方向が筒型の容器の軸方向に延びた少なくとも第１及び第２の１対の電極とを備えた内部電極型放電ランプにおいて、
   前記第１の電極上に形成され前記各電極間の放電により励起発光する蛍光体と、前記第２の電極を被覆する誘電体とを有し、前記容器に設けられた照射部から前記蛍光体が発光する光を容器外へ放射することを特徴とする内部電極型放電ランプ。
2. 前記容器外面には、前記第１の電極と対面する位置に金属製の放熱部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。

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