JP2000113857A

JP2000113857A - 蛍光ランプ及び光源装置

Info

Publication number: JP2000113857A
Application number: JP10281822A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tokawa; 雅弘東川; Kenji Kono; 謙司河野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2000-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】光束寿命を向上させる。【解決手段】蛍光ランプは、透光性気密容器１の内表面
に設けた蛍光体被膜３における放電空間２側の内表面に
表面保護層９を備える。表面保護層９は無機粉体により
形成され、無機粉体材料は充填率ないし帯電量に着目し
て選択される。これにより、光束劣化の原因となる種々
のダメージを高いレベルで抑制することができ、点灯時
間の経過に伴う光束劣化が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透光性気密容器に
封入した水銀を含む放電媒体を放電させることにより紫
外線を発生させ、透光性気密容器の内表面に形成した蛍
光体被膜により紫外線を可視光に変換する蛍光ランプ及
び光源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、蛍光ランプは、透光性気密容器
内に封入した水銀を含む放電媒体を放電により励起させ
て紫外線を発生させ、透光性気密容器の内表面に形成し
た蛍光体被膜により可視光に変換するものである。

【０００３】ところで、近年、地球環境問題に対する意
識がこれまで以上に高揚してきており、蛍光ランプに使
用されている水銀廃棄物も環境汚染源の一つとして一層
強く認識されつつある。このような状況下で、蛍光ラン
プにおける使用水銀量の低減化、水銀の不使用化への多
くの検討がなされている。

【０００４】水銀の不使用化については、水銀に代わる
無害な紫外線放射源として、たとえばキセノンを放電媒
体として紫外線（主波長１４７ｎｍ）を発生させる希ガ
ス蛍光ランプがある。希ガス蛍光ランプは、水銀を利用
した従来の蛍光ランプに比べて、周囲温度の変化による
光束変動がなく、かつ始動後の光束立ち上がり特性が良
いという優れた特長を有し、ＯＡ機器用などの一部用途
ですでに実用化されている。しかしながら、水銀を使用
した蛍光ランプに比べて効率がはるかに劣るものである
から、一般照明用に代替するのは現状では困難である。

【０００５】そこで、一般照明用の蛍光ランプでは、使
用水銀量の低減化が現実的な対応策となっている。使用
水銀量を低減化するための具体策としては、ランプ１本
当たりの封入水銀量の低減化と、ランプを長寿命化して
ランプの廃棄頻度を減少させることによる長期的視野で
の水銀使用量の低減化が提案されている。

【０００６】まず、封入水銀量を低減することについて
説明する。透光性気密容器内に封入された水銀は、点灯
時間の経過に伴って透光性気密容器を構成するガラスバ
ルブの内面や蛍光体によって徐々に消費されることが知
られている。すなわち、水銀は、ガラスバルブや蛍光体
に吸着された後、ガラスや蛍光体中の成分あるいは透光
性気密容器内に残留した不純物ガスなどとの反応によ
り、種々の化合物として堆積し、放電に寄与できなくな
り無効化していく。そこで、ランプ寿命（定格寿命）以
前に水銀が枯渇することがないように、従来の蛍光ラン
プでは水銀を過剰に封入している。したがって、封入水
銀量を減らすには、透光性気密容器内での水銀消費量の
低減、すなわち、無効水銀の生成を低減させる必要があ
る。

【０００７】一方、ランプ寿命を決定する因子は、一般
に、電極基材の断線あるいは電極基材に塗布された熱電
子放射物質（エミッタ）の消耗などに起因するいわゆる
不点寿命と、ガラスバルブや蛍光体表面の変色や黒化、
あるいは蛍光体そのものの経時劣化による発光効率の低
下などに起因するいわゆる光束寿命の２つに大別され
る。すなわち、蛍光ランプの寿命は、電極切れによる不
点寿命と光束劣化による光束寿命とのいずれか短い方で
規定される。

【０００８】不点寿命については、電極（フィラメン
ト）を透光性気密容器内に有する一般の蛍光ランプ（以
下では、「有電極蛍光ランプ」と呼ぶ）では改善に限界
がある。そこで、不点寿命を改善するために、近年では
透光性気密容器内に電極を持たない無電極蛍光ランプが
注目され、一部ですでに実用化されている。無電極蛍光
ランプは、有電極蛍光ランプと同様に透光性気密容器内
に水銀を含む放電媒体が封入されているが、透光性気密
容器内には電極を持たず、放電媒体を透光性気密容器の
外部に配設されたエネルギ供給手段によって励起させ
る。こうして、気密空間内に放電を生起し、これにより
放射される紫外線を透光性気密容器の内表面に形成され
た蛍光体被膜で可視光に変換するのである。したがっ
て、無電極蛍光ランプは透光性気密容器内に電極を持た
ないから不点寿命が存在せず、光束寿命のみによって寿
命が決定されるので、有電極蛍光ランプよりも長寿命が
期待できる。したがって、無電極蛍光ランプでは、有電
極蛍光ランプよりも光束維持率の改善が一層重要であ
る。

【０００９】一方、光束寿命を低下させる要因は、蛍光
体被膜を構成する成分やガラス中のアルカリ成分や透光
性気密容器内の残留不純物と水銀との反応による化合物
の生成・堆積、水銀や希ガスなどのイオンボンバードに
よる蛍光体被膜の劣化、紫外線による蛍光体被膜の劣化
などであると考えられている。そこで、光束維持率を向
上させる対策として、蛍光体被膜を改善したり、透光性
気密容器を形成するガラスの内表面に透明保護膜を設け
たりすることが提案されている。

【００１０】上述のように、有電極蛍光ランプと無電極
蛍光ランプとのいずれにおいても、透光性気密容器内で
の水銀消費量を低減化し、光束維持率を向上させること
が今後の重要課題である。しかして、上述したように、
光束維持率を低下させる一つの要因は透光性気密容器内
で水銀が他の物質と反応して化合物を生成することにあ
るから、光束維持率の向上は水銀消費量の低減と密接に
関連している。

【００１１】水銀消費量を低減させ、光束維持率を向上
させるために、種々の解決策が提案されており、その一
つとして、蛍光体被膜における放電空間側の表面に金属
酸化物の表面保護層を形成する構成が、特開平７−２３
０７８８号公報や特開平８−６４１７３号公報などにお
いて提案されている。これらの構成は、放電媒体である
水銀によって生じる１８５ｎｍの紫外線から蛍光体被膜
を保護するとともに水銀消費量を抑制して、蛍光ランプ
の光束劣化特性を改善するものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した公報に記載さ
れた蛍光ランプは、蛍光体被膜における放電空間側に表
面保護層を形成しているものであるから、光束劣化を抑
制する一応の効果が期待されるものではある。しかしな
がら、上記公報に記載された表面保護層は、主として１
８５ｎｍの紫外線に対する保護機能を考慮したものであ
るから、上述した各種要因による水銀消費量の増加や光
束維持率の低下に十分に対処することができず、蛍光ラ
ンプの近年における高負荷化や光束維持率のさらなる向
上といった厳しい要求を十分に満足させることはできな
いものである。

【００１３】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、光束維持率をより一層向上させるこ
とができる蛍光ランプ及び光源装置を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、少な
くとも水銀を含む放電媒体を封入した透光性気密容器
と、前記透光性気密容器の内面に形成された蛍光体被膜
と、前記蛍光体被膜の放電空間側の内表面に形成した無
機粉体からなる表面保護層とを有し、当該無機粉体とし
て、圧力を３０００ｋｇｆ／ｃｍ²として圧縮成形した
ときの成形体の充填率が４６．１％を越える光束寿命を
向上させる材料を用いるものである。この構成によれ
ば、主として波長が１８５ｎｍの紫外線による蛍光体被
膜の劣化を抑制するために材料を選択するのではなく、
表面保護層を形成する無機粉体材料を、その充填率に着
目して光束寿命を向上させるように選択するのであっ
て、充填率が上記範囲となる無機粉体材料を選択して用
いることによって、光束劣化の原因となる種々のダメー
ジが抑制され、結果的に光束劣化を抑制することが可能
となる。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記無機粉体として、圧力を３０００ｋｇｆ／ｃｍ
²として圧縮成形したときの成形体の充填率が４６．１
％を越え５２．０％以下となる材料を用いるものであ
る。充填率をこの範囲で選択すれば、請求項１の発明の
範囲内において、光束寿命の向上効果が高いレベルで発
揮される。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記無機粉体として、圧力が２００〜５０００ｋｇ
ｆ／ｃｍ²の範囲において圧縮成形したときの成形体の
充填率が、塩化アルミニウムから生成されるγ−アルミ
ナでかつ１次粒子径が略１５ｎｍかつ比表面積のＢＥＴ
値が略１００ｍ²／ｇとなる対照材料の充填率を越える
光束寿命を向上させる材料を用いるものである。この構
成によれば、主として波長が１８５ｎｍの紫外線による
蛍光体被膜の劣化を抑制するために材料を選択するので
はなく、表面保護層を形成する無機粉体材料を、その充
填率に着目して光束寿命を向上させるように選択するの
であって、充填率が上記範囲となる無機粉体材料を選択
して用いることによって、光束劣化の原因となる種々の
ダメージが抑制され、結果的に光束劣化を抑制すること
が可能となる。とくに、従来用いられてきた対照材料よ
りも高い効果が期待できるものである。

【００１７】請求項４の発明は、少なくとも水銀を含む
放電媒体を封入した透光性気密容器と、前記透光性気密
容器の内面に形成された蛍光体被膜と、前記蛍光体被膜
の放電空間側の内表面に形成した無機粉体からなる表面
保護層とを有し、当該無機粉体として、帯電量の絶対値
が０．５８μＣ／ｇ未満である光束寿命を向上させる材
料を用いるものである。この構成によれば、主として波
長が１８５ｎｍの紫外線による蛍光体被膜の劣化を抑制
するために材料を選択するのではなく、表面保護層を形
成する無機粉体材料を、その帯電量に着目して光束寿命
を向上させるように選択するのであって、帯電量が上記
範囲となる無機粉体材料を選択して用いることによっ
て、光束劣化の原因となる種々のダメージが抑制され、
結果的に光束劣化を抑制することが可能となる。

【００１８】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、前記無機粉体として、帯電量の絶対値が、塩化アル
ミニウムから生成されるγ−アルミナでかつ１次粒子径
が略１５ｎｍかつ比表面積のＢＥＴ値が略１００ｍ²／
ｇとなる対照材料の帯電量未満である光束寿命を向上さ
せる材料を用いるものである。この構成によれば、主と
して波長が１８５ｎｍの紫外線による蛍光体被膜の劣化
を抑制するために材料を選択するのではなく、表面保護
層を形成する無機粉体材料を、その帯電量に着目して光
束寿命を向上させるように選択するのであって、帯電量
が上記範囲となる無機粉体材料を選択して用いることに
よって、光束劣化の原因となる種々のダメージが抑制さ
れ、結果的に光束劣化を抑制することが可能となる。と
くに、従来用いられてきた対照材料よりも高い効果が期
待できるものである。

【００１９】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
５の発明において、前記透光性気密容器の内表面と前記
蛍光体被膜との間に形成された無機粉体からなる管保護
層を有し、当該無機粉体として、圧力を３０００ｋｇｆ
／ｃｍ²として圧縮成形したときの成形体の充填率が４
２．５％未満となる光束寿命を向上させる材料を用いる
ものである。この構成によれば、表面保護層に加えて管
保護層を設けているから、光束劣化の原因となる種々の
ダメージをより一層抑制することが可能になり、光束寿
命をより向上させることが可能になる。しかも、表面保
護層を形成する無機粉体には充填率が比較的高くなる材
料を選択し、管保護層を形成する無機粉体には充填率が
比較的低くなる材料を選択するのであって、各場所ごと
に光束劣化の抑制機能をよりよく発揮できるように充填
率を考慮して無機粉体材料を選択するから、光束寿命の
より高いレベルでの向上が望める。

【００２０】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
５の発明において、前記透光性気密容器の内表面と前記
蛍光体被膜との間に形成された無機粉体からなる管保護
層を有し、当該無機粉体として、圧力が２０００〜４０
００ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲において圧縮成形したときの
成形体の充填率が、水酸化アルミニウムから生成される
γ−アルミナでかつ１次粒子径が０．１μｍかつ比表面
積のＢＥＴ値が略１４８ｍ²／ｇとなる対照材料の充填
率未満の光束寿命を向上させる材料を用いるものであ
る。この構成によれば、表面保護層に加えて管保護層を
設けているから、光束劣化の原因となる種々のダメージ
をより一層抑制することが可能になり、光束寿命をより
向上させることが可能になる。しかも、表面保護層を形
成する無機粉体には充填率が比較的高くなる材料を選択
し、管保護層を形成する無機粉体には充填率が比較的低
くなる材料を選択するのであって、各場所ごとに光束劣
化の抑制機能をよりよく発揮できるように充填率を考慮
して無機粉体材料を選択するから、光束寿命のより高い
レベルでの向上が望める。とくに、従来用いられてきた
対照材料に比較して光束寿命の向上が望めるものであ
る。

【００２１】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
５の発明において、前記透光性気密容器の内表面と前記
蛍光体被膜との間に形成された無機粉体からなる管保護
層を有し、当該無機粉体として、帯電量の絶対値が０．
８１μＣ／ｇを越える光束寿命を向上させる材料を用い
るものである。この構成によれば、表面保護層に加えて
管保護層を設けているから、光束劣化の原因となる種々
のダメージをより一層抑制することが可能になり、光束
寿命をより向上させることが可能になる。しかも、表面
保護層を形成する無機粉体には帯電量が比較的小さい材
料を選択し、管保護層を形成する無機粉体には帯電量が
比較的大きい材料を選択するのであって、各場所ごとに
光束劣化の抑制機能をよりよく発揮できるように帯電量
を考慮して無機粉体材料を選択するから、光束寿命のよ
り高いレベルでの向上が望める。

【００２２】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
５の発明において、前記透光性気密容器の内表面と前記
蛍光体被膜との間に形成された無機粉体からなる管保護
層を有し、当該無機粉体として、帯電量の絶対値が、水
酸化アルミニウムから生成されるγ−アルミナでかつ１
次粒子径が０．１μｍ以下でありＢＥＴ法による比表面
積が略１４８ｍ²／ｇとなる対照材料の帯電量の絶対値
を越える光束寿命を向上させる材料を用いるものであ
る。この構成によれば、表面保護層に加えて管保護層を
設けているから、光束劣化の原因となる種々のダメージ
をより一層抑制することが可能になり、光束寿命をより
向上させることが可能になる。しかも、各場所ごとに光
束劣化の抑制機能をよりよく発揮できるように帯電量を
考慮して無機粉体材料を選択するから、光束寿命のより
高いレベルでの向上が望める。とくに、従来用いられて
きた対照材料に比較して光束寿命の向上が望めるもので
ある。

【００２３】請求項１０の発明は、請求項１ないし請求
項９の発明において、前記蛍光体被膜中に蛍光体粒子以
外の無機粉体を前記蛍光体粒子と少なくとも混合あるい
は前記蛍光体粒子に付着させる態様で併存させた保護材
を有し、当該無機粉体として、圧力を３０００ｋｇｆ／
ｃｍ²として圧縮成形したときの成形体の充填率が４
６．１％を越える光束寿命を向上させる材料を用いるも
のである。この構成によれば、表面保護層や管保護層に
加えて、蛍光体被膜中に保護材を充填しているから、光
束劣化の原因となる種々のダメージをより一層抑制する
ことが可能になり、光束寿命をより向上させることが可
能になる。しかも、各場所ごとに光束劣化の抑制機能を
よりよく発揮できるように充填率を考慮して無機粉体材
料を選択するから、光束寿命のより高いレベルでの向上
が望める。

【００２４】請求項１１の発明は、請求項１ないし請求
項９の発明において、前記蛍光体被膜中に蛍光体粒子以
外の無機粉体を前記蛍光体粒子と少なくとも混合あるい
は前記蛍光体粒子に付着させる態様で併存させた保護材
を有し、当該無機粉体として、圧力が２００〜５０００
ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲において圧縮成形したときの成形
体の充填率が、塩化アルミニウムから生成されるγ−ア
ルミナでかつ１次粒子径が略１５ｎｍかつ比表面積のＢ
ＥＴ値が略１００ｍ²／ｇとなる対照材料の充填率を越
える光束寿命を向上させる材料を用いるものである。こ
の構成によれば、表面保護層や管保護層に加えて、蛍光
体被膜中に保護材を充填しているから、光束劣化の原因
となる種々のダメージをより一層抑制することが可能に
なり、光束寿命をより向上させることが可能になる。し
かも、各場所ごとに光束劣化の抑制機能をよりよく発揮
できるように充填率を考慮して無機粉体材料を選択する
から、光束寿命のより高いレベルでの向上が望める。と
くに、従来より用いられてきた対照材料と比較してより
高い効果が期待できる。

【００２５】請求項１２の発明は、請求項１ないし請求
項５の発明において、前記無機粉体の粒子径が１〜１０
０ｎｍであることを特徴とするものである。

【００２６】請求項１３の発明は、請求項１ないし請求
項５の発明において、前記無機粉体の比表面積のＢＥＴ
値が１５０ｍ²／ｇ以上であることを特徴とするもので
ある。

【００２７】請求項１４の発明は、請求項１ないし請求
項５のいずれかに記載の蛍光ランプと、前記透光性気密
容器の内部と外部との少なくとも一方に配設されて前記
放電媒体を放電させるようにエネルギを供給するエネル
ギ供給手段と、前記エネルギ供給手段を介して前記蛍光
ランプを点灯させる点灯装置とを備える光源装置であ
る。この構成によれば、光束寿命の向上効果を十分に引
き出すことが可能な光源装置を実現することができる。

【００２８】本発明者らは、蛍光体被膜の表裏や蛍光体
被膜中などの種々の箇所に無機粉体を適用し、光束維持
率をより向上させるという目的達成のためのとくに重要
な因子を抽出すべく種々の実験検討を行った。その結
果、適用した無機粉体材料の充填率および帯電量が、光
束維持率に大きな影響を持つという知見を得た。すなわ
ち、蛍光体被膜の紫外線（とくに１８５ｎｍの紫外線）
による劣化を抑制することにより光束維持率を向上させ
る従来構成と異なり、表面保護層を形成する材料の物性
値に着目することで、光束維持率の向上という目的をよ
り高いレベルで達成することができることを見出した。
また、実験結果によれば、光束維持率は粒子径や塗布重
量だけ相関性を議論することができず、充填率や帯電量
との強い相関を持つことがわかった。

【００２９】したがって、蛍光ランプの各所に無機粉体
を適用する際に、適用箇所に応じた物性値（充填率や帯
電量）を選択することによってより高い効果が得られる
ことがわかった。すなわち、蛍光ランプの各所に適用し
た無機粉体が、充填率や帯電量を考慮すれば、光束劣化
の原因となる種々のダメージを抑制する高い効果を発揮
し、光束劣化の抑制をより高いレベルで実現することが
可能になる。

【００３０】充填率や帯電量が光束維持率と強い相関を
持つ理由については、解明されていないが、蛍光ランプ
における光束劣化の主原因である放電媒体に含まれる水
銀や透光性気密容器を形成するガラスに含まれるアルカ
リ成分などの蛍光体被膜中への拡散による蛍光体材料の
劣化や反応生成物の生成などを抑止する効果は、材料の
充填率や帯電量に関連していると考えられる。

【００３１】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本実施形態
で用いる蛍光ランプＬａは、図４に示すような無電極蛍
光ランプであって、ガラスからなる球状の透光性気密容
器１の内部の気密空間２には、水銀蒸気および希ガスか
らなる放電媒体が封入され、透光性気密容器１の内表面
には蛍光体被膜３が形成されている。透光性気密容器１
の外部には透光性気密容器１に近接して誘導コイル５が
巻回される。この誘導コイル５が放電媒体にエネルギを
供給して放電させるエネルギ供給手段として機能し、透
光性気密容器１と誘導コイル５とにより無電極蛍光ラン
プが構成される。誘導コイル５は蛍光ランプＬａを点灯
させる点灯装置２０を介して電源６に接続される。つま
り、蛍光ランプＬａと点灯装置２０とにより光源装置が
構成される。

【００３２】この光源装置では、点灯装置２０によって
誘導コイル５に高周波電流を流すことにより、誘導コイ
ル５の周囲に高周波電磁界を発生させ、透光性気密容器
１内の放電媒体が高周波電磁界により励起されて放電す
るのである。放電により生じた紫外線は蛍光体被膜３に
より可視光に変換されて放射される。なお、本実施形態
では、エネルギ供給手段として誘導コイル５を用いてい
るが、誘導コイル５に代えて透光性気密容器１に近接配
置した導電体箔を用いることも可能である。

【００３３】ところで、本実施形態は、図１に示すよう
に、透光性気密容器１の内表面に蛍光体被膜３を形成
し、さらに蛍光体被膜３の放電空間２側の内表面に表面
保護層９を形成してある。放電空間２は、透光性気密容
器１の内部で放電プラズマ１１が形成される気密空間を
意味している。蛍光体被膜３は粒状の蛍光体（以下、蛍
光体粒子７という）により形成された被膜よりなる。

【００３４】表面保護層９は無機粉体により形成され
る。無機粉体としては、比較的低コストであるシリカ
（ＳｉＯ₂）、アルミナ(Ａｌ₂Ｏ₃)、イットリア(Ｙ
₂Ｏ₃）などの金属酸化物の中から少なくとも紫外線の透
過率の高いものが選択される。また、可視光の透過率も
高いほうが望ましい。さらに、無機粉体としては、やや
高コストにはなるが、金属酸化物ではない金属化合物、
あるいはフッ化物や硫化物を用いることも可能である。

【００３５】ところで、無機粉体の物性を示す値として
は充填率がある。充填率は無機粉体を成形したときの物
性値であって、無機粉体の成形体では無機粉体の粒子
径、粒子形状、粒子間付着力などによって無機粉体の充
填状態が異なり、無機粉体の充填率は成形体における無
機粉体間の空隙の多さの目安になる。一般には充填率が
大きく稠密であるほど空隙が少なく、強度が大きくな
る。この充填率は、粉体のかさ体積に対する実質体積の
比であり、実質体積は、粉体の真の比重ｄと粉体の重量
Ｗとにより、Ｗ／ｄと定義される。したがって、粉体の
かさ体積（ＪＩＳ規格で測定法が定められている）をＶ
とすれば、充填率φは、φ＝１００（Ｗ／ｄ）／Ｖによ
り算出される。

【００３６】本実施形態では、充填率として成形体の成
形時の圧力が３０００ｋｇｆ／ｃｍ ²であるときの値を
規定している。つまり、圧力を３０００ｋｇｆ／ｃｍ²
として成形した成形体の充填率が４６．１％を越え５２
％以下になる無機粉体を材料として表面保護層９を形成
している。なお、充填率が上記範囲になる材料を選択す
るのが望ましいが、充填率が大きいほど光束維持率が高
くなる傾向が見られるから、充填率の上限値は１００％
であって４６．１％を越えればよい。なお、容易に類推
できるので詳細な説明は省略するが、当該無機粉体の蛍
光体周辺への配設は、その配設量の過多や、充填率の過
大な材料の場合、ランプ初光束の相当な低下を招く。こ
れは、当該無機粉体が蛍光体のような発光を呈するもの
でないこと、および材料固有の分光透過率特性のため、
蛍光体表面への紫外線到達量や蛍光体から発せられた可
視光線量の損失を生じるためである。しかしながら、本
発明の主目的は、光束寿命の向上であること、および上
述の初光束の低下は各ランプへの要求性能による許容範
囲内であれば実質的に問題とならないので、実際の適用
に際して、この点を加味して特許請求の範囲に記載した
範囲内で好ましい条件を採用すればよいのは自明であ
る。

【００３７】圧縮成形した成形体の成形時の圧力が３０
００ｋｇｆ／ｃｍ² であるときの充填率が４６．１％を
越えた値（望ましくは４６．１％を越え５２％以下）と
なる無機粉体を材料として表面保護層９を形成したこと
によって、光束劣化の原因となる種々のダメージが抑制
され、光束劣化が抑制されることにより光束寿命を延ば
すことができるのである。

【００３８】（第２の実施の形態）本実施形態の基本構
成は第１の実施の形態と同様であるが、表面保護層９を
形成する無機粉体の充填率を以下のように選択した点で
異なるものである。すなわち、成形時の圧力が２００〜
５０００ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲における充填率が、以下
の条件を満たす対照材料の充填率を越える無機粉体を選
択している。ここでの対照材料はγ−アルミナであっ
て、塩化アルミニウムから生成され、かつ１次粒子径が
約１５ｎｍであるとともに比表面積のＢＥＴ値が約１０
０ｍ³／ｇという条件を満たすものである。この条件を
満たす対照材料としては、蛍光ランプにおいて従来より
用いられているデグサ社製のアルミナ（アルミニウムオ
キサイドＣ：特表平９−５０４６４５号公報参照）があ
る。

【００３９】なお、比表面積は単位質量の粉体に含まれ
る表面積の総和であって、測定法が各種提案されている
が、ここではＢＥＴ値を用いている。ＢＥＴ値は、秤量
した粉体を加熱するとともに減圧することにより粉体に
吸着している気体を脱着させた後、粉体を低温に保った
状態で、分子の大きさが既知の気体を一定量粉体に通
じ、気体の圧力を測定することによって粉体に吸着され
た気体の量を算出し、これに基づいて求めた比表面積で
ある。

【００４０】本実施形態においても、表面保護層９を無
機粉体を圧縮成形した成形体とし、充填率を条件として
材料を規定しているのであって、この条件を満たす材料
を用いて表面保護層９を形成することにより、光束劣化
の原因となる種々のダメージが抑制され、光束劣化が抑
制されることにより光束寿命を延ばすことができるので
ある。

【００４１】（第３の実施の形態）第１および第２の実
施の形態においては、表面保護層９を形成する材料を充
填率により規定していたが、本実施形態では表面保護層
９を形成する材料を無機粉体の帯電量により規定するも
のである。すなわち、本実施形態で使用する無機粉体
は、帯電量の絶対値が０．５８μＣ／ｇ未満（下限値は
０である）となる材料が選択される。他の構成は第１の
実施の形態と同様である。

【００４２】無機粉体の帯電量の測定方法は各種提案さ
れているが、一般にはキャリアと称する接触相手粉と混
合し接触させた後、キャリアを引き離したときに残存す
る電荷量を無機粉体の帯電量としている。ここに、キャ
リアとしては粒子径が１００μｍ程度の還元鉄粉を用い
た。このようにして測定した帯電量は、材料によって正
負の値をとる。

【００４３】本実施形態では、ホソカワミクロン株式会
社製の粉体測定機である「イースパートアナライザ（Ｅ
−ＳＰＡＲＴ−２）」を用い、いわゆるレーザドップラ
法を利用して粉体粒子の泳動速度を測定する光散乱電気
泳動法により帯電量を測定した。また、キャリアには粒
子径が１００μｍ程度の還元鉄粉を用い、印加電圧を２
００Ｖとした。本明細書中に示す帯電量の数値は、すべ
てこの方法で測定した値である。

【００４４】（第４の実施の形態）本実施形態は、第３
の実施の形態と同様に、表面保護層９を形成する材料を
無機粉体の帯電量で規定するものである。ただし、帯電
量を以下のように選択した点で第３の実施の形態とは異
なるものである。すなわち、帯電量が、以下の条件を満
たす対照材料の帯電量未満である無機粉体を選択してい
る。ここでの対照材料はγ−アルミナであって、塩化ア
ルミニウムから生成され、かつ１次粒子径が約１５ｎｍ
であるとともに比表面積のＢＥＴ値が約１００ｍ³／ｇ
という条件を満たすものである。この条件を満たす対照
材料としては、蛍光ランプにおいて従来より用いられて
いるデグサ社製のアルミナ（製品名：アルミニウムオキ
サイドＣ：特表平９−５０４６４５号公報参照）があ
る。他の構成は第３の実施の形態と同様である。

【００４５】（第５の実施の形態）従来の技術として述
べたように、放電媒体に含まれる水銀は透光性気密容器
１を構成するガラス中の成分と化合物を形成してガラス
の変色や黒化をまねくから、水銀消費量が増加したり、
光束寿命が低下したりする要因になる。したがって、光
束維持率を高めるには、放電媒体中の水銀と透光性気密
容器１を構成するガラスとの接触を抑制することが有効
である。

【００４６】本実施形態は、この観点から、図２に示す
ように、第１ないし第４の実施形態の構成に加えて、透
光性気密容器１の管壁内表面に管保護層１０を形成した
ものである。つまり、管保護層１０は、蛍光体被膜３に
おける透光性気密容器１の内表面との間に設けられる。
管保護層１０を構成する材料は無機粉体の成形体であっ
て、第１の実施形態における表面保護層９と同様に、成
形時の圧力が３０００ｋｇｆ／ｃｍ²で圧縮成形して形
成される成形体の充填率として規定されている。つま
り、管保護層１０は成形時の圧力が３０００ｋｇｆ／ｃ
ｍ²の成形体であって、この圧力での充填率が４２．５
％未満となるように形成される。他の構成は第１ないし
第４の実施の形態と同様である。

【００４７】この構成によれば、表面保護層９による作
用に加えて、管保護層１０が透光性気密容器１を形成す
るガラスと放電媒体に含まれる水銀との接触を抑制する
から、水銀消費量が低減されるとともにガラスの変色や
黒化が抑制されて光束維持率が高くなる。

【００４８】（第６の実施の形態）本実施形態は、第５
の実施の形態と同様に管保護層１０を形成したものであ
る。ただし、管保護層１０を形成する無機粉体の充填率
を以下のように選択した点で異なる。すなわち、成形時
の圧力が２０００〜４０００ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲にお
ける充填率が、以下の条件を満たす対照材料の充填率未
満となる無機粉体を選択している。対照材料はγ−アル
ミナであって、水酸化アルミニウムから生成され、かつ
１次粒子径が０．１μｍ以下であるとともに比表面積の
ＢＥＴ値が約１４８ｍ³／ｇという条件を満たすもので
ある。この条件を満たす対照材料としては、住友化学社
製のアルミナ（製品名：ＡＫＰ−Ｇ０１５：特開平５−
１５１９３８号公報参照）がある。他の構成は第５の実
施の形態と同様である。

【００４９】したがって、本実施形態においても、表面
保護層９による作用に加えて、管保護層１０が透光性気
密容器１を形成するガラスと放電媒体に含まれる水銀と
の接触を抑制するから、水銀消費量が低減されるととも
にガラスの変色や黒化が抑制されて光束維持率が高くな
る。

【００５０】（第７の実施の形態）本実施形態は、第５
の実施の形態と同様に管保護層１０を形成したものであ
る。ただし、管保護層１０を形成する材料を充填率によ
り規定するのではなく、無機粉体の帯電量により規定す
るものである。すなわち、本実施形態で使用する無機粉
体は、帯電量の絶対値が０．８１μＣ／ｇを越える材料
が選択される。他の構成は第５の実施の形態と同様であ
る。

【００５１】したがって、本実施形態においても、表面
保護層９による作用に加えて、管保護層１０が透光性気
密容器１を形成するガラスと放電媒体に含まれる水銀と
の接触を抑制するから、水銀消費量が低減されるととも
にガラスの変色や黒化が抑制されて光束維持率が高くな
る。

【００５２】（第８の実施の形態）本実施形態は、第５
の実施の形態と同様に管保護層１０を形成したものであ
り、第７の実施の形態と同様に管保護層１０を形成する
材料を無機粉体の帯電量により規定したものである。す
なわち、管保護層１０を形成する無機粉体の帯電量が、
以下の条件を満たす対照材料の帯電量を越える無機粉体
を選択している。対照材料はγ−アルミナであって、水
酸化アルミニウムから生成され、かつ１次粒子径が０．
１μｍ以下であるとともに比表面積のＢＥＴ値が約１４
８ｍ³／ｇという条件を満たすものである。この条件を
満たす対照材料としては、住友化学社製のアルミナ（Ａ
ＫＰ−Ｇ０１５）がある。他の構成は第５の実施の形態
と同様である。

【００５３】したがって、本実施形態においても、表面
保護層９による作用に加えて、管保護層１０が透光性気
密容器１を形成するガラスと放電媒体に含まれる水銀と
の接触を抑制するから、水銀消費量が低減されるととも
にガラスの変色や黒化が抑制されて光束維持率が高くな
る。

【００５４】（第９の実施の形態）本実施形態は、第１
ないし第８のいずれかの実施の形態に加えて、図３に示
すように、蛍光体被膜３を形成する蛍光体粒子７の間に
無機粉体よりなる保護材８を充填したものである。な
お、図３の例では第５ないし第８の実施の形態と同様
に、表面保護層９と管保護層１０との両方を備えたもの
を示している。

【００５５】本実施形態では、保護材８を形成する無機
粉体の材料を充填率によって規定している。つまり、成
形時の圧力を３０００ｋｇｆ／ｃｍ²として成形した成
形体の充填率が４６．１％を越える無機粉体を用いて表
面保護層９を形成しているのである。

【００５６】この構成によれば、放電媒体に含まれる水
銀と蛍光体粒子３との接触機会が低減し、また蛍光体粒
子３に対するイオンボンバードも低減し、光束維持率が
向上する。

【００５７】（第１０の実施の形態）本実施形態は、第
９の実施の形態と同様に保護材８を備えるものである。
ただし、保護材８を形成する無機粉体の充填率を以下の
ように選択している点で第９の実施の形態と異なる。す
なわち、成形時の圧力が２００〜５０００ｋｇｆ／ｃｍ
²の範囲における充填率が、以下の条件を満たす対照材
料の充填率を越える無機粉体を選択している。対照材料
はγ−アルミナであって、塩化アルミニウムから生成さ
れ、かつ１次粒子径が約１５ｎｍであるとともに比表面
積のＢＥＴ値が約１００ｍ³／ｇという条件を満たすも
のである。この条件を満たす対照材料としては、デグサ
社製のアルミナ（アルミニウムオキサイドＣ）がある。

【００５８】本実施形態においても、保護材８を設けた
ことによって、放電媒体に含まれる水銀と蛍光体粒子３
との接触機会が低減し、また蛍光体粒子３に対するイオ
ンボンバードも低減し、光束維持率が向上する。

【００５９】なお、説明した各実施形態において保護材
８、表面保護層９、管保護層１０を形成する無機粉体に
は、粒子径が１〜１００ｎｍであり、比表面積のＢＥＴ
値が１５０ｍ³／ｇ以上のものを用いた。

【００６０】また、蛍光体被膜３は、製品としての蛍光
体粉末を、水あるいは有機溶剤に適当なバインダなどの
添加物とともに懸濁させ、これを塗布液（蛍光体スラ
リ）として透光性気密容器１を構成するガラスバルブの
内面へ流入または噴霧した後、乾燥、焼成工程を経て形
成した。さらに、保護材８、表面保護層９、管保護層１
０は、以下の方法により形成した。すなわち、保護材８
であれば、無機粉体を蛍光体粉末の粒子表面にあらかじ
め被着処理した後、これを水や有機溶剤中に懸濁させた
塗布液として塗布するか、あるいは塗布液を作製する際
に、蛍光体粉末と無機粉体とを同時に分散、懸濁させる
ことにより形成する。また、表面保護層９、管保護層１
０は、無機粉体を適当なバインダとともに水や有機溶剤
に分散させた懸濁液を作製してガラスバルブの内面に流
入もしくは噴霧する湿式法で形成するか、あるいはまた
無機粉体を粉末のままで用い静電塗装のような乾式法で
形成する。

【００６１】ところで、上述した各実施の形態では、蛍
光ランプＬａとして図４のような無電極蛍光ランプを示
したが、蛍光ランプＬａは図５に示すような直管形の有
電極蛍光ランプであってもよい。この蛍光ランプＬａも
ガラスからなる透光性気密容器１の内部の気密空間２に
水銀蒸気および希ガスからなる放電媒体が封入される。
また、透光性気密容器１の長手方向の両端部の内部には
それぞれエネルギ供給手段として機能する電極４（熱陰
極型、冷陰極型のどちらでもよい）が配設されており、
各電極４が点灯装置２０を介して電源６に接続される。
この蛍光ランプＬａは図６に示すように、点灯装置２０
とともに光源装置を構成する。

【００６２】なお、図４に示した無電極蛍光ランプおよ
び図５に示した有電極蛍光ランプにおける透光性気密容
器１の形状は、図示したものに限らず各種形状を採用す
ることが可能である。たとえば、有電極蛍光ランプであ
れば、直管形以外に環形や屈曲形であってもよい。

【００６３】

【実施例】以下では、本発明の実施例を説明する。以下
に説明する各実施例ないし比較例は、上述した実施の形
態に対応した蛍光ランプについて、保護材８、表面保護
層９、管保護層１０を形成する無機粉体の物性値を種々
変化させて点灯実験を行った結果であり、いずれの場合
も上述した各実施の形態における物性値を選択すること
によてｔ、光束維持率に改善が見られた。

【００６４】なお、蛍光ランプはいずれも無電極蛍光ラ
ンプであって、蛍光体粒子としては、蛍光体として代表
的な希土類蛍光体であるＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ（３価ユーロピウ
ム付活酸化イットリウム）を用いた。また、点灯実験
は、点灯時の管壁負荷（ランプ入力を、発光面積すなわ
ち蛍光体被膜の塗布面積で除した値）を約１５０ｍＷ／
ｃｍ²に設定して行った。

【００６５】（実施例１）以下に説明する実施例１は、
表面保護層９を形成した第１ないし第４の実施の形態に
対応するものである。

【００６６】表１は表面保護層９を形成した蛍光ランプ
について今回検討した無機粉体の種類と物性値（充填率
および帯電量）とを一覧表としたものである。最上段は
無機粉体の組成、２〜４段目は成形体を形成する際の圧
力を２０００ｋｇｆ／ｃｍ²、３０００ｋｇｆ／ｃｍ²、
４０００ｋｇｆ／ｃｍ²としたときの充填率をそれぞれ
示し、５段目は帯電量、６段目は光束維持率を示してい
る。光束維持率は、１００時間点灯後の光束値を１００
％とするとき、その後光束値が７０％に低下するまでの
時間を求め、この時間について比較例２（従来例２）の
値に対する相対値を百分率で表した。

【００６７】実施例１はイットリアであって、成形時の
圧力が３０００ｋｇｆ／ｃｍ²であるときの充填率が５
２．０％となっている。つまり、第１の実施の形態で説
明したように、充填率が４６．１％を越え５２％以下の
条件を満たす材料を用いている。また、この材料は帯電
量が０．３２μＣ／ｇであって、第３の実施の形態で説
明した帯電量の絶対値が０．５８μＣ／ｇ未満の条件を
満たすものである。実施例１の材料にはシーアイ化成社
製のイットリア（製品名：ＮａｎｏＴｅｋ−Ｙ₂Ｏ₃）を
用いた。

【００６８】比較例１〜３（従来例１、従来例２、検討
例１）は、いずれも充填率および帯電量が第１の実施の
形態と第３の実施の形態とのどちらの条件も満たさない
ものである。具体的には、従来例１は住友化学社製のア
ルミナ（ＡＫＰ−Ｇ０１５）を適用したものであり、従
来例２はデグサ社製のアルミナ（製品名：アルミニウム
オキサイドＣ：特表平９−５０４６４５号公報参照）を
適用したものである。また、検討例１はデグサ社製のシ
リカ（製品名：アエロジル１３０）を適用したものであ
る。

【００６９】

【表１】図７は表１に示した光束維持率を成形時の圧力が３００
０ｋｇｆ／ｃｍ²のときの充填率に着目してプロットし
たものである。図７によれば、充填率と光束維持率との
間に相関性が予想される。ここで、実施例１と比較例１
〜３とは材料の組成が異なるが、比較例１、２とは組成
の異なる比較例３との間においても充填率と光束維持率
との間に相関性が見られることから、第１の実施の形態
のように充填率に着目して表面保護層９を形成する無機
粉体材料を選択すれば、組成にかかわりなく光束維持率
が改善されると言える。

【００７０】図８は表１に示した各材料について、成形
時の圧力と充填率との関係を表１とは別に測定したデー
タでプロットしたものであり、実施例１として用いた材
料は、比較例１〜３として示す材料のいずれに対して
も、成形時の圧力が２００〜５０００ｋｇｆ／ｃｍ²の
範囲において充填率が大きくなっている。比較例のうち
充填率が実施例１にもっとも近い値を示す材料は比較例
２（従来例２）であって、実施例１は上述した成形時の
圧力の全範囲において、比較例２より充填率が大きいも
のである。つまり、実施例１は光束維持率が比較例２よ
りも優れており、比較例２の材料は第２の実施の形態で
説明した対照材料の条件を満たすから、第２の実施の形
態で説明したように充填率について材料を選択すれば、
光束維持率が向上することがわかる。

【００７１】図９は表１に示した各材料について、無機
粉体の帯電量に対する光束維持率をプロットしたもので
ある。図９によれば、帯電量と光束維持率との間に相関
性が予想される。すなわち、第３の実施の形態で説明し
たように帯電量に着目して表面保護層９を形成する無機
粉体材料を選択すれば、組成にかかわりなく光束維持率
が改善されると言える。また、比較例２（従来例２）の
帯電量は比較例１〜３の中ではもっとも小さいが、実施
例１の帯電量は比較例２よりも小さく、比較例２は、第
４の実施の形態として説明した対照材料の条件を満たす
から、第４の実施の形態で説明したように帯電量につい
て材料を選択すれば、光束維持率が向上することがわか
る。

【００７２】（実施例２〜５）以下に説明する実施例２
〜５は、管保護層１０を形成した第５ないし第８の実施
の形態に対応するものである。なお、実施例５は保護材
８を形成した第９および第１０の実施の形態にも対応す
る。

【００７３】表２は管保護層１０の材料として今回検討
した無機粉体の種類と物性値（充填率および帯電量）と
を一覧表としたものである。最上段は無機粉体の組成、
２〜４段目は成形体を形成する際の圧力を２０００ｋｇ
ｆ／ｃｍ²、３０００ｋｇｆ／ｃｍ²、４０００ｋｇｆ／
ｃｍ²としたときの充填率をそれぞれ示し、５段目は帯
電量、６段目は光束維持率を示している。光束維持率は
前述の表１に関する説明と同様の方法により求めた相関
値として表示しており、ここでは表２中の従来例３の値
を１００％としている。

【００７４】実施例２はデグサ社製のシリカ（製品名：
アエロジル３８０ＰＥ）、実施例３はデグサ社製のシリ
カ（製品名：アエロジル１３０）、実施例４は徳山曹達
社製のシリカ（製品名：レオロシールＱＳ−１０）、実
施例５はデグサ社製のシリカ（製品名：アエロジルＭＯ
Ｘ８０）である。なお、実施例５は１％のアルミナを含
む。いずれの実施例も、成形時の圧力が３０００ｋｇｆ
／ｃｍ²であるときの充填率が４２．５％未満であって
第５の実施の形態で説明した条件を満たしている。ま
た、実施例３は帯電量の絶対値が１．３８μＣ／ｇであ
り、第７の実施の形態で説明した帯電量の絶対値が０．
８１μＣ／ｇを越えるという条件を満たす材料となって
いる。

【００７５】なお、比較例として用いた材料は、実施例
１における比較例１（従来例１）、比較例２（従来例
２）として示した材料と、実施例１において表面保護層
９の形成に用いた材料とである。以下では、実施例１で
表面保護層９の形成に用いた材料を検討例２とする。こ
れらの比較例は、表２からわかるように、いずれも充填
率および帯電量が第５の実施の形態と第７の実施の形態
とのどちらの条件も満たさないものである。

【００７６】

【表２】図１０は表２に示した光束維持率を成形時の圧力が３０
００ｋｇｆ／ｃｍ²のときの充填率に着目してプロット
したものである。図１０によれば、充填率と光束維持率
との間に相関性が予想される。実施例２〜５と各比較例
（従来例１、従来例２、検討例２）とは材料の組成が異
なるが、従来例１、２とは組成の異なる検討例３との間
においても充填率と光束維持率との間に相関性が見られ
ることから、第５の実施の形態のように充填率に着目し
て管保護層１０を形成する無機粉体材料を選択すれば、
組成にかかわりなく光束維持率が改善されると言える。

【００７７】図１１は表２に示した各材料について、成
形時の圧力と充填率との関係をプロットしたものであ
り、実施例２〜５として用いた材料は、比較例として示
す材料のいずれに対しても、成形時の圧力が２０００〜
４０００ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲において充填率が小さく
なっている。比較例のうち充填率が実施例２〜５にもっ
とも近い値を示す材料は従来例１であって、実施例２〜
５は上述した成形時の圧力の全範囲において、従来例１
より充填率が小さいものである。つまり、実施例２〜５
は光束維持率が従来例１よりも優れており、従来例１の
材料は第６の実施の形態で説明した対照材料の条件を満
たすから、第６の実施の形態で説明したように充填率に
ついて材料を選択すれば、光束維持率が向上することが
わかる。

【００７８】図１２は表２に示した各材料のうち帯電量
を測定した実施例３と３つの比較例とについて、無機粉
体の帯電量に対する光束維持率をプロットしたものであ
る。図１２によれば、帯電量と光束維持率との間に相関
性が予想される。すなわち、第７の実施の形態で説明し
たように帯電量に着目して管保護層１０を形成する無機
粉体材料を選択すれば、組成にかかわりなく光束維持率
が改善されると言える。また、従来例１の帯電量は比較
例の中ではもっとも大きいが、実施例３の帯電量は従来
例２よりも大きく、従来例２は、第８の実施の形態とし
て説明した対照材料の条件を満たすから、第８の実施の
形態で説明したように帯電量について材料を選択すれ
ば、光束維持率が向上することがわかる。

【００７９】図１３は第９および第１０の実施の形態の
ように表面保護層９および管保護層１０に加えて蛍光体
被膜３中に充填される保護材８を設けた場合について、
成形時の圧力が３０００ｋｇｆ／ｃｍ²であるときの充
填率と光束維持率の関係をプロットしたものである。こ
こで、実験検討した材料は、表１に示した各材料のう
ち、実施例１、従来例２、検討例１である。

【００８０】実施例１として用いた材料は、成形時の圧
力が３０００ｋｇｆ／ｃｍ²であるときの充填率が５
２．０％であって、４６．１％を越えているから、第９
の実施の形態として説明した条件を満たすものである。
図１３によれば、第９の実施の形態で説明した充填率の
条件によって無機粉体材料を選択すれば光束維持率が向
上すると言える。また、上述のように実施例１の材料
は、従来例２の材料に対して、成形時の圧力が２００〜
５０００ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲において充填率が大きく
なっているから、比較例のうち充填率が実施例１にもっ
とも近い値を示す従来例２の材料に対して、実施例１の
材料は上述した成形時の圧力の全範囲において、従来例
２より充填率が大きいものである。つまり、実施例１の
材料は保護材８として用いた場合に、光束維持率が従来
例２よりも優れており、従来例２の材料は第１０の実施
の形態で説明した対照材料の条件を満たすから、第１０
の実施の形態で説明したように材料を選択すれば、光束
維持率が向上することがわかる。

【００８１】以上説明したように、蛍光体被膜３中の保
護材８には、成形時の圧力が３０００ｋｇｆ／ｃｍ²で
あるときの充填率が４６．１％を越える充填率が比較的
高い材料を用い、充填率の大きい材料からなる表面保護
層９および充填率の低い材料からなる管保護層１０を併
用することによって、光束維持率を大幅に改善すること
が可能になる。

【００８２】また、表面保護層９や管保護層１０を形成
する無機粉体材料について、充填率以外に帯電量を考慮
することによっても光束維持率の向上が期待でき、単に
紫外線（主として波長が１８５ｎｍの紫外線）に着目し
て光束維持率を改善しようとしてきた従来構成と比較し
て、より高いレベルで光束維持率を向上させることが期
待できるものである。

【００８３】なお、上述した実施例では無電極蛍光ラン
プに本発明の技術思想を適用した例を示したが、有電極
蛍光ランプ（熱陰極型、冷陰極型を問わない）に対して
適用してもよいのは言うまでもない。

【００８４】

【発明の効果】請求項１の発明は、少なくとも水銀を含
む放電媒体を封入した透光性気密容器と、前記透光性気
密容器の内面に形成された蛍光体被膜と、前記蛍光体被
膜の放電空間側の内表面に形成した無機粉体からなる表
面保護層とを有し、当該無機粉体として、圧力を３００
０ｋｇｆ／ｃｍ²として圧縮成形したときの成形体の充
填率が４６．１％を越える光束寿命を向上させる材料を
用いるものである。この構成によれば、主として波長が
１８５ｎｍの紫外線による蛍光体被膜の劣化を抑制する
ために材料を選択するのではなく、表面保護層を形成す
る無機粉体材料を、その充填率に着目して光束寿命を向
上させるように選択するのであって、充填率が上記範囲
となる無機粉体材料を選択して用いることによって、光
束劣化の原因となる種々のダメージが抑制され、結果的
に光束劣化を抑制することが可能となる。

【００８５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記無機粉体として、圧力を３０００ｋｇｆ／ｃｍ
²として圧縮成形したときの成形体の充填率が４６．１
％を越え５２．０％以下となる材料を用いるものであ
る。充填率をこの範囲で選択すれば、請求項１の発明の
範囲内において、光束寿命の向上効果が高いレベルで発
揮される。

【００８６】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記無機粉体として、圧力が２００〜５０００ｋｇ
ｆ／ｃｍ²の範囲において圧縮成形したときの成形体の
充填率が、塩化アルミニウムから生成されるγ−アルミ
ナでかつ１次粒子径が略１５ｎｍかつ比表面積のＢＥＴ
値が略１００ｍ²／ｇとなる対照材料の充填率を越える
光束寿命を向上させる材料を用いるものである。この構
成によれば、主として波長が１８５ｎｍの紫外線による
蛍光体被膜の劣化を抑制するために材料を選択するので
はなく、表面保護層を形成する無機粉体材料を、その充
填率に着目して光束寿命を向上させるように選択するの
であって、充填率が上記範囲となる無機粉体材料を選択
して用いることによって、光束劣化の原因となる種々の
ダメージが抑制され、結果的に光束劣化を抑制すること
が可能となる。とくに、従来用いられてきた対照材料よ
りも高い効果が期待できるものである。

【００８７】請求項４の発明は、少なくとも水銀を含む
放電媒体を封入した透光性気密容器と、前記透光性気密
容器の内面に形成された蛍光体被膜と、前記蛍光体被膜
の放電空間側の内表面に形成した無機粉体からなる表面
保護層とを有し、当該無機粉体として、帯電量の絶対値
が０．５８μＣ／ｇ未満である光束寿命を向上させる材
料を用いるものである。この構成によれば、主として波
長が１８５ｎｍの紫外線による蛍光体被膜の劣化を抑制
するために材料を選択するのではなく、表面保護層を形
成する無機粉体材料を、その帯電量に着目して光束寿命
を向上させるように選択するのであって、帯電量が上記
範囲となる無機粉体材料を選択して用いることによっ
て、光束劣化の原因となる種々のダメージが抑制され、
結果的に光束劣化を抑制することが可能となる。

【００８８】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、前記無機粉体として、帯電量の絶対値が、塩化アル
ミニウムから生成されるγ−アルミナでかつ１次粒子径
が略１５ｎｍかつ比表面積のＢＥＴ値が略１００ｍ²／
ｇとなる対照材料の帯電量未満である光束寿命を向上さ
せる材料を用いるものである。この構成によれば、主と
して波長が１８５ｎｍの紫外線による蛍光体被膜の劣化
を抑制するために材料を選択するのではなく、表面保護
層を形成する無機粉体材料を、その帯電量に着目して光
束寿命を向上させるように選択するのであって、帯電量
が上記範囲となる無機粉体材料を選択して用いることに
よって、光束劣化の原因となる種々のダメージが抑制さ
れ、結果的に光束劣化を抑制することが可能となる。と
くに、従来用いられてきた対照材料よりも高い効果が期
待できるものである。

【００８９】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
５の発明において、前記透光性気密容器の内表面と前記
蛍光体被膜との間に形成された無機粉体からなる管保護
層を有し、当該無機粉体として、圧力を３０００ｋｇｆ
／ｃｍ²として圧縮成形したときの成形体の充填率が４
２．５％未満となる光束寿命を向上させる材料を用いる
ものである。この構成によれば、表面保護層に加えて管
保護層を設けているから、光束劣化の原因となる種々の
ダメージをより一層抑制することが可能になり、光束寿
命をより向上させることが可能になる。しかも、表面保
護層を形成する無機粉体には充填率が比較的高くなる材
料を選択し、管保護層を形成する無機粉体には充填率が
比較的低くなる材料を選択するのであって、各場所ごと
に光束劣化の抑制機能をよりよく発揮できるように充填
率を考慮して無機粉体材料を選択するから、光束寿命の
より高いレベルでの向上が望める。

【００９０】請求項７の発明は、請求項１ないし請求項
５の発明において、前記透光性気密容器の内表面と前記
蛍光体被膜との間に形成された無機粉体からなる管保護
層を有し、当該無機粉体として、圧力が２０００〜４０
００ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲において圧縮成形したときの
成形体の充填率が、水酸化アルミニウムから生成される
γ−アルミナでかつ１次粒子径が０．１μｍかつ比表面
積のＢＥＴ値が略１４８ｍ²／ｇとなる対照材料の充填
率未満の光束寿命を向上させる材料を用いるものであ
る。この構成によれば、表面保護層に加えて管保護層を
設けているから、光束劣化の原因となる種々のダメージ
をより一層抑制することが可能になり、光束寿命をより
向上させることが可能になる。しかも、表面保護層を形
成する無機粉体には充填率が比較的高くなる材料を選択
し、管保護層を形成する無機粉体には充填率が比較的低
くなる材料を選択するのであって、各場所ごとに光束劣
化の抑制機能をよりよく発揮できるように充填率を考慮
して無機粉体材料を選択するから、光束寿命のより高い
レベルでの向上が望める。とくに、従来用いられてきた
対照材料に比較して光束寿命の向上が望めるものであ
る。

【００９１】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
５の発明において、前記透光性気密容器の内表面と前記
蛍光体被膜との間に形成された無機粉体からなる管保護
層を有し、当該無機粉体として、帯電量の絶対値が０．
８１μＣ／ｇを越える光束寿命を向上させる材料を用い
るものである。この構成によれば、表面保護層に加えて
管保護層を設けているから、光束劣化の原因となる種々
のダメージをより一層抑制することが可能になり、光束
寿命をより向上させることが可能になる。しかも、表面
保護層を形成する無機粉体には帯電量が比較的小さい材
料を選択し、管保護層を形成する無機粉体には帯電量が
比較的大きい材料を選択するのであって、各場所ごとに
光束劣化の抑制機能をよりよく発揮できるように帯電量
を考慮して無機粉体材料を選択するから、光束寿命のよ
り高いレベルでの向上が望める。

【００９２】請求項９の発明は、請求項１ないし請求項
５の発明において、前記透光性気密容器の内表面と前記
蛍光体被膜との間に形成された無機粉体からなる管保護
層を有し、当該無機粉体として、帯電量の絶対値が、水
酸化アルミニウムから生成されるγ−アルミナでかつ１
次粒子径が０．１μｍ以下でありＢＥＴ法による比表面
積が略１４８ｍ²／ｇとなる対照材料の帯電量の絶対値
を越える光束寿命を向上させる材料を用いるものであ
る。この構成によれば、表面保護層に加えて管保護層を
設けているから、光束劣化の原因となる種々のダメージ
をより一層抑制することが可能になり、光束寿命をより
向上させることが可能になる。しかも、各場所ごとに光
束劣化の抑制機能をよりよく発揮できるように帯電量を
考慮して無機粉体材料を選択するから、光束寿命のより
高いレベルでの向上が望める。とくに、従来用いられて
きた対照材料に比較して光束寿命の向上が望めるもので
ある。

【００９３】請求項１０の発明は、請求項１ないし請求
項９の発明において、前記蛍光体被膜中に蛍光体粒子以
外の無機粉体を前記蛍光体粒子と少なくとも混合あるい
は前記蛍光体粒子に付着させる態様で併存させた保護材
を有し、当該無機粉体として、圧力を３０００ｋｇｆ／
ｃｍ²として圧縮成形したときの成形体の充填率が４
６．１％を越える光束寿命を向上させる材料を用いるも
のである。この構成によれば、表面保護層や管保護層に
加えて、蛍光体被膜中に保護材を充填しているから、光
束劣化の原因となる種々のダメージをより一層抑制する
ことが可能になり、光束寿命をより向上させることが可
能になる。しかも、各場所ごとに光束劣化の抑制機能を
よりよく発揮できるように充填率を考慮して無機粉体材
料を選択するから、光束寿命のより高いレベルでの向上
が望める。

【００９４】請求項１１の発明は、請求項１ないし請求
項９の発明において、前記蛍光体被膜中に蛍光体粒子以
外の無機粉体を前記蛍光体粒子と少なくとも混合あるい
は前記蛍光体粒子に付着させる態様で併存させた保護材
を有し、当該無機粉体として、圧力が２００〜５０００
ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲において圧縮成形したときの成形
体の充填率が、塩化アルミニウムから生成されるγ−ア
ルミナでかつ１次粒子径が略１５ｎｍかつ比表面積のＢ
ＥＴ値が略１００ｍ²／ｇとなる対照材料の充填率を越
える光束寿命を向上させる材料を用いるものである。こ
の構成によれば、表面保護層や管保護層に加えて、蛍光
体被膜中に保護材を充填しているから、光束劣化の原因
となる種々のダメージをより一層抑制することが可能に
なり、光束寿命をより向上させることが可能になる。し
かも、各場所ごとに光束劣化の抑制機能をよりよく発揮
できるように充填率を考慮して無機粉体材料を選択する
から、光束寿命のより高いレベルでの向上が望める。と
くに、従来より用いられてきた対照材料と比較してより
高い効果が期待できる。

【００９５】請求項１４の発明は、請求項１ないし請求
項５のいずれかに記載の蛍光ランプと、前記透光性気密
容器の内部と外部との少なくとも一方に配設されて前記
放電媒体を放電させるようにエネルギを供給するエネル
ギ供給手段と、前記エネルギ供給手段を介して前記蛍光
ランプを点灯させる点灯装置とを備える光源装置であ
る。この構成によれば、光束寿命の向上効果を十分に引
き出すことが可能な光源装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１ないし第４の実施の形態の要部断
面図である。

【図２】本発明の第５ないし第８の実施の形態の要部断
面図である。

【図３】本発明の第９および第１０の実施の形態の要部
断面図である。

【図４】本発明の光源装置の概略構成図である。

【図５】本発明の他の光源装置の概略構成図である。

【図６】本発明の光源装置を一般化して示した概略構成
図である。

【図７】本発明の実施例を説明するグラフ図である。

【図８】本発明の実施例を説明するグラフ図である。

【図９】本発明の実施例を説明するグラフ図である。

【図１０】本発明の実施例を説明するグラフ図である。

【図１１】本発明の実施例を説明するグラフ図である。

【図１２】本発明の実施例を説明するグラフ図である。

【図１３】本発明の実施例を説明するグラフ図である。

【符号の説明】

１透光性気密容器２放電空間３蛍光体被膜７蛍光体粒子８保護材９表面保護層１０管保護層２０点灯装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも水銀を含む放電媒体を封入し
た透光性気密容器と、前記透光性気密容器の内面に形成
された蛍光体被膜と、前記蛍光体被膜の放電空間側の内
表面に形成した無機粉体からなる表面保護層とを有し、
当該無機粉体として、圧力を３０００ｋｇｆ／ｃｍ²と
して圧縮成形したときの成形体の充填率が４６．１％を
越える光束寿命を向上させる材料を用いることを特徴と
する蛍光ランプ。
【請求項２】前記無機粉体は、圧力を３０００ｋｇｆ
／ｃｍ²として圧縮成形したときの成形体の充填率が４
６．１％を越え５２．０％以下となる材料であることを
特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項３】前記無機粉体として、圧力が２００〜５
０００ｋｇｆ／ｃｍ ²の範囲において圧縮成形したとき
の成形体の充填率が、塩化アルミニウムから生成される
γ−アルミナでかつ１次粒子径が略１５ｎｍかつ比表面
積のＢＥＴ値が略１００ｍ²／ｇとなる対照材料の充填
率を越える光束寿命を向上させる材料を用いることを特
徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項４】少なくとも水銀を含む放電媒体を封入し
た透光性気密容器と、前記透光性気密容器の内面に形成
された蛍光体被膜と、前記蛍光体被膜の放電空間側の内
表面に形成した無機粉体からなる表面保護層とを有し、
当該無機粉体として、帯電量の絶対値が０．５８μＣ／
ｇ未満である光束寿命を向上させる材料を用いることを
特徴とする蛍光ランプ。
【請求項５】前記無機粉体として、帯電量の絶対値
が、塩化アルミニウムから生成されるγ−アルミナでか
つ１次粒子径が略１５ｎｍかつ比表面積のＢＥＴ値が略
１００ｍ²／ｇとなる対照材料の帯電量未満である光束
寿命を向上させる材料を用いることを特徴とする請求項
４記載の蛍光ランプ。
【請求項６】前記透光性気密容器の内表面と前記蛍光
体被膜との間に形成された無機粉体からなる管保護層を
有し、当該無機粉体として、圧力を３０００ｋｇｆ／ｃ
ｍ²として圧縮成形したときの成形体の充填率が４２．
５％未満となる光束寿命を向上させる材料を用いること
を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載
の蛍光ランプ。
【請求項７】前記透光性気密容器の内表面と前記蛍光
体被膜との間に形成された無機粉体からなる管保護層を
有し、当該無機粉体として、圧力が２０００〜４０００
ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲において圧縮成形したときの成形
体の充填率が、水酸化アルミニウムから生成されるγ−
アルミナでかつ１次粒子径が０．１μｍかつ比表面積の
ＢＥＴ値が略１４８ｍ²／ｇとなる対照材料の充填率未
満の光束寿命を向上させる材料を用いることを特徴とす
る請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の蛍光ラン
プ。
【請求項８】前記透光性気密容器の内表面と前記蛍光
体被膜との間に形成された無機粉体からなる管保護層を
有し、当該無機粉体として、帯電量の絶対値が０．８１
μＣ／ｇを越える光束寿命を向上させる材料を用いるこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記
載の蛍光ランプ。
【請求項９】前記透光性気密容器の内表面と前記蛍光
体被膜との間に形成された無機粉体からなる管保護層を
有し、当該無機粉体として、帯電量の絶対値が、水酸化
アルミニウムから生成されるγ−アルミナでかつ１次粒
子径が０．１μｍ以下でありＢＥＴ法による比表面積が
略１４８ｍ²／ｇとなる対照材料の帯電量の絶対値を越
える光束寿命を向上させる材料を用いることを特徴とす
る請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の蛍光ラン
プ。
【請求項１０】前記蛍光体被膜中に蛍光体粒子以外の
無機粉体を前記蛍光体粒子と少なくとも混合あるいは前
記蛍光体粒子に付着させる態様で併存させた保護材を有
し、当該無機粉体として、圧力を３０００ｋｇｆ／ｃｍ
²として圧縮成形したときの成形体の充填率が４６．１
％を越える光束寿命を向上させる材料を用いることを特
徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の蛍
光ランプ。
【請求項１１】前記蛍光体被膜中に蛍光体粒子以外の
無機粉体を前記蛍光体粒子と少なくとも混合あるいは前
記蛍光体粒子に付着させる態様で併存させた保護材を有
し、当該無機粉体として、圧力が２００〜５０００ｋｇ
ｆ／ｃｍ²の範囲において圧縮成形したときの成形体の
充填率が、塩化アルミニウムから生成されるγ−アルミ
ナでかつ１次粒子径が略１５ｎｍかつ比表面積のＢＥＴ
値が略１００ｍ²／ｇとなる対照材料の充填率を越える
光束寿命を向上させる材料を用いることを特徴とする請
求項１ないし請求項９のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【請求項１２】前記無機粉体の粒子径が１〜１００ｎ
ｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のい
ずれかに記載の蛍光ランプ。
【請求項１３】前記無機粉体の比表面積のＢＥＴ値が
１５０ｍ²／ｇ以上であることを特徴とする請求項１な
いし請求項５のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【請求項１４】請求項１ないし請求項５のいずれかに
記載の蛍光ランプと、前記透光性気密容器の内部と外部
との少なくとも一方に配設されて前記放電媒体を放電さ
せるようにエネルギを供給するエネルギ供給手段と、前
記エネルギ供給手段を介して前記蛍光ランプを点灯させ
る点灯装置とを備えることを特徴とする光源装置。