JPH0723902Y2 - アマルガム封入型蛍光ランプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、電子写真複写機等の照明装置に用いるアマル
ガム封入型蛍光ランプに関する。

従来の技術 従来の蛍光灯照明装置においては、ランプ管壁温度が40
℃位で水銀蒸気圧が約6.08×10^-3Torrに達し、この温度
付近で光出力がピークとなり、それよりも高温になると
再び光出力が低下する特性がある。このため、近年開発
されている小型電球形蛍光灯ランプでは、使用中にかな
り高温となることから、その光出力の低下を防止する目
的で、アマルガム式水銀蒸気圧規制方式を採用してい
る。

アマルガム式水銀蒸気圧規制方式とは、蛍光ランプ中に
In、Bi−In、Bi−In−Sn等の合金を封入することによ
り、これら合金に水銀を吸着させて蛍光ランプ中の水銀
蒸気圧を相対的に低下させるものである。これにより、
光出力のピーク値を高温側へシフトし、蛍光ランプの高
温時における効率の改善を図っている。

しかし、このアマルガム式蒸気圧規制方式では、低温時
の光出力が低いため、低温時の光出力を上昇させる目的
で主アマルガムの他にランプ電極ステム部に補助アマル
ガムを付加させる蛍光ランプが提案されている（昭和60
年度照明学会全国大会講演論文集7,8号）。

この蛍光ランプは、第５図のように、点灯安定時の管内
水銀蒸気圧を制御する主アマルガム１を排気管２内に封
入し、始動初期の光束立ち上りを改善する補助アマルガ
ム３をステム４のフィラメント５の近傍に設けている。
ランプを消灯すると、管内の水蒸気の一部は補助アマル
ガム３に吸着され、ランプを再点灯すると、フィラメン
ト５の熱で補助アマルガムの水銀は急速に蒸発して管内
に拡散する。

考案が解決しようとする問題点 しかし、従来のアマルガム封入型蛍光ランプは、管内の
水銀蒸気圧のコントロールをフィラメント５の熱により
行なっていたので、水銀蒸気圧を規制する部分が補助ア
マルガム３から主アマルガム１に移動する際、第６図に
示すように、ランプ光出力が一旦大きく落ち込むという
問題がある。

本考案の目的は、前記問題点を解決し、高温時でも光出
力を低下させず、光出力の安定したアマルガム封入型蛍
光ランプを提供することにある。

問題点を解決するための手段 前記目的を達成するために、本考案に係るアマルガム封
入型蛍光ランプは、蛍光ランプ本体の管壁にランプヒー
タを設け、前記蛍光ランプ本体の少なくとも一端に排気
管を延設し、この排気管の内部にアマルガムを封入する
と共に、この排気管の外周に前記アマルガムを加熱する
アマルガムヒータを設け、前記ランプヒータの温度を35
〜50℃の範囲に、前記アマルガムヒータの温度を90〜13
0℃の範囲に設定して構成する。

作用 本考案によれば、蛍光ランプ本体の管壁温度をランプヒ
ータにより所定の温度範囲内に設定する一方、アマルガ
ム封入部分の温度をアマルガムヒータにより所定温度範
囲内に設定するようにしたので、ランプ点灯後比較的初
期の段階でランプ出力が落ち込むことがないとともに、
蛍光ランプ本体の温度が高温になっても光出力が低下す
ることはなく、従ってランプ点灯直後から長時間にわた
って安定的な光出力を実現する蛍光ランプを提供するこ
とができる。

実施例 本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図に示すように、管状の蛍光ランプ本体
10の両端には、それぞれフィラメント11、12が設置され
ている。フィラメント11はリード線18、19に接続され、
又フィラメント12はリード線20、21に接続されている。
蛍光ランプ本体10の外周には、その管壁温度を制御する
ランプヒータ13が管壁を包囲するように設けられてお
り、ランプヒータ13からはリード線22、23が導き出され
ている。ランプヒータ13により制御される蛍光ランプ本
体10の管壁温度は、サーモスタット14により管壁温度の
上下限値が制御されるようになっている。蛍光ランプ本
体10の一端からは排気管15が延設されており、この排気
管15の内部にIn、Bi−In、Bi−In−Si等の合金とHgの化
合物からなるアマルガム16が封入されている。排気管15
の外周にはその内部のアマルガム16を加熱するアマルガ
ムヒータ17が設置されており、このアマルガムヒータ17
からリード線24、25が導き出されている。

本実施例では、蛍光ランプ本体10として半径15.5mm、管
長350mmのランプ管を用い、ランプヒータ13としてサー
モスタット14つきの30ワットニクロム線ヒータを用い、
アマルガムヒータ17として飽和発熱温度が一定となる正
温度特性サーミスタを用いている。

次にこの蛍光ランプ本体10を電流280ミリアンペアで点
灯し、点灯時間経過に伴う光出力の変化を測定した。こ
の際ランプヒータ13は、サーモスタット14による設定温
度をそれぞれ35℃、50℃及び無加熱に設定し、アマルガ
ムヒータ17は飽和発熱温度の設定値をそれぞれ100℃、1
20℃、140℃に設定したものを用いた。これらのランプ
ヒータ13とアマルガムヒータ17の各設定温度を組合せて
蛍光ランプ本体10の光出力の経時特性を測定した。

測定条件は、下記の第１表の通りであり、この表中には
それぞれの測定条件における点灯15分後の相対照度及び
光量変動を示してある。

本実施例のアマルガムヒータ17の温度と蛍光ランプ本体
10の相対照度の関係は、ランプヒータ13の設定温度に応
じて第４図に示すような測定結果を得た。この測定条件
は、室温20℃、点灯15分後のデータである。このグラフ
から明らかなように、アマルガムヒータ17の温度が120
℃付近で相対照度が最大となり、アマルガムヒータ17の
温度がほぼ120℃より低温側でも高温側でも次第に相対
照度が低下することが判明した。

相対照度のピーク時の温度は、使用するアマルガムの種
類により異なり比較的自由に選択することができるが、
本実施例ではアマルガムヒータ17の温度コントロールに
より蛍光ランプ本体10の光出力を制御するのであるか
ら、相対照度のピーク時の温度はランプ点灯によるアマ
ルガム自己発熱温度60℃よりも高く設定することが望ま
しい。アマルガム自己発熱温度の温度上昇と蛍光ランプ
本体10の組込機内の温度上昇及びアマルガムヒータ17の
発熱による安全性を考慮すると、アマルガムヒータ17の
設定温度範囲は90℃〜130℃が適正であると考えられ
る。

ランプヒータ13の設定温度とアマルガムヒータ17の設定
温度との関係は、第３図に示すように、ランプヒータ13
の温度が35℃又は50℃であれば、相対照度がさほど変動
せず、具体的には相対照度が±3.6％以内の範囲に収ま
ることがわかる。このことは、蛍光ランプ本体10内の水
銀蒸気圧を規制する役割が主としてアマルガム16を封入
した部分にあることを示している。

これに対してランプヒータ13に通電しなかった場合又は
ランプヒータ13の設定温度が35℃未満である場合には、
蛍光ランプ本体10内の水銀蒸気圧を規制する役割がアマ
ルガム16を封入した部分から蛍光ランプ本体10の管壁最
冷点（ランプ管壁の最も温度の低い部分）付近に移動す
ることから、光出力の変動が大きくなり不安定な光出力
特性を示すことがわかる。

即ち、上記の場合には、アマルガム16を封入した部分に
より蛍光ランプ本体10内の水銀蒸気圧を適正に制御する
ことはできないのであり、アマルガム16が有効に機能し
て蛍光ランプ本体10内の水銀蒸気圧を適正に保つために
は、アマルガム16の温度との関係において蛍光ランプ本
体10の管壁温度を設定する必要があるのである。

本実施例における実験結果から考察すると、ランプヒー
タ13の温度を35℃以上に設定し、蛍光ランプ本体10内の
水銀蒸気圧が約6.08×10^-3Torrとなるようにアマルガム
16の封入部分の温度を90℃〜130℃の範囲に設定するこ
とにより、蛍光ランプ本体10の安定した光出力を確保す
ることができる。

考案の効果 本考案は以上詳述したように構成したので、蛍光ランプ
点灯直後から長時間にわたって安定的な光出力を実現す
ることができるアマルガム封入型蛍光ランプを提供する
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を適用したアマルガム封入型蛍光ランプ
の一実施例をあらわす概略構成図、 第２図はその斜視図、 第３図はランプ出力経時特性をあらわすグラフ、 第４図はアマルガムヒータ温度と相対照度との関係をあ
らわすグラフ、 第５図は従来例をあらわす概略構成図、 第６図はその光出力経時特性をあらわすグラフである。 10…蛍光ランプ本体、11,12…フィラメント、13…ラン
プヒータ、15…排気管、16…アマルガム、17…アマルガ
ムヒータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】蛍光ランプ本体の管壁にランプヒータを設
   け、前記蛍光ランプ本体の少なくとも一端に排気管を延
   設し、この排気管の内部にアマルガムを封入すると共
   に、この排気管の外周に前記アマルガムを加熱するアマ
   ルガムヒータを設け、前記ランプヒータの温度を35〜50
   ℃の範囲に、前記アマルガムヒータの温度を90〜130℃
   の範囲に設定したことを特徴とするアマルガム封入型蛍
   光ランプ。