JPH10199486A

JPH10199486A - 蛍光ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JPH10199486A
Application number: JP503097A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yorifuji; 孝依藤; Seiichi Futagami; 誓一二神; Osamu Shirai; 修白井
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1997-01-14
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】アマルガムのペレットをランプ内に自由に動け
るように封入しても蛍光体層の剥がれやピンホールが発
生しないで外観の良好な蛍光ランプおよびこれを用いた
照明装置を提供する。【解決手段】蛍光体の重量に対して０．０５〜２％のＢ
₂Ｏ₃を含む結着剤を蛍光体層１２に分散するとともに、
粒径０．２〜２ｍｍのアマルガムのペレット１４を透光
性気密容器１１内に自由に動けるように封入した。Ｂ₂
Ｏ₃が上記の範囲内であると、蛍光体が強固に結着さ
れ、ペレット１４が上記の粒径であれば、ペレット１４
が動いても蛍光体が剥がれたり、ピンホールが発生しな
いし、発光量も大きく減少することがなく、さらにペレ
ット１４の封入も容易である。また、ペレット１４を自
由に動けるように封入するので、ペレット１４を固着す
るための装置は不要なため、安価に製造することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水銀をアマルガムのペ
レットにして封入した蛍光ランプおよびこれを用いた照
明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光ランプの封入水銀の削減は環境対策
上重要であり、以下の取り組みがなされてきた。

【０００３】液体水銀封入法；水銀封入機の改良。しか
し、最少封入量はせいぜい５ｍｇまでである。

【０００４】Ｔｉ₃Ｈｇ法；Ｔｉ₃Ｈｇは商品名ＧＥＭＥ
ＤＩＳと称するアマルガムであり、これを電極を包囲す
るシールドリングに取着して封入後、外部から高周波を
作用させて水銀を放出させる方法である。新たにマウン
ト設備および高周波加熱装置が必要である。

【０００５】水銀カプセル法；水銀をガラスまたは金属
のカプセルに封入したものをマウントに取着して蛍光ラ
ンプ内に封入後、高周波を作用させて水銀を放出させる
方法である。上記と同様新たにマウント設備および高周
波加熱装置が必要である。

【０００６】ペレット法；Ｚｎ−Ｈｇのようなアマルガ
ムを適当なサイズのペレットにして蛍光ランプに封入す
る方法である。この方法は、他の方法に比べて比較的安
価である。

【０００７】ペレット法としては、特表平８−５０９５
６９号公報に、Ｚｎ−Ｈｇを直径０．２〜２ｍｍのペレ
ットにして封入することにより、水銀封入量を少なく管
理できる旨述べられている（従来技術１）。

【０００８】また、特開平６−２８３１０２号公報に
は、平均粒子径０．０１〜０．２ｍｍの粉末状のアマル
ガムを封入することにより、蛍光膜の膜禿のない蛍光ラ
ンプを提供できる旨述べられている（従来技術２）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来技術１において
は、ペレットがランプ内に自由に動けるように封入され
ているので、ペレットの動きによって蛍光体層の剥がれ
やピンホールが発生して蛍光ランプの外観が阻害される
という問題がある。

【００１０】従来技術２においては、アマルガムを粉末
にして封入するため、蛍光体の剥がれ、ピンホールの発
生を防止できるが、アマルガムの粉末が封入装置に付着
しやすく、したがって定量封入が困難であることが分か
った。

【００１１】本発明は、このような従来技術をさらに改
善するもので、アマルガムのペレットをランプ内に自由
に動けるように封入しても蛍光体層の剥がれやピンホー
ルが発生しにくくて外観の良好な蛍光ランプおよびこれ
を用いた照明装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の蛍光ラ
ンプは、可電離性媒体を封入した透光性気密容器と；こ
の容器の内側に直接的または間接的に形成された蛍光体
層と；蛍光体の重量に対して０．０５〜２％の蛍光体層
中に分散されたＢ₂Ｏ₃と；透光性気密容器内の可電離性
媒体による陽光柱放電を維持するための手段と；透光性
気密容器内の蛍光体層上を移動可能に封入された粒径
０．２〜２ｍｍのアマルガムのペレットと：を具備して
いることを特徴としている。

【００１３】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１４】可電離性媒体は、アルゴン、ネオン、クリ
プトン、キセノンなどの希ガスおよびアマルガムのペレ
ットから放出された水銀蒸気である。水銀蒸気は、放電
により電離して紫外線を放射する。紫外線は蛍光体を励
起して可視光などを発生する。

【００１５】透光性気密容器は、ガラス、その他放電に
よる温度上昇下においても気密性と透光性を失わない材
料から形成される。ガラスは、通常、軟質ガラスが用い
られるが、要すれば硬質ガラスでもよい。気密容器の形
状は自由であるが、一般照明用の蛍光ランプの場合、断
面円形のガラス管を直線状のもの、円環状、Ｕ字状など
に湾曲したもの、鞍形に湾曲したものなど種々の形状を
採用することができる。

【００１６】蛍光体層は、気密容器の内面に直接形成し
てもよいし、導電性被膜やアルミナなどの保護膜を介し
て気密容器の内面側に形成してもよい。使用する蛍光体
は、ハロ燐酸カルシウム蛍光体、３波長発光形の希土類
蛍光体など任意所望の蛍光体を用いることができる。

【００１７】透光性気密容器の内面側に蛍光体層を形成
する方法としては、有機溶媒を用いる方法と、水溶性溶
媒を用いる方法とがあるが、本発明はいずれでもよい。
しかし、水溶性溶媒を用いて形成した蛍光体層は、アマ
ルガムのペレットによる剥がれやピンホールといった外
観不良が発生しやすい。しかし、本発明においては水溶
性溶媒を用いて形成した蛍光ランプであっても外観不良
が著しく減少する。

【００１８】Ｂ₂Ｏ₃は、蛍光体層中に分散されて結着剤
として作用するが、本発明はこの結着剤の量に特徴があ
る。Ｂ₂Ｏ₃は、蛍光体層の量を重量比で１００％とした
場合に０．０５％を下回ると、結着作用が不足してペレ
ットによる外観不良が発生しやすくなるので、不可であ
る。また、２％を超えると、発光量の減少が無視い得な
くなるので、これまた不可である。０．０５〜２％の範
囲においては発光量の減少は許容範囲であるうえに、ア
マルガムのペレットによる外観不良を防止することがで
きる。本発明における結着剤は、Ｂ₂Ｏ₃を主成分とする
ものであればよく、Ｂ₂Ｏ₃以外の成分を含んでいること
を許容するものである。したがって、本発明においては
結着剤の量をＢ₂Ｏ₃の量で表した場合に最もよく外観不
良との関係を示す。

【００１９】蛍光体層中に分散しているＢ₂Ｏ₃を測定す
るには、蛍光ランプを破壊して蛍光体を剥し、これを水
に溶解する。そして、原子吸光法のよって測定する。す
なわち、溶解し、気化させてほう素の特性吸収波長を有
する光を照射してその吸収率によってＢ₂Ｏ₃の含有量を
測定算出する。

【００２０】そうして、アマルガムのペレットは、粒径
が０．２〜２ｍｍであれば、蛍光体層に上記の範囲のＢ
₂Ｏ₃を含む結着剤を分散させることにより、発光効率を
殆ど低下することなく外観不良を防止することができ
る。また、ペレットが上記の粒径であれば、気密容器内
をペレットが自由に動いても音があまり気にならない。
さらに、上記の粒径であれば、ペレットの封入装置への
付着がなく、したがって気密容器内への封入が容易であ
る。なお、アマルガムのペレットの粒径は、平均粒径で
ある。

【００２１】蛍光ランプの定格に対するアマルガムのペ
レットの粒径および封入個数との関係の一例を示すと、
次のとおりである。

【００２２】ＦＬ１５ペレットの粒径０．７ｍｍ、個数２、水銀量４ｍｇＦＬ２０同０．８ｍｍ、個数２、水銀量６ｍｇＦＣＬ２０〜４０同１．２ｍｍ、個数１、水銀量１８ｍｇ請求項２の発明の蛍光ランプは、請求項１記載の蛍光ラ
ンプにおいて、アマルガムは、粒径が０．３〜１．５ｍ
ｍであることを特徴としている。

【００２３】本発明は、アマルガムのペレットの粒径の
好ましい範囲を示す。ペレットが動くことによる音はか
なり気にならない程度となる。

【００２４】請求項３の発明の蛍光ランプは、請求項１
または２記載の蛍光ランプにおいて、アマルガムは、粒
径が０．５〜１．３ｍｍであることを特徴としている。

【００２５】本発明は、アマルガムのペレットの粒径の
最適な範囲を示す。本発明によれば、ペレットが動くこ
とによる音は極めて少ない。

【００２６】請求項４の発明の蛍光ランプは、請求項１
ないし３のいずれか一記載の蛍光ランプにおいて、アマ
ルガムのペレットは、その周囲に蛍光体の微粒子が付着
していることを特徴としている。

【００２７】本発明においては、アマルガムのペレット
の周囲に蛍光体の微粒子を付着させたことにより、ペレ
ットによる蛍光体層の剥がれやピンホールの発生がさら
に少なくなる。詳しいことは不明であるが、ペレットに
付着した蛍光体微粒子がクッション作用をするために、
蛍光体層を傷つけることが少なくなるのではないかと考
えられる。

【００２８】ペレットへの蛍光体微粒子の付着は封入に
先だって付着させるのが好ましい。しかし、ペレットを
気密容器内に封入後に気密容器の内面側に形成した蛍光
体層の蛍光体を付着させてもよい。

【００２９】請求項５の発明の蛍光ランプは、請求項１
ないし４のいずれか一記載の蛍光ランプにおいて、蛍光
体層は、水溶性溶媒を用いて形成されたものであること
を特徴としている。

【００３０】本発明においては、蛍光体層を水溶性溶媒
を用いて形成したものであり、水溶性溶媒は有機溶媒を
使用するものに比較して環境対応上甚だ好ましいもので
あるが、アマルガムのペレットにより蛍光体層が傷つき
やすいという欠点があるところ、蛍光体層に分散する結
着剤の量を請求項１のように規定することにより、アマ
ルガムのペレットによる傷が付きにくくなるので、ペレ
ットにより水銀の封入量を節減ことと併せて環境に優し
い蛍光ランプを提供することができる。

【００３１】請求項６の発明の蛍光ランプは、請求項１
ないし５のいずれか一記載の蛍光ランプにおいて、アマ
ルガムは、Ｚｎ−Ｈｇ合金であることを特徴としてい
る。

【００３２】本発明は、アマルガムとしてＺｎ−Ｈｇ合
金を用いるもので、このアマルガムは水銀含有量を４０
〜６０％にすることができ、蛍光ランプに封入した場合
に、純水銀を封入した場合とほぼ同じ蒸気圧特性を示す
蛍光ランプを得ることができる。

【００３３】請求項７に発明は、照明装置本体と；照明
装置本体に支持された請求項１ないし６のいずれか一記
載の蛍光ランプと；電源と蛍光ランプとの間に電気的に
介在して蛍光ランプを安定に点灯する安定器と；を具備
していることを特徴としている。

【００３４】本発明の照明装置は、各種照明器具、表示
装置、ＯＡ機器などの読取装置など蛍光ランプの光を何
らかの照明に利用する装置は全て含むものである。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００３６】図１は、本発明の蛍光ランプの一実施形態
を示す一部破断、一部拡大断面正面図である。

【００３７】図において、１１はＦＬＲ４０用の透光性
気密容器で、主要部が例えば細長いガラス管からなり、
内部には水銀およびアルゴンなどの希ガスを含む可電離
性媒体が封入されている。１２は透光性気密容器の内側
例えば内面に形成した蛍光体層である。１３は気密容器
１１内部の陽光柱放電を維持するための手段例えば電極
である。この電極は気密容器１１の外部に配設されてい
てもよい。また、電極を使用しないで、高周波誘導コイ
ルを使用する無電極方式であってもよい。

【００３８】１４は３個のＺｎ−Ｈｇ合金からなるアマ
ルガムのペレットで、透光性気密容器１１内の蛍光体層
１２上を移動可能に封入されている。このペレット１４
は、粒径各０．８ｍｍ、水銀重量は６ｍｇである。

【００３９】そうして、ペレット１４は、気密容器１１
内に封入されると、ペレット１４の外面側にリッチに分
布する部分から水銀を放出し、点灯状態においては純水
銀とほぼ同じ水銀蒸気圧を生じる。水銀を放出した後は
Ｚｎリッチの多孔質構造体となるが、消灯して温度が室
温まで低下すると、徐々に多孔質構造体に吸着され再び
アマルガムを形成するが、その速度はかなり遅い。

【００４０】なお、１５はステム、１６は導電性被膜、
１７は口金、１８は口金ピンである。ラピッド形蛍光ラ
ンプの場合には、導電性被膜１６が蛍光体層１２と透光
性気密容器１１との間に形成されるが、スイッチスター
ト形蛍光ランプの場合には導電性被膜１６がなくてもよ
い。気密容器１１の内面にアルミナからなる保護膜を形
成し、その上に蛍光体層１２を形成してもよい。

【００４１】蛍光体層１２に使用する蛍光体としては、
３波長形発光形の希土類蛍光体を用いた。

【００４２】図２は、本発明の蛍光ランプの一実施形態
の製造方法を説明する要部断面図である。透光性気密容
器１１の主要部をなすガラス管に常法により導電性被膜
１６および蛍光体層１２を形成し、管の両端に電極１３
を有するステム１５を封着して透光性気密容器１１を構
成する。その後ガラス管を加熱排気し、希ガスおよびア
マルガムのペレット１４をガラス管の一端に接続された
細管１９を経由して封入する。ガラス管は上記加熱の余
熱または別途加熱により、ペレット１４を水銀放出温度
以上に加熱すると、ペレット１４は水銀を放出する。

【００４３】希ガスは、水銀をペレット１４により封入
し排気した後に封入してもよいし、気密容器１１の一端
から排気しながら他端からペレット１４を封入してもよ
い。

【００４４】図３は本発明の照明装置の一実施形態を示
す正面図である。

【００４５】図において、２０は照明器具本体で、ラン
プソケットや建物への取付け機構、電源接続機構などを
具備している。２１は安定器で、電源と蛍光ランプ２２
との間に電気的に介在して蛍光ランプを安定に点灯する
ように作用する。図示しないが、照明装置としては、電
球形蛍光ランプなどであってもよい。

【００４６】

【発明の効果】請求項１ないし６の各発明によれば、蛍
光体に対して重量比で０．０５〜２％のＢ₂Ｏ₃を含む結
着剤が蛍光体層に分散するとともに、アマルガムのペレ
ットの粒径を０．２〜２ｍｍにしたことにより、ペレッ
トを自由に動けるように封入しても蛍光体層に剥がれや
ピンホールが発生しにくい蛍光ランプを提供することが
できる。また、ペレットを透光性気密容器内に固定する
ための製造装置は不要であるから、蛍光ランプを安価に
製造することができる。

【００４７】請求項２の発明によれば、加えてペレット
のサイズをさらに規定することにより、より一層蛍光体
層に剥がれやピンホールが発生しにくいとともに、ペレ
ットが透光性気密よく気内を動く際に音が気にならない
程度である蛍光ランプを提供することができる。

【００４８】請求項３の発明によれば、加えてペレット
のサイズをさらに規定することにより、最適の効果が得
られる蛍光ランプを提供することができる。

【００４９】請求項４の発明によれば、加えてペレット
に蛍光体の微粒子を付着したことにより、蛍光体層を一
層傷付けにくくした蛍光ランプを提供することができ
る。

【００５０】請求項５の発明によれば、加えて水溶性溶
媒を用いて形成した蛍光体層であって、しかもペレット
によって水銀を節減することができるから、環境に優し
い蛍光ランプを提供することができる。

【００５１】請求項６の発明によれば、加えてアマルガ
ムがＺｎ−Ｈｇ合金からなることにより、純水銀と蒸気
圧特性が近似した蛍光ランプを提供することができる。

【００５２】請求項７の発明によれば、加えて請求項１
ないし６の発明の効果を有する照明装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光ランプの一実施形態を示す一部破
断、一部拡大断面正面図

【図２】本発明の蛍光ランプの一実施形態の製造方法を
説明する要部断面図

【図３】本発明の照明装置の一実施形態を示す正面図

【符号の説明】１１透光性気密容器１２蛍光体層１３陽光柱放電を維持する手段１４ペレット２０照明装置本体２１安定器２２蛍光ランプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水銀を含む可電離性媒体を封入した透光性
気密容器と；透光性気密容器の内側に直接的または間接
的に形成された蛍光体層と；蛍光体の重量に対して０．
０５〜２％の蛍光体層中に分散されたＢ₂Ｏ₃と；透光性
気密容器内の可電離性媒体による陽光柱放電を維持する
ための手段と；透光性気密容器内の蛍光体層上を移動可
能に封入された粒径０．２〜２ｍｍのアマルガムのペレ
ットと：を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】アマルガムのペレットは、粒径が０．３〜
１．５ｍｍ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】アマルガムのペレットは、粒径が０．５〜
１．３ｍｍであることを特徴とする請求項１または２記
載の蛍光ランプ。
【請求項４】アマルガムのペレットは、その周囲に蛍光
体の微粒子が付着していることを特徴とする請求項１な
いし３のいずれか一記載の蛍光ランプ。
【請求項５】蛍光体層は、水溶性溶媒を用いて形成され
たものであることを特徴とする請求項１ないし４のいず
れか一記載の蛍光ランプ。
【請求項６】アマルガムは、Ｚｎ−Ｈｇ合金であること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の蛍光
ランプ。
【請求項７】照明装置本体と；照明装置本体に支持さ
れた請求項１ないし６のいずれか一記載の蛍光ランプ
と；電源と蛍光ランプとの間に電気的に介在して蛍光ラ
ンプを安定に点灯する安定器と；を具備していることを
特徴とする照明装置。