JPS60202696A - 螢光ランプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は螢光ランプ装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 最近、白熱電球に代わる省エネルギー光源として種々の
コンパクト形螢光ランプ装置が提案され一部はすでに実
用化されている。第１図にその一例を示す。細長いガラ
ス管をダブルＵ字形に折り曲げた発光管１が外管グロー
ブ２の内部に保持されている。外管グローブ２の内面に
は白色の拡散物質３が塗布されてお沙、外管グローブ２
の内部は外部大気と導通状態になっている。ランプ装置
としては、ケース４と口金５が設けられており、ケース
４の内部には発光管点灯用の安定器６と始動用のグロー
スタータフが組み込まれている。そして、安定器６とし
ては通常チョークコイルが用いられている。

かかるコンパクト形螢光ランプ装置に用いられる発光管
１の構成は、基本的には通常の螢光ラングの仕様に準じ
るものである。唯一の相違点は、点灯時の水銀蒸気圧の
規制方法にある。すなわち、螢光ランプのランプ効率は
、点灯時の水銀蒸気圧が６　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒ近傍
で最大となる。そして、通常の螢光ランプでは水銀を金
属単体で封入して、常温状態で点灯したとき管内の最冷
点温度（水銀蒸気圧を規定）が約４０°Ｃになシ、水銀
蒸気圧が上記最適範囲になるように設計されている。一
方、コンパクト形螢光ランプ装置では、発光管がコンパ
クト化されて高負荷で点灯され、さらに外管グローブ２
の内部に保持されるため、発光管の最冷点温度、すなわ
ち水銀蒸気圧が最適範囲より過度に上昇して、基本的に
ランプ効率が低下する。したがって、このようなコンパ
クト形螢光ライプ装置を製品化するには、何らかの手段
で水銀蒸発気圧を規制することが必要℃あり、それに関
する線種の方式がこれ捷でに提案されている。

第２図は、そのうちの典型的なアマルガム封入方式を採
用した発光管１′を示している。ダブルＵ字形の発光管
１′の両端部には、電極８，９がリード線１０．１１と
ステム１２，１３でもって保持されており、発光管１′
の内面には螢光体１４が被着されている。また、発光管
１′の内部には水銀とアルゴンなどの希ガスが封入され
ている。さらに、水銀蒸気圧を規制するだめに、いずれ
か一方のステム、たとえばステム１２の後方のガラス細
管１６の内部に、Ｉｎ、Ｂ１Ｉｎ１だはＢ１Ｐｂ５ｎな
どのアマルガム形成用の金属物質１６が設けられている
。

、改訂時においては、金属物質１５が水銀とアマルガム
を形成する。このアマルガムの水銀蒸気圧は水銀単体の
ときに比べて低くなるので、たとえ最冷点箇所の温度が
１００°Ｃ以上に上昇しても、水銀蒸気圧を最適範囲に
保つことができる。

上記のごときコンパクト形螢光ランプ装置の総合効率は
電球の３倍弱の約４０βｍ／Ｗと高く、まだランプは電
球用ソケットにそのまま装着して点灯できるという簡便
さも備えている。

しかし、かかるコンパクト形螢光ランプを照明用光源の
主力のひとつにまで発展させるには、解決すべき問題点
がある。すなわち、その問題点は、電球に比べて螢光ラ
ンプ装置の重量が約４ｏＯｙと著しく重いことである。

これは、安定器６のチョークコイルの重量が約２５０１
と重いからである。このようにランプ装置の重量が重い
ということが、その本格的な普及を阻害しているひとつ
の要因になっている。このような問題点に対して、安定
器６として従来のチョークコイルに代って軽量の電子安
定器を組み込んだ螢光ランプ装置が発表されている。こ
れは、実質的に装置全体の重量を従来のものに比べて約
％まで減少させ得るが、電子安定器のコストが高くなる
という別の問題点が発生する。

発明の目的 本発明は、軽くてしかも比較的低コストの螢光ランプ装
置を提供するものである。

発明の構成 発明者は、上記目的を満たした螢光ランプ装置の基本的
構成について種々検討した。その結果、従来実用化され
ている高周波点灯方式でなく直流チョッパ回路によるい
わゆる直流点灯方式の方が、低コスト化が図れることに
着目した。

ところで、上記の基本的発想を具現するには、直流で点
灯できる発光管が必要となる。ちなみに、通常の螢光ラ
ングを直流点灯すると、いわゆるカタフォレシス現象に
より水銀が陽極領域から陰極領域へと片寄っていき、水
銀放電による明るい発光領域が陰極に近い発光管部分の
みに存在して、陽極に近い部分が暗くなることはよく知
られている。発明者は、次の段階として、直流点灯でも
カタフォレシス現象が抑制される発光管と点灯回路につ
いて検討した。その結果、第２図に示す発光管において
、水銀とアマルガムを形成する金属物質を発光管端部の
いずれか一方の近傍に設け、その金属物質を設けている
側の電極を陽極として直流で発光管を点灯するならば、
上記力タフォレシス現象の発生を抑制することができる
ことを発堅した。この新しい知見にもとづいて直流チョ
ッパ点灯方式が導入されて、軽量で比較的低コストの螢
光ランプ装置が実現された。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

最初に検討した螢光ランプ装置は、基本的に第１図に示
すものに準じておシ、また発光管としては第２図に示し
たアマルガム封入方式の発光管１′を用いた。

さて、第２図に示す発光管１′を直流点灯するとき、水
銀とアマルガムを形成するＩｎ、Ｂ１Ｉｎ。

Ｂ１Ｐｂ５ｎ　などの金属物質１６が設けられている発
光管端部側の電極８を陰極として点灯すると、短時間の
うちにカタフォレシス現象が発生するのが観測された。

この場合、カタフォレ７ス現象の発生は周囲温度が低く
なる程顕著になる。たとえば、Ｏ〜１０’Ｃの周囲温度
状態では点灯後数分でカタフォレシス現象が発生し、し
かも発光管１′の全域の％以上の部分において発光が暗
くなるような顕著なカタフォレシス現象がみられた。

ついで、直流電源の極性を逆にして、発光管１′の金属
物質１５が設けられている発光管端部側の電極８を陽極
として点灯すると、上記のカタフォレシス現象の発生が
ほとんど抑制されることが発見された。発明者の観測結
果では、周囲温度がＯｏＣでも発光管１′の全域にわた
って均一な発光状態が得られた。発明者がこの新しい現
象の機構について検ａ；］シた結果では、カタフォレシ
ス現象の発生で水銀がイオンとして陽極領域から陰極領
域へ移動して片寄っていくのに対して、陽極側にアマル
ガム形成用の金属物質１６が存在すると、発光管１′内
の水銀蒸気圧が陰極側に比べて陽極側の方で低くな９、
この水銀蒸気圧差による陰極領域から陽極領域への水銀
の拡散現象が起こる。その結果、上記のカタフォレシス
現象の発生による陽極領域から陰極領域への水銀の移動
が、この移動方向と反対方向の上記拡散現象による水銀
の移動で相殺されていると考えられる。

ところが、先に述べたように、金属物質１５が存在する
発光管端部側の電極８を陰極として点灯させたときは、
カタフォレシス現象と拡散現象の発生による水銀の移動
がともに陽極領域から陰極領域へと行われるので、カタ
フォレシス現象がますます促進されるものと考えられる
。

さて、上記の発見にもとづいて、低コストの直流チョッ
パ点灯回路を組み合わせて本発明にかかる螢光ランプ装
置を製作した。第３図にその装置の点灯回路図を示す。

第３図の点灯回路の動作を簡単に説明すると、まず整流
ブリッジ１７と平滑用コンデンサ１８によって交流から
直流に変換される。ついで、マルチバイブレータ回路な
どからなる制御回路１９に上表から明らかなように、本
発明の装置はチョークコイルを安定器に用いた従来装置
に比べて重量が約％まで減少されており、総合効率も約
４０１１　ｍ／Ｗから約５０１ｍ／Ｗのレベルが得られ
ている。

また、第３図に示す直流チョッパ点灯回路は、たとえば
従来螢光ランプの高周波点灯に一般的に用いられている
プツシ−プル方式の回路（第４図）に比べて、出カドラ
ンス２５が不要であシ、またパワートランジスタが一つ
ですむので、回路がかなυ簡易化できて比較的低コスト
化が実現されている。

本発明は、折シ曲げられた発光管を用いたコンパクト形
螢光ランプ装置のみに実施されるものでなく、基本的に
通常の直管形および環形などの螢光ランプ全般に適用で
きる。発明者の検討でも、たとえば高負荷で点灯する直
管形複写用螢光ランプに関して、アマルガム形成用物質
をガラス管端部のいずれか一方に設けて、その保持した
側の電極を陽極として直流チョッパ回路で直流点灯した
場合、カタフォレノス現象を抑制することがてきること
を確認している。今後、このように広い応用展開が期待
できる。

さらに、第２図において、アマルガム形成用の金属物質
１６を設ける箇所は、必ずしも電極の後方である必要は
なく要は陽極として動作する電極の近傍であればよい。

まだ、第１図に関連したコンパクト形螢光ランプ装置と
しては、発光管部と点灯回路部を必ずしも一体化する必
要がなく、だとえは両者を分離した形で照明器具などに
保持させた装置でも、本発明が目的とする軽量で比較的
低コストの螢光ランプ装置が実現されるものである。

発明の詳細 な説明したように、本発明は、アマルガム形成用物質を
ガラス管端部のいずれか一方の近傍に設けてかつその保
持した側に近い電極を陽極として発光管を直流チョッパ
回路を用いて直流で点灯することにより、螢光ランプの
カタフメレ／ス現象の発生を著しく抑制することかでき
、また軽厳化およびコストの低減化を図ることのできる
螢光ランプ装置を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のごンバクト形螢光ランプ装置の一部切欠
正面図、第２図はアマルガム形成用金属物質を備えた螢
光ランプの一部切欠正面図、第３図は本発明の一実施例
である螢光ラング装置の点灯回路図、第４図は従来螢光
ランプの高周波点灯に用いられている点灯回路図である
。 １′−・−発光管、８．９−・電極、１４−・、・細管
、１５−一金属物質、１７−・−整流ブリッジ、１８・
−・・平滑コンデンサ、１９−・・制御回路、２０・−
・パワートランジスタ、２１−・・・−始動用デバイス
、２２・・−チョークコイル、２３・−・コンデンサ、
２４　・−ダイオード。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図　゛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガラス管の両端部に電極を設け、前記ガラス管内に水銀
   と希ガスを封入し、かつ前記ガラス管の内面に螢光体を
   被着した発光管のいずれか一方の端部の近傍にアマルガ
   ム形成用物質を設けてなり、前記アマルガム形成用物質
   が存在する発光管端部側の電極を陽極として前記発光管
   を直流チョッパ回路を用いて直流で点灯することを特徴
   とする螢光ランプ装置。