JPS6321308B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はラピツドスタート型けい光ランプに
関するものである。

ラピツドスタート型けい光ランプは、通常けい
光管（ガラス管）の内面にネサ膜（透明導電被
膜）を形成して、迅速なランプ始動特性を得るも
のである。ところが、このけい光ランプは、長時
間の使用にともなつて第１図のようにいわゆるあ
ばた現象（斑点状で黒褐色に変色する現象）Ａと
いう特有の劣化現象が生起する欠点があつた。こ
の現象の生起原因は次のように考えられる。すな
わち、あばた現象Ａの生ずる位置はけい光管１の
両管端１ａ，１ｂから10〜20％長さの位置（120
cm長さ40Wタイプのランプでは10〜30cmの所）で
あり、これはけい光管１の管壁最冷部であつて管
内に封入された過剰の水銀が凝集し、けい光体表
面に付着しやすい部分に相当する。一方、けい光
ランプの点灯中は管内水銀粒にほぼ管内放電電位
分布に相応した電位がかかり、またネサ膜はほぼ
中位の電位状況となつていて、水銀凝集位置にお
いては一般に水銀粒とネサ膜との間にけい光体を
はさんでかなりの電位差がかかる。この電位差に
より、けい光体が絶縁破壊すると、その放電エネ
ルギーの熱によりけい光体の溶解や飛散等が起
り、同時に内蔵していた酸素等の不純ガスも放出
する。その結果水銀が酸化したり、アマルガム化
したり、あるいはけい光体が変成したりして着色
化し、放電破壊の繰返しや水銀付着色部分の各所
での放電破壊の生起により次第に第１図のように
あばた状になつて表われるのである。

一方、けい光ランプの光束を増し光束維持率を
改善する方策として、第２図のけい光体塗布量に
対する光束および光束維持率の特性曲線から明ら
かなように、けい光体塗布量を増加する方法があ
る。管内で発生した紫外線254nmがけい光体の厚
みが厚い程有効にけい光体に吸収し、可視光に変
換される量が増すとともに、ガラス管への紫外線
の透過率が減少し、ガラスのソーラリゼージヨン
が低下して長期点灯での光束減退率が減少するか
らであると考えられている。ところが、けい光体
塗布量とあばた現象との関係を検討すると第３図
のように塗布量の増加につれてあばた発生度が高
くなるという効果が得られたため、従来、この方
法によつては光束および光束維持率を十分に改善
することができなかつた。

したがつて、この発明の目的は、あばた現象の
発生を防止するとともに光束を増加することがで
きるラピツドスタート型けい光ランプを提供する
ことである。

第１の発明は、前記あばた発生原因に鑑み、け
い光体表層面に一定範囲で陥没部を形成するもの
である。すなわち、前記あばた発生原因を検討す
ると、絶縁破壊によつて生ずるけい光体の溶解や
飛散の程度は、絶縁破壊の程度すなわち破壊放電
電圧によつて左右される。この破壊放電電圧は第
４図ａのようにけい光体２の層厚ｄ１によつて決
まる。図で３はネサ膜、４は水銀粒である。した
がつて層厚ｄ１を小さくすれば電圧低下になる
が、それでは光束減退になるから同図ｂのように
陥没部５を形成すると、陥没部５の底部とネサ膜
３との距離ｄ２はｄ１＞ｄ２であるから放電電圧
も小さく、したがつて陥没部５ではけい光体の溶
解や飛散の程度を抑えてあばた化を抑制できる。
しかも電位をもつた水銀粒４はネサ膜３に近い陥
没部５の底部に落ち込み付着する傾向があるた
め、光束減退を抑えてあばた現象の発生を防止で
きるのである。そしてこの陥没部５は、その原理
から、できるだけ深く（たとえば層厚の1/2以
上）、できるだけ広い開口面積（たとえば5μ²（平
方ミクロン）以上）をもち、かつ陥没部数が多い
程あばた防止に効果的であると考えられる。陥没
部の製法は、たとえば平均粒径12μ位のけい光体
粉体を、5μ程度以下の細粉を沈降法等でカツト
して、酢酸アミル等の有機溶剤中にけんだくさ
せ、その溶液を通常の製法にてガラス管に塗布し
乾燥させ焼成することにより得られる。特に溶剤
中へニトロセルロース等の増粘剤の混入量を加減
すると容易に陥没部の状態が変わる。

しかしながら、この陥没部５の存在は、部分的
な輝度低下したがつて輝度むらを生じうるし、陥
没部数が多くなると平均としてけい光体の層厚が
小さくなり、光束減退を招くことが考えられる。

そこで、まず通常のけい光管を用い、これに
50KΩ程度のネサ膜を形成し、塗布量３mg／cm²程
度のけい光体を前記製法により塗布し、封入水銀
量を約30mgとしたけい光ランプを作製し、このけ
い光ランプを用いて陥没部数に対する輝度むら感
を検討した。その結果は第５図のとおりである。
図の縦軸（輝度むら感）で、ａは輝度むら感を大
きく感ずる位置、ｂは普通に感ずる位置、ｃはや
や感ずる位置、ｄは不明か全く感じない位置で、
横軸の陥没部数（×10⁵個／mm²）に対してプロツ
トしている。この図より、陥没部数は約10⁶個／
mm²（＝10個／（100μ×100μ））以上で輝度むらが
生じないことが判明した。つぎに、前記同様のけ
い光ランプを用い陥没部数を約10⁶個／mm²にして、
けい光体の内表面に対する陥没部の総合面積の面
積比に対する光束（％）およびあばた発生度
（％）を検討した。結果は第６図のとおりである。
図でＳは光束曲線、Ｖはあばた曲線である。すな
わち、面積比が１／200〜１／20の範囲において、
あばたが発生せずかつ光束も減退しないで実用可
能であることが判明した。

したがつて、この発明は、陥没部をその数にお
いて10⁶／mm²以上、面積比において１／200〜１／
20と限定することにより、陥没部のない従来のも
のと比較して光束を減退せずかつ輝度むらもなく
しかもあばた現象を発生させないという効果を有
する。

第２の発明は前記第１の発明の陥没部をもちな
がらそのけい光体の塗布量を３mg／cm²以上かつ約
８mg／cm³以下としたものである。前記したように
塗布量を増加すると光束および光束維持率の増加
が期待できるが、同時に陥没部を形成し、陥没部
を前記一定範囲に限定するとあばた現象の発生防
止も期待できる。そこで前記同様のけい光ランプ
を用いけい光体塗布量（mg／cm²）に対するあばた
発生度（％）を検討した。結果は第７図のとおり
である。図でＱ１は陥没部数を約３（個／100μ×
100μ）、面積比１／500以下としたときの比較用
曲線（ほとんど陥没部がないのに相当）、Ｑ２は
陥没部数約10（個／100μ×100μ）、面積比約１／
200としたときの曲線（第１の発明の陥没部の条
件に相当）である。この図より、３mg／cm²以上に
おいて従来のものはあばたが発生するのに対し、
第２の発明では前記一定の陥没部をもつてけい光
体塗布量を３mg／cm²以上とすることにより、あば
た現象を生ずることなく光束および光束維持率を
増加できるという効果がある。一方、けい光体の
塗布量を約８mg／cm²以下としたのは、塗布量が約
８mg／cm²を超えると塗布されたけい光体の膜の剥
離が発生し、また発光束がけい光体自身に吸収さ
れるため光束が低下すると同時にあばた発生度が
約50％程度に多くなるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のラピツドスタート型けい光ラン
プの底面図、第２図はけい光体塗布量に対する光
束および光束維持率の特性図、第３図はけい光体
塗布量に対するあばた発生度の特性図、第４図は
けい光ランプの要部拡大断面図、第５図は陥没部
数に対する輝度むら感の特性図、第６図は陥没部
の面積比に対する光束（％）およびあばた発生度
の特性図、第７図はけい光体塗布量に対するあば
た発生度の特性図である。 １……けい光管、２……けい光体、３……ネサ
膜、４……水銀粒、５……陥没部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ けい光管と、このけい光管の内面の全周に塗
   膜形成されたネサ膜と、このネサ膜の内表面に塗
   布されたけい光体層と、このけい光体層の内表面
   に10⁶個／mm²以上形成されるとともにけい光体層
   の内表面の全面積に対して１／200〜１／20の面
   積比で形成された破壊放電電圧低下用有底陥没部
   とを備えたラピツドスタート型けい光ランプ。 ２ 前記陥没部の深さは前記けい光体層の厚さの
   １／２以上であり、かつ、その表面積は5μ²以上であ
   る特許請求の範囲第１項記載のラピツドスタート
   型けい光ランプ。 ３ けい光管と、このけい光管の内面の全周に塗
   膜形成されたネサ膜と、このネサ膜の内表面に３
   mg／cm²以上かつ約８mg／cm²以下の塗布量で塗布さ
   れたけい光体層と、このけい光体層の内表面に
   10⁶個／mm²以上形成されるとともにけい光体層の
   内表面の全面積に対して１／200〜１／20の面積
   比で形成された破壊放電電圧低下用有底陥没部と
   を備えたラピツドスタート型けい光ランプ。