(57)【要約】【課題】高温雰囲気で点灯されても立消えを起こさない蛍光ランプを提供する【解決手段】この発明に係る蛍光ランプは、両端に一対の熱陰極形の電極を有し、ガラス管内表面に蛍光体が層状に形成され、ガラス管と蛍光体の間に保護膜が形成される蛍光ランプにおいて、  蛍光体及び保護膜に吸蔵された吸蔵分を含めたランプ内残留不純ガスを封入希ガス分圧比で０．５％以下とするとともに、  封入水銀量をＧＨｇ［ｍｇ］、ランプ内容積をＣＬ［ｃｃ］、係数をＡ［ｍｇ／ｃｃ］とするとき、          ＧＨｇ＝Ａ×ＣＬ          Ａ＝０．００３２〜０．１６３［ｍｇ／ｃｃ］の関係を満たすことを特徴とする。【選択図】図３
2010186724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に一対の熱陰極形の電極を有し、ガラス管内表面に蛍光体が層状に形成され、前記ガラス管と前記蛍光体の間に保護膜が形成される蛍光ランプにおいて、
前記蛍光体及び前記保護膜に吸蔵された吸蔵分を含めたランプ内残留不純ガスを封入希ガス分圧比で０．５％以下とするとともに、
封入水銀量をＧＨｇ［ｍｇ］、ランプ内容積をＣＬ［ｃｃ］、係数をＡ［ｍｇ／ｃｃ］とするとき、
ＧＨｇ＝Ａ×ＣＬ
Ａ＝０．００３２〜０．１６３［ｍｇ／ｃｃ］
の関係を満たすことを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
照明器具内で点灯された場合、ランプ管壁の中央部分が２００℃を超える温度で点灯される蛍光ランプであって、
吸蔵分を含めたランプ内残留不純ガスを封入希ガス分圧比で０．５％以下とするとともに、封入水銀量ＧＨｇ［ｍｇ］、ランプ内容積ＣＬ［ｃｃ］、係数をＡ［ｍｇ／ｃｃ］とするとき、
ＧＨｇ＝Ａ×ＣＬ
Ａ＝０．００３２〜０．１６３［ｍｇ／ｃｃ］
の関係を満たすことを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項３】
封入水銀量をＧＨｇ［ｍｇ］、ランプ内容積をＣＬ［ｃｃ］、係数をＡ［ｍｇ／ｃｃ］とするとき、
ＧＨｇ＝Ａ×ＣＬ
Ａ＝０．００３２〜０．０３６［ｍｇ／ｃｃ］
の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
両端に一対の熱陰極形の電極を有し、ガラス管内表面に蛍光体が層状に形成されるとともに、前記ガラス管と前記蛍光体の間に保護膜が形成され、前記ガラス管内に液状水銀を封入する蛍光ランプにおいて、
前記蛍光体及び前記保護膜に吸蔵された吸蔵分を含めたランプ内残留不純ガスを封入希ガス分圧比で０．５％以下とするとともに、
前記液状水銀の封入量を、当該蛍光ランプが通常使用温度範囲では水銀が飽和蒸気圧状態で動作し、前記使用温度範囲よりも高温領域では水銀が不飽和蒸気圧状態の下で動作するような封入量とすることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項５】
前記水銀の不飽和蒸気圧状態におけるランプ電圧が、通常使用温度範囲でのランプ電圧と同等以下であ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】
前記水銀が飽和蒸気圧状態から前記不飽和蒸気圧の状態に転移するランプ周囲環境温度を、口金水平方向の点灯状態において１７０〜２００℃とすることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の蛍光ランプ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の蛍光ランプを、口金上方あるいは口金水平方向で複数点灯したことを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蛍光ランプ及びその蛍光ランプを用いる照明器具に関する。特にランプ収納部分容積の小さい照明器具内で蛍光ランプが点灯された場合でも、蛍光ランプが立消えないようにする技術に関する。以下、蛍光ランプを単にランプと呼ぶ場合もある。また、蛍光ランプの一例として、主にコンパクト形蛍光ランプについて説明を行う。
【背景技術】
【０００２】
通常蛍光ランプは、両端に一対の熱陰極形の電極を有し、ガラス管内表面には蛍光体が層状に形成され、ガラス管と蛍光体層の間には酸化アルミニウム等の保護膜が形成される。
【０００３】
ガラス管内部は、排気工程において全体を加熱しながら内部の真空引を行う。またこの排気工程における排気効率を上げるため、「アルゴンフラッシュ」と称する処理を行う。
【０００４】
この「アルゴンフラッシュ」は、排気工程中にアルゴンガスを蛍光ランプ内に封入し、蛍光体及び保護膜に吸蔵された残留不純ガスを加熱しながらランプ内に放出させ、アルゴンガスで希釈して再度真空引きする手法であり、複数回繰り返す場合もある。
【０００５】
この「アルゴンフラッシュ」により、限られた排気プロセスにおいて効率よく残留不純ガスを減少させ、ガラス管内部の到達真空度上げることができる。
【０００６】
しかし、蛍光ランプは、工業的に生産される製品であるため、完全な真空にすることは困難で、実用上支障が無い範囲で到達真空度（許容残留ガスレベル）を設定している。すなわち、蛍光ランプの製造プロセスは高真空にして生産されることが望ましい一方、そのように生産されたものは非常に高額となるため、実使用上不具合の発生しないレベルの真空度で生産されている。
【０００７】
蛍光ランプのガラス管内放電空間に多くの不純ガスが存在すると放電を維持するためのランプ電圧（放電維持電圧）が上昇し、点灯回路から供給される電圧よりも放電維持電圧が高くなると、ランプは放電できなくなり消灯する。この現象を「立消え」と呼ぶ。
【０００８】
残留不純ガスがランプ電圧を上昇させることは公知である。例えば、立消え現象を応用して、蛍光ランプ寿命末期に発光管の一部に「内部に不純ガスを封入したガラスからなる細管を具備」して、放電を停止させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、その他にもこの不純ガスが悪影響を及ぼす現象について記載しているものがある（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
また、蛍光ランプは通常照明器具内の温度上昇を想定して設計されている。従って蛍光ランプや照明器具の設計において、ランプ周囲温度が高くなっても不具合を発生させないように設計されている。
【００１１】
通常蛍光ランプの想定周囲温度として、０℃から６０℃までが記載されている（例えば、非特許文献１参照）。
【００１２】
非特許文献１の図２・２１に図示されているように、常温（２５℃）以上の温度において、周囲温度が上昇すると蛍光ランプのランプ電圧は低下するというのが通常の蛍光ランプ設計者の常識であった。
【００１３】
発明者らは照明器具の小形化を模索し、小形のコンパクト形蛍光ランプと小形の照明器具の組合せを検討してきた。そこでランプの温度上昇と、照明器具内温度上昇によりランプの立消え現象が発生した。原因は過去の公知技術より残留不純ガスと思われ、製造プロセスにおいて真空度を改善した。しかしこのレベルは公知のものよりはるかに高いものであった。しかし残留不純ガス濃度を極めて低くしても立消えの課題は解消しなかった。
【００１４】
更に詳細を調査したところ、不純ガスを除去してもランプが高温となるとランプ電圧が上昇して立消えを起こしていることが判明した。その原因は上記非特許文献１には記載されていないより高温の領域（６０℃を超える）では、水銀蒸気圧が上昇し、それに伴いランプ電圧も急激に上昇する領域があることを見出した。従って、単純に不純ガスを除去しただけでは立消えの現象を改善できない事実に突き当たった。
【００１５】
このような現象は、照明器具の小形化、ダウンライト（天井に埋め込んだ小型の照明、小さな光源で直接下方を照らし、補助照明としても使われる）内の多灯点灯化、或は照明器具設置環境の変化によって、今後もランプ温度が上昇する利用環境が増加すると予測されることより、大きな課題になる可能性があると思われた。ここには照明器具が施工時天井裏の断熱材で覆われてしまったり、下面を何らかの部材で遮蔽された様な器具内温度が想定以上に上昇する異常な器具使用法が含まれる。
【００１６】
これらの現象は従来の主力であった直管蛍光ランプでは起こりにくい。直管蛍光ランプは、管壁負荷が低くランプ温度が上がりにくいうえ、照明器具内に熱がこもりにくい照明器具形状が原因していた。
【００１７】
今後増加が予測されるＦＨＴと呼ばれる管壁負荷が大きく、過去の歴史から３Ｕ形状の片口金蛍光ランプは、２４Ｗ、３２Ｗ、４２Ｗに続き５７Ｗといった消費電力の大きなものが商品化されてきた製品群がある。
【００１８】
一つの照明器具内に３灯もしくは４灯のランプが同時に点灯され、ダウンライトで利用されるため、反射板内に熱がこもりやすく、施工時に断熱材で照明器具自体が覆われるケースもあり、ますます蛍光ランプの環境温度が高くなることが予想された。ＦＨＴの多灯用ダウンライト器具の例として、ＦＨＴ４２ランプを同一反射板に４灯同時に点灯させるものがある。
【００１９】
発明者らは、不純ガスを除去し高温域動作でも十分不純ガスによるランプ電圧上昇を抑制できる範囲である不純ガス量でコンパクト形蛍光ランプを数多く試作し、かつ水銀蒸気圧上昇に伴うランプ電圧上昇を抑制する手段を検討した。
【００２０】
その結果、水銀蒸気を不飽和領域で点灯させる、不飽和水銀蒸気放電を利用することを思いついた。
【００２１】
不飽和水銀蒸気放電を利用することは、過去に提案されている。通常蛍光ランプは、非特許文献１に記載された通り、周囲温度によって水銀の飽和蒸気圧が変化し水銀蒸発量が変化するため放電特性が変化し、明るさも変わってしまうという課題がある。そこで、明るさが周囲温度によって変化しない蛍光ランプを得るという目的のために提案された手法である。
【００２２】
具体的には、ファクシミリの読み取り光源など、部屋の温度が暑かったり或るいは寒かったりすると、それによって蛍光ランプの明るさが変化してしまい、読取り用のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）受光量が変化してしまうという課題を解決するためになされたもので、ランプに封入する水銀量を、室温下限以下で管内水銀が不飽和となるように設定することが提案されていた（例えば、特許文献３参照）。
【００２３】
これにより通常使用温度範囲では、蛍光ランプの管内水銀は不飽和となり、全ての水銀は気体となっているため、それ以上の水銀蒸気圧変化がないため、蛍光ランプの温度特性は一定となる。従って通常使用される温度領域ではランプ特性が変化しないという利点がある。また封入水銀量も少ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開２００８−１８１７８０号公報
【特許文献２】特開平７−２７２６３１号公報
【特許文献３】特表２００６−５０１６１９号公報
【非特許文献】
【００２５】
【非特許文献１】照明ハンドブック（平成１５年  第２版  １１５頁  図２・２１）［社団法人  照明学会編集  オーム社発行］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
すなわち、上記特許文献３記載の低圧水銀蒸気放電ランプは、封入水銀量を少なくし、水銀が通常動作温度範囲全域にわたって不飽和となるものである。しかしこのように作られた蛍光ランプは水銀蒸気圧が極めて低いため、残念ながら蛍光ランプとしての発光効率も極めて低いという側面があった。
【００２７】
発明者らはこれを応用し、照明用として通常の効率を維持し、かつ高温となった際も立消えを起こさないランプを得られないかと考えた。
【００２８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、高温雰囲気で点灯されても立消えを起こさない蛍光ランプを提供することを目的とする。
【００２９】
すなわち、通常の蛍光ランプ使用温度範囲では飽和水銀蒸気放電を利用し、かつ高温領域では不必要にランプ電圧が暴走するがごとくに上昇しないように、不飽和水銀蒸気放電になるようにあらかじめ封入水銀量を規定しておくものである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
この発明に係る蛍光ランプは、両端に一対の熱陰極形の電極を有し、ガラス管内表面に蛍光体が層状に形成され、前記ガラス管と前記蛍光体の間に保護膜が形成される蛍光ランプにおいて、
前記蛍光体及び前記保護膜に吸蔵された吸蔵分を含めたランプ内残留不純ガスを封入希ガス分圧比で０．５％以下とするとともに、
封入水銀量をＧＨｇ［ｍｇ］、ランプ内容積をＣＬ［ｃｃ］、係数をＡ［ｍｇ／ｃｃ］とするとき、
ＧＨｇ＝Ａ×ＣＬ
Ａ＝０．００３２〜０．１６３［ｍｇ／ｃｃ］
の関係を満たすことを特徴とする。
【００３１】
この発明に係る蛍光ランプは、照明器具内で点灯された場合、ランプ管壁の中央部分が２００℃を超える温度で点灯される蛍光ランプであって、
吸蔵分を含めたランプ内残留不純ガスを封入希ガス分圧比で０．５％以下とするとともに、封入水銀量ＧＨｇ［ｍｇ］、ランプ内容積ＣＬ［ｃｃ］、係数をＡ［ｍｇ／ｃｃ］とするとき、
ＧＨｇ＝Ａ×ＣＬ
Ａ＝０．００３２〜０．１６３［ｍｇ／ｃｃ］
の関係を満たすことを特徴とする。
【００３２】
この発明に係る蛍光ランプは、封入水銀量をＧＨｇ［ｍｇ］、ランプ内容積をＣＬ［ｃｃ］、係数をＡ［ｍｇ／ｃｃ］とするとき、
ＧＨｇ＝Ａ×ＣＬ
Ａ＝０．００３２〜０．０３６［ｍｇ／ｃｃ］
の関係を満たすことを特徴とする。
【００３３】
この発明に係る蛍光ランプは、両端に一対の熱陰極形の電極を有し、ガラス管内表面に蛍光体が層状に形成されるとともに、前記ガラス管と前記蛍光体の間に保護膜が形成され、前記ガラス管内に液状水銀を封入する蛍光ランプにおいて、
前記蛍光体及び前記保護膜に吸蔵された吸蔵分を含めたランプ内残留不純ガスを封入希ガス分圧比で０．５％以下とするとともに、
前記液状水銀の封入量を、当該蛍光ランプが通常使用温度範囲では水銀が飽和蒸気圧状態で動作し、前記使用温度範囲よりも高温領域では水銀が不飽和蒸気圧状態の下で動作するような封入量とすることを特徴とする。
【００３４】
この発明に係る蛍光ランプは、前記水銀の不飽和蒸気圧状態におけるランプ電圧が、通常使用温度範囲でのランプ電圧と同等以下であることを特徴とする。
【００３５】
この発明に係る蛍光ランプは、前記水銀が飽和蒸気圧状態から前記不飽和蒸気圧の状態に転移するランプ周囲環境温度を、口金水平方向の点灯状態において１７０〜２００℃とすることを特徴とする。
【００３６】
この発明に係る照明器具は、上記蛍光ランプを、口金上方あるいは口金水平方向で複数点灯したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
この発明に係る蛍光ランプは、蛍光体及び保護膜に吸蔵された吸蔵分を含めたランプ内残留不純ガスを封入希ガス分圧比で０．５％以下とするとともに、封入水銀量をＧＨｇ［ｍｇ］、ランプ内容積をＣＬ［ｃｃ］、係数をＡ［ｍｇ／ｃｃ］とするとき、
ＧＨｇ＝Ａ×ＣＬ
Ａ＝０．００３２〜０．１６３［ｍｇ／ｃｃ］
の関係を満たすことにより、高温雰囲気で点灯されても立消えを起こさない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施の形態１を示す図で、封入水銀量をパラメータとしたときのＦＨＴ４２のランプ周囲温度変化に対するランプ電圧変化を示す図。
【図２】実施の形態１を示す図で、封入水銀量をパラメータとしたときのＦＨＴ４２のランプ周囲温度変化に対するランプ電圧変化を示す図。
【図３】実施の形態１を示す図で、市販されている各種ランプのランプ周囲温度変化に対するランプ電圧変化を示す図。
【図４】実施の形態１を示す図で、ランプ内残留不純ガスをパラメータとしたときのＦＨＴ４２のランプ周囲温度変化に対するランプ電圧変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
実施の形態１．
図１乃至図４は実施の形態１を示す図で、図１、図２は封入水銀量をパラメータとしたときのＦＨＴ４２のランプ周囲温度変化に対するランプ電圧変化を示す図、図３は市販されている各種ランプのランプ周囲温度変化に対するランプ電圧変化を示す図、図４はランプ内残留不純ガスをパラメータとしたときのＦＨＴ４２のランプ周囲温度変化に対するランプ電圧変化を示す図である。
【００４０】
ＦＨＴ４２は、ＪＩＳ  Ｃ７６０１に規定されたとおりのものである。測定もＪＩＳ  Ｃ７６０１に則って行った。試作は量産設備ではなく、専用試作設備を利用し、残留ガス量を排気温度、時間等を変化させる事により調整できるもので行った。
【００４１】
試作は、排気工程で放電を囲繞するガラス管のうち一番温度の低い部分を、２４０℃以上にすることとした。この温度を２４０℃以下にすると、ランプ完成後の実用状態において、温度が排気時の温度以上になると蛍光体層、保護膜物質及びガラス管に吸蔵されていた不純ガスが熱により解離して放電空間に放出され、これが放電空間中の不純ガスとなって悪影響を及ぼすこととなる。
【００４２】
更に実際の量産機においては、工業的なスピードで生産するためにより高いガラス管温度で排気することが望ましい。また、重要なことは放電空間を囲繞する表面全体にわたり温度が高く保たれることで、全体が高温であっても、一部分が低いと、そこに不純ガスが吸着され、ランプ完成時管内に残留することになってしまう。
【００４３】
周囲温度とランプ電圧の関係を測定する際、ランプは無風の恒温槽にて口金水平方向の姿勢で点灯される。測定方法は、まず設定された温度にランプ周囲温度を設定し、温度上昇が完了した後少なくとも１時間以上ランプを点灯し続け、ランプ特性が安定したところのランプ電圧等を測定値とした。
【００４４】
周囲温度は、低い常温から測定していった。温度を徐々に上げていく際、不純ガスがランプ内に放出されると、ランプ電圧が上昇し、ランプ特性は安定することなく時間を追う毎に急激に上昇し、点灯回路からの供給可能電圧より高くなり、放電が維持できずランプは立消えする現象が現れる。我々はこの立消えが発生する周囲温度が高いものが良好と判断し、より高いものを求めた。
【００４５】
現在、ＪＩＳに定められたＦＨＴ４２のランプ周囲温度変化に対するランプ電圧変化を図１に示す。このランプ（ＦＨＴ４２）は、以下に示す構成のものである。
（１）不純ガスは排気条件により理想的に極力除去したランプ；
（２）液状水銀の封入量は、３．５ｍｇ、２０ｍｇの二種類；
（３）ランプの点灯に、汎用高周波電源を用いる（使用電源：蛍光ランプ点灯試験装置ＣＮＦ−３５３９９（株式会社エヌエフ回路設計ブロック製）；
（４）ランプ電流制御用にＪＩＳで定められた４２０Ωの抵抗をランプと直列に設置して、ランプ電流を３２０ｍＡ一定とする。
上記構成のランプ（ＦＨＴ４２）のみをオーブン内に置き、ランプ周囲温度を変化させてランプ電圧を測定したものである。
【００４６】
図１において、封入水銀量が２０ｍｇのものは、１７０℃以上でランプ電圧が急激に上昇して、高周波電源からの供給可能電圧以上になったため、放電維持できずに立消えが発生し、それ以降の測定ができなかった。
【００４７】
封入水銀量が３．５ｍｇのものは、周囲温度が上昇してもランプ電圧の急激な上昇は認められず、ランプ電圧は２００Ｖ以下であった。
【００４８】
尚、参考までに、図２に液状水銀の封入量が、１．３ｍｇ、１．７ｍｇ、２．５ｍｇ、４．５ｍｇ、１１．５ｍｇの場合のデータを示す。
【００４９】
この立消えは、通常の照明器具でも発生する。つまり点灯回路の出力電圧が決まっているため、それ以上の電圧が供給できずランプは立消える。点灯回路の出力電圧は通常ＦＨＴ４２の場合凡そ３５０Ｖから４００Ｖ程度である。これが高くなれば立消えを起こしづらくなるが、図１の１７０℃付近での急激なランプ電圧上昇を見ればその効果はきわめて薄い。
【００５０】
また、通常点灯回路には蛍光ランプの寿命末期の電圧上昇で点灯回路の発振を停止する目的で、ランプ電圧上昇保護回路が設けられている。
【００５１】
ＦＨＴ４２の場合、ランプ電圧上昇保護回路は約３００Ｖ程度に設定されており、これが働いてランプが消灯する場合も有る。従ってＦＨＴ４２を例にとると、ランプ電圧を３００Ｖ以下に保てれば消灯は発生しない。
【００５２】
ＦＨＴ４２の場合、ランプ管内容積が約７０．５ｃｃである。周囲温度１７０℃において、点灯中この容積内に飽和水銀蒸気圧となる水銀量を計算すると約３．５ｍｇとなる。
【００５３】
これを一般化すると、封入水銀量をＧＨｇ［ｍｇ］、ランプ内容積をＣＬ［ｃｃ］、係数をＡ［ｍｇ／ｃｃ］とするとき、
ＧＨｇ＝Ａ×ＣＬ
Ａ＝０．１６３［ｍｇ／ｃｃ］
の関係を満たすことが必要となる。
【００５４】
但し、封入水銀量が余りにも少ないと、通常蛍光ランプの想定周囲温度である０℃〜６０℃においても、水銀が不飽和蒸気圧状態の下で動作するようになり、特許文献３のように水銀蒸気圧が極めて低いため、蛍光ランプとしての発光効率も極めて低いものとなる。
【００５５】
そこで、通常蛍光ランプの想定周囲温度である０℃〜６０℃において水銀が不飽和蒸気圧状態の下で動作することがないように、封入水銀量ＧＨｇの下限を定める必要がある。
【００５６】
ＦＨＴ４２の場合、封入水銀量ＧＨｇが０．１４ｍｇでも０℃〜６０℃の常識的な通常使用温度においては、水銀が飽和蒸気圧状態の下で動作することを確認できた。
【００５７】
ＦＨＴ４２で、封入水銀量ＧＨｇが０．１４ｍｇの場合、水銀が飽和蒸気圧状態から不飽和蒸気圧の状態に転移するランプ周囲環境温度は、口金水平方向の点灯状態において通常使用温度の上限の６０℃より高い温度になる。
【００５８】
封入水銀量ＧＨｇの下限を考慮すると、封入水銀量をＧＨｇ［ｍｇ］、ランプ内容積をＣＬ［ｃｃ］、係数をＡ［ｍｇ／ｃｃ］とするとき、
ＧＨｇ＝Ａ×ＣＬ
Ａ＝０．００３２〜０．１６３［ｍｇ／ｃｃ］
の関係式となる。
【００５９】
つまりＦＨＴ４２ランプに３．５ｍｇの水銀を封入すると、周囲温度が１７０℃以上になっても、液状水銀がガラス管内に存在せず、封入水銀は全て気化しているためランプ特性の変化は無く、従ってランプ電圧上昇もせず立消えは発生しない。
【００６０】
また、０℃〜６０℃の常識的な通常使用温度範囲において、水銀が不飽和蒸気圧状態の下で動作することはない。
【００６１】
別の言い方をすると、液状水銀の封入量を、蛍光ランプが通常使用温度範囲では水銀が飽和蒸気圧状態で動作し、通常使用温度範囲よりも高温領域では水銀が不飽和蒸気圧状態の下で動作するような封入量とするものである。
【００６２】
水銀の不飽和蒸気圧状態におけるランプ電圧が、通常使用温度範囲でのランプ電圧と同等以下であることが望ましい。
【００６３】
この場合、水銀が飽和蒸気圧状態から不飽和蒸気圧の状態に転移するランプ周囲環境温度を、口金水平方向の状態において１７０〜２００℃とする。
【００６４】
理想的に不純ガスの無い状態で、ランプが立消えしない水銀量は上記の関係を満たす場合であるが、図２を見ても判るとおり水銀量が多くなるとランプ電圧が高い状態で安定している。この状態は点灯回路に負担がかかるため好ましい状態ではない。従って、周囲温度が高くなり、水銀が不飽和になったときのランプは電圧は周囲温度が低いときの電圧のレベル、あるいはそれ以下であることが望ましい。
【００６５】
これを一般化すると、封入水銀量をＧＨｇ［ｍｇ］、ランプ内容積をＣＬ［ｃｃ］、係数をＡ［ｍｇ／ｃｃ］とするとき、
ＧＨｇ＝Ａ×ＣＬ
Ａ＝０．００３２〜０．０３６［ｍｇ／ｃｃ］
の関係を満たすことが必要となる。
【００６６】
図３は、現在これと同等な構成のランプが市場に存在するかを調べた結果である。本測定においてはランプの点灯を通常の照明器具に使われる点灯回路を用いている。このため図３に示すように、国内で市販されているランプ１〜ランプ６は、周囲温度が１７０〜２２５℃付近で急激にランプ電圧が上昇するため、ランプ電圧上昇保護回路が動作してランプは消灯する。
【００６７】
ランプ３、ランプ４は、残留不純ガスが多く、高温域では直ちにランプ電圧の暴走が観察された。
【００６８】
また、ランプ１〜ランプ６の中のランプ３、ランプ４以外のものも、周囲温度を上げると水銀蒸気圧が不飽和となる前に不純ガスによるランプ電圧上昇によって、ランプ電圧上昇保護回路が動作してランプは消灯した。
【００６９】
また、ランプ７は、残留不純ガスが略０．５％、封入水銀量が３．５〜４．５ｍｇのもので、ランプ１〜ランプ６に比べてランプ電圧が上昇する周囲温度が高い。
【００７０】
図３の中で、ランプ８が発明者らの発明に基づく試作品である。これは残留不純ガスを０．５％以下にし、かつ封入水銀量を１．５ｍｇとしたものである。
【００７１】
残留不純ガスを０．５％以下にし、かつ封入水銀量を１．５ｍｇとすることにより、ランプ８は、周囲温度が約１７０℃で封入した水銀が全て気化し、それ以上の周囲温度では特性が変化せず、従ってランプ電圧も一定となり立消えを起こさないことが確認できた。
【００７２】
次に、図４にランプ内残留不純ガスをパラメータとしたときのＦＨＴ４２のランプ周囲温度変化に対するランプ電圧変化を示す。ランプ内残留不純ガスが０．５％以下の場合は、ランプ周囲温度が２５０℃を超えないとランプ電圧の急激な上昇は認められない。従って、蛍光体及び保護膜に吸蔵された吸蔵分を含めたランプ内残留不純ガスを、封入希ガス分圧比で０．５％以下にすることが必要となることがわかる。
【００７３】
以上説明したとおり、ランプ電圧の急激な上昇には二種類が存在した。一つは、上述したとおり不純ガスがランプ内に放出されたことによるものである。
【００７４】
他の一つは、周囲温度が上昇することに伴いランプ自体の温度が上昇し、ランプ最冷点温度も上昇することによって水銀蒸気圧が上昇するため、通常蛍光ランプの設計者には知られていないが、これによってランプ電圧が上昇する現象である。
【００７５】
この二つの点について、発明者らの製品を含み各メーカーのランプを測定したが、通常は不純ガス放出による立消えがより低い周囲温度で発生していた。従って封入水銀量を低下させても立消えは回避できない状態であることを確認した。
【００７６】
不純ガス量を少なくし（０．５％以下）、かつ封入水銀量を少なくすれば（１．５ｍｇ）、それらを両立することで高温雰囲気で点灯されても立消えを起こさない蛍光ランプを実現できる。
【００７７】
尚、主にＦＨＴ４２で説明を行ったがその他の蛍光ランプにも適用できることは、以上説明した原理上理解されよう。ただし一般的にコンパクト形でない蛍光ランプにおいては、器具内容積の大きさと器具内温度の放熱があり、事実上高温域における立消えの不具合が発生しない。
【００７８】
外管グローブを被せて高温となる発光管を持つ電球形蛍光ランプにも当然適用できる。
【００７９】
このようにして設計された蛍光ランプを用いることで、照明器具が予期せぬ環境に設置された場合でも蛍光ランプが立消えを起こさなくてすみ、かつ小形化することに役立てることが可能となる。
【００８０】
本発明では残留不純ガス量を０．５％以下としたが、このほとんどは蛍光体層や保護膜材料に吸蔵されており、測定が困難である。我々はガラス管ごと高温加熱して不純ガスの量を測定してこの値を算出したが、通常周囲温度とランプ電圧の相関を測定し、グラフ化した際（図４）、おおむね２２０℃以下でランプ電圧が変曲点を持って急激上昇する場合がこの値に相当する。
【００８１】
従って不純ガス量を測定して不純ガス量が０．５％以上であることを確認することと、口金水平方向の点灯状態において周囲温度によるランプ電圧上昇が２２０℃以下で発生することは同意であるといえる。従って２２０℃以下でランプ電圧暴走するランプは残留不純ガス量が０．５％以下と思われる。これは、残留不純ガス量の測定は測定装置や手法により大きく変わる為、本発明の趣旨としては２２０℃以下で電圧上昇することが不純ガス量の規定としてふさわしい。
【００８２】
尚、近年環境負荷低減を目的としてＲｏＨＳ等で蛍光ランプの封入水銀量を減らす活動がなされている。
【００８３】
ＲｏＨＳは、電子・電気機器における特定有害物質の使用制限についての欧州連合（ＥＵ）による指令である。２００３年２月にＷＥＥＥ指令と共に公布、２００６年７月に施行された。
【００８４】
ＲｏＨＳの現在の規定では、コンパクト形の場合封入水銀量は５ｍｇ以下とされている。しかし以上説明してきた通り、本発明の趣旨は高温域における水銀蒸気圧上昇、および不純ガス放出によるランプ電圧の急激上昇によるランプ立消えの抑制を目的にしたものであり、目的が異なることは言うまでも無い。また、不純ガスについての規定は併設されていない
【００８５】
管壁温度が２００℃を超えない場合、或はランプ電力が２４Ｗを超えない場合、通常の生産において残留する程度の不純ガスでは蛍光体層に吸蔵されており、放電空間に放出されないため立消えは発生しなかった。また照明器具内に多灯点灯される器具が少なく従って従来使用のランプでも問題は発生していない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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