(57)【要約】  【課題】蛍光ランプの初回点灯開始時に必要な水銀放出量を確保することができ、かつアマルガムによる蛍光体膜の剥がれが発生しにくい蛍光ランプを提供する。  【解決手段】ガラスバルブの内面に蛍光体膜が形成され、内部に希ガスとアマルガム粒が封入された蛍光ランプであって、前記アマルガム粒は、亜鉛、錫及び水銀を主成分とし、前記ガラスバルブ内に１個封入され、１個当たりの重さが２０ｍｇ以下であるとともに、前記アマルガム粒の亜鉛の含有率をｘｗｔ％、錫の含有率をｙｗｔ％、水銀の含有率をｚｗｔ％としたとき、４５×（１−Ａ）≦ｘ≦５５×（１−Ａ）、７５Ａ≦ｙ≦８５Ａ、４５−３０Ａ≦ｚ≦５５−３０Ａ、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１００、の関係を満たす蛍光ランプとする。【選択図】図１２
2006066369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスバルブの内面に蛍光体膜が形成され、内部に希ガスとアマルガム粒が封入された蛍光ランプであって、
前記アマルガム粒は、亜鉛、錫及び水銀を含み、前記ガラスバルブ内に１個又は複数個封入され、１個当たりの重さが２０ｍｇ以下であり、
前記ガラスバルブの内径をＤ ｍｍ、放電路長をＬ ｍｍとし、前記アマルガム粒の表面積をＳ ｍｍ2、亜鉛の含有率をｘ ｗｔ％、錫の含有率をｙ ｗｔ％、水銀の含有率をｚ ｗｔ％としたとき、
０＜Ｌ2／Ｄ≦１．５×１０4の場合、Ａ≧０．３−（Ｓ／２５）、かつＡ≧０．１
１．５×１０4＜Ｌ2／Ｄ≦５×１０4の場合、Ａ≧０．４−（Ｓ／２５）、かつＡ≧０．２
５×１０4＜Ｌ2／Ｄ≦８．５×１０4の場合、Ａ≧０．５−（Ｓ／２５）、かつＡ≧０．３
と下限値が定められるＡの値を用いて、
４５×（１−Ａ）≦ｘ≦５５×（１−Ａ）、
７５Ａ≦ｙ≦８５Ａ、
４５−３０Ａ≦ｚ≦５５−３０Ａ、
ｘ＋ｙ＋ｚ≦１００、
の関係を満たすことを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記アマルガム粒は、前記ガラスバルブ内に複数個封入され、１個当たりの重さが１５ｍｇ以下である請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
前記Ａ値は、Ａ＜０．９である請求項１又は２記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
前記アマルガム粒は、略球形であって、平均球径が０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ未満である請求項１又は２記載の蛍光ランプ。
【請求項５】
前記アマルガム粒は、ＺｎaＳｎbＨｇc（但し、１０≦ａ≦３０、３０≦ｂ≦６５、２５≦ｃ≦４５、ａ，ｂ，ｃの単位はｗｔ％）である請求項１〜４のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【請求項６】
前記アマルガム粒は、少なくとも２６０℃で水銀を放出する請求項１〜５のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【請求項７】
前記アマルガム粒は、さらにビスマス、鉛、インジウム、カドミウム、ストロンチウム、カルシウム及びバリウムから選ばれる少なくとも一つの元素を１０ｗｔ％未満含んでいても良い請求項１〜６のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【請求項８】
前記アマルガム粒は、ＺｎＨｇとＳｎＨｇの混合物である請求項１〜７のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の蛍光ランプを備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の蛍光ランプの製造方法であって、ガラスバルブの内面に蛍光体膜を形成する蛍光体膜形成工程と、前記ガラスバルブの内部に前記アマルガム粒を封入するアマルガム封入工程とを含み、
前記アマルガム封入工程において、前記ガラス管の温度を２６０℃以上に保つことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アマルガム封入型の蛍光ランプ、前記蛍光ランプを備えた照明装置及び前記蛍光ランプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプにとって不可欠な水銀は、環境保護の観点から、封入量が少ないことが望ましい。そのため、最低必要量の水銀を精度良くガラスバルブ内に封入することが求められる。
【０００３】
ところが、水銀は、表面張力が大きいため、少量を正確に計り取ることは困難である。その上、排気細管の壁面等に付着し易いため、封入時のロスが大きい。そこで、従来から、水銀に換えて粒状のアマルガムを封入することが行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、水銀及び亜鉛を主成分とするアマルガム（以下、ＺｎＨｇ）が封入された蛍光ランプが開示されている。また、特許文献２には、水銀及び錫を主成分とするアマルガム（以下、ＳｎＨｇ）が封入された蛍光ランプが開示されている。
【特許文献１】特許第３０２７００６号公報
【特許文献２】特開２０００−２５１８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記ＺｎＨｇ及びＳｎＨｇは、それぞれ問題を有している。まずＺｎＨｇの問題は、製造プロセスにおいて、加熱されたガラスバルブ内にアマルガム粒を投入した際に、前記アマルガム粒から放出される水銀蒸気の量が少ないことである。一般に、蛍光ランプの初回点灯開始時は、ガラスバルブ内壁への物理吸着や、蛍光体膜形成物質又は不純ガスとの化学反応によって、急速に水銀蒸気が消費されるため、水銀蒸気が不足し易いことが知られている。さらに、近年、ランプ効率向上の観点から、ガラスバルブの内径はより細く放電路長はより長くなる傾向にあり、ガラスバルブ内全体に水銀蒸気がより行き渡り難くなっているため、水銀蒸気はより不足し易くなっている。このような水銀蒸気が不足した状態で蛍光ランプを長く点灯させると、不点灯やちらつき等の点灯不良が発生したり、点灯回路に負担がかかったりする。したがって、ＺｎＨｇを用いた蛍光ランプでは、点灯不良等の問題が発生し易い。
【０００６】
一方、ＳｎＨｇの問題は、アマルガム粒が重くなってしまうことである。ＳｎＨｇはＺｎＨｇよりも水銀の含有率が低いため、ＳｎＨｇを用いてＺｎＨｇと同じ量の水銀を封入しようとすると、アマルガム粒をより重くしなければならない。そして、アマルガム粒が重くなると、輸送中の振動等によりアマルガム粒が蛍光体膜に衝突して蛍光体膜が剥離したり、蛍光ランプの外観が低下したりする。
【０００７】
なお、ＳｎＨｇのアマルガム粒は、水銀の含有率が１５．８〜２９．７ｗｔ％の範囲である場合に安定であり、水銀の含有率をこれ以上にするとアマルガム粒から水銀が滲み出たりする。したがって、水銀の含有率を上げて水銀の封入量を増やすことは困難である。
【０００８】
本発明は、上記した課題に鑑み、蛍光ランプの初回点灯開始時に必要な水銀放出量を確保することができ、かつ、アマルガムによる蛍光体膜の剥がれが発生しにくい蛍光ランプと、そのような蛍光ランプを備えた照明装置及びそのような蛍光ランプの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の蛍光ランプは、ガラスバルブの内面に蛍光体膜が形成され、内部に希ガスとアマルガム粒が封入された蛍光ランプであって、
前記アマルガム粒は、亜鉛、錫及び水銀を含み、前記ガラスバルブ内に１個又は複数個封入され、１個当たりの重さが２０ｍｇ以下であり、
前記ガラスバルブの内径をＤ ｍｍ、放電路長をＬ ｍｍとし、前記アマルガム粒の表面積をＳ ｍｍ2、亜鉛の含有率をｘ ｗｔ％、錫の含有率をｙ ｗｔ％、水銀の含有率をｚ ｗｔ％としたとき、
０＜Ｌ2／Ｄ≦１．５×１０4の場合、Ａ≧０．３−（Ｓ／２５）、かつＡ≧０．１
１．５×１０4＜Ｌ2／Ｄ≦５×１０4の場合、Ａ≧０．４−（Ｓ／２５）、かつＡ≧０．２
５×１０4＜Ｌ2／Ｄ≦８．５×１０4の場合、Ａ≧０．５−（Ｓ／２５）、かつＡ≧０．３
と下限値が定められるＡの値を用いて、
４５×（１−Ａ）≦ｘ≦５５×（１−Ａ）、
７５Ａ≦ｙ≦８５Ａ、
４５−３０Ａ≦ｚ≦５５−３０Ａ、
ｘ＋ｙ＋ｚ≦１００、
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１０】
本発明の照明装置は、前記の蛍光ランプを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の蛍光ランプの製造方法は、前記の蛍光ランプの製造方法であって、ガラスバルブの内面に蛍光体膜を形成する蛍光体膜形成工程と、前記ガラスバルブの内部に前記アマルガム粒を封入するアマルガム封入工程とを含み、前記アマルガム封入工程において、前記ガラス管の温度を２６０℃以上に保つことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、加熱されたガラスバルブ内にアマルガム粒を投入した際に、前記アマルガム粒から放出される水銀蒸気の量が、ＺｎＨｇからなるアマルガム粒から放出される水銀蒸気の量よりも多いため、蛍光ランプの初回点灯開始時に水銀蒸気が不足しにくく、前記蛍光ランプに点灯不良が発生しにくい。すなわち、ちらつきの発生を防止できる。また、ＳｎＨｇを用いる場合よりもアマルガム粒を軽くすることができ、アマルガム粒が移動することによる蛍光体膜の傷発生や剥がれの発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
蛍光ランプの点灯不良は、ガラスバルブ内全体へ水銀蒸気が行き渡りにくいほど発生し易い。そして、前記水銀蒸気の行き渡りにくさは、ガラスバルブの内径Ｄ及び放電路長Ｌの影響を受ける。すなわち、水銀蒸気の行き渡りにくさは、ガラスバルブの容積Ｖに比例し、前記ガラスバルブのコンダクタンスＣ（Ｃ＝Ｄ3／Ｌ）に反比例する。そこで、下記の式に基づいて、Ｌ2／Ｄを水銀蒸気の行き渡りにくさを表す指標として用いることにした。なお、ガラスバルブ内は分子流領域とみなした。Ｖ／Ｃ＝π×（Ｄ／２）2×Ｌ／（Ｄ3／Ｌ）＝（π／４）×（Ｌ2／Ｄ）
そして、０＜Ｌ2／Ｄ≦１．５×１０4の場合、Ａ≧０．３−（Ｓ／２５）、かつＡ≧０．１
１．５×１０4＜Ｌ2／Ｄ≦５×１０4の場合、Ａ≧０．４−（Ｓ／２５）、かつＡ≧０．２
５×１０4＜Ｌ2／Ｄ≦８．５×１０4の場合、Ａ≧０．５−（Ｓ／２５）、かつＡ≧０．３
と下限値が定められるＡの値を用いて、
４５×（１−Ａ）≦ｘ≦５５×（１−Ａ）、
７５Ａ≦ｙ≦８５Ａ、
４５−３０Ａ≦ｚ≦５５−３０Ａ、
ｘ＋ｙ＋ｚ≦１００、
の関係を満たす。
【００１４】
前記アマルガム粒は、ＺｎＨｇとＳｎＨｇの混合物を用いる。
【００１５】
ここで前記Ａ値は、ＺｎＨｇとＳｎＨｇとを混合した場合のＳｎＨｇの混合比を示す。
【００１６】
また、前記（Ｌ2／Ｄ）は、ガラスバルブの細長さを示す。細長いと水銀蒸気は行き渡りにくくなる。この場合は、Ａの値を大きくして水銀蒸気を発生しやすくする。
【００１７】
前記アマルガム粒は、前記ガラスバルブ内に複数個封入され、１個当たりの重さが１５ｍｇ以下であってもよい。
【００１８】
また、前記Ａ値は、Ａ＜０．９であることが好ましい。これにより、Ｈｇの過度の染みだしを抑制する効果があり、ランプへペレットを投入する際のペレットの細管付着を防止することができる。
【００１９】
前記アマルガム粒は、略球形であって、平均球径が０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ未満であることが好ましい。これにより、封入の際にアマルガムが排気細管の壁面に静電気力等によって付着しにくく、一般的に内径が３．０ｍｍ程度である排気細管内にアマルガム粒が詰まりにくい。したがって、アマルガム粒の封入作業を安定して行える。前記において球形は、Ｓ＝４π（（ｒmax＋ｒmin）／２）2  但し、ｒmaxはランプに投入する前の未使用状態のペレットにおける最大径であり、ｒminは同最小径である。
【００２０】
前記アマルガム粒は、ＺｎaＳｎbＨｇc（但し、１０≦ａ≦３０、３０≦ｂ≦６５、２５≦ｃ≦６０、ａ，ｂ，ｃの単位はｗｔ％）であることが好ましい。この範囲であると、さらに点灯時のちらつきを防止でき、蛍光体膜の傷発生や剥がれの発生を防止できる。
【００２１】
前記アマルガム粒は、少なくとも２６０℃で水銀を放出することが好ましい。この範囲であると、さらに点灯時のちらつきを防止できる。
【００２２】
前記アマルガム粒は、さらにビスマス、鉛、インジウム、カドミウム、ストロンチウム、カルシウム及びバリウムから選ばれる少なくとも一つの元素を１０ｗｔ％未満含んでいても良い。前記成分は、不可避的不純物であっても良いし、積極的に加えても良い。本発明の作用効果を維持できるからである。
【００２３】
本発明の蛍光ランプを備えた照明装置は、蛍光ランプの不点灯等による故障が起こりにくい。
【００２４】
また本発明の製造方法は、蛍光ランプの製造プロセスにおいてガラスバルブ内に水銀蒸気を行き渡らせることができるため、初回点灯開始時に水銀蒸気が不足することによって発生する蛍光ランプの点灯不良が起こりにくいものとすることができる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。本発明は下記の実施例に限定されない。
【００２６】
（実施例１）
（１）蛍光ランプの構成
図１は、一実施例に係るストレート形の蛍光ランプを示す一部破断平面図である。図１に示すように、蛍光ランプ１は、高周波専用のストレート形の蛍光ランプ（消費電力３２Ｗ）であって、ソーダ石灰ガラス製のガラスバルブ２を備えている。
【００２７】
ガラスバルブ２は、管内径Ｄが２３．５ｍｍ、放電路長Ｌが１１７８ｍｍ、Ｌ2／Ｄ＝５９０５０であって、その内面には図示しない保護層及び蛍光体膜が順次積層されているとともに、その内部には水銀蒸気を供給するためのアマルガム粒３と、希ガスとしてのアルゴンガスとが封入されている。また、前記ガラスバルブ２の両端部には、電極４を有するガラスマウント５が封着されているとともに、前記ガラスバルブ２の両端部にはそれぞれ口金６が取り付けられている。
【００２８】
アマルガム粒３は、略球形であって、平均球径が１．２ｍｍ、重量が１１．５ｍｇ（そのうちの水銀の含有量は３ｍｇ）、表面積Ｓが４．５ｍｍ2であって、ガラスバルブ２内に１個封入されている。また、アマルガム粒３は、亜鉛、スズ及び水銀を主成分とするアマルガム（以下、ＺｎＳｎＨｇ）からなり、上記Ａ値、ｘ値（ａ値）、ｙ値（ｂ値）及びｚ値（ｃ値）がそれぞれＡ＝０．８、ｘ＝１０（ａ＝１０）、ｙ＝６４（ｂ＝６４）、ｚ＝２６（ｃ＝２６）である。
【００２９】
（２）蛍光ランプの製造方法
次に、前記実施例１に係る蛍光ランプの製造方法を、図２乃至５に基づいて説明する。蛍光ランプの製造方法は、マウント組立工程、蛍光体膜形成工程、電極封止工程、排気工程、アマルガム封入工程及び希ガス封入工程を含んでいる。
【００３０】
まず、マウント組立工程でガラスマウント５が組み立てられる。図２Ａ−Ｂは、マウント組立工程を説明する図であって、図２Ａはガラスマウントを構成する各部材を示す図であり、図２Ｂは組立後のガラスマウントを示す図である。図２Ａに示すように、ガラスマウント５は、排気細管７、フレア８、一対の導入線９及びコイル１０からなり、図２Ｂに示すように一体に組み立てられる。なお、上記電極４は、一対の導入線９及びコイル１０からなる。
【００３１】
マウント組立工程と平行して蛍光体膜形成工程が行われる。図３Ａ−Ｃは、蛍光体膜形成工程及び電極封止工程を説明する図であって、図３Ａは蛍光体膜形成工程における蛍光体懸濁液の塗布状態を示す図であり、図３Ｂ及び図３Ｃはそれぞれ電極封止工程におけるガラスマウント封着前と封着後の状態を示す図である。
【００３２】
蛍光体膜形成工程では、ストレート形のガラスバルブ２の内面に予め保護膜が形成される。その後、図３Ａに示すように、ガラスバルブ２内に３波長の蛍光体懸濁液１１が流し込まれ、前記ガラスバルブの内面が前記蛍光体懸濁液１１によって濡らされる。次に、蛍光体懸濁液１１が乾燥させられ、焼成炉で約１分間５５０〜６６０℃で焼成されて蛍光体膜が形成される。
【００３３】
電極封止工程では、ガラスバルブ２の両端部付近の蛍光体膜が除去された後、図３Ｂに示すように、前記両端部にそれぞれガラスマウント５ａ、５ｂが差し込まれ、図３Ｃに示すような位置で封着される。なお、本実施の形態に係る製造方法では、ガラスバルブ２の片側からのみ排気を行う方式を採用しており、一方のガラスマウント５ｂの排気細管（図示せず）は予め先端が焼き切られ封止されているため、ガラスバルブ２の片側は密閉状態になる。
【００３４】
排気工程では、未封止の排気細管７を介して、ガラスバルブ２内の不純ガスが排気される。
【００３５】
アマルガム封入工程では、ガラスバルブ２内にアマルガム粒３が封入される。図４は、アマルガム封入工程を説明する図である。アマルガム粒３は、アマルガム滴下装置１２から、未封止の排気細管７を介してガラスバルブ２内へ滴下される。この際、アマルガム粒３の平均球径を０．３ｍｍ以上にすれば、前記アマルガム３が排気細管７の壁面に付着しにくい。また、アマルガム粒３の平均球径を３．０ｍｍ未満にすれば、前記アマルガム粒３が排気細管７内に詰まりにくい。
【００３６】
なお、本発明の製造方法は、アマルガム粒３をガラスバルブ２の管端部に固着したり排気細管７内に封じ込めたりするコストのかかる方法を採用しておらず、アマルガム粒３はガラスバルブ２内で自由に動ける状態で封入される。
【００３７】
アマルガム封入工程では、アマルガム粒３からの水銀蒸気の放出を促進するために、ガラスバルブ２の温度を２６０℃以上に保持することが望ましい。後述するように、アマルガム粒３に含まれる水銀蒸気の放出し始めるの温度が２６０℃だからである。
【００３８】
希ガス封入工程では、アルゴンガスが、排気細管７を介してガラスバルブ２内に２８０Ｐａの圧力で封入され、封入後前記排気細管７の先端部が焼き切られて封止される。そして、最後に、ガラスバルブ２の両端部にそれぞれ口金６が取り付けられ、蛍光ランプ１が完成する。
【００３９】
（３）照明装置の構成
実施例１に係る蛍光ランプは、照明装置の光源として用いることができる。図５は、照明装置を示す斜視図である。図５に示すように、本実施の形態に係る照明装置１３は、光源として実施例１に係る蛍光ランプ１を備えている。蛍光ランプ１は、装置本体１４内に収容されているとともに、前記装置本体１４の上面に取り付けられた点灯手段１５によって点灯させられる。
【００４０】
（実施例２）
（１）蛍光ランプの構成
図６は、本発明の実施例２の環形の蛍光ランプを示す一部破断平面図である。図６に示すように、蛍光ランプ２１は、環形の蛍光ランプ（消費電力４０Ｗ）であって、ソーダ石灰ガラス製のガラスバルブ２２を備えている。
【００４１】
ガラスバルブ２２は、管内径Ｄが２７ｍｍ、放電路長Ｌが１０２６ｍｍ、Ｌ2／Ｄ＝３８９８８であって、その内面には図示しない保護層及び蛍光体膜が順次積層されているとともに、その内部には水銀蒸気を供給するためのアマルガム粒２３と、希ガスとしてのアルゴンガスとが封入されている。また、前記ガラスバルブ２２の両端部には、電極２４を有するガラスマウント２５が封着されているとともに、前記ガラスバルブ２２の両端部を覆うようにして口金２６が取り付けられている。
【００４２】
アマルガム粒２３は、略球形であって、平均球径が１．３ｍｍ、重量が１３．２ｍｇ（そのうちの水銀の含有量は５ｍｇ）、表面積Ｓが５．３ｍｍ2であって、ガラスバルブ２２内に１個封入されている。また、アマルガム粒２３は、ＺｎＳｎＨｇからなり、上記Ａ値、ｘ値（ａ値）、ｙ値（ｂ値）及びｚ値（ｃ値）がそれぞれＡ＝０．４、ｘ＝３０（ａ＝３０）、ｙ＝３２（ｂ＝３２）、ｚ＝３８（ｃ＝３８）である。
【００４３】
なお、実施例２に係る蛍光ランプ２１は、実施例１に係る蛍光ランプ１と同様に、照明装置の光源として用いることができる。
【００４４】
（２）蛍光ランプの製造方法
次に、前記実施例２に係る蛍光ランプの製造方法を説明する。蛍光ランプの製造方法は、マウント組立工程、蛍光体膜形成工程、電極封止工程、ガラスバルブ曲げ工程、排気工程、アマルガム封入工程及び希ガス封入工程を含んでおり、ガラスバルブ曲げ工程を除く各工程は、上記実施例１に係る工程と同様である。なお、実施例２に係る製造方法においても、実施例１に係る製造方法と同様に、アマルガム封入工程ではガラスバルブ２２の温度を２６０℃以上に保持することが望ましい。
【００４５】
第２の実施の形態に係る製造方法は、ガラスバルブ曲げ工程を含む点において、第１の実施の形態に係る製造方法と相違している。ガラスバルブ曲げ工程は、電極封止工程終了後であって排気工程前に行われる。
【００４６】
ガラスバルブ曲げ工程では、ストレート形のガラスバルブ２２が環形に曲げ加工される。図７Ａ−Ｂは、ガラスバルブ曲げ工程を説明する図であって、図７Ａは曲げ加工前の状態を示す図であり、図７Ｂは曲げ加工後の状態を示す図である。図７Ａに示すようなストレート形のガラスバルブ２２は、雰囲気が７００〜９００℃程度に制御された炉内に入れられ、図７Ｂに示すような環形のガラスバルブ２２に成形される。
【００４７】
（３）アマルガム粒の水銀放出量について
ＺｎＨｇは、主としてＺｎ3Ｈｇからなるアマルガムであって、相図から推測すると、水銀蒸気が放出し始める温度は４２．９℃である。一方、ＳｎＨｇは、主としてＳｎ20Ｈｇ3、Ｓｎ7Ｈｇ及びＳｎ6Ｈｇからなるアマルガムであって、水銀蒸気が放出し始める温度は５８℃付近である。したがって、ランプ点灯中の温度では、ＳｎＨｇよりもＺｎＨｇの方が水銀放出量は多いと推測される。
【００４８】
しかし、上記した通り、アマルガム封入工程は、電極封入工程やガラスバルブ曲げ工程の後で行われるため、アマルガム粒封入時、ガラスバルブの温度は２００〜３００℃になっている。したがって、アマルガム粒から最も水銀蒸気が放出されるのは、前記アマルガム粒が最も高温になるアマルガム封入時である。そのため、前記２００〜３００℃の温度領域におけるアマルガム粒の水銀放出量が、ランプ初回点灯時の水銀蒸気圧に最も大きな影響を及ぼすと考えられる。
【００４９】
そこで、前記温度領域におけるＺｎＨｇとＳｎＨｇとの水銀放出量を測定した。具体的には、各アマルガムを大気圧下でチャンバーに入れ、約１０分間かけて２００℃から３００℃まで加熱し、前記温度領域内の所定温度における水銀放出量を測定した。
【００５０】
表１は、アマルガムの水銀放出量を示す表である。
【００５１】
【表１】
2006066369.tif 000003
【００５２】
表１に示すように、ＺｎＨｇが水銀を放出し始めるは２８０℃付近であるのに対し、ＳｎＨｇが水銀を放出し始めるのは２４０℃付近である。また、３００℃に達した際のＺｎＨｇの水銀放出量は６％であるが、ＳｎＨｇの水銀放出量は２０％である。したがって、前記温度領域、すなわち、蛍光ランプの初回点灯開始時に最も影響を与える温度領域における水銀放出量は、ＺｎＨｇよりもＳｎＨｇの方が多いといえる。
【００５３】
なお、ＺｎＨｇとＳｎＨｇとを混合して得られるアマルガム（以下、ＺｎＳｎＨｇと称する）の水銀放出量は、前記温度領域において、ＺｎＨｇよりも多くＳｎＨｇよりも少なかった。
【００５４】
（４）実験
上記した通り、ＺｎＨｇが封入された蛍光ランプは、水銀放出量が少ないため点滅不良が発生し易いという問題を有し、ＳｎＨｇが封入された蛍光ランプは、アマルガム粒が重くなるため蛍光体膜が剥がれ易いという問題を有する。そこで、ＺｎＨｇとＳｎＨｇとを混合してなる様々な組成のＺｎＳｎＨｇを用いて、蛍光ランプを製造し、それら蛍光ランプの点灯不良及び膜剥がれの発生頻度を評価して、前記いずれの問題も有さない蛍光ランプを製造するための条件を検討した。
【００５５】
１．点灯不良について
点灯不良の発生頻度を評価するために点灯試験を行った。点灯試験は、各蛍光ランプを点灯装置に取り付けて点灯させて、不点灯やちらつき等の点灯不良が発生するか否かを目視により確認した。
【００５６】
ところで、蛍光ランプの点灯不良は、ガラスバルブ内全体へ水銀蒸気が行き渡りにくいほど発生し易い。そして、前記水銀蒸気の行き渡りにくさは、ガラスバルブの内径Ｄ及び放電路長Ｌの影響を受ける。すなわち、水銀蒸気の行き渡りにくさは、ガラスバルブの容積Ｖに比例し、前記ガラスバルブのコンダクタンスＣ（Ｃ＝Ｄ3／Ｌ）に反比例する。そこで、下記の式に基づいて、Ｌ2／Ｄを水銀蒸気の行き渡りにくさを表す指標として用いることにした。なお、ガラスバルブ内は分子流領域とみなした。
【００５７】
Ｖ／Ｃ＝π×（Ｄ／２）2×Ｌ／（Ｄ3／Ｌ）＝（π／４）×（Ｌ2／Ｄ）
実験は、ガラスバルブの内径Ｄ及び放電路長Ｌの異なる３種類の環状蛍光ランプについて行った。図８は、Ｌ2／Ｄ＝１．５×１０4の蛍光ランプ（Ｌ＝４７５、Ｄ＝１５）におけるランプ点灯試験の結果を示すグラフであり、図９は、Ｌ2／Ｄ＝５×１０4の蛍光ランプ（Ｌ＝８４０、Ｄ＝１４）におけるランプ点灯試験の結果を示すグラフあり、図１０は、Ｌ2／Ｄ＝８．５×１０4の蛍光ランプ（Ｌ＝１４７５、Ｄ＝２５．５）におけるランプ点灯試験の結果を示すグラフである。
【００５８】
各グラフにおいて、「○」は試験を行った５０本中に点灯不良が１本も無かったことを示し、「△」は点灯不良が１本又は２本あったことを示し、「×」は点灯不良が３本以上あったことを示す。また、各グラフにおいて斜線で示す範囲が、点灯不良の発生しない条件の範囲である。
【００５９】
図８の示す結果から、０＜Ｌ2／Ｄ≦１．５×１０4の蛍光ランプであって、０．２≦Ｓ＜２．５の場合はＡ≧０．３、２．５≦Ｓ＜５．０の場合はＡ≧０．２、５．０≦Ｓの場合はＡ≧０．１と下限値が定まるＡの値を用いて、４５×（１−Ａ）≦ｘ≦５５×（１−Ａ）、７５Ａ≦ｙ≦８５Ａ、４５−３０Ａ≦ｚ≦５５−３０Ａ、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１００、の関係を満たすアマルガム粒が封入されていれば、点灯不良が発生しにくいといえる。なお、図８のグラフ中の破線は、実験結果から予測されるＡ値の下限を表す近似線（Ａ＝０．３−０．０４×Ｓ）である。
【００６０】
また、図９に示す結果から、１．５×１０4＜Ｌ2／Ｄ≦５×１０4の蛍光ランプの場合は、Ａの値の下限が、０．２≦Ｓ＜２．５の場合はＡ≧０．４、２．５≦Ｓ＜５．０の場合はＡ≧０．３、５．０≦Ｓの場合はＡ≧０．２、と定まる。なお、図９のグラフ中の破線は、実験結果から予測されるＡ値の下限を表す近似線（Ａ＝０．４−０．０４×Ｓ）である。
【００６１】
さらに、図１０に示す結果から、５×１０４＜Ｌ2／Ｄ≦８．５×１０4の蛍光ランプの場合は、Ａの値の下限が、０．２≦Ｓ＜２．５の場合はＡ≧０．５、２．５≦Ｓ＜５．０の場合はＡ≧０．４、５．０≦Ｓの場合はＡ≧０．３、と定まる。なお、図１０のグラフ中の破線は、実験結果から予測されるＡ値の下限を表す近似線（Ａ＝０．５−０．０４×Ｓ）である。
【００６２】
２．膜剥がれついて
アマルガムの重量が蛍光体膜の膜剥がれに及ぼす影響について検討するために振動試験を行った。振動試験は、固定した蛍光ランプを、所定の条件（振動加速度：±１．０ Ｇ、振動数の範囲：５〜５０ Ｈｚ、掃引方法：１／２ オクターブ／ｍｉｎで対数掃引、繰り返し周期：７９８ ｓｅｃ）で振動させ、蛍光体膜に膜剥がれが発生するか否かを目視により確認した。前記振動試験で２７分間振動させて膜剥がれが発生していなければ、実輸送時に膜剥がれによる不具合が発生しないことが検証されている。
【００６３】
図１１は、振動試験の結果を示すグラフである。図１１のグラフにおいて、「○」は膜剥がれが発生しなかったことを示し、「×」は膜剥がれが発生したことを示す。また、図１１のグラフにおいて斜線で示す範囲が、膜剥がれの発生しない条件の範囲である。
【００６４】
アマルガム粒の重量が２０ｍｇの場合は、所定の振動試験で２７分間振動を加えても膜剥がれが発生しなかった。したがって、アマルガム粒を１個封入する場合は、前記アマルガム粒の重量を２０ｍｇ以下にすれば膜剥がれが発生しないといえる。
【００６５】
また、アマルガム粒が１５ｍｇの場合は、所定の振動試験で５４分間振動させても膜剥がれが発生しておらず、近似的に、１５ｍｇのアマルガム粒を２個以上封入して所定の振動試験で２７分間振動させても膜剥がれは発生しないと判断した。したがって、アマルガム粒を２個以上封入する場合は、各アマルガム粒１個当たり１５ｍｇ以下にすれば膜剥がれが発生しないといえる。
【００６６】
３．蛍光ランプの性能評価
実施例１の蛍光ランプ及び実施例２に係る蛍光ランプについて、上記点灯試験及び振動試験を行い、ランプ性能を評価した。
【００６７】
ちらつきは、目視判断で行ったが、各蛍光ランプの光束立ち上がりを、液体水銀を封入した蛍光ランプと比較することによってもできる。液体水銀を封入した蛍光ランプは光束立ち上がりが良好である。液体水銀を封入した蛍光ランプの点灯後の安定光束の８０％に達する時間をＴ0とし、水銀アマルガムペレットを用いた場合をＴ1としたとき、水銀アマルガムペレットを用いた蛍光ランプのちらつきが発生する場合は、Ｔ1＞Ｔ0×１．５の関係にある。すなわち、水銀アマルガムペレットを用いた蛍光ランプが、液体水銀を用いた蛍光ランプの光束立ち上がり時間より１．５倍を超えるとちらつきが発生する。このちらつきは目視判断が可能である。
【００６８】
表２は、実施例１に係る蛍光ランプについての評価結果を示す表である。比較例には、ＺｎＨｇを封入した蛍光ランプを用いた。比較例の蛍光ランプは、実施例１に係る蛍光ランプと同仕様であって、アマルガム粒がＺｎＨｇで作製されている点のみが実施例１の蛍光ランプと相違している。なお、各蛍光ランプのアマルガム粒は、全て水銀量が３ｍｇとなるように調整した。
【００６９】
【表２】
2006066369.tif 000004
【００７０】
表２に示すように、ＺｎＳｎＨｇを封入した蛍光ランプ１は、点灯不良及び膜剥がれが発生しなかったのに対して、ＺｎＨｇを封入した蛍光ランプでは点灯不良が３本発生した。
【００７１】
表３は、実施例２に係る蛍光ランプについての評価結果を示す表である。比較例には、ＺｎＨｇ又はＳｎＨｇを封入した蛍光ランプを用いた。比較例の蛍光ランプは、実施例２に係る蛍光ランプと同仕様であって、アマルガム粒がＺｎＨｇ又はＳｎＨｇで作製されている点のみが実施例２の蛍光ランプと相違している。なお、各蛍光ランプのアマルガム粒は、全て水銀量が５ｍｇとなるように調整した。
【００７２】
【表３】
2006066369.tif 000005
【００７３】
表３に示すように、ＺｎＳｎＨｇを封入した蛍光ランプ２１は、点灯不良及び膜剥がれが発生しなかったのに対して、ＺｎＨｇを封入した蛍光ランプは点灯不良が３本発生し、ＳｎＨｇを封入した蛍光ランプは膜剥がれが６本発生した。
【００７４】
以上の結果から、実施例１に係る蛍光ランプ１及び実施例２に係る蛍光ランプ２１は、従来の蛍光ランプよりも点灯不良及び膜剥がれが発生しにくいことがわかる。なお、前記蛍光ランプ１、２１以外の蛍光ランプであっても、本発明に係る蛍光ランプであれば、同様の性能が得られる。
【００７５】
（実施例３）
実施例１に準じた蛍光ランプを作製し、表４に示すアマルガム粒を投入し、細管付着発生本数を測定した。その結果を表４に示す。
【００７６】
【表４】
2006066369.tif 000006
【００７７】
表４からＡ＜０．９の蛍光ランプの細管付着発生本数が好ましいことが分かる。
【００７８】
（実施例４）
実施例１に準じた蛍光ランプを作製し、表５に示すアマルガム粒を投入し、ちらつき、膜剥れ、細管付着発生本数を測定した。その結果を表５に示す。なお、評価は実施例１〜３に記載したのと同一とした。図１２に本実施例の組成物範囲をグラフで示す。図１２中の斜線部は表５の総合評価が良かった領域であり、カッコ内の数字は表５中の備考の数字である。
【００７９】
【表５】
2006066369.tif 000007
【００８０】
備考（１），（３）Ｈｇ含有率が適正な比率よりも増加したため、Ｈｇがしみ出し、べとつきが発生した。
備考（２）適正な比率よりもＳｎが増加しＨｇが減少したため、初期のＨｇ放出量が少なく、ちらつきが発生した。
備考（４）適正な比率よりもＺｎが増加しＨｇが減少したため、初期のＨｇ放出量が少なく、ちらつきが発生した。
備考（５）適正な比率よりもＺｎが少なく、Ｓｎが増加したため、Ｈｇがしみ出し、べとつきが発生した。
備考（６）適正な比率よりもＺｎが増加し、Ｓｎが減少したため、初期のＨｇ放出量が少なく、ちらつきが発生した。
【００８１】
表４から明らかなとおり、本発明の範囲はちらつき、膜剥れ、べとつきがいずれもなく、総合評価も良好であった。
【００８２】
（産業上の利用可能性）
本発明に係る蛍光ランプは、水銀を使用する水銀放電ランプに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】図１は本発明の実施例１におけるストレート形の蛍光ランプを示す一部破断平面図である。
【図２】図２Ａ−Ｂは本発明の一実施例のマウント組立工程を説明する図であって、Ａはガラスマウントを構成する各部材を示す図であり、Ｂは組立後のガラスマウントを示す図である。
【図３】図３Ａ−Ｃは本発明の一実施例の蛍光体膜形成工程及び電極封止工程を説明する図であって、Ａは蛍光体膜形成工程における蛍光体懸濁液の塗布状態を示す図であり、Ｂ及びＣはそれぞれ電極封止工程におけるガラスマウント封着前と封着後の状態を示す図である。
【図４】図４は本発明の一実施例のアマルガム封入工程を説明する図である。
【図５】図５は本発明の一実施例の照明装置を示す斜視図である。
【図６】図６は本発明の実施例２における環形の蛍光ランプを示す一部破断平面図である。
【図７】図７Ａ−Ｂは本発明の一実施例のガラスバルブ曲げ工程を説明する図であって、Ａは曲げ加工前の状態を示す図であり、Ｂは曲げ加工後の状態を示す図である。
【図８】図８は本発明の一実施例のＬ2／Ｄ＝１．５×１０4の蛍光ランプの点灯試験の結果を示すグラフである。
【図９】図９は本発明の一実施例のＬ2／Ｄ＝５×１０4の蛍光ランプの点灯試験の結果を示すグラフである。
【図１０】図１０は本発明の一実施例のＬ2／Ｄ＝８．５×１０4の蛍光ランプの点灯試験の結果を示すグラフである。
【図１１】図１１は本発明の一実施例の振動試験の結果を示すグラフである。
【図１２】図１２は本発明の実施例４の組成範囲を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８４】
１，２１  蛍光ランプ
２，２２  ガラスバルブ
３，２３  アマルガム粒
【図１】
2006066369.tif 000008
【図２】
2006066369.tif 000009
【図３】
2006066369.tif 000010
【図４】
2006066369.tif 000011
【図５】
2006066369.tif 000012
【図６】
2006066369.tif 000013
【図７】
2006066369.tif 000014
【図８】
2006066369.tif 000015
【図９】
2006066369.tif 000016
【図１０】
2006066369.tif 000017
【図１１】
2006066369.tif 000018
【図１２】
2006066369.tif 000019