(57)【要約】【課題】製造プロセスにおいて作業環境中の水銀蒸気を低減し、廃棄処理された際の環境中へ流入する水銀を低減し、かつリサイクル・リユース処理において破砕時に容易に外部飛散してしまう自由な水銀の量を低減する。【解決手段】本発明の蛍光ランプ及び照明装置は、ガラスバルブの内面に蛍光体膜が形成され、内部に希ガスと水銀が封入された３波長タイプであり、ランプへの１本あたりの封入水銀量が１ｍｇ以上５ｍｇ以下であり：蛍光ランプ内面の保護膜厚をｘとし、ランプ電力（Ｗ）あたりの封入水銀量ｙ[mg/W]としたとき、ｘとｙの関係が、Ａ．ランプ定格寿命が6000h〜15000hの場合は、ｘ≧０．５μｍ、かつ-0.04x + 0.14 ≦ y ≦ -0.04x + 0.30、Ｂ．ランプ定格寿命が15000hを超える場合は、ｘ≧０．８μｍ、かつ-0.04x + 0.17 ≦ y ≦ -0.04x + 0.34である。【選択図】図１
2007305431.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、内部に希ガスと水銀が封入された３波長タイプの蛍光ランプであって：
ランプへの１本あたりの封入水銀量が１ｍｇ以上５ｍｇ以下であり：
蛍光ランプ内面の保護膜厚をｘとし、
ランプ電力（Ｗ）あたりの封入水銀量ｙ［ｍｇ／Ｗ］としたとき、ｘとｙの関係が、
Ａ．ランプ定格寿命が６０００ｈ〜１５０００ｈの場合は
ｘ≧０．５μｍ、かつ
−０．０４ｘ  ＋  ０．１４  ≦  ｙ  ≦  −０．０４ｘ  ＋  ０．３０、
Ｂ．ランプ定格寿命が１５０００ｈを超える場合は
ｘ≧０．８μｍ、かつ
−０．０４ｘ  ＋  ０．１７  ≦  ｙ  ≦  −０．０４ｘ  ＋  ０．３４
であることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記水銀は、固形の水銀含有ペレット、もしくはリング状の水銀含有金属からなる水銀テープの形態で、ランプ内に封入されている請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
前記水銀は、Ｚｎ−Ｈｇ系、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｈｇ系、又はＳｎ−Ｈｇ系合金の形で蛍光ランプに封入される請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
前記水銀含有金属又は合金は、さらに不純物質としてビスマス、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合計１０ｗｔ％未満含んでいてもよい固形の水銀含有ペレットの形態で封入されている請求項２又は３に記載の蛍光ランプ。
【請求項５】
前記水銀は、水銀化合物を含んだリング状の電極シールドをランプ管端部の電極部周辺に固定することによってランプ内に封入され、さらに排気後に外部より高周波を印加して上記シールドを加熱することにより、蒸気水銀を、ランプ管内の自由空間内に放出させたものである請求項１に記載の蛍光ランプ。
【請求項６】
前記蛍光ランプは直管型である請求項１〜５のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【請求項７】
前記蛍光ランプは、点灯周波数が２０〜７０ｋＨｚの高周波である高周波点灯器具専用の蛍光ランプである請求項６に記載の蛍光ランプ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の蛍光ランプを備えた照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプ及び前記蛍光ランプを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に蛍光ランプは、外部からの電気エネルギーにより励起された蒸気水銀から放射される波長が、２５４ｎｍ、１８５ｎｍ等の紫外線を蛍光体で効果的に可視光に変換することにより、光源としての特性を発揮する。つまり、高効率の蛍光ランプを実現するためには、ランプ内部に微量の水銀を封入することが必須である。しかし、水銀は環境負荷物質であるため、このランプ中の水銀の扱いが長年にわたり大きな課題となっている。
【０００３】
継続点灯中に、この水銀は、序々に、ガラスから析出してくるナトリウム等と反応する。そして、それらと化学的・物理的に吸着し、再蒸発不可能で点灯に寄与できない水銀へと変化していく。すなわち、水銀は消費されていく。点灯時の温度から決定される水銀蒸気圧と、ランプ体積から考えると、点灯状態を維持するために必要な水銀量は、典型的な４０Ｗ直管蛍光ランプで０．１ｍｇにも満たない。しかし、上記の通り継続点灯中に水銀は消費されていくため、この定格寿命中で消費される水銀量は、たとえば、４０Ｗの直管蛍光ランプでは、数ｍｇ程度とされている。
【０００４】
そして、少なくとも定格点灯時間で消費される水銀量を見越した量の水銀を、初期、ランプ中に封入しておく必要がある。この量は、基本的に定格寿命で必要とされる量よりも多めに設定されているが、場合によっては数十ｍｇ封入されているものもある。
【０００５】
これまで、ランプ中の水銀の取り扱いに関して、ランプ業界では、各種の取り組みがなされている。その取り組みの流れ、及び、現状の課題と考えられる点を述べる。
【０００６】
まず、第一に蛍光ランプ中の封入水銀量は少ない方が好ましい。ランプが廃棄されたときに、水銀が地球環境を汚染してしまう可能性があるからである。これまでこの観点（封入水銀量を減らす）でさまざまな取り組みがなされている。封入水銀量を低減するためには、必要最小量の水銀を精度良く封入することが有効であり、このことを実現するために、粒状の固形ペレットを用いる方法（特許文献１）、あるいは水銀化合物を含んだリング状の電極シールドを用いる方法（特許文献２）が提案されている。
【０００７】
また、ランプ製造プロセスにおいては、作業環境の観点から水銀蒸気圧を低く抑えた状態で水銀をランプに封入する方が望ましい。この目的のためにも前述の固形ペレットやリング状の電極シールドの使用が提案されている。
【０００８】
さらに、近年は蛍光ランプのリサイクル、リユースの取り組みも進められている。使用済み蛍光ランプの収集から、破砕、化学的・物理的処理、等、各段階で様々な方法が検討されている（特許文献３〜７）。これらの文献に示されている通り、各種の処理を経ることにより、廃蛍光ランプが蛍光体、ガラス等、種々の材料へと分別・精製され、それぞれ再利用することができる。
【０００９】
現在、実験的なものも含めて一部でリサイクル・リユースは実現されている。しかし、技術的・コスト面での課題も大きく、まだまだ、広くは浸透していないのが現状である。今後、リサイクル・リユースをさらに促進していくため、業界全体での取り組みが必要とされている。ここで、リサイクル・リユースの取り組みの観点からは、使用済みランプ中の消費されていない自由な水銀の量を極力減らすことが非常に重要である。その理由は以下の通りである。
【００１０】
リサイクル処理の初めのランプ破砕工程において、自由水銀が周囲に飛散する。この飛散する水銀は例えばフィルターによる吸着、もしくは金、銀、銅等の金属と水銀を反応させることにより、回収される。このとき、化学反応していなく自由に飛び散る自由水銀の量は少ない方が、作業効率は向上し迅速に処理可能であるため、明らかに好ましい。また、化学的に強固に結合した消費水銀は破砕しても、そのままでは蒸発しないが、消費されていない自由な液体水銀は容易に蒸発・飛散する。このため、作業環境的にも、ランプ内の残留自由水銀は少なくすることが重要である。以上の理由で、使用済みランプ中の自由な液体水銀量を極力少なくすることが非常に重要である。
【００１１】
これまでは、この残留する自由な水銀量を抑制するためのランプ構造・仕様が明らかにされていなかった。例えば直管４０Ｗ蛍光体に約１５ｍｇの液体水銀が封入されている場合もあり、その結果、使用後の蛍光ランプ中には１０ｍｇ以上、すなわち初期封入量の７０％近くの自由な液体水銀が残存しているケースもあった。
【００１２】
使用済みランプ後の自由な水銀量は封入された水銀量以外に、保護膜厚さにも依存する。点灯中に自由な水銀はガラスから析出してきたナトリウム原子と反応し、消費水銀へと変化していくが、保護膜が厚いほど、この析出ナトリウム量は少ない。このため、保護膜が厚いほど水銀消費は抑制され、その結果、使用済みのランプ中の自由水銀量は増加する。また、逆に、保護膜が薄すぎると水銀消費が促進され、定格寿命に達するまでに水銀が消費されきってしまい、商品仕様を満足することができない。
【００１３】
つまり、定格寿命を満足させた上で、使用後のランプ中の自由な液体水銀量を極力少なくするためには、ランプ中への封入水銀量と保護膜厚さを最適な範囲に限定することが極めて重要である。
【特許文献１】特許第３０２７００６号公報
【特許文献２】特許第３１１３２８６号公報
【特許文献３】特許第３５１４２４４号公報
【特許文献４】特開２００４−１１１３５号公報
【特許文献５】特開２００１−３４５０５１号公報
【特許文献６】特開２００２−１８０１４６号公報
【特許文献７】特開２００１−２８６８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、製造プロセスにおいて作業環境中の水銀蒸気を低減し、廃棄埋め立て処理された際の環境中へ流入する水銀を低減し、かつリサイクル・リユース処理において、破砕時に容易に外部飛散してしまう自由な水銀の量を低減することにより、作業環境を良好に保ち、また、リサイクル・リユースのための処理をより迅速に効率よく実施することが可能な蛍光ランプ及び照明装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、内部に希ガスと水銀が封入された３波長タイプの蛍光ランプであって：
ランプへの１本あたりの封入水銀量が１ｍｇ以上５ｍｇ以下であり：
蛍光ランプ内面の保護膜厚をｘとし、
ランプ電力（Ｗ）あたりの封入水銀量ｙ［ｍｇ／Ｗ］としたとき、ｘとｙの関係が、
Ａ．ランプ定格寿命が６０００ｈ〜１５０００ｈの場合は
ｘ≧０．５μｍ、かつ
−０．０４ｘ  ＋  ０．１４  ≦  ｙ  ≦  −０．０４ｘ  ＋  ０．３０、
Ｂ．ランプ定格寿命が１５０００ｈを超える場合は
ｘ≧０．８μｍ、かつ
−０．０４ｘ  ＋  ０．１７  ≦  ｙ  ≦  −０．０４ｘ  ＋  ０．３４
であることを特徴とする。
【００１６】
なお、ランプ中の封入水銀量は例えばＪＩＳ  Ｃ  ７８０３で規定される方法を用いて定量することができる。
【００１７】
本発明の照明装置は、前記の蛍光ランプを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の蛍光ランプにより、製造プロセスにおいて作業環境中の水銀蒸気を低減し、廃棄埋め立て処理する場合に環境中へ流入する水銀の低減が可能である。また使用後（定格寿命点灯後）にリサイクル・リユース処理する際に、使用後のランプ中、消費されずに（強固な化学結合をせずに）自由な状態で残存する水銀量を２ｍｇ以下、もしくは従来よりも、大幅に減少させることができる。このことにより、破砕時に容易に外部飛散してしまうような水銀量を低減し、作業環境を良好に保つことができ、かつリサイクル・リユースのための処理を、よりスピーディーに、より効率よく実施すること、が可能となり、工業・産業面で非常に大きな付加価値を創出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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ている。蛍光体膜はとくに限定されるものではなく、いかなるものを使用しても良い。一例として挙げると、直径が５〜１００ｎｍの範囲にあるアルミナ粒子を結着剤として使用することにより膜面を保持している蛍光体膜などである。
【００２０】
蛍光ランプの内部には希ガスと水銀が封入されている。希ガスとしてはＨｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，及びＲｎから選ばれる少なくとも一つの希ガスが挙げられる。封入圧力は２７０〜３００Ｐａが好ましい。
【００２１】
本発明の蛍光ランプは、３波長タイプの蛍光ランプである。ここで３波長タイプとは、発光波長が４２０〜４７０ｎｍ（青）、５９０〜６４０ｎｍ（赤）、５２０〜５７０ｎｍ（緑）にピークを有する蛍光ランプをいう。
【００２２】
蛍光ランプ内面の保護膜厚ｘと封入水銀量の関係は、後に詳細に説明する。
【００２３】
前記水銀は、固形の水銀含有ペレット、もしくはリング状の水銀含有金属からなる水銀テープの形態で、ランプ内に封入されることが好ましい。必要量を正確に計り取ることができるからである。
【００２４】
前記水銀は、Ｚｎ−Ｈｇ系、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｈｇ系、又はＳｎ−Ｈｇ系合金の形で蛍光ランプに封入されることが好ましい。これらの合金は常温では安定であり、封入するまでの間の取り扱いに都合がよいからである。
【００２５】
前記水銀含有金属又は合金は、さらに不純物質としてビスマス、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合計１０ｗｔ％未満含んでもよい固形の水銀含有ペレットの形態で封入されていてもよい。これらの不純物は不可避的不純物であり、除去が困難なこともあるからである。
【００２６】
前記水銀は、水銀化合物を含んだリング状の電極シールドをランプ管端部の電極部周辺に固定することによってランプ内に封入され、さらに排気後に外部より高周波を印加して上記シールドを加熱することにより、蒸気水銀を、ランプ管内の自由空間内に放出させたものであってもよい。この手法であれば、水銀ペレットのように自由な状態でランプに投入されるわけではないので、完成ランプにおいて、水銀ペレットを用いた場合のように異音が発生することがない。また、液体水銀を用いた場合に比べても、封入精度も良好である。
【００２７】
本発明は、直管型の蛍光ランプに好適である。一般に丸型蛍光ランプの場合は、保護膜及び蛍光体膜を形成した後にバルブ曲げ工程という順序で製造される。このとき、保護膜が厚い場合にはバルブ曲げ工程においてバルブの伸び・変形に保護膜及び蛍光体膜が追随せず、膜が脱落してしまう場合がある。そのため、丸型蛍光ランプの場合、本発明の保護膜の厚さであれば、部分的にランプがスムースに製造できない領域が生ずるおそれがある。よって、本発明は直管型の蛍光ランプに適用するのが好ましい。
【００２８】
前記直管型の蛍光ランプは、点灯周波数が２０〜７０ｋＨｚの高周波である高周波点灯器具専用の蛍光ランプであってもよい。
【００２９】
前記直管型の蛍光ランプは、ガラス管内面全体に透明の導電性被膜を設けた内面導電被膜方式の蛍光ランプ、ガラス管外面に導電性ストライプを設けた外面ストライプ方式の蛍光ランプ、及びガラス管外面にシリコンを塗布した外面シリコン方式の蛍光ランプから選ばれる少なくとも一つのラピッドスタートタイプ蛍光ランプであってもよい。
【００３０】
前記直管型蛍光ランプは、スタータ型蛍光ランプであってもよい。スタータ型とは、蛍光ランプの基本となるタイプで、点灯管（グロースタータ）もしくは電子点灯管を用いて点灯させる蛍光ランプをいう。記号ではＦＬ４０Ｓ・ＥＣＷと表記される。
【実施例】
【００３１】
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。
【００３２】
（実施例１）
本発明の実施例１は、定格寿命が１２０００ｈ（時間）であり、４０Ｗタイプ（消費電力３７Ｗ）、３波長タイプの直管蛍光ランプの例である。このランプはガラス管の内直径Ｄ＝２６ｍｍ、放電路長Ｌは１１７８ｍｍである。水銀封入の手段として、亜鉛と水銀からなる合金ペレットを用いた。そのペレットの仕様は、水銀含有量が５ｍｇ、平均粒径が１．１ｍｍ、各元素の重量割合比率はＺｎ：Ｈｇ＝５０：５０である。
【００３３】
次に、実施例１に係る蛍光ランプの製造方法を、図３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。
【００３４】
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３Ａ−Ｂは、マウント組立工程を説明する図であって、図３Ａはガラスマウントを構成する各部材を示す図であり、図３Ｂは組立後のガラスマウントを示す図である。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３Ｂに示すように一体に組み立てられる。電極は一対の導入線９及びコイル１０からなる。
【００３５】
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４Ａ−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る。図４Ａ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る。図４Ｂ及び図４Ｃ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。
【００３６】
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４Ａ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。
【００３７】
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４Ｂ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４Ｃ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。
【００３８】
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。
【００３９】
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５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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、排気細管をバーナーで封じ切り、口金取り付け、エージングを経てランプを完成させた。
【００４３】
この実施例１において、保護膜の厚さを０．３μｍ、１．０μｍ、３．５μｍ、５．０μｍの４通りの仕様にて点灯テストを実施した。まず、この中で、厚さ０．３μｍのランプは定格寿命に達する前に封入した水銀が全て消費され水銀レス点灯状態となり、定格寿命を満足することができなかったが、それ以外の３種類のランプについては定格寿命まで点灯した。そして、その３種における定格寿命点灯後の、ランプ中の自由な水銀量を測定した。その結果を表１に示す。これより、定格寿命を満足し、かつ定格寿命経過後のランプ内の自由な水銀量を２ｍｇ以下に抑えるためには保護膜厚さを上記４種のうち、１．０μｍと３．５μｍが適していることがわかる。
【００４４】
【表１】
2007305431.tif 000003
【００４５】
なお、この（実施例１）、及び以下に示す（実施例２）〜（実施例６）において、定格寿命点灯後の残存自由水銀量は、特許第３４０９６４号による真空排気装置と水銀トラップ部をもつ、水銀分析装置により測定した。
【００４６】
（実施例２）
本発明の実施例２は、定格寿命が１２０００ｈであり、高周波専用の３２Ｗ、３波長タイプ直管蛍光ランプの例である。このランプはガラス管の内直径Ｄが２３ｍｍ、放電路長Ｌは１１７８ｍｍ、また封入水銀量は５ｍｇである。水銀封入の手段として、水銀含浸テープを用いた。この場合、所定量の水銀を含浸させた幅：約７ｍｍのテープ状の水銀含浸金属板をコイルの周囲にリング状に設置した。そして、ランプ排気後に外部より高周波印加することにより、水銀含浸テープを加熱し、水銀を放出させた。水銀封入、及び水銀放出のプロセス以外は実施例１と同様とした。
【００４７】
この実施例２において、保護膜の厚さを０．３μｍ、１．０μｍ、３．０μｍ、４．５μｍの４通りの仕様にて点灯テストを実施した。まず、この中で、厚さ０．３μｍのランプは定格寿命に達する前に封入した水銀が全て消費されて水銀レス点灯状態となり、定格寿命を満足することができなかったが、それ以外の３種類のランプについては定格寿命まで点灯した。そして、その３種における定格寿命点灯後の、ランプ中の自由な水銀量を測定した。その結果を表２に示す。これより、定格寿命を満足し、かつ定格寿命経過後のランプ内の自由な水銀量を２ｍｇ以下に抑えるためには保護膜厚さを上記４種のうち、１．０μｍと３．０μｍが適していることがわかる。
【００４８】
【表２】
2007305431.tif 000004
【００４９】
（実施例３）
本発明の実施例３は、定格寿命が８５００ｈであり、２０Ｗ型（消費電力１８Ｗ）の３波長タイプ直管蛍光ランプの例である。このランプはガラス管の内直径Ｄが２６ｍｍ、放電路長Ｌは５６０ｍｍ、また封入水銀量は３ｍｇである。水銀封入の手段として、実施例２と同様の水銀含浸テープを用いた。水銀封入、及び水銀放出のプロセス以外の製造プロセスは実施例１と同様とした。
【００５０】
この実施例３において、保護膜の厚さを０．３μｍ、１．０μｍ、２．５μｍ、４．０μｍの４通りの仕様にて点灯テストを実施した。まず、この中で、厚さ０．３μｍのランプは定格寿命に達する前に封入した水銀が全て消費されて水銀レス点灯状態となり、定格寿命を満足することができなかったが、それ以外の３種類のランプについては定格寿命まで点灯した。そして、その３種における定格寿命点灯後の、ランプ中の自由な水銀量を測定した。その結果を表３に示す。これより、定格寿命を満足し、かつ定格寿命経過後のランプ内の自由な水銀量を２ｍｇ以下に抑えるためには保護膜厚さを上記４種のうち、１．０μｍと２．５μｍが適していることがわかる。
【００５１】
【表３】
2007305431.tif 000005
【００５２】
（実施例４）
本発明の実施例４は、定格寿命が１２０００ｈであり、６５Ｗタイプ（消費電力５８Ｗ）、３波長タイプの直管蛍光ランプの例である。このランプはガラス管の内直径Ｄ＝２６ｍｍ、放電路長Ｌは１４７８ｍｍである。水銀封入の手段として、亜鉛と水銀からなるペレットを用いた。そのペレットの仕様は、水銀含有量が５ｍｇ、平均粒径が１．１ｍｍ、各元素の重量割合比率はＺｎ：Ｈｇ＝５０：５０とした。製造プロセスは実施例１と同様とした。
【００５３】
この実施例４において、保護膜の厚さを１．０μｍ、２．０μｍ、４．５μｍ、６．０μｍの４通りの仕様にて点灯テストを実施した。まず、この中で、厚さ１．０μｍのランプは定格寿命に達する前に封入した水銀が全て消費されて水銀レス点灯状態となり、定格寿命を満足することができなかったが、それ以外の３種類のランプについては定格寿命まで点灯した。そして、その３種における定格寿命点灯後の、ランプ中の自由な水銀量を測定した。その結果を表４に示す。これより、定格寿命を満足し、かつ定格寿命経過後のランプ内の自由な水銀量を２ｍｇ以下に抑えるためには保護膜厚さを上記４種のうち、２．０μｍと４．５μｍが適していることがわかる。
【００５４】
【表４】
2007305431.tif 000006
【００５５】
（実施例５）
本発明の実施例５は、定格寿命が１２０００ｈであり、高周波専用の８６Ｗ、３波長タイプの直管蛍光ランプの例である。このランプはガラス管の内直径Ｄ＝２３ｍｍ、放電路長Ｌは２３４７ｍｍである。水銀封入の手段として、亜鉛と水銀からなるペレットを用いた。そのペレットの仕様は、水銀含有量が５ｍｇ、平均粒径が１．１ｍｍ、各元素の重量割合比率はＺｎ：Ｈｇ＝５０：５０である。製造プロセスは実施例１と同様とした。
【００５６】
この実施例５において、保護膜の厚さを１．５μｍ、２．５μｍ、５．５μｍ、６．５μｍの４通りの仕様にて点灯テストを実施した。まず、この中で、厚さ１．５μｍのランプは定格寿命に達する前に封入した水銀が全て消費されて水銀レス点灯状態となり、定格寿命を満足することができなかったが、それ以外の３種類のランプについては定格寿命まで点灯した。そして、その３種における定格寿命点灯後の、ランプ中の自由な水銀量を測定した。その結果を表５に示す。これより、定格寿命を満足し、かつ定格寿命経過後のランプ内の自由な水銀量を２ｍｇ以下に抑えるためには保護膜厚さを上記４種のうち、２．５μｍと５．５μｍが適していることがわかる。
【００５７】
【表５】
2007305431.tif 000007
【００５８】
（実施例６）
本発明の実施例６は、定格寿命が８５００ｈであり、２０Ｗ型（消費電力１８Ｗ）、３波長タイプの直管蛍光ランプの例である。このランプはガラス管の内直径Ｄ＝２６ｍｍ、放電路長Ｌは５６０ｍｍ、封入水銀量は４ｍｇであった。水銀封入の手段として、実施例２と同様の水銀含浸テープを用いた。水銀封入、及び水銀放出のプロセス以外の製造プロセスは、実施例１と同様である。
【００５９】
この実施例６において、保護膜の厚さを０．３μｍ、１．０μｍ、１．５μｍ、３．０μｍの４通りの仕様にて点灯テストを実施した。まず、この中で、厚さ０．３μｍのランプは定格寿命に達する前に封入した水銀が全て消費されて水銀レス点灯状態となり、定格寿命を満足することができなかったが、それ以外の３種類のランプについては定格寿命まで点灯した。そして、その３種における定格寿命点灯後の、ランプ中の自由な水銀量を測定した。その結果を表６に示す。これより、定格寿命を満足し、かつ定格寿命経過後のランプ内の自由な水銀量を２ｍｇ以下に抑えるためには保護膜厚さを上記４種のうち、１．０μｍと１．５μｍが適していることがわかる。
【００６０】
【表６】
2007305431.tif 000008
【００６１】
以上の実施例１〜６の結果を図１のグラフに示す。図１において、線ａ〜ｃは次のとおりである。
線ａ：ｘ＝０．５
線ｂ：ｙ＝−０．０４ｘ ＋ ０．１４
線ｃ：ｙ＝−０．０４ｘ ＋ ０．３０
この結果から、蛍光ランプ内面の保護膜厚ｘが、ｘ≧０．５μｍであり、ランプへの１本あたりの封入水銀含有金属量が１ｍｇ以上５ｍｇ以下であり、ランプ電力あたりの封入水銀含有金属量ｙ［ｍｇ／Ｗ］としたとき、ｘとｙの関係が、ランプ定格寿命が６０００ｈ〜１５０００ｈの場合、“−０．０４ｘ ＋ ０．１４ ≦ ｙ ≦ −０．０４ｘ ＋ ０．３０”の範囲が適正であることが確認できた。
【００６２】
（実施例７）
本発明の実施例７は、定格寿命が１８０００ｈであり、高周波専用の３２Ｗ、３波長タイプの直管蛍光ランプの例である。このランプはガラス管の内直径Ｄ＝２３ｍｍ、放電路長Ｌは１１７８ｍｍであり、水銀封入量は５ｍｇである。水銀封入の手段として、水銀含浸テープを用いた。水銀含浸テープは、所定量の水銀を含浸させた幅：約７ｍｍのテープ状の水銀含浸金属板をコイルの周囲にリング状に設置した。そして、ランプ排気後に外部より高周波印加することにより、水銀含浸テープを加熱し、水銀を放出させた。水銀封入及び水銀放出のプロセス以外は実施例１と同様とした。
【００６３】
この実施例７において、保護膜の厚さを０．６μｍ、１．５μｍ、４．０μｍ、５．０μｍの４通りの仕様にて点灯テストを実施した。まず、この中で、厚さ０．６μｍのランプは定格寿命に達する前に封入した水銀が全て消費されて水銀レス点灯状態となり、定格寿命を満足することができなかったが、それ以外の３種類のランプについては定格寿命まで点灯した。そして、その３種における定格寿命点灯後の、ランプ中の自由な水銀量を測定した。その結果を表７に示す。これより、定格寿命を満足し、かつ定格寿命経過後のランプ内の自由な水銀量を２ｍｇ以下に抑えるためには保護膜厚さを上記４種のうち、１．５μｍと４．０μｍが適していることがわかる。
【００６４】
【表７】
2007305431.tif 000009
【００６５】
（実施例８）
本発明の実施例８は、定格寿命が１８０００ｈであり、高周波専用の８６Ｗ、３波長タイプの直管蛍光ランプの例である。このランプはガラス管の内直径Ｄ＝２３ｍｍ、放電路長Ｌは１１７８ｍｍであり、水銀封入量は５ｍｇである。水銀封入の手段として、水銀含浸テープを用いた。水銀含浸テープは、所定量の水銀を含浸させた幅：約７ｍｍのテープ状の水銀含浸金属板をコイルの周囲にリング状に設置した。そして、ランプ排気後に外部より高周波印加することにより、水銀含浸テープを加熱し、水銀を放出させた。水銀封入及び水銀放出のプロセス以外は実施例１と同様とした。
【００６６】
この実施例８において、保護膜の厚さを２．５μｍ、３．５μｍ、６．５μｍ、７．５μｍの４通りの仕様にて点灯テストを実施した。この中で、厚さ２．５μｍのランプは定格寿命に達する前に封入した水銀が全て消費されて水銀レス点灯状態になり、定格寿命を満足することができなかったが、それ以外の３種類のランプについては定格寿命まで点灯した。そして、その３種における定格寿命点灯後の、ランプ中の自由な水銀量を測定した。その結果を表８に示す。これより、定格寿命を満足し、かつ定格寿命経過後のランプ内の自由な水銀量を２ｍｇ以下に抑えるためには保護膜厚さを上記４種のうち、３．５μｍと６．５μｍが適していることがわかる。
【００６７】
【表８】
2007305431.tif 000010
【００６８】
以上の結果から、定格寿命が１５０００ｈを超える場合は、発明の範囲の封入水銀量、及び保護膜厚さは、図２に示す通りである。これは、定格寿命が６０００ｈ以上、１５０００ｈ以下の場合の範囲と比較して、若干、右側にシフトした範囲となる。これは、定格寿命が長いと水銀消費がより促進される傾向にあるため、当初の課題を解決するためにはより厚い保護膜を形成することが必要となるためである。定格寿命が１５０００ｈを超える場合でもこの範囲のランプであれば、定格寿命が６０００ｈ以上、１５０００ｈ以下の場合と類似の試験を実施することにより、本発明の効果を達成することがわかった。
【００６９】
図２は本発明の実施例７〜８と実施例１〜６の結果から、ランプ定格寿命が１５０００ｈを超える場合の保護膜厚さと封入水銀量の関係を示すグラフである。図２において、線ａ，ｄ，ｅは次のとおりである。
線ａ：ｘ＝０．５
線ｄ：ｙ＝−０．０４ｘ ＋ ０．１７
線ｅ：ｙ＝−０．０４ｘ ＋ ０．３４
この結果から、蛍光ランプ内面の保護膜厚ｘが、ｘ≧０．５μｍであり、ランプへの１本あたりの封入水銀含有金属量が１ｍｇ以上５ｍｇ以下であり、ランプ電力あたりの封入水銀含有金属量ｙ［ｍｇ／Ｗ］としたとき、ｘとｙの関係が、ランプ定格寿命が１５０００ｈを超えるの場合は、“−０．０４ｘ ＋ ０．１７ ≦ ｙ ≦ −０．０４ｘ ＋ ０．３４”の範囲が適正であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は本発明の実施例１〜６の結果を示し、ランプ定格寿命が6000h〜15000hの場合の保護膜厚さと封入水銀量の関係を示すグラフである。
【図２】図２は本発明の実施例７及び８の結果から、ランプ定格寿命が15000hを超える場合の保護膜厚さと封入水銀量の関係を示すグラフである。
【図３】図３Ａ−Ｂは本発明の一実施例における蛍光ランプの製造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４】図４Ａ−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５】図５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。
【符号の説明】
【００７１】
２  ガラスバルブ
３  アマルガム粒
５，５ａ，５ｂ  ガラスマウント
７  排気細管
８  フレア
９  導入線
１０  コイル
１１  蛍光体懸濁液
１２  アマルガム滴下装置
【図１】
2007305431.tif 000011
【図２】
2007305431.tif 000012
【図３】
2007305431.tif 000013
【図４】
2007305431.tif 000014
【図５】
2007305431.tif 000015