(57)【要約】【課題】セラミックス口金に印字した文字等のかすれを抑制する低圧水銀ランプを提供する。【解決手段】実施形態の低圧水銀ランプによれば、発光管の一方側に封止される第１の電極および発光管の他方側に封止される第２の電極と；第１の電極および第２の電極のそれぞれに設けられ、一端が第１の電極および第２の電極と電気的に接続される外部リード線と；外部リード線の他端と電気的に接続されるセラミックスの口金と；を有する。口金の平均表面粗さＲａは、０．１〜１００μｍである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管の一方側に封止される第１の電極および前記発光管の他方側に封止される第２の電極と；
前記第１の電極および前記第２の電極のそれぞれに設けられ、一端が前記第１の電極および前記第２の電極と電気的に接続される外部リード線と；
前記外部リード線の他端と電気的に接続されるセラミックスの口金と；
を有する低圧水銀ランプであって、
前記口金の平均表面粗さＲａは、０．１〜１００μｍである低圧水銀ランプ。
【請求項２】
前記口金および前記外部リード線は、前記発光管の一方側および他方側に設けられる請求項１記載の低圧水銀ランプ。
【請求項３】
前記外部リード線の他端は前記発光管の一方に設けられる請求項１に記載の低圧水銀ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、低圧水銀ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、発光管の両端部に口金を設けた低圧水銀ランプが知られている。例えば、特許文献１には、発光管両端部にセラミックスの口金を接続している低圧水銀ランプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７３４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、低圧水銀ランプは、製造条件や製造時期を明確にするためや、それぞれの低圧水銀ランプを識別するために、低圧水銀ランプの口金に個体識別番号、いわゆるロット番号などの文字等を印字することがある。低圧水銀ランプの口金に文字等を印字する目的としては、低圧水銀ランプから放出される紫外光により文字等が消える可能性があるためである。しかしながら、セラミックスの口金に文字等を印字すると、セラミックスの口金は表面が滑らかであるため、例えば低圧水銀ランプをソケットに取り付ける際に印字した文字等が擦れてしまい、文字等が判別不能になる可能性がある。この問題を解決するために、例えばセラミックスの口金の表面にガラスコートが施される方法もあるが、ガラスコートを構成するガラス材には環境負荷物質である鉛が含まれる可能性があり、好ましくない。
【０００５】
本発明の実施形態は、セラミックス口金に印字した文字等のかすれを抑制する低圧水銀ランプを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係る低圧水銀ランプは、発光管の一方側に封止される第１の電極および発光管の他端側に封止される第２の電極と；第１の電極および第２の電極のそれぞれに設けられ、一端が第１の電極および前記第２の電極と電気的に接続される外部リード線と；外部リード線の他端と電気的に接続されるセラミックスの口金と；を有する。低圧水銀ランプの口金の平均表面粗さＲａは、０．１〜１００μｍである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、セラミックス口金に印字した文字等のかすれを抑制する低圧水銀ランプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る低圧水銀ランプを例示する模式図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る低圧水銀ランプにおける口金２０ａ、２０ｂの表面粗さＲａと文字等印刷可否および文字等かすれ有無について比較した結果を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る低圧水銀ランプの変形例を例示する模式図である。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る低圧水銀ランプを例示する模式図である。
【図５】図５は、第２の実施形態に係る低圧水銀ランプの変形例１を例示する模式図である。
【図６】図６は、第２の実施形態に係る低圧水銀ランプの変形例２を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下で説明する実施形態に係る低圧水銀ランプ１０、３０、５０、７０、９０は、発光管１１の一方側に封止される第１の電極１４ａおよび発光管１１の他方側に封止される第２の電極１４ｂと、第１の電極１４ａおよび第２の電極１４ｂのそれぞれに設けられ、一端が第１の電極１４ａおよび第２の電極１４ｂと電気的に接続される外部リード線１８ａ、１８ａ、１８ｂ、１８ｂと、外部リード線１８ａ、１８ａ、１８ｂ、１８ｂの他端と電気的に接続されるセラミックスの口金２０ａ、２０ｂを有する。口金２０ａ、２０ｂの平均表面粗さＲａは、０．１〜１００μｍである。
【００１０】
また、以下で説明する実施形態に係る低圧水銀ランプ１０、５０、７０、９０は、発光管１１の一方側および他方側に口金２０ａ、２０ｂおよび外部リード線１８ａ、１８ａ、１８ｂ、１８ｂが設けられる。
【００１１】
また、以下で説明する実施形態に係る低圧水銀ランプ３０は、外部リード線１８ａ、１８ａ、１８ｂ、１８ｂの他端は、発光管１１の一方に設けられる。
【００１２】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
【００１４】
図１は、第１の実施形態に係る低圧水銀ランプを例示する模式図である。図１は、低圧水銀ランプ１０を例示している。
【００１５】
図１、表したように、本実施形態に係る低圧水銀ランプ１０は、発光管１１と、口金２０ａ，２０ｂと、を含む。
【００１６】
本実施形態では、発光管１１として、熱陰極放電ランプを用いた実施形態を例示している。
【００１７】
この例で、発光管１１の内部に、放電空間１２が設けられる。放電空間１２には、例えば、水銀の合金であるアマルガム１３や希ガス（図示しない）が封入される。
【００１８】
この例で、発光管１１は、直管である。発光管１１は、放電空間１２を気密に保つ。発光管１１は、紫外線を透過する材料で構成されており、例えば石英ガラスで構成されている。
【００１９】
アマルガム１３は、水銀を含む合金であり、アマルガム１３の一部が溶融することで放電空間１２へ水銀を放出する。アマルガム１３は、例えば、水銀−スズ−インジウム−チタンの４元素系であり、水銀が０．３ｗｔ％、スズが１．２ｗｔ％、インジウムが９１．６ｗｔ％、チタンが６．９ｗｔ％である。アマルガム１３の封入量は、例えば、０．０５〜１０ｇである。アマルガム１３は、第１の電極１４ａおよび第二の電極１４ｂから放電空間１２側へ離間して配置されている。なお、アマルガム１３の組成は上記に限定されず、例えば、水銀に、チタン、インジウム、ビスマス、スズ、亜鉛のいずれか、または二種以上の合金で設けられてもよいし、組成比が上記と異なっていてもよい。
【００２０】
希ガスは、低圧水銀ランプ１０に封入されたアマルガム１３を構成する水銀が放電により発光するとき、水銀を励起させるために用いられる。希ガスは、水銀の準安定電圧よりもわずかに低い希ガス（アルゴン）を添加しランプの始動電圧を低下させること（ペニング効果）により水銀を励起させ放電を開始し、放電の始動時に放電を促進させ、放電開始後に放電維持に寄与する。希ガスの圧力は、例えば、０．１３２ｋＰａ〜１３．２ｋＰａ（０．１〜１０ｔｏｒｒ）である。また、希ガスは、ネオン、アルゴン、クリプトンのいずれか一種、または二種以上の混合ガスでよい。
【００２１】
発光管１１は、発光管１１の一方側に設けられた第１の電極１４ａと、発光管１１の他方側に設けられた第２の電極１４ｂと、を有する。また、発光管１１の一方側には、ピンチシール部１９ａを介して第１の電極１４ａが設けられ、発光管１１の他方側には、ピンチシール部１９ｂを介して、第２の電極１４ｂが設けられる。また、ピンチシール部１９ａには、第１電極の１４ａの一部分が埋設して設けられ、ピンチシール部１９ｂには、第２の電極１４ｂの一部分が埋設して設けられる。
【００２２】
ピンチシール部１９ａ、１９ｂは、発光管１１から延びて形成される。ピンチシール部１９ａ、１９ｂは、放電空間１２を気密に保つ。ピンチシール部１９ａ、１９ｂは、発光管１１と同一の材料が用いられる。ピンチシール部１９ａ、１９ｂは、発光管１１と同一の材料を、図示しない加熱バーナーで溶融後、図示しないモールド型により整形することにより設けられる。
【００２３】
第１の電極１４ａは、例えば、フィラメント１５ａ、リード線１６ａ、１６ａ、金属箔１７ａ、１７ａを含む。
【００２４】
フィラメント１５ａは、例えば、コイルを三重巻にした、いわゆるトリプルコイルである。フィラメント１５ａには、例えば、タングステンが用いられる。また、電子放射性をよくするために、フィラメント１５ａのコイルの隙間には、エミッタ（図示しない）が塗布されている。エミッタには、例えば、カルシウム、バリウム、ジルコニウム及びストロンチウムの少なくともいずれかの炭酸塩などが用いられる。
【００２５】
リード線１６ａ、１６ａは、一端でフィラメント１５ａを保持して接続され、他端が金属箔１７ａ、１７ａと接続される。リード線１６ａ、１６ａには、例えば、モリブデン棒が用いられる。
【００２６】
金属箔１７ａ、１７ａは、一端がリード線１６ａ、１６ａに接続され、他端が外部リード線１８ａ、１８ａに接続される。
【００２７】
第２の電極１４ｂは、第１の電極１４ａと同様の構成が適用される。すなわち、第２電極１４ｂは、フィラメント１５ｂ、リード線１６ｂ、１６ｂ、金属箔１７ｂ、１７ｂを含む。
【００２８】
このように、発光管１０は、放電空間１２を含み、水銀輝線を含む紫外光を放射する。紫外光は、２５３．７ｎｍの水銀輝線を含む。
【００２９】
外部リード線１８ａ、１８ａ、１８ｂ、１８ｂは、図示しない外部電源と接続され、発光管１１に電力を供給する。外部リード線１８ａ、１８ａ、１８ｂ、１８ｂは、一端がリード線１６ａ、１６ａと接続され、他端が図示しないソケットと接続される。外部リード線１８ａ、１８ａ、１８ｂ、１８ｂは、それぞれ、口金２０ａ、２０ｂを貫通して設けられる。
【００３０】
口金２０ａ、２０ｂは、発光管１１の両側に設けられる。口金２０ａ、２０ｂは、セラミックスである。口金２０ａ、２０ｂの表面粗さＲａは、１〜１００μｍである。なお、ここでいう「表面粗さＲａ」とは、ＪＩＳ０６０１に定められた表面粗さのことであり、具体的にはキーエンス社製の超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−８５１０により測定された表面粗さの算術平均値である。なお、外部リード線１８ａ、１８ａ、１８ｂ、１８ｂと口金２０ａ、２０ｂとの様式は、上記に限定されない。例えば、口金２０ａの外側に、外部リード線１８ａ、１８ａが嵌合して外部リード線１８ａ、１８ａと電気的に接続される図示しないピンを有していてもよい。
【００３１】
ここで、口金２０ａ、２０ｂの表面粗さＲａは、０．１〜１００μｍであることが望ましい。口金２０ａ、２０ｂの表面粗さＲａが０．１μｍ未満となるセラミックスの口金を用いると、口金２０ａ、２０ｂの表面が平滑となり、文字等を印字したときに文字等が広がってしまうため、好ましくない。一方、口金２０ａ、２０ｂの表面粗さＲａが１００μｍよりも大きくなると、口金２０ａ、２０ｂに印刷できても、文字等がかすれやすくなるため、好ましくない。よって、口金２０ａ、２０ｂの表面粗さＲａは、０．１〜１００μｍであることが望ましい。
【００３２】
このように、口金２０ａ、２０ｂの表面粗さＲａを、０．１〜１００μｍとすることにより、例えば低圧水銀ランプ１０を図示しないソケットに取り付ける際に、印字したロット番号が擦れても文字等が消えにくくすることができる。また、ガラスコート材を用いないため、環境負荷物質である鉛の使用を抑制できる。
【００３３】
本実施形態によれば、セラミックス口金に印字した文字等のかすれを抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、低圧水銀ランプ１０を製造する際に発光管１１内部の気体などを排気する、図示しない排気管痕などを、セラミックス口金に文字等を印字した側と定めることで、例えば点灯後短時間（数時間〜数十時間）で不点灯に至った低圧水銀ランプ１０の原因を特定する際に有効である。
【００３５】
ここで、実施形態に係る低圧水銀ランプ１０について、口金２０ａ、２０ｂの表面粗さＲａと、文字等のかすれについて比較した結果を図２に示す。なお、以下に示す比較結果を得るための測定では、口金２０ａ，２０ｂの表面粗さＲａを変化させて、印字する文字等としてシヤチハタ社製タート(ＴＡＴ)をゴム印で印刷し、印刷後２００時間放置して直接指でこすり、文字等のかすれについて目視で評価を行った。実施形態に係る口金２０ａ、２０ｂとして、セラミック口金（外径２０ｍｍ、長さ３６ｍｍ）を用いた。
【００３６】
図２から明らかである通り、表面粗さＲａが０．１〜１００μｍであれば、口金に印刷を行うことができ、かつ文字等のかすれなどが抑制できる。なお、表面粗さＲａが０．１μｍよりも小さくなると、文字等の印刷が困難となり、文字等かすれ有無について検証できなかった。また、表面粗さＲａが１００μｍよりも大きくなると、文字等のかすれが生じた。
（変形例）
【００３７】
図３は、第１の実施形態の変形例である。図３に示す低圧水銀ランプ３０においては、発光管１１の一方側の口金２０ａに、第１の電極１４ａと接続される外部リード線１８ａ、１８ａと、第２の電極１４ｂと接続される外部リード線１８ｂ、１８ｂの他端とが設けられ、発光管１１の他方側には樹脂口金２２が設けられる、いわゆる片口金の低圧水銀ランプである。
【００３８】
第２の電極１４ｂと接続される外部リード線１８ｂ、１８ｂは、一端がピンチシール部１９ｂに埋設された金属箔１７ｂ、１７ｂと接続され、他端が図示しない外部接続端子と接続され、発光管１１の長手方向に延びて設けられる。なお、外部リード線１８ｂ、１８ｂは一体的に設けられても良いし、例えば外部リード線１８ｂ、１８ｂに導電性の金属導体を発光管１１の外部に長手方向に延びて設けても良い。
【００３９】
樹脂口金２２は、例えばプラスチックなどの樹脂材料で構成される。なお、樹脂口金２２は、外部リード線１８ｂ、１８ｂと樹脂口金２２外部（図示しない）との絶縁が確保される材料であれば、プラスチックに限定されず、どのような材料であってもよい。また、樹脂口金２２の代わりに、外部リード線１８ｂ、１８ｂが設けられていない、セラミックの口金２０ｂであってもよい。
【００４０】
本実施形態においても、口金２０ａの表面粗さＲａを、０．１〜１００μｍとすることにより、印字した文字等のかすれを抑制することができる。
【００４１】
また、本実施形態のように、片口金の低圧水銀ランプとすることにより、例えば外部リード線１８ａ、１８ａ、１８ｂ、１８ｂを設けた側の口金２０ａの表面粗さＲａを、０．１〜１００μｍとすることにより、例えば口金２０ａを図示しない固定手段で固定して口金２０ｂを自由に可動することにより、口金２０ａ側は凹凸があるため固定手段から動きにくくなることができる。
【００４２】
また、本実施形態のように、片口金の低圧水銀ランプにおいて、外部リード線が設けられてない発光管１１の他方側に設けられた口金を樹脂口金２２とすることにより、セラミックの口金２０ａを用いる場合に比べて樹脂口金２２を更に可動することができる。また、樹脂口金２２とすることにより、ダスト等の発生を抑制することができる。
【００４３】
（第２の実施形態）
【００４４】
図４は、第２の実施形態に係る低圧水銀ランプの変形例を例示する模式図である。なお、第１の実施形態と同様の構成については、その符号を同一とすることにより、説明を省略する。
【００４５】
図４に表したように、本実施形態に係る低圧水銀ランプ５０は、第１の電極１４ａと第２の電極１４ｂが、フレア部２６ａ、２６ｂを介して設けられる。
【００４６】
フレア部２６ａ、２６ｂは、発光管１１から延びて、発光管１１の両端に設けられる。フレア部２６ａ、２６ｂは、放電空間１２を気密に保つ。フレア部２６ａ、２６ｂは、発光管１１と同一の材料が用いられる。フレア部２６ａ、２６ｂには、第１の電極１４ａ、第２の電極１４ｂの一部、具体的には、第１の電極１４ａ、第２の電極１４ｂのうち、リード線１６ａ、１６ａ、１６ｂ、１６ｂが貫通して設けられる。
【００４７】
本実施形態においても、口金２０ａ、２０ｂの表面粗さＲａを、０．１〜１００μｍとすることにより、印字した文字等のかすれを抑制することができる。
（変形例１）
【００４８】
図５は、第２の実施形態に係る低圧水銀ランプの変形例１を示す。
【００４９】
図５に表したように、本変形例に係る低圧水銀ランプ７０においては、口金２０ａ、２０ｂに保護キャップ８０を有する。保護キャップ８０は、例えば信越シリコーン社製シリコーンゴムなどを用いることができる。なお、保護キャップ８０は、シリコーンゴムに限らず、発光管１１より放出される紫外光により劣化が抑制される材料であればどのような材料を用いても良い。
【００５０】
変形例においても、セラミックス口金に印字した文字等のかすれを抑制することができる。
【００５１】
また、変形例では、口金２０ａ、２０ｂに文字等を印刷後、保護キャップ８０を設けることで、文字等を印刷した後にガラスコートなどの保護材料の形成を抑制することができる。
【００５２】
また、変形例では、口金２０ａ、２０ｂに保護キャップ８０を設けることで、口金２０ａ、２０ｂと保護キャップ８０との接触面積が小さくなるため、口金２０ａ、２０ｂからの伝熱が抑えられる。このことは、例えばフィラメント１５ａ、１５ｂからの放熱を抑制することができるため、フィラメント１５ａ、１５ｂの温度変化を抑制することができる。
【００５３】
また、変形例では、口金２０ａ、２０ｂに保護キャップ８０を設けることで、口金２０ａ、２０ｂが図示しない紫外線照射装置などと接触したときに口金２０ａ、２０ｂが削れて生じるダスト等の発生を抑制し、口金２０ａ、２０ｂに汚れ等が付着することを抑制することができる。
（変形例２）
【００５４】
図６は、第２の実施形態に係る低圧水銀ランプの変形例２を示す。
【００５５】
図６に表したように、本変形例に係る低圧水銀ランプ９０においては、発光管１１の両端がガラスビーズ９２ａ、９２ｂにより封止されている。ガラスビーズ９２ａ、９２ｂは、例えば半硬質ガラスや、軟質ガラスにより構成される。ガラスビーズ９２ａ、９２ｂは、図示しない加熱バーナーで溶融後、封止される。
【００５６】
変形例においても、セラミックス口金に印字した文字等のかすれを抑制することができる。
【００５７】
なお、発光管１１の形状は直線状に限定されない。例えば、Ｕ字やＷ字やＨ字などのように屈曲部分や分岐部分を有していてもよい。また、口金２０ａ、２０ｂは発光管１１の両端に設ける構成であれば、二つに限定されるものではない。例えば、発光管１１がＨ字で構成される場合は、発光管１１の両端に一体的に設けられる口金で構成されてもよい。
【００５８】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、低圧水銀ランプに含まれる発光管、電極、導電体などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【００５９】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【００６０】
その他、本発明の実施の形態として上述した低圧水銀ランプを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての低圧水銀ランプも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【００６１】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【００６２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６３】
１０、３０、５０、７０、９０…低圧水銀ランプ、
１１…発光管、
１２…放電空間、
１３…アマルガム、
１４ａ、２４ａ…第１の電極、
１４ｂ、２５ｂ…第２の電極、
１５ａ、１５ｂ…フィラメント、
１６ａ、１６ｂ…リード線
１７ａ、１７ｂ…金属箔、
１８ａ、１８ｂ…外部リード線、
１９ａ、１９ｂ…ピンチシール部、
２０ａ、２０ｂ…口金、
２６ａ、２６ｂ…フレア部、
８０…保護キャップ、
９２ａ、９２ｂ…ガラスビーズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2017045626.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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