JPH0528969A - ラピツドスタート形けい光ランプおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ネサ膜の抵抗値の低下が少なく、絶
縁性能を長時間に亘り維持してけい光体被膜に黒化が発
生するの防止することができるラピッドスタート形けい
光ランプを提供しようとするものである。 【構成】本発明は、バルブ１の内面に透明性導電被膜１
５を形成するとともに、この導電被膜の内面にけい光体
被膜１６を形成し、このバルブ内に水銀を封入したラピ
ッドスタート形けい光ランプにおいて、上記透明性導電
被膜１５は、初期抵抗値が最低抵抗値の２倍以下となる
導電被膜としたことを特徴とする。 【作用】本発明よれば、ネサ膜の初期抵抗値が最低抵抗
値の２倍以下となるように設定されているので、ネサ膜
の抵抗値が点灯時間の経過とともに低下する割合が少な
くなり、長時間に亘り絶縁性能を良好に維持することが
できるので、けい光体被膜に黒化が発生するの防止する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラスバルブの内面と
けい光体被膜との間に透明性導電被膜を形成してなる瞬
時点灯形のけい光ランプおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ラピッドスタート形けい光ランプは、始
動性を向上させるために、ガラスバルブの内面に、この
内面とけい光体被膜との間に位置して酸化錫などからな
る透明な導電被膜（ネサ膜＝ＥＣ膜）を形成してある。
バルブの内面に上記ネサ膜を形成すると、この被膜が近
接導体の作用をなし、バルブの管壁抵抗を低くするの
で、電源電圧を印加した時ランプはきわめて短時間で始
動する利点がある。

【０００３】しかしながらこの種のラピッドスタート形
けい光ランプにおいては、長時間の使用に伴って黒褐色
に変色した過剰の水銀などが砂を撒いたように付着し、
いわゆる砂撒き現象が発生し、外観を損なう不具合があ
る。

【０００４】この原因は、放電空間内の水銀粒とネサ膜
との間で発生する放電に起因していると考えられてい
る。すなわち、ランプ点灯中は、けい光体被膜の内面に
水銀が付着しており、この放電空間側の水銀粒には管内
放電電位に相当する電位が加わっているとともに、ネサ
膜は中位の電位状態に保たれていると考えられる。この
ため、これら水銀粒とネサ膜の間に絶縁物質としてのけ
い光体被膜を挾んでかなりの電位差がかかっており、こ
の電位差によってけい光体被膜が絶縁破壊した場合に、
この放電エネルギーの熱によりけい光体被膜が溶解した
り、飛散したり、内蔵していた酸素等の不純ガスを放出
する。この結果、水銀が酸化したり、けい光体が変色す
ることにより、斑点状の黒化が発生すると考えられる。

【０００５】このような砂撒き現象を防止するため、特
開昭５５−３１１５号公報においては、ネサ膜の抵抗値
をある程度高くし、絶縁破壊を生じ難いようにする技術
が提案されている。つまり、ネサ膜の抵抗値を高くする
と、耐電圧を高くすることができるので、ランプ始動お
よび点灯のために最大電圧を加えてもネサ膜と水銀粒子
との間で微小放電を起こす割合が少なくなり、けい光体
被膜の絶縁破壊を防止することができ、けい光体被膜が
酸化したり、けい光体が変色することを少なくすること
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ネサ膜
は本来、バルブの管壁抵抗を低くするための導体として
機能することを目的として設けるものであり、このネサ
膜の抵抗値を高くすると、バルブの管壁抵抗が高くな
り、始動し難くなって高い始動電圧を印加する必要が生
じ、始動特性改善という本来の目的を達成することがで
きなくなる。

【０００７】このため、ネサ膜の抵抗値は、ある程度以
下に規制しておかなければならず、上記公報の場合、封
入水銀量が１５mgの場合、ネサ膜の全抵抗値を８０ＫΩ
にしてある。

【０００８】しかしながら上記のように、高い始動電圧
を必要とすることなく始動が可能になり、しかもネサ膜
と水銀粒子との間で微小放電を起こしてけい光体被膜の
絶縁破壊を防止するレベルにネサ膜の抵抗値を設定して
も、斑点状の黒化を発生するランプが見られる。

【０００９】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、ネサ膜の抵抗値の
低下が少なく、絶縁性能を長時間に亘り維持してけい光
体被膜に黒化が発生するの防止することができるラピッ
ドスタート形けい光ランプおよびその製造方法を提供し
ようとするものである。

【００１０】すなわち、本発明者等は、ネサ膜の初期抵
抗値を比較的高く設定し、ネサ膜と水銀粒子との間で微
小放電を起こすのを防止するようにしたラビットスター
ト形ランプについて、斑点状の黒化を発生したランプに
対して高周波を用いた非破壊抵抗値測定器によってネサ
膜の抵抗値を測定したところ、初期抵抗値に比べて１／
３以下に抵抗値が低下していることが判った。これに対
し、黒化を発生しないランプについて、同様にネサ膜の
抵抗値を測定したところ、初期抵抗値に比べて抵抗値の
低下割合が少ないことが判った。すなわち、黒化を発生
するランプは、ネサ膜の抵抗値が点灯時間の経過ととも
に低下することが判った。よって、本発明はこの点を改
善する研究をすすめ、以下の手段を採用すれば良い結果
を生むとの結論に至った。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明のラピッ
ドスタート形けい光ランプは、バルブの内面に透明性導
電被膜を形成するとともに、この導電被膜の内面にけい
光体被膜を形成し、このバルブ内に水銀を封入したラピ
ッドスタート形けい光ランプにおいて、上記透明性導電
被膜は、初期抵抗値が最低抵抗値の２倍以下となる導電
被膜であることを特徴とする。

【００１２】また、本発明の製造方法は、バルブの内面
に透明性導電被膜を形成し、この被膜の表面にけい光体
被膜を形成し、上記バルブを排気することによりラピッ
ドスタート形けい光ランプを製造する方法において、上
記製造過程の途中で上記透明性導電被膜を非酸化処理す
ることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明のラピッドスタート形けい光ランプによ
れば、ネサ膜の初期抵抗値が最低抵抗値の２倍以下とな
るように設定されているので、ネサ膜の抵抗値が点灯時
間の経過とともに低下する割合が少なくなり、長時間に
亘り絶縁性能を良好に維持することができるので、けい
光体被膜に黒化が発生するの防止することができる。ま
た、本発明の製造方法によれば、初期抵抗値の低いネサ
膜を容易に作ることができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。

【００１５】図１および図２は直管形ラピッドスタート
形けい光ランプの一端部を示すもので、１０はソーダラ
イムガラスからなるバルブである。バルブ１０の端部は
ステム１１で封止されており、このステム１１にはフィ
ラメント電極１２が取付けられている。バルブ１０の端
部には口金１３が被着されており、この口金１３には、
上記電極１２に接続された口金ピン１４…が突設されて
いる。

【００１６】バルブ１０の内面には、酸化錫などからな
る透明な導電被膜（ネサ膜＝ＥＣ膜）１５が形成されて
おり、このネサ膜１５の内面には例えばハロりん酸カル
シウムけい光体などからなるけい光体被膜１６が形成さ
れている。なお、バルブ１０の内部には、所定量の水銀
とアルゴンなどの始動用希ガスが封入されている。

【００１７】このような構成のラピッドスタート形けい
光ランプは、以下のようにして製造される。すなわち、
洗浄したガラスバルブ１０を加熱炉に収容し、このバル
ブ１０を所定の温度に加熱しておいてこのバルブ１０の
内面に、塩化錫、または有機塩化錫をエチルアルコール
に溶解させた溶液を噴霧、あるいは化学蒸着法により塗
布する。この塗布膜は加熱炉によりバルブ１０とともに
加熱されることにより酸化し、酸化錫ＳｎＯ₂ のネサ膜
１５となる。

【００１８】この後、バルブ１０を一旦空冷して常温ま
で冷やし、このバルブ１０の内面、つまりネサ膜１５の
表面にけい光体溶液を塗布する。このけい光体を所定温
度で焼成し、その後バルブ１０内を排気管を通じて排気
し、このバルブ１０内に所定量の水銀とアルゴンなどの
始動用希ガスを封入して排気管を封止切る。このように
すれば、上記ラピッドスタート形けい光ランプが製造さ
れ、この方法は従来の方法である。

【００１９】ところで、ネサ膜１５はいわゆる半導体で
あり、酸化錫の場合は厳密にＳｎＯ_2-x の組成をもつ。
ネサ膜１５はこの組成の酸素Ｏの欠乏値ｘが変化するこ
とにより、導電特性が変化する。

【００２０】本発明者等は、上記酸素Ｏの欠乏値ｘが、
けい光ランプの製造過程でネサ膜が酸化されたり、還元
されたりする、いわゆる熱履歴により変化することをつ
きとめた。つまり、ネサ膜１５の抵抗値は、上記従来の
製造方法によりランプを製造した場合は、概ね、図３お
よび図４に示すような変化をすることが判った。すなわ
ち、図３よりネサ膜１５の抵抗値は、けい光体の塗布直
後よりもけい光体のベーキング直後で上昇し、またバル
ブ１０内の排気直後では低下する。また、図４はＳｎＯ
_2-x における酸素Ｏの欠乏値ｘの変化と、ネサ膜の抵抗
値との関係を、ランプの製造工程にもとづき測定した特
性を示す。

【００２１】このようにネサ膜１５の抵抗値は、製造工
程の各過程で変化することが判った。そして、なぜ工程
によりネサ膜１５の抵抗値が変化するのかを調査したと
ころ、ネサ膜は、酸化、還元状態により抵抗値が変化す
ることが判った。

【００２２】つまり、排気工程の条件を変えた場合、ネ
サ膜の抵抗値は図４のａ、ｂ、ｃ点に変化することが判
った。同図で特性ａ点は、ネサ膜に格別な処理をしない
従来の場合を示し、酸素Ｏの欠乏値ｘが小さくてネサ膜
はＳｎＯ₂ の組成に近くなっており、酸化が進んでいる
状態であり、この場合は抵抗値が高い。

【００２３】また、特性ｂおよびｃ点は、ネサ膜を還元
処理した場合を示し、酸素Ｏの欠乏値ｘが大きくてネサ
膜はＳｎＯの組成に近くなっており、還元状態にあり、
これらの場合は抵抗値が低い。

【００２４】これら初期抵抗値の低いネサ膜を用いる
と、ランプの点灯時間の経過にともなって抵抗値が低く
なっても最低抵抗値に達するまでの低下割合が小さいか
ら、ネサ膜と水銀粒子との間で微小放電を起こし難く、
けい光体被膜の絶縁破壊を防止することができる。図５
のｂおよびｃ点のような低い抵抗値のネサ膜を作るに
は、以下の方法が可能である。

【００２５】すなわち、その１つは、排気工程中にバル
ブ１０を加熱し、酸素Ｏの欠乏値ｘを大きくてするとと
もに不純物の放出を図る。この場合、バルブ１０の温度
を高くする程ネサ膜の抵抗値はａからｂおよびｃ点の方
向に変化する。

【００２６】また、他の１つは、排気工程中にバルブ１
０内部の真空度を高くする。この場合、バルブ１０内の
真空度が高くなる程ネサ膜の抵抗値はａからｂおよびｃ
点の方向に変化する。

【００２７】さらに、他の１つは、排気直前に、バルブ
１０内をガス置換する。この場合、バルブ１０内の空気
を窒素ガスＮ₂ で置換するとネサ膜の抵抗値はａからｂ
およびｃ点の方向に変化する。また、窒素ガスＮ₂ と水
素ガスＨ₂ の混合ガスで置換してもネサ膜の抵抗値はａ
からｂおよびｃ点の方向に変化する。さらに、都市ガス
で置換してもネサ膜の抵抗値はａからｂおよびｃ点の方
向に変化する。なお、窒素と酸素の混合ガスで置換した
場合は、ネサ膜の抵抗値はｃからｂおよびａ点の方向に
変化する。

【００２８】したがって、排気工程においてネサ膜１５
を非酸化処理することにより抵抗値を下げることがで
き、このように抵抗値の低いネサ膜であればランプの点
灯時間の経過にともなって抵抗値が低くならないから、
ネサ膜と水銀粒子との間で微小放電を起こし難く、けい
光体被膜の絶縁破壊を防止することができ、黒化の防止
が可能になる。

【００２９】次に、本発明を実験した結果を説明する。 「実験１」バルブを加熱炉で４００℃に加熱し、この内
面にネサ膜を形成し、このネサ膜の内面にけい光体溶液
を塗布して６００℃の温度でベーキング処理した。この
バルブの排気工程前にバルブ内を窒素ガスＮ₂ で置換
し、その後従来と同様に排気処理してランプを製造し
た。このランプのネサ膜の抵抗値を調べたところ、図４
のｂ点であった。そしてこのランプについて点灯試験
し、ネサ膜の抵抗値の変化を調べると、図５の特性ｂが
得られた。

【００３０】この特性ｂは、点灯時間の経過に伴って抵
抗値が低下するが、低下割合は点灯１００００時間で約
８０％であり、黒化の発生は確認されなかった。なお、
試験結果は１０本のランプの平均値である。

【００３１】同じく、バルブの排気工程前にバルブ内を
窒素ガスＮ₂ と１％の水素ガスＨ₂の混合ガスで置換
し、その後従来と同様に廃棄処理してランプを製造し
た。このランプのネサ膜の抵抗値を調べたところ、図４
のｃ点であった。そしてこのランプについて点灯試験
し、ネサ膜の抵抗値の変化を調べると、図５の特性ｃが
得られた。この特性ｃは、点灯時間の経過に伴って抵抗
値がむしろ上昇しており、点灯１００００時間で約１２
０％であり、黒化の発生は全く確認されなかった。

【００３２】さらに、バルブの排気工程に何等の処理を
しない従来と同様なランプについて、ネサ膜の抵抗値を
調べたところ、図４のａ点であった。そしてこのランプ
について点灯試験し、ネサ膜の抵抗値の変化を調べる
と、図５の特性ａが得られた。

【００３３】この特性ａは、点灯時間の経過に伴って抵
抗値が低下し、低下割合は点灯１００００時間で約１／
４に達し、１０本のランプ中５本に黒化の発生が認めら
れた。

【００３４】「実験２」バルブを加熱炉で４００℃に加
熱し、この内面にネサ膜を形成し、このネサ膜の内面に
けい光体溶液を塗布して６００℃の温度でベーキング処
理した。このベーキング工程でベーキング炉内のガス雰
囲気を窒素ガスＮ₂ の還元性雰囲気とし、ネサ膜を還元
処理した。その後従来と同様にして排気してランプを製
造した。このランプのネサ膜の抵抗値を調べたところ、
図４のｂ点と同様であった。そしてこのランプについて
点灯試験し、ネサ膜の抵抗値の変化を調べると、この場
合も図５の特性ｂと同等の特性が得られ、黒化の発生は
確認されなかった。

【００３５】上記実験による図４の特性からも理解でき
る通り、本発明のネサ膜は初期抵抗値が最低抵抗値の２
倍以下であれば長時間に亘り絶縁性能を良好に維持する
ことができる。初期抵抗値が最低抵抗値の２倍を越える
と、抵抗値の変化が大きくて黒化の発生がみられるよう
になり、好ましくない。また、図５の特性ｃのように、
ランプの点灯時間の経過に伴って抵抗値が初期抵抗値に
比べて上昇する性質を有する場合は、黒化の発生は皆無
となる。

【００３６】なお、本発明は上記実施例に制約されず、
例えばネサ膜は酸化錫のみで形成されていることに限ら
ず、酸化インジウムを混合した酸化錫や、アンチモンド
ープ酸化錫であってもよく、要するに酸化錫を主体とし
たネサ膜であればよい。また、ランプの形状は直管形に
限らず、環形やＵ字、Ｗ字形などのけい光ランプであっ
てもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明のラピッドス
タート形けい光ランプによれば、ネサ膜の初期抵抗値が
最低抵抗値の２倍以下となるように設定されているの
で、ネサ膜の抵抗値が点灯時間の経過とともに低下する
割合が少なくなり、長時間に亘り絶縁性能を良好に維持
することができる。このため、ネサ膜と水銀粒子との間
で放電を起こしてけい光体被膜の絶縁破壊が発生するの
を防止することができ、けい光体被膜に黒化が発生する
の防止することができる。また、本発明の製造方法によ
れば、初期抵抗値の低いネサ膜を容易に作ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す直管形ラピッドスター
ト形けい光ランプの端部を示す断面図。

【図２】図１中II−II線の断面図。

【図３】製造工程毎のネサ膜の抵抗変化を示す特性図。

【図４】酸化錫の組成とネサ膜の抵抗値および製造工程
との関係を特性図。

【図５】点灯時間と抵抗値の変化率の関係を示す特性
図。

【符号の説明】 １０…バルブ、１２…電極、１５…透明性導電被膜（ネ
サ膜）、１６…けい光体被膜。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブの内面に透明性導電被膜を形成す
   るとともに、この導電被膜の内面にけい光体被膜を形成
   し、このバルブ内に水銀を封入したラピッドスタート形
   けい光ランプにおいて、 上記透明性導電被膜は、初期抵抗値が最低抵抗値の２倍
   以下であることを特徴とするラピッドスタート形けい光
   ランプ。
2. 【請求項２】 上記透明性導電被膜は、ランプの点灯時
   間の経過に伴って抵抗値が初期抵抗値の２倍以下の範囲
   で上昇する性質を有していることを特徴とする請求項１
   に記載のラピッドスタート形けい光ランプ。
3. 【請求項３】 バルブの内面に透明性導電被膜を形成
   し、この被膜の表面にけい光体被膜を形成し、上記バル
   ブを排気することによりラピッドスタート形けい光ラン
   プを製造する方法において、上記透明性導電被膜を形成
   した後の製造過程の途中で上記透明性導電被膜を非酸化
   処理することを特徴とするラピッドスタート形けい光ラ
   ンプの製造方法。