JPH09199086A - 低圧水銀蒸気放電灯およびこれを用いた照明装置 - Google Patents
低圧水銀蒸気放電灯およびこれを用いた照明装置Info
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Abstract
吸着が少なくて光束維持率を改善できる低圧蒸気放電灯
およびこれを用いた照明装置を提供すること。 【解決手段】内部で放電が発生されるとともに水銀およ
び希ガスが封入された透光性気密容器1の内面に、クロ
ムおよびユーロピウムの少なくとも1つで付活されたY
AG構造を有し、発光ピーク波長が近赤外線領域にある
蛍光体を含む蛍光体層20を形成したことを特徴とする
低圧水銀蒸気放電灯である。近赤外線発光蛍光体として
上記YAG構造を有する近赤外線発光蛍光体を用いたか
ら、従来の鉄付活アルミン酸リチウム蛍光体に比べて、
近赤外線の発光強度が高くなるとともに、水銀の付着が
少ないから光束維持率が向上する。
Description
光ピークをもつ蛍光ランプなどに代表される低圧水銀蒸
気放電灯およびこれを用いた照明装置に関する。
近赤外線領域に発光強度を有する蛍光ランプは、植物栽
培用光源やOCR読取り用光源などに使用されている。
従来の蛍光ランプは、上記近赤外線領域の発光強度を高
めるため特開昭52−89281号公報などに記載され
ているように、鉄付活アルミン酸リチウム蛍光体(Li
AlO2 ;Fe)が使用されていた。Li AlO2 ;F
e蛍光体は、740nmに発光ピーク波長を有し、近赤外
線領域の発光強度を増すのに有効である。
AlO2 ;Fe蛍光体は、近赤外線領域の発光強度がさ
程大きくないことが判ってきたばかりでなく、水銀と結
合し易い性質があるため光束維持率が良くないという問
題がある。特にこの種のLi AlO2 ;Fe蛍光体は放
電空間の水銀蒸気を吸着する作用が強く、このLi Al
O2 ;Fe蛍光体に吸着された水銀は紫外線の蛍光体に
到達するのを阻害して可視光発光性能を低下させ、また
可視光の透過を妨害するようになる。このため、点灯時
間の経過に伴い光束維持率が低下する。
光ランプは、管径が10mm〜17mm程度の細いガラス管
を屈曲形状に成形して高密度化し、小形で高い光束を出
すようになっており、一般の蛍光ランプに比べて単位長
さ当りの入力電力を高くしている。このため、蛍光体の
単位面積当りの水銀打ち込み量が多くなるとともに、蛍
光体の光束維持率に影響を与える185nmに代表される
真空紫外線の照射密度が増える。この結果、Li AlO
2 ;Fe蛍光体を用いた電球形蛍光ランプやコンパクト
形蛍光ランプは、Li AlO2 ;Fe蛍光体に対する水
銀の吸着量が増し、光束維持率が低下し、電極や回路部
品の寿命が末期になる前にランプ交換を余儀無くされる
など、電球形蛍光ランプやコンパクト形蛍光ランプの利
点である長寿命ランプという長所が生かされないという
不具合が生じる。
気圧が高く、起動から特性が安定するまでに数十分から
数時間を要するような蛍光ランプの場合は、水銀蒸気圧
が高い状態のときに蛍光体の単位面積当りの水銀打ち込
み量が多くなることから、蛍光体の劣化やガラスの黒化
および蛍光体への水銀付着による光束維持率の低下を生
じ易いという問題もある。
近赤外線領域の発光強度が高く、しかも水銀の吸着が少
なくて光束維持率を改善できる低圧蒸気放電灯およびこ
れを用いた照明装置を提供しようとするものである。
銀蒸気放電灯は、内部で放電が発生されるとともに水銀
および希ガスが封入された透光性気密容器の内面に、ク
ロムおよびユーロピウムの少なくとも1つで付活された
YAG構造を有して発光ピーク波長が近赤外線領域にあ
る蛍光体を含む蛍光体層を具備していることを特徴とす
る。
くとも1つで付活されたYAG構造を有して発光ピーク
波長が近赤外線領域にある蛍光体というのは、YAG
(イットリウムアルミナガーネット)構造をもち、発光
ピーク波長が650nm〜800nmの付近にある蛍光体を
いい(以下、YAG構造を有する近赤外線発光蛍光体と
いう)、具体的には、Y3 Al5 O12;Cr、Y3 Al
5 O12;Eu、Y3 Al5 O12;Cr,Eu、Gd3 A
l5 O12;Cr、Y3 Ga5 O12;Cr、Gd3Ga5
O12;Cr、Y3 Al2 Ga3 O12;Cr、Y3 AlG
a4 O12;Crなどが用いられる。
外線発光蛍光体を単独に用いた場合でも、または他の蛍
光体と併用してもよい。また、低圧水銀蒸気放電灯と
は、蛍光ランプで代表されるが、内部に放電を発生させ
る手段は透光性気密容器の内部に封装されていても、ま
たは外部に設けられていてもよい。そして、電極は熱陰
極であっても冷陰極であってもよい。透光性気密容器は
通常ガラス管にて形成される。このガラス管内には、水
銀の外に希ガスが封入される。
〜800nmの付近にある蛍光体を種々調べた結果、上記
YAG構造を有する近赤外線発光蛍光体は、従来の鉄付
活アルミン酸リチウム蛍光体(Li AlO2 ;Fe)に
比べて、近赤外線の発光強度が高いばかりでなく、水銀
の付着が少なく、光束維持率に優れていることを見出だ
した。したがって、上記YAG構造を有する近赤外線発
光蛍光体をガラス管の内面に塗布して蛍光体被膜を形成
したランプは、従来に比べて近赤外線の発光強度が高く
なり、しかも光束維持率に優れたランプとなる。
銀蒸気放電灯において、YAG構造を有して発光ピーク
波長が近赤外線領域にある蛍光体は、クロム付活アルミ
ン酸イットリウム蛍光体(Y3 Al5 O12;Cr)を主
体とするものであることを特徴とする。
なかでも、クロム付活アルミン酸イットリウム蛍光体
(Y3 Al5 O12;Cr)は特に近赤外線の発光強度が
高く、かつ光束維持率に優れている。
の低圧水銀蒸気放電灯において、蛍光体層として、上記
YAG構造を有して発光ピーク波長が近赤外線領域にあ
る蛍光体と、発光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体
とを含んでいることを特徴とする。
ランプを点灯すると近赤外線領域の発光ばかりでなく同
時に可視光の発光も得られるから、照明用光源として用
いることができるとともに、その他植物栽培用光源を始
めとする広い分野への使用が可能になる。
ずれか一に記載の低圧水銀蒸気放電灯において、発光ピ
ーク波長が可視光領域にある蛍光体は、3波長域発光形
蛍光体であることを特徴とする。
波長域にピーク波長を有する3種類の蛍光体を混合した
ものであり、例えば赤色系蛍光体には3価のユーロピウ
ム付活酸化イットリウム蛍光体Y2 O3 :Eu3+、青色
系蛍光体には2価のユーロピウム付活アルカリ土類ハロ
燐酸塩蛍光体(Sr,Ca,Ba)10(PO4 )6 Cl
2 :Eu2+または2価のユーロピウム付活アルカリ土類
アルミン酸塩蛍光体BaMg2 Al16O27:Eu2+、お
よび緑色蛍光体としてはセリウムCeを含有するテルビ
ウムTb付活けい・りん酸塩蛍光体(La,Ce,T
b)・(P,Si)O4 などを用いることができるが、
3波長域発光形であれば他の蛍光体と組み合わせであっ
てもよい。
光体であれば、近赤外線領域の発光に加えて、赤、緑、
青の可視領域の発光が得られるので、発光効率が向上す
るとともに、適用範囲が一層広くなる。
ずれか一に記載の低圧水銀蒸気放電灯において、蛍光体
層は、気密容器の壁面側から順に、上記YAG構造を有
して発光ピーク波長が近赤外線領域にある蛍光体を主体
とする層および上記可視光発光蛍光体を主体とする層に
よって形成されていることを特徴とする。
光体と可視光発光蛍光体を併用する場合、可視光の発光
強度を高くする要求が多い。請求項5の低圧水銀蒸気放
電灯によれば、放電空間の水銀から放射された紫外線は
放電空間側に位置する可視光発光蛍光体を励起して可視
光を発光させ、この可視光発光蛍光体を透過した紫外線
がYAG構造を有する近赤外線発光蛍光体を励起して近
赤外線を発光するようになる。紫外線は放電空間側に位
置する可視光発光蛍光体を照射する割合が多いから、積
層構造が逆の場合に比べて可視光の発光量が多くなる。
ずれか一に記載の低圧水銀蒸気放電灯において、気密容
器の内面と蛍光体層の間に、金属酸化物からなる保護層
を設けたことを特徴とする。
ンプや、周囲の温度が高い雰囲気で点灯されるランプの
場合、放電空間側から蛍光体層を透過して水銀の打ち込
みが生じたり、紫外線が蛍光体層を透過してガラスを照
射し、このためガラスからアルカリ成分が析出して蛍光
体と反応し蛍光体の輝度劣化やガラスの黒化、水銀の消
耗が多くなるといった現象が生じ、光束維持率の低下を
招く。これに対して請求項6の低圧水銀蒸気放電灯によ
れば、気密容器の内面と蛍光体層との間に金属酸化物か
らなる保護層を設けたので、この保護膜が蛍光体層を透
過した水銀の打ち込みを阻止し、かつ蛍光体層を透過し
た紫外線がガラスに到達するのを抑止し、ガラスからア
ルカリ成分が析出するのを防止し、よって蛍光体の劣化
やガラスの黒化、水銀の消耗を抑えることができる。こ
の結果光束維持率を高めることができる。
銀蒸気放電灯において、保護層がAl2 O3 、TiO
2 、SiO2 、ZnO、CeO2 、Y2 O3 のうちの少
なくとも1種からなることを特徴とする。
O、CeO2 、Y2 O3 などの金属酸化物は、水銀や紫
外線の透過を阻止し、しかも可視光を透過する作用に優
れており、よって保護膜として好適する。
づれか一に記載の低圧水銀蒸気放電灯において、気密容
器内に水銀蒸気圧制御手段としてアマルガムが収容され
ていることを特徴とする。
いた低圧水銀蒸気放電灯は、安定点灯に至るとアマルガ
ムが放電空間内の水銀蒸気圧を最適圧力に規制する作用
を奏するが、始動時には水銀蒸気圧の高い状態を発生す
ることがあり、この状態が数十分ないし数時間続くこと
がある。このように水銀蒸気圧の高い状態が長い時間続
くと、蛍光体やガラスに対する水銀イオンの打ち込みが
多くなり、蛍光体の劣化やガラスの着色(黒化)が早期
に進む傾向にある。このような状況で使用される蛍光体
として、従来の鉄付活アルミン酸リチウム蛍光体(Li
AlO2 ;Fe)を用いると水銀を吸着し易いことから
蛍光体の劣化が進み、光束維持率の低下が大きい。これ
に対し、YAG構造を有する近赤外線発光蛍光体であれ
ば、上記Li AlO2 ;Fe蛍光体に比べて水銀を吸着
し難いことから蛍光体の劣化が少なくなり、光束維持率
が優れることになる。
請求項1ないし請求項8のいずれか一に記載の低圧水銀
蒸気放電灯と点灯回路とが一体化されており、この点灯
回路に接続された口金を有して電球形蛍光ランプを構成
していることを特徴とする。
ョークコイル安定器を含み、高周波点灯式であってもよ
い。低圧水銀蒸気放電灯の気密容器はグローブで覆う構
造または外部に露出した構造であってもよい。
にして高密度化を図り、小形で高い光束を出すようにな
っており、一般の蛍光ランプに比べて単位長さ当りの入
力電力を高くしているため、蛍光体の単位面積当りの水
銀打ち込み量が多くなる。この結果、従来のLi AlO
2 ;Fe蛍光体を用いた電球形蛍光ランプでは水銀の付
着量が増すことから光束維持率が低下し、電極や回路部
品が寿命となる前に交換を余儀無くされる。これに対
し、YAG構造を有する近赤外線発光蛍光体を用いる
と、水銀の付着が少ないので、光束維持率が改善され
る。
ないし請求項9のいずれか一に記載の低圧水銀蒸気放電
灯を光源として用いたことを特徴とする。請求項10の
発明によれば、請求項1ないし請求項9のいずれか一に
記載の低圧水銀蒸気放電灯の利点を生かしたOA機器を
提供できる。
図7に示す第1の実施の形態について説明する。図1は
電球形蛍光ランプの構造を示す図、図2は発光管の内面
に形成された蛍光体被膜の構成図、図3はクロム付活ア
ルミン酸イットリウム蛍光体(Y3 Al5 O12;Cr)
の発光スペクトルを示す特性図、図4はクロム付活アル
ミン酸イットリウム蛍光体と従来の鉄付活アルミン酸リ
チウム蛍光体との発光強度を示す分光エネルギー分布を
示す特性図、図5は光束維持率を示す特性図、図6は発
光管内の水銀消耗量を示す図、図7は始動時の管内水銀
蒸気圧の変化を示す特性図である。
当する発光管であり、外径12mmの直管ガラス管を鞍形
に屈曲成形して構成されている。発光管1の端部はステ
ム2により気密に封止されており、このステム2には熱
陰極からなる電極3が取着されている。電極3はタング
ステンコイルフィラメントにて形成されており、ステム
2を貫通して導かれた一対のリード線4,4に支持され
ている。電極3には、図示しないBaO、SrO、Ca
Oなどからなる電子放射性物質(エミッタ)が塗布され
ている。
り、この細管5は放電空間に連通している。細管5には
水銀とビスマスBiおよびインジウムIn等からなる主
アマルガム6が収容されているとともに、上記一方のリ
ード線4には電極3に近接した位置に、水銀とインジウ
ムIn等からなる補助アマルガム7が取付けられてい
る。
光体層が形成されている。この蛍光体については後で説
明する。発光管1の内部には、所定圧、例えば3Torr程
度のアルゴンなどからなる希ガスが封入されている。
に固定されている。この仕切板10は合成樹脂製カバー
12の一端に取付けられている。カバー12の一端は上
記仕切板10にて閉塞されており、他端にE26などの
ような捩込み形口金13が取付けられている。そして、
カバー12内には、配線基板14に実装された高周波点
灯形電子回路装置15が収容されている。前記発光管1
はこの高周波点灯形電子点灯回路装置15に電気的に接
続されており、かつこの高周波点灯形電子点灯回路装置
15は捩込み形口金13に電気的に接続されている。し
たがって、発光管1は高周波点灯されるようになってい
る。なお、発光管1は、仕切板10に固定した透光性の
グローブ16にて覆われている。
について、図2にもとづき説明する。発光管を構成する
ガラス管1の内面には、蛍光体層20が形成されてい
る。蛍光体層20は、少なくともYAG構造を有する近
赤外線発光蛍光体を有している。YAG構造を有する近
赤外線発光蛍光体というのは、既に説明した通り、クロ
ムおよびユーロピウムの少なくとも1つで付活されたY
AG構造を有し、かつ発光ピーク波長が650nm〜80
0nmの近赤外線領域にある蛍光体を指しており、具体的
には、Y3 Al5 O12;Cr、Y3 Al5 O12;Eu、
Y3 Al5 O12;Cr,Eu、Gd3 Al5 O12;C
r、Y3 Ga5 O12;Cr、Gd3 Ga5 O12;Cr、
Y3 Al2 Ga3 O12;Cr、Y3 AlGa4 O12;C
rなどの少なくとも1種が用いられる。
く、かつ光束維持率に優れたクロム付活アルミン酸イッ
トリウム蛍光体(Y3 Al5 O12;Cr)が用いられて
いる。このようなクロム付活アルミン酸イットリウム蛍
光体は単独で用いてもよいが、可視光を発する可視光発
光蛍光体と併用して用いられている。可視光発光蛍光体
は、ハロりん酸カルシウム蛍光体{3Ca3 (PO4 )
2 ・CaX2 ;Sb,Mn(XはF,Cl)}であって
もよいが、本例では3波長域発光形希土類蛍光体を用い
ている。3波長域発光形希土類蛍光体は、例えば赤色系
蛍光体には3価のユーロピウム付活酸化イットリウム蛍
光体Y2 O3 :Eu3+、青色系蛍光体には2価のユーロ
ピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩蛍光体(Sr,C
a,Ba)10(PO4 )6 Cl2 :Eu2+または2価の
ユーロピウム付活アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体Ba
Mg2 Al16O27:Eu2+、および緑色蛍光体としては
セリウムCeを含有するテルビウムTb付活けい・りん
酸塩蛍光体(La,Ce,Tb)・(P,Si)O4 な
どが用いられている。
と可視光発光蛍光体とを併用して用いる場合、両者を混
合して単一層の被膜を形成してもよいが、別々の被膜を
形成して積層構造にするのがよい。
ルミン酸イットリウム蛍光体からなる層21と、3波長
域発光形希土類蛍光体からなる可視光蛍光体の層22を
積層して構成してある。この場合、クロム付活アルミン
酸イットリウム蛍光体層21をガラス管1側に設け、3
波長域発光形希土類蛍光体からなる可視光蛍光体層22
を放電空間側に設けてある。なお、クロム付活アルミン
酸イットリウム蛍光体および3波長発光形希土類蛍光体
は平均粒径が1.0μm以下で0.1μm以上の粉末で
あってよく、またクロム付活アルミン酸イットリウム蛍
光体層21の膜厚t1 、および3波長域発光形希土類蛍
光体からなる可視光蛍光体層22の膜厚t2 はそれぞれ
同等膜厚であってよく、これら膜厚t1 およびt2 は1
0μm〜30μmの範囲がよい。
層21の膜厚t1 を10μm〜30μmにすれば、近赤
外線の発光量を多くすることができる。膜厚が10μm
未満であると近赤外線発光量が少なくなり、また膜厚が
30μmを越えると蛍光体層の自己吸収により同じく近
赤外線の発光量が低下する。
る可視光蛍光体層22の膜厚t2 も10μm〜30μm
にすれば、可視光の発光量を多くすることができる。膜
厚が10μm未満であると可視光の発光量が少なくな
り、また膜厚が30μmを越えると蛍光体層の自己吸収
により同じく可視光の発光量が低下する。
の間には、金属酸化物からなる保護層30が形成されて
いる。この保護層30は、Al2 O3 、TiO2 、Si
O2、ZnO、CeO2 、Y2 O3 のうちの少なくとも
1種から構成されており、膜厚t3 は0.1μm〜5μ
mの範囲がよい。
て作用を説明する。入力電力を15W、ランプ電流を2
00mA(管壁負荷110mW/cm2 )としてこのランプを
点灯すると、水銀から発せられる紫外線が蛍光体層20
を照射し、蛍光体層20は可視光および近赤外線を発す
る。すなわち、蛍光体層20は、3波長域発光形希土類
蛍光体からなる可視光蛍光体の層22と、クロム付活ア
ルミン酸イットリウム蛍光体からなる層21を積層して
構成してあるから、3波長域発光形希土類蛍光体が可視
光を発し、かつクロム付活アルミン酸イットリウム蛍光
体が720nmに発光ピークをもつ近赤外線を発する。こ
のため通常の一般照明に供される3波長発光による可視
光に加えて、720nm付近の近赤外線が強化された発光
を奏するようになる。この結果、植物栽培用光源やOC
R読取り用光源などに用いて有効になる。
から、植物栽培用光源として既存の植物栽培施設の捩込
み形ソケットに他の光源と併用して取付けて使用するこ
とができる。また、白熱電球に置き換えて用いれば大き
な節電効果が得られる。
(Y3 Al5 O12;Cr)は、Crの濃度に応じて発光
スペクトルの形、すなわちピーク波長や、長波長または
短波長側への裾の引き方が変わるが、その一例を図3に
示す。すなわち、この場合、720nmに発光ピークを有
する。
ム蛍光体(Y3 Al5 O12;Cr)は、従来の鉄付活ア
ルミン酸リチウム蛍光体(Li AlO2 ;Fe)と比べ
た場合、図4に示すように、近赤外線の発光強度がほぼ
2.5倍の強さをもっている。図4は、発光管の内面
に、可視光蛍光体を用いずに近赤外線蛍光体層のみを形
成した場合の分光エネルギー分布特性を示したものであ
り、600nm以下の発光は水銀の発光スペクトルであ
る。図4から判る通り、従来の鉄付活アルミン酸リチウ
ム蛍光体(Li AlO2 ;Fe)はほぼ740nmに発光
ピーク波長を有するが相対発光エネルギーが低く、これ
に対しクロム付活アルミン酸イットリウム蛍光体(Y3
Al5 O12;Cr)は、720nmに発光ピークを有し、
相対発光エネルギーはLi AlO2 ;Feに比べて約
2.5倍である。
てクロム付活アルミン酸イットリウム蛍光体(Y3 Al
5 O12;Cr)を用いた方が、近赤外線の発光強度が高
くなる。
について光束維持率を測定した特性図であり、実線がク
ロム付活アルミン酸イットリウム蛍光体(Y3 Al5 O
12;Cr)を用いた場合、破線が従来の鉄付活アルミン
酸リチウム蛍光体(Li AlO2 ;Fe)を用いた場合
を示す。この図から、近赤外線発光用蛍光体としてクロ
ム付活アルミン酸イットリウム蛍光体(Y3 Al5
O12;Cr)を用いた方が光束維持率が格段に優れてい
ることが判る。
リウム蛍光体は、この蛍光体に対する水銀の付着作用が
少なく、よって紫外線および可視光の遮断作用が少なく
なるためである。水銀の消耗量については、図6に示す
示す実験結果から明らかである。
ランプは、近赤外線の発光強度が高く、しかも光束維持
率が向上する。上記のような電球形蛍光ランプの場合、
管壁負荷が相対的に高い状態で点灯され、発光管温度も
高くなる。このため水銀蒸気圧も相対的に高くなり、放
電空間から管壁に向けて水銀の打ち込みも激しくなる心
配がある。
体としてクロム付活アルミン酸イットリウム蛍光体(Y
3 Al5 O12;Cr)を用いてあるから近赤外線発光用
蛍光体に水銀が付着する割合が少なく、よって近赤外線
発光用蛍光体が劣化する割合が少ない。しかも、発光管
1の内面とクロム付活アルミン酸イットリウム蛍光体か
らなる層21の間に金属酸化物からなる保護層30を設
けてあるから、この保護膜30が蛍光体層22および2
1を透過した水銀のガラスへの打ち込みを阻止し、かつ
蛍光体層22および21を透過した紫外線がガラスに到
達するのを抑止する。このため、水銀の消耗が抑えら
れ、ガラスからアルカリ成分が析出するのが防止され、
よってアルカリ成分による蛍光体の劣化やガラスの黒化
を防止することができる。このことからも、光束維持率
を高めることができる。
2 、SiO2 、ZnO、CeO2 、Y2 O3 のうちの少
なくとも1種からなり、これら酸化物は可視光の透過に
優れ、水銀および紫外線の透過を阻止する作用に優れて
おり、よって保護膜として好適する。
荷が高い状態で点灯され、発光管温度が高くなるため、
アマルガム6、7を用いて管内の水銀蒸気圧を最適レベ
ルに維持するようにしている。この場合、ランプの始動
性を向上させるために、電極3の近傍に補助アマルガム
7を用いるなどの工夫をしているが、このようにすると
起動直後に補助アマルガム7から多量の水銀が放出され
るから、管内の水銀蒸気圧は図7に示すように高くな
る。この水銀蒸気は点灯時間の経過に伴い温度の低い部
分に設置された主アマルガム6に凝集されるようにな
り、余剰の水銀は主アマルガム6に捕獲される。このよ
うに、始動から水銀蒸気圧が安定するまでに数十分から
数時間を要することがあり、このような動作特性の蛍光
ランプでは、始動から水銀蒸気圧が安定するまで水銀蒸
気圧が高い状態が続き、このとき放電空間から管壁に向
けて水銀の打ち込みも激しくなる心配がある。
光体としてクロム付活アルミン酸イットリウム蛍光体
(Y3 Al5 O12;Cr)を用いてあるから近赤外線発
光用蛍光体に水銀が付着する割合が少なく、よって近赤
外線発光用蛍光体が劣化する割合が少なくなる。また、
発光管1の内面とクロム付活アルミン酸イットリウム蛍
光体からなる層21の間に金属酸化物からなる保護層3
0を設けてあるから、この保護膜30が蛍光体層22お
よび21を透過した水銀のガラスへの打ち込みを阻止
し、かつ蛍光体層22および21を透過した紫外線がガ
ラスに到達するのを抑止する。このため、水銀の消耗を
抑えることができ、ガラスからアルカリ成分が析出する
のを防止し、よって蛍光体の劣化やガラスの黒化を防止
することができる。このことからも、光束維持率を高め
ることができる。
覆った電球形蛍光ランプの場合について説明したが、本
発明はこれに限らず、図8に示す第2の実施の形態のよ
うに、発光管1が外部に露出した構造の電球形蛍光ラン
プであっても実施可能である。なお、この場合の発光管
1は、2本のU字形ガラス管を互の端部同士で接合して
1本の連続した放電空間を構成したものである。また、
図8の図面では、図1と同様の部材は同一番号を付して
説明を省略する。
てもよい。図9は本発明の第3の実施の形態に係る熱陰
極形直管形状の蛍光ランプを示し、この蛍光ランプ50
は、ガラスからなる発光管51の端部をステム52,5
2により閉塞してあり、これらステム52,52には内
部リード線53…を介してタングステンフィラメントか
らなる熱陰極の電極54,54が取着されている。電極
54,54には、図示しないBaO、SrO、CaOな
どからなる電子放射性物質(エミッタ)が塗布されてい
る。
着されており、これら口金55,55には上記内部リー
ド線53…に接続された口金ピン56…が突設されてい
る。発光管51の内面には、金属酸化物からなる保護膜
57が形成されており、この内側に近赤外線発光用蛍光
体層58が形成されているとともに、さらにこの内側に
可視光発光蛍光体層59が積層して構成されている。
2 O3 、TiO2 、SiO2 、ZnO、CeO2 、Y2
O3 のうちの少なくとも1種から構成されている。ま
た、近赤外線発光用蛍光体層58はクロム付活アルミン
酸イットリウム蛍光体(Y3 Al5 O12;Cr)にて形
成されており、さらに可視光発光蛍光体層59は3波長
域発光形蛍光体にて形成されている。発光管51の内部
には、所定量の水銀と、アルゴンなどの希ガスが封入さ
れている。
近赤外線発光用蛍光体としてクロム付活アルミン酸イッ
トリウム蛍光体(Y3 Al5 O12;Cr)を用いてある
から近赤外線の発光強度が高くなり、かつ水銀の付着割
合が少ないから水銀の消耗も少なくなり、光束維持率を
高めることができる。
光源としても使用可能であり、例えば示す画像、文字ま
たはバーコード読取り用装置に適用することができる。
すなわち、図10は画像読取り装置を示し、同図で50
は図9に示した構造の蛍光ランプであり、61は反射体
である。反射体61は、例えばアルミプレートをプレス
加工して形成したもので、断面が楕円の一部形状、すな
わちほぼU字形に近似しており、蛍光ランプ50のバル
ブ軸に沿う長尺な形状をなしており、全体がほぼ樋形状
をなしている。蛍光ランプ50は、この反射体61のほ
ぼ焦点位置に配置され、ランプ50から放出された光は
反射体61により反射され、原稿載置ガラス板62の一
定位置に集光されるようになっている。原稿載置ガラス
板62には読取り原稿63が載置され、この原稿63の
下面は上記集光により照射される。そして、この反射光
が下部に設けられた光学結像レンズ系64を通じて光電
変換素子65に結像されるようになっている。よって、
蛍光ランプ50から照射された光により原稿63に記載
された画像が上記光学結像レンズ系64を介して光電変
換素子65に読取られる。
結像レンズ系64および光電変換素子65はフレーム6
6により一体化されており、この一体化されたユニット
は原稿載置ガラス板62と相対的に水平に移動するよう
になっており、よって読取り原稿63の画像を走査す
る。なお、蛍光ランプは熱陰極に限らず、冷陰極形蛍光
ランプにも適用可能である。
とこの内側に近赤外線発光用蛍光体層、さらにこの内側
に可視光発光蛍光体層を積層して構成した構造について
説明したが、保護層は必ずしもなくてもよい。また、蛍
光体層は、近赤外線発光用蛍光体層とこの放電空間側に
可視光発光蛍光体層を積層した構造に限らず、図11の
(A)図に示すように、ガラス管1の内面に3波長発光
形蛍光体層22を設けるとともにこの内側(放電空間
側)にクロム付活アルミン酸イットリウム蛍光体(Y3
Al5 O12;Cr)等からなる近赤外線発光用蛍光体層
21を設けてもよい。但し、可視光を多量に放射したい
ランプは、図2に示す通り、ガラス管1の内面にクロム
付活アルミン酸イットリウム蛍光体(Y3 Al5 O12;
Cr)等からなる近赤外線発光用蛍光体層21を設け、
この内側(放電空間側)に3波長域発光形蛍光体層22
を設けるのがよい。
す通り、3波長域発光形蛍光体とクロム付活アルミン酸
イットリウム蛍光体(Y3 Al5 O12;Cr)等からな
る近赤外線発光用蛍光体とを混合し、単一の層を形成し
てもよい。
図に示す通り、3波長域発光形蛍光体を用いずに、クロ
ム付活アルミン酸イットリウム蛍光体(Y3 Al5
O12;Cr)等からなる近赤外線発光用蛍光体のみで形
成してもよく、この場合の分光エネルギー分布が図4に
示されているものである。
体は、クロム付活アルミン酸イットリウム蛍光体(Y3
Al5 O12;Cr)に限らず、既に説明したように、Y
AG(イットリウムアルミナガーネット)構造をもち、
発光ピーク波長が650nm〜800nmの付近にある蛍光
体であればよく、その他の蛍光体としては、Y3 Al5
O12;Eu、Y3 Al5 O12;Cr,Eu、Gd3 Al
5 O12;Cr、Y3 Ga5 O12;Cr、Gd3 Ga5 O
12;Cr、Y3 Al2 Ga3 O12;Cr、Y3AlGa4
O12;Crなどの少なくとも1種を用いてもよい。
発光スペクトルを示し、図13にはY3 Ga5 O12;C
r蛍光体の発光スペクトルを示し、さらに図14にはG
d3Al5 O12;Cr蛍光体の発光スペクトルを示し、
さらにまた図15にはGd3Ga5 O12;Cr蛍光体の
発光スペクトルを示す。これら蛍光体の発光スペクトル
は、付活剤の濃度でピーク波長が長波長や短波長側に若
干ずれたり、ピーク波形の裾が縮拡するが、ここでは代
表的な例を示した。これら蛍光体は、いずれもYAG構
造をもち発光ピーク波長が650nm〜800nmの付近に
あることが判る。
ば、近赤外線発光蛍光体として発光ピーク波長が650
nm〜800nmの付近にあるYAG構造をもつ蛍光体を用
いたから、従来の鉄付活アルミン酸リチウム蛍光体(L
i AlO2 ;Fe)を用いた場合に比べて近赤外線の発
光強度が高くなるとともに、水銀の付着が少なくて光束
維持率が向上する。
ーロピウムの少なくとも1つで付活されたYAG構造を
有し発光ピーク波長が近赤外線領域にある蛍光体とし
て、クロム付活アルミン酸イットリウム蛍光体(Y3 A
l5 O12;Cr)を用いたので、特に近赤外線の発光強
度が高くなり、しかも光束維持率に優れている。
て、上記YAG構造を有する近赤外線発光蛍光体と、発
光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体とを併用したか
ら、近赤外線領域の発光と同時に可視光の発光も得られ
るようになり、照明用光源を始めとして、その他植物栽
培用光源など、広い分野への使用が可能になる。
が可視光領域にある蛍光体として3波長域発光形蛍光体
を用いたから、近赤外線領域の発光に加えて、赤、緑、
青の可視領域の発光が得られ、よって発光効率が向上
し、ランプの適用範囲が一層広くなる。
側から順に、上記YAG構造を有する近赤外線発光蛍光
体の層および上記可視光発光蛍光体からなる層を形成し
たから、積層構造が逆の場合に比べて可視光の発光量が
多くなる。
と蛍光体被膜との間に、金属酸化物からなる保護層を設
けたから、例えば単位長さ当りの入力電力の大きなラン
プや、周囲の温度が高い雰囲気で点灯されるランプの場
合に、上記保護膜が蛍光体層を透過した水銀の打ち込み
を阻止し、かつ蛍光体層を透過した紫外線がガラスに到
達するのを抑止し、ガラスからアルカリ成分が析出する
のを防止し、よって蛍光体の劣化やガラスの黒化、水銀
の消耗を抑えることができる。この結果光束維持率を高
めることができる。
O3 、TiO2 、SiO2 、ZnO、CeO2 、Y2 O
3 のうちの少なくとも1種の金属酸化物で構成されるか
ら、水銀や紫外線の透過を阻止し、しかも可視光を透過
する作用に優れている。
銀蒸気圧制御手段としてアマルガムを収容したランプで
あっても、YAG構造を有する近赤外線発光蛍光体を用
いたから蛍光体の劣化が少なく、光束維持率に優れるよ
うになる。
請求項8のいずれか一に記載された低圧水銀蒸気放電灯
を電球形蛍光ランプに適用したから、従来の電球形蛍光
ランプに比べて光束維持率が改善される。
し請求項9のいずれか一に記載の低圧水銀蒸気放電灯を
照明装置の光源として用いたので、請求項1ないし請求
項9のいずれか一に記載のランプの利点を生かした照明
装置を提供できる。
ンプの構造を示す図。
膜の構成図。
3 Al5 O12;Cr)の発光スペクトルを示す特性図。
来の鉄付活アルミン酸リチウム蛍光体との発光強度を示
す分光エネルギー分布を示す特性図。
形の電球形蛍光ランプの構成を示す図。
直管形蛍光ランプの構成を示す図、(B)図は(A)図
中B部の拡大した断面図。
源として用いた例を示す構成図。
光体層の構成図。
ルを示す特性図。
ルを示す特性図。
トルを示す特性図。
トルを示す特性図。
Al5 O12;Cr)層 22…3波長発光形希土類蛍光体層 30…金属酸化物からなる保護層 50…熱陰極形直管形状の蛍光ランプ 51…発光管 54…熱陰極形電極 57…保護膜 58…近赤外線発光用蛍光体層 59…可視光発光蛍光体層 61…画像読取り装置の反射体 62…原稿載置ガラス板 63…読取り原稿 64…光学結像レンズ系 65…光電変換素子
Claims (10)
- 【請求項1】 内部で放電が発生されるとともに水銀お
よび希ガスが封入された透光性気密容器と;上記気密容
器の内面に設けられ、クロムおよびユーロピウムの少な
くとも1つで付活されたYAG構造を有し、発光ピーク
波長が近赤外線領域にある蛍光体を含む蛍光体層と;を
具備していることを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項2】 請求項1に記載の低圧水銀蒸気放電灯に
おいて、上記YAG構造を有し発光ピーク波長が近赤外
線領域にある蛍光体は、クロム付活アルミン酸イットリ
ウム蛍光体を主体とするものであることを特徴とする低
圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の低圧水
銀蒸気放電灯において、 蛍光体層は、上記YAG構造を有し発光ピーク波長が近
赤外線領域にある蛍光体と、発光ピーク波長が可視光領
域にある蛍光体とを含んでいることを特徴とする低圧水
銀蒸気放電灯。 - 【請求項4】 請求項3に記載の低圧水銀蒸気放電灯に
おいて、 発光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体は、3波長域
発光形蛍光体であることを特徴とする低圧水銀蒸気放電
灯。 - 【請求項5】 請求項3または請求項4に記載の低圧水
銀蒸気放電灯において、 蛍光体層は、気密容器の壁面側から順に、上記YAG構
造を有し発光ピーク波長が近赤外線領域にある蛍光体を
主体とする層および上記可視光発光蛍光体を主体とする
層によって形成されていることを特徴とする低圧水銀蒸
気放電灯。 - 【請求項6】 請求項1ないし請求項5のいずれか一に
記載の低圧水銀蒸気放電灯において、 気密容器の内面と蛍光体層の間に金属酸化物からなる保
護層を設けたことを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項7】 請求項6に記載の低圧水銀蒸気放電灯に
おいて、 保護層は、Al2 O3 、TiO2 、SiO2 、ZnO、
CeO2 、Y2 O3 のうちの少なくとも1種からなるこ
とを特徴とする低圧水銀蒸気放電灯。 - 【請求項8】 請求項1ないし請求項7のいずれか一に
記載の低圧水銀蒸気放電灯において、 気密容器内には、水銀蒸気圧制御手段としてアマルガム
が収容されていることを特徴とする低圧水銀蒸気放電
灯。 - 【請求項9】 請求項1ないし請求項8のいずれか一に
記載の低圧水銀蒸気放電灯と点灯回路とが一体化されて
おり、点灯回路が接続された口金を有して電球形蛍光ラ
ンプを構成していることを特徴とする低圧水銀蒸気放電
灯。 - 【請求項10】 請求項1ないし請求項9のいずれか一
に記載の低圧水銀蒸気放電灯を光源として用いたことを
特徴とする照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00745496A JP3566439B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 低圧水銀蒸気放電灯およびこれを用いた照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00745496A JP3566439B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 低圧水銀蒸気放電灯およびこれを用いた照明装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199086A true JPH09199086A (ja) | 1997-07-31 |
| JP3566439B2 JP3566439B2 (ja) | 2004-09-15 |
Family
ID=11666279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00745496A Expired - Fee Related JP3566439B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 低圧水銀蒸気放電灯およびこれを用いた照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3566439B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002083569A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-03-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蛍光ランプ及び高輝度放電ランプ |
| JP2002120394A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-04-23 | Futaba Corp | 電子線励起発光形プリントヘッド |
| JP2002359404A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Nichia Chem Ind Ltd | 蛍光体を用いた発光装置 |
-
1996
- 1996-01-19 JP JP00745496A patent/JP3566439B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2002083569A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-03-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蛍光ランプ及び高輝度放電ランプ |
| JP2002120394A (ja) * | 2000-10-16 | 2002-04-23 | Futaba Corp | 電子線励起発光形プリントヘッド |
| JP2002359404A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Nichia Chem Ind Ltd | 蛍光体を用いた発光装置 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3566439B2 (ja) | 2004-09-15 |
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