(57)【要約】    【課題】  十分な保護膜作用を奏するとともに、ガラスバルブの加熱曲成時に反射膜の剥がれなどの不具合が生じにくい蛍光ランプおよびこれを用いた照明装置を提供する。    【解決手段】  蛍光ランプFLは、気密なガラスバルブ1と、ガラスバルブ1内に配設された電極６と、ガラスバルブ1内面の径方向の全周に形成されるとともに径方向の一部領域2aにおける膜厚が残余部領域2bにおける膜厚より薄く形成された保護膜2と、微粒子を主体として構成され保護膜2の一部領域2aの内面側に配設されて残余部領域2bに対向するアパーチャ部4を形成している反射膜3と、アパーチャ部4および反射膜2の内面側を含みガラスバルブ1の全周にわたって形成された蛍光体層4と、ガラスバルブ1内に封入された放電媒体とを具備している。【選択図】図１
2008288081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状のガラスバルブと；
このガラスバルブ内に放電が生起するように配設された電極と；
ガラスバルブ内面の径方向の全周にわたって形成されるとともに径方向の一部領域における膜厚が残余部領域における膜厚より小さく形成された保護膜と；
微粒子を主体として構成され保護膜の一部領域の内面側に配設され、保護膜の残余部領域開口部を形成している反射膜と；
開口部に対向する保護膜の残余部領域の内面側および反射膜の内面側においてガラスバルブの径方向の全周にわたって形成された蛍光体層と；
ガラスバルブ内に封入された放電媒体と；
を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
保護膜は、一部領域の膜厚が０．０１〜０．３μｍであり、残余部領域の膜厚が０．３〜２．０μｍであることを特徴とする請求項１記載の蛍光ランプ。
【請求項３】
反射膜は、励起スペクトルが近紫外域にある蛍光体粒子を含んでいることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
照明装置本体と；
照明装置本体に配設された請求項１記載の蛍光ランプと；
蛍光ランプを点灯する点灯回路と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射膜を備えた蛍光ランプおよびこれを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスバルブの内面の全周にわたり保護膜を形成し、ガラスバルブの半周にわたり保護膜の内面に反射膜を形成し、ガラスバルブの全周にわたり保護膜および反射膜の内面に蛍光体層を形成した蛍光ランプは既知である（特許文献１参照。）。そして、反射膜は、ピロリン酸カルシウムなどを主体とする微粒子材料を結着剤で結合して成膜されている。
【０００３】
特許文献１に記載された蛍光ランプにおいては、保護膜がガラスバルブの全周にわたり均一膜厚に形成されている。また、反射膜は、板状の微粒子を主体材料として膜厚１０〜４０μｍ程度の膜厚に形成されている。
【０００４】
そうして、特許文献１に記載された蛍光ランプによれば、反射膜の形成されていない方向へ放射される光束が増大するので、直下照度を高くすることができる。
【０００５】
他方、ガラスバルブの内面のアパーチャ部を除く位置に反射膜を形成し、アパーチャ部の内面に保護膜を形成し、反射膜の内面に蛍光体層を形成し、かつアパーチャ部の内面には蛍光体層を形成しないプリンタ用の蛍光ランプが知られている（特許文献２の請求項３参照。）。また、特許文献２の段落００４５−００５０には、反射膜およびアパーチャ部の内面を含めてガラスバルブの全周に保護膜を形成することで、水銀イオンが打ち込まれて開口部に黒化が発生するのが防止される旨記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−０２６８８２号公報
【特許文献２】特開平０８−０４５４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１に記載されている蛍光ランプの場合、光束維持率を向上するために保護膜の膜厚を大きくしようとすると、保護膜の上に形成された反射膜がガラスバルブの加熱軟化の曲成時に剥がれや亀裂を生じやすくなるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載された蛍光ランプの場合、反射膜の内面に保護膜が形成されているので、反射膜で反射される可視光が反射膜での反射の前後を通じて保護膜を２度透過するので、その際に生じる可視光の減衰量が多くなり、反射膜としての効能が低下する問題がある。加えて、特許文献２の請求項３に記載の構成としてアパーチャ部の内面にのみ保護膜を形成する場合には、次の問題がある。すなわち、部分的領域にのみ保護膜を形成すると、保護膜としての作用を十分に得ることができないとともに、部分的な保護膜の形成は面倒である。
【０００９】
本発明は、十分な保護膜作用を奏するとともに、ガラスバルブの加熱曲成時に反射膜の剥がれなどの不具合が生じにくい蛍光ランプおよびこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の蛍光ランプは、管状のガラスバルブと；このガラスバルブ内に放電が生起するように配設された電極と；ガラスバルブ内面の径方向の全周にわたって形成されるとともに径方向の一部領域における膜厚が残余部領域における膜厚より小さく形成された保護膜と；微粒子を主体として構成され保護膜の一部領域の内面側に配設され、保護膜の残余部領域開口部を形成している反射膜と；開口部に対向する保護膜の残余部領域の内面側および反射膜の内面側においてガラスバルブの径方向の全周にわたって形成された蛍光体層と；ガラスバルブ内に封入された放電媒体と；を具備していることを特徴としている。
【００１１】
本発明は、以下の態様を許容する。
【００１２】
〔保護膜について〕    本発明において、保護膜を構成する主体材料は、既知のものを採用できるので、特段限定されない。例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウムおよび酸化イットリウムのグループから選択された一種または複数種の微粒子を主体として形成することができる。
【００１３】
また、保護膜は、ガラスバルブ内面の径方向の実質的全周にわたり形成されるが、後述する反射膜が形成される部位すなわち保護膜の径方向の一部領域と、径方向の一部領域を除いた残余部領域とでその膜厚が異なっている。一般的な膜厚の範囲は、一部領域の膜厚が０．０１〜０．３μｍ、好適には０．１〜０．２μｍであり、残余部領域の膜厚が０．３〜２．０μｍ、好適には０．６〜１．０μｍである。なお、保護膜の膜厚は、ガラスバルブの管軸方向の中央部で、かつそれぞれの領域の径方向における中央部の膜厚をいうものとする。
【００１４】
一部領域において、膜厚が０．０１μｍ未満になると、保護膜の形成が困難になるし、膜厚が０．３μｍを超えると、一部領域の内面側に形成される反射膜が剥がれたり亀裂したりする不具合が生じやすくなる。残余部領域において、膜厚が０．３μｍ未満になると、保護膜作用が不足して蛍光ランプの光束維持率特性が悪化するし、膜厚が２．０μｍを超えると、ガラスバルブの曲成時に保護膜に剥がれや亀裂が生じやすくなる。なお、一部領域の膜厚の上限値と、残余部領域の膜厚の下限値が重なるが、このような重なる膜厚の選択は除外される。
【００１５】
保護膜の一部領域と残余部領域との膜厚を異ならせる手段は、本発明において特段限定されない。例えば、保護膜塗布液をガラスバルブに流下させて内面の径方向の全周に保護膜塗布液を塗布してから、ガラスバルブを斜めに保持して保護膜塗布液を乾燥させる。これにより、ガラスバルブの上半部の保護膜の膜厚が小さく（薄く）なるとともに、下半部の膜厚が大きく（厚く）なる。また、後述する反射膜を構成する微粒子のバリウム・カルシウムボレートなどの結着剤を多めに（例えば、３質量％超、好適には４〜６質量％）添加することにより、保護膜の膜厚方向の一部が加熱時にガラスバルブの中に埋没して、反射膜に隣接する保護膜の膜厚が薄くなる。この現象は、反射膜中のバリウム・カルシウムボレートが保護膜中に拡散してガラスの網目構造を破壊することによって上述の埋没作用を促進するのではないかと推定される。
【００１６】
〔反射膜について〕    反射膜は、反射性の微粒子を主体として構成され、バリウム・カルシウムボレートなどの結着剤を適量添加して構成され、保護膜の一部領域の内面側に配設されている。反射性の微粒子の材質は本発明において特段限定されない。既知の各種反射性の微粒子を適宜選択して採用することができる。例えば、ピロリン酸カルシウム、ピロリン酸ストロンチウム、酸化チタンおよび蛍光体を用いることができる。
【００１７】
上記蛍光体には、励起スペクトルが近紫外域にある蛍光体を用いる。この種の蛍光体としては、例えばＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕなどを適宜選択することができる。反射膜を構成する反射性の微粒子の一部または全部に上記蛍光体を用いることにより、蛍光体を用いない反射膜を備えた蛍光ランプに比較して蛍光ランプの開口部から外部へ出射する光束が増加するので、直下照度を高くすることができる。また、全光束は、反射膜を備えていない蛍光ランプに比較してほぼ同等である。しかし、この種の蛍光体は、一般に高価なので、反射膜を形成する微粒子の一部として蛍光体を採用したり、塗布量を低減して反射膜の膜厚を小さくして直下照度および全光束を蛍光体を用いない反射膜におけるのと同等または若干増加する程度にしたりするのが経済性の点では好ましい。
【００１８】
また、反射膜の膜厚は、本発明において特段限定されないが、一般的には１０〜６０μｍ、好適には３０〜５０μｍである。反射膜が１０μｍ未満であると、十分な反射作用を得ることができない。また、反射膜が６０μｍを超えると、ガラスバルブの加熱曲成時に剥がれや亀裂が発生しやすくなる。
【００１９】
さらに、反射膜は、反射性の微粒子の平均粒径が本発明において特段限定されない。例えば、２〜１０μｍ程度の平均粒径の微粒子を用いることができる。
【００２０】
さらにまた、反射膜は、その形成領域が本発明において特段限定されない。例えば、一般照明用の蛍光ランプとしては、ガラスバルブ内面の径方向の約半分すなわち約１８０°程度が効果的である。しかし、その他の用途においてはその用途に適した角度範囲で形成することができる。そして、反射膜が形成されないガラスバルブの領域は、アパーチャ部となる。
【００２１】
〔ガラスバルブについて〕    ガラスバルブは、その材質が本発明において特段限定されない。例えば、無鉛ガラスまたはソーダ石灰ガラスなどを用いて形成することができる。なお、無鉛ガラスとしては、以下の組成のガラスを用いるのが好ましい。すなわち、いずれも質量％でＮａ２Ｏ１〜１３％（好適には１％）、Ｋ２Ｏ１〜１０％、Ｌｉ２Ｏ０〜３％（ただし、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＬｉ２Ｏの合計で５〜２０％）、Ｓｂ２Ｏ３０．１〜０．５％であり、実質的に鉛を含まないとともに、軟化温度が６８５℃以下のガラスである。
【００２２】
また、ガラスバルブは、加熱軟化した状態で、例えば円環状、多角形、Ｕ字状などの多様な形状に曲成することができる。
【００２３】
〔電極について〕    電極は、ガラスバルブの内部に放電が生起されるように配設されていればよく、熱陰極形および冷陰極形などの既知の各種形式のいずれの電極であってもよい。
【００２４】
〔蛍光体層について〕    蛍光体層は、反射膜および反射膜が形成されていないアパーチャ部に形成されている保護膜の内面側において、これらを被覆するようにガラスバルブ全周にわたり形成されている。本発明において、蛍光体層に用いる蛍光体の種類は特段限定されない。例えば、３波長発光形蛍光体などを用いることができる。
【００２５】
〔放電媒体について〕    放電媒体は、蛍光ランプとして既知の構成を採用することができる。例えば、水銀および希ガス（例えばＮｅ、Ａｒ、ＫｒおよびＸｅの一種または複数種）、上記希ガス単体などを採用することができる。なお、水銀は、純水銀およびアマルガムのいずれであってもよい。
【００２６】
〔照明装置について〕    照明装置は、以上説明した蛍光ランプおよび蛍光ランプを点灯するための点灯装置を具備し、蛍光ランプの発光を何らかの目的で利用するためのあらゆる装置を包含する意味であり、蛍光ランプが照明装置本体に配設されている。また、点灯装置は、照明装置本体に配設される態様および照明装置本体から離間して配設される態様のいずれであってもよい。なお、照明装置本体は、照明装置から蛍光ランプおよび点灯装置を除外した残余の部分をいう。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ガラスバルブ内面の径方向の全周にわたり保護膜を形成するとともに、反射膜が形成される部位である保護膜の一部領域の膜厚を、アパーチャ部である保護膜の残余部領域の膜厚より小さく形成しているが、反射膜は保護膜としての作用をも呈するので、保護膜が領域によって異なる膜厚であってもガラスバルブの径方向の全周にわたり所望の保護膜作用を奏することができ、しかもガラスバルブを加熱軟化させて曲成しても反射膜の剥がれや亀裂が生じにくくなる蛍光ランプおよびこれを用いた照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００２９】
図１ないし図３は、本発明の蛍光ランプを実施するための第１の形態を示し、図１横断面図、図２は保護膜の一部領域における電子顕微鏡写真、図３は保護膜の残余部領域における電子顕微鏡写真である。本形態において、蛍光ランプＦＬは、ガラスバルブ１、保護膜２、反射膜３、アパーチャ部４、蛍光体層５、電極６および放電媒体を具備している。
【００３０】
ガラスバルブ１は、無鉛ガラスを用いて例えば管径２９ｍｍの直管を用いて形成され、後述する保護膜２、反射膜３、アパーチャ部４および蛍光体層５を形成した後に封止してから、加熱軟化させて環形に曲成される。
【００３１】
保護膜２は、ガラスバルブ１の内面の全周にわたり形成されているが、後述する反射膜に対向する一部領域２ａが図２に示すように膜厚０．２μｍ、アパーチャ部４に対向する残余部領域２ｂが図３に示すように０．６μｍである。
【００３２】
保護膜２を形成するには、以下の手段を採用した。すなわち、平均粒径２５ｎｍの酸化ケイ素の超微粒子を水に分散させて調整した約３質量％コロイド液を用意する。次に、ガラスバルブ１の上部開口端から内部に上記コロイド液を流下させて、保護膜２をガラスバルブ１の内面にフローコートする。保護膜２を乾燥する際に、ガラスバルブ１を約６０°の角度に保持して、上部開口端から温風を送り込む。その結果、上半部すなわち一部領域２ａの膜厚が小さくなり、下半部すなわち残余部領域２ｂの膜厚が大きくなる。
【００３３】
反射膜３は、平均粒径５μｍのピロリン酸ストロンチウム微粒子を用いて保護膜２の一部領域２ａに対向する位置に塗布、乾燥後に焼成して形成され、その膜厚が４０μｍである。
【００３４】
アパーチャ部４は、ガラスバルブ１の反射膜３が形成されない保護膜２の残余部領域２ｂに形成される。
【００３５】
蛍光体層５は、３波長発光形の希土類蛍光体によりガラスバルブ１の全周にわたり反射膜３およびアパーチャ部４の保護膜の内面に塗布、乾燥後に焼成され、その膜厚が２０μｍに形成されている。
【００３６】
電極６は、２重コイル構造の熱陰極形電極であり、その一対がガラスバルブ１の両端内部に封装されている。
【００３７】
放電媒体は、適量の純水銀およびアルゴン数百Ｐａからなり、ガラスバルブ１の内部に封入されている。
【００３８】
図４は、本発明において、保護膜の反射膜側すなわち一部領域における膜厚と開口部（アパーチャ部）側すなわち残余部領域における膜厚を変化させた場合の蛍光ランプの外観評価結果を示す表である。なお、試験ランプは、ＦＣＬ３０形蛍光ランプである。評価は、目視によるもので、○は反射膜側に大きな剥がれが全くなく大きな亀裂もなく問題がない、△は反射膜側に剥がれや亀裂がやや目立つ、×は反射膜側の剥がれまたは亀裂が非常に目立つ、である。
【００３９】
図４から理解できるように、反射膜側すなわち一部領域における膜厚が０．３μｍ以下であれば、開口部（アパーチャ部）側すなわち残余部領域における膜厚が表中の評価箇所において外観が概ね良好であった。しかし、反射膜側の膜厚が０．４μｍ以上になると、反射膜側の剥がれが生じやすくなり、外観が阻害される問題がある。
【００４０】
図５は、比較例において、保護膜の反射膜側すなわち一部領域における膜厚と開口部側すなわち残余部領域における膜厚を変化させた場合の蛍光ランプの外観評価結果を示す表である。なお、比較例は、保護膜の膜厚がガラスバルブ内面の径方向の全周にわたり均一に形成されている。試験ランプのその他の条件は、図２におけるのと同じである。
【００４１】
図５から理解できるように、比較例は、保護膜の膜厚が０．３μｍ以下であれば外観の問題はない。しかし、保護膜が薄すぎて後述するように所要の保護膜作用を得ることができない。
【００４２】
図６は、本発明において、保護膜の反射膜側すなわち一部領域における膜厚と開口部側すなわち残余部領域における膜厚を変化させた場合の点灯６０００時間後の光束維持率を示す表である。なお、表中の反射膜側保護膜厚と開口側保護膜厚との交点にある欄内の数値は光束維持率（％）を示している。
【００４３】
図６から理解できるように、開口部側すなわち残余部領域における膜厚が０．３μｍ以上で、かつ反射膜側すなわち一部領域における膜厚が０．３μｍ以下であれば、光束維持率が８６％以上になり、しかも開口側すなわち残余部膜厚が大きいほど光束維持率が良好になる。
【００４４】
したがって、図４および図６の結果を総合すると、開口部側すなわち残余部領域における膜厚が０．３μｍ以上で、かつ反射膜側すなわち一部領域における膜厚が０．３μｍ以下であるとともに、後者の膜厚の方が小さくなっていれば、外観および光束維持率が実用上問題ないことが分かる。
【００４５】
図７は、比較例において、保護膜の反射膜側すなわち一部領域における膜厚と開口部（アパーチャ部）側すなわち残余部領域における膜厚を変化させた場合の点灯６０００時間後の光束維持率を示す表である。表の見方は表６と同様である。
【００４６】
図７から理解できるように、比較例は、保護膜の膜厚が０．３μｍ未満であると、光束維持率が８６％を下回り、問題がある。
【００４７】
次に、本発明の蛍光ランプを実施するための第２の形態について説明する。本形態は、励起スペクトルが近紫外域にある蛍光体を用いて反射膜を形成している。
【００４８】
図８は、本発明の第２の形態における実施例１ないし３における反射膜の塗布量、直下照度および全光束を比較例１および２のそれと対比して示す表である。なお、直下照度および全光束は、比較例１のデータを１００％としたときの相対値（％）である。
【００４９】
図８から理解できるように、比較例２に示す反射膜がピロリン酸ストロンチウムの微粒子で構成されている場合、直下照度は、反射膜を備えていない蛍光ランプに比較して３０％増加するが、全光束は比較例１より数％低下する。なお、ピロリン酸ストロンチウムの微粒子は、その粒子形状が棒状をなしている。
【００５０】
これに対して、実施例１は、使用した蛍光体が（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ１００％の場合であり、直下照度が比較例２と同等で、全光束は比較例１とほぼ同等である。しかも、塗布量は、比較例２より２５％少ない。なお、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕは、その粒子形状がほぼ球状をなしている。
【００５１】
また、実施例２は、使用した蛍光体がＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕであり、直下照度が比較例２と同等以上で、全光束は比較例１と同等以上である。しかも、塗布量は、比較例２より２５％少ない。なお、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕその粒子形状がほぼ球状をなしている。
【００５２】
さらに、実施例３は、使用した蛍光体が実施例１および２のものを５０％混合したものであり、直下照度が比較例２と同等で、全光束は比較例１とほぼ同等である。しかも、塗布量は、比較例２より約１７％少ない。
【００５３】
図９は、本発明の照明装置を実施するための一形態としての天井吊り下げ形照明器具の一部断面図である。照明装置ＬＭは、照明装置本体１１、蛍光ランプＦＬおよび点灯装置１２を具備して構成されている。
【００５４】
照明装置本体１１は、基体１１ａ、ランプホルダー１１ｂ、ランプソケット１１ｃおよび下面カバー１１ｄを主な構成要素としている。基体１１ａは、上部に収容凹部１１ａ１、下部に側板部１１ａ２を備えている。ランプホルダー１１ｂは、基体１１ａの内部に配設されていて、蛍光ランプＦＬを照明装置本体１１内の所定位置において着脱可能に支持する。ランプソケット１１ｃは、点灯装置１２から導出された配線に接続して、照明装置本体１１内に配置されている。下面カバー１１ｄは、透光板からなり、基体１１ａの下面開口部を閉鎖している。
【００５５】
蛍光ランプＦＬは、図１に示す本発明の蛍光ランプであり、環形蛍光ランプである。そして、照明装置本体１１の内部においてランプホルダー１１ｂに支持され、その口金Ｂにランプソケット１１ｃが接続している。
【００５６】
点灯装置１２は、蛍光ランプＦＬを点灯する回路手段であり、照明装置本体１１の収容奥部１ａ１の内部に取付けられている。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の蛍光ランプを実施するための第１の形態を示す横断面図
【図２】同じく保護膜の一部領域における電子顕微鏡写真
【図３】同じく保護膜の残余部領域における電子顕微鏡写真
【図４】本発明において、保護膜の反射膜側すなわち一部領域における膜厚と開口部側すなわち残余部領域における膜厚を変化させた場合の蛍光ランプの外観評価結果を示す表
【図５】比較例において、保護膜の反射膜側すなわち一部領域における膜厚と開口部側すなわち残余部領域における膜厚を変化させた場合の蛍光ランプの外観評価結果を示す表
【図６】本発明において、保護膜の反射膜側すなわち一部領域における膜厚と開口部側すなわち残余部領域における膜厚を変化させた場合の点灯６０００時間後の光束維持率を示す表
【図７】比較例において、保護膜の反射膜側すなわち一部領域における膜厚と開口部側すなわち残余部領域における膜厚を変化させた場合の点灯６０００時間後の光束維持率を示す表
【図８】本発明の第２の形態における実施例１ないし３の反射膜の塗布量、直下照度および全光束を比較例１および２のそれと対比して示す表
【図９】本発明の照明装置を実施するための一形態としての天井吊り下げ形照明器具の一部断面図
【符号の説明】
【００５８】
１…ガラスバルブ、２…保護膜、２ａ…一部領域、２ｂ…残余部領域、３…反射膜、４…開口部、５…蛍光体層、６…電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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