(57)【要約】【課題】商用電源および高周波回路による点灯において、良好な始動性を得ることができる蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを用いた照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】気密封止された長尺のガラスバルブ１０と；このガラスバルブ１０内に放電を生起させるようにガラスバルブ１０内の両端にそれぞれ封装された電極手段２０と；前記ガラスバルブ１０の両端からそれぞれ前記ガラスバルブ１０の管長Ｌに対して４〜３０％の未塗布部１１aを有して前記ガラスバルブ１０の内面側に形成された透明導電性膜１１と；前記透明導電性膜１１および前記未塗布部１１a上に形成された保護膜１２と；前記保護膜１２上に形成された蛍光体膜１３と；を具備していることを特徴とする【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密封止された長尺なガラスバルブと；
このガラスバルブ内に放電を生起させるようにガラスバルブの両端にそれぞれ封装された電極手段と；
前記ガラスバルブの両端からそれぞれ前記ガラスバルブの管長に対して４〜３０％の未塗布部を有して前記ガラスバルブの内面側に形成された透明導電性膜と；
前記透明導電性膜および前記未塗布部上に形成された保護膜と；
前記保護膜上に形成された蛍光体膜と；
を具備していることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
照明器具本体と；
照明器具本体に装着された請求項１に記載の蛍光ランプと；
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、ガラスバルブ内面に透明導電性膜を塗布した蛍光ランプ、およびこの蛍光ランプを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光体膜とガラスバルブの間に酸化錫を主体とした透明導電性膜を形成したラピッドスタート形蛍光ランプが知られている。
【０００３】
このラピッドスタート形蛍光ランプは、透明導電性膜が形成されていないスタータ式の一般形蛍光ランプに比べて始動性が改善されている。
【０００４】
しかし、ラピッドスタート形蛍光ランプは透明導電性膜に起因して電極近傍が黒く変色しやすいという問題がある。
【０００５】
この黒化の原因の一つとしては、交流電力でランプを点灯させているときに、極性の反転に伴って電極と透明導電性被膜との間で微放電が生じ、透明導電膜が変質すると考えられている。
【０００６】
また別の原因として、電極近傍の蛍光体膜の上に水銀が付着していると、この水銀が微放電の通路となり、このため水銀と接している蛍光体が微放電の高エネルギーにより破壊されたり、水銀と反応したり、さらにはこの水銀と透明導電性被膜が反応したりして黒化が発生すると言われている。
【０００７】
これに対し透明導電性被膜の管端部および管中央部の管軸方向の抵抗値および膜厚を規定することによって、この黒化を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−３２０６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、ラピッドスタート形蛍光ランプは専用の安定器と組合わせて点灯されるが、ランプ効率を高くする等の観点から、近年では高周波点灯形のインバータ装置と組合わせ点灯させる方式も採用されている。しかしながら、このようなラピッドスタート形蛍光ランプを高周波点灯回路で点灯させる場合には電極から近傍の透明導電性被膜へ向かって微放電が発生するために始動電圧が上昇し、逆に始動性が悪化してしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、管端部の黒化を抑制するとともに商用電源およびインバータによる点灯において、良好な始動性を得ることができる蛍光ランプおよびこの蛍光ランプ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】
請求項１記載の蛍光ランプは、気密封止された長尺なガラスバルブと；このガラスバルブ内に放電を生起させるようにガラスバルブの両端にそれぞれ封装された電極手段と；前記ガラスバルブの両端からそれぞれ前記ガラスバルブの管長に対して４〜３０％、好ましくは６〜２５％の未塗布部を有して前記ガラスバルブの内面側に形成された透明導電性膜と；前記透明導電性膜および前記未塗布部上に形成された保護膜と；前記保護膜上に形成された蛍光体膜と；を具備していることを特徴とする。
【００１１】
「長尺の」とは、ここでは管長が５００ｍｍ以上の直管形蛍光ランプを意味し、例えば管長が６００ｍｍ以上、８００ｍｍ以上、１０００ｍｍ以上などが許容される。なお、ここでいう管長とは、直管形蛍光ランプにおいてJIS C 7617-2で定義される一端の口金端面から他端の口金端面までの距離をいう。
【００１２】
透明導電性膜は、導電性を有しており、可視光を透過する被膜である。例えば、酸化錫を主体として構成され、添加剤、未分解の化合物がその他の構成物質として含まれる他、一部還元された金属あるいは不純物を適当に含有していてもよい。
【００１３】
なお、添加剤は導電性を付与するとともに透明導電性膜の抵抗値を調整するものであってもよい。
【００１４】
請求項２記載の照明装置は、照明器具本体と；照明器具本体に装着された請求項１に記載の蛍光ランプと；を具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の蛍光ランプによれば、管端部の黒化を抑制すると共に高周波点灯回路による点灯および商用電源による点灯のいずれの場合においても良好な始動性を確保する事ができる。  
【００１６】
請求項２記載の照明装置によれば、請求項１に記載の蛍光ランプの作用を有する照明装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１８】
図１は蛍光ランプの全体を示した一部切り欠き正面図、図２は蛍光ランプを正面方向から見たガラスバルブの透視図、図３は高周波点灯回路による点灯における透明導電性膜の未塗布部の長さと始動電圧の関係図、図４は蛍光ランプの各位置における透明導電性膜の抵抗値、図５は従来のラピッドスタート形蛍光ランプのガラスバルブの各位置と透明導電性被膜上の電位および管壁の電位との関係図である。
【００１９】
蛍光ランプ１は、長尺状のガラスバルブ１０を有し、ガラスバルブ１０の内面には透明導線性膜１１、保護膜１２、蛍光体層１３が順次形成されている。ガラスバルブ１０の両端部は放電生起手段としての電極２０が封装されている。電極２０は、ステム２１、ステム２１から導出された図示しない一対のアウターウエルズ、このアウターウエルズに接続されてステム２１によって封着支持された一対のインナーウエルズ２３、２３およびこのインナーウエルズ２３、２３に支持されるフィラメント２４からなる。フィラメント２４には、酸化バリウム（BaO）等からなる熱電子放射性物質が担持されている。
【００２０】
また、このガラスバルブ１０の両端部には、アウターウエルズに接続された一対の接続ピン３０、３０を備えた口金３１が被着されている。
【００２１】
蛍光体層１３に使用する蛍光体は、紫外線を吸収して、可視光を発する物質であれば、どのようなものであってもよい。このような蛍光体としては、例えば、２価のユーロピウム付活アルカリ土類ハロリン酸塩蛍光体、セリウム、テルビウム共付活リン酸ランタン蛍光体（LaPO4：Ce，Tb）、および３価のユーロピム付活酸化イットリウム蛍光体（Y2O3：Eu）のような３波長発光形の蛍光体、或いはハロリン酸塩蛍光体のような白色発光形の蛍光体を使用することができる。なお、蛍光体は、用途によって適宜選択して使用することができ、またアルミナ、シリカ、ボレートなどの結着剤を使用する事ができる。
【００２２】
放電媒体は、水銀および希ガスから構成されている。水銀は、アマルガム或いは液体水銀の形で封入することが可能である。アマルガムとしては、亜鉛（Zn）、ビスマス(Bi)、インジウム(In)、鉛(Pb)、錫(Sn)、カドミウム(Cd)、銀(Ag)などの中から選ばれた少なくとも１種の金属と水銀(Hg)との合金を用いることができる。
【００２３】
また、点灯直後に光束を速く安定させるために放電容器内に補助アマルガムを封入してもよい。この場合補助アマルガムは、放電電極に近接した位置に配設することが好ましい。
【００２４】
希ガスは、放電開始を容易にするために使用されるもので、一般的には放電容器を透過しなければ特に限定されないが、アルゴン（Ａｒ）を主体とするのが好ましいが、この他にネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）またはキセノン（Ｘｅ）を適宜混合してもよい。希ガスの圧力は、１００〜１０００Ｐａ程度である。
【００２５】
保護膜１２としては金属酸化物微粒子から構成したものが好適であり、金属酸化物微粒子には、アルミナ（Al2O3）の他にシリカ（SiO2）や酸化チタン（TiO2）など周知のものを用いることが可能である。
【００２６】
透明導電性膜１１は、ガラスバルブ１０の両端から管壁に沿って長さlだけ未塗布部１１aがそれぞれ形成されている。この未塗布部１１aの長さlは、ガラスバルブ１０の管長Ｌに対して、４〜３０％形成されている。なお、ここで未塗布部１１aにはインピーダンスが大きく変化しないのであれば導電性を有さない被膜を形成してもよい。
なお、本実施形態では未塗布部１１aに電極２０が配設される場合について説明する。
【００２７】
次に未塗布部１１aの長さと始動電圧の関係について説明する。
【００２８】
図３は、横軸を未塗布部１１aの長さ、縦軸を蛍光ランプ１の始動電圧として示した図であり、表１はこれを数字で表したものである。なお、未塗布部１１aは両端にそれぞれ同じ長さで設けられており、図の横軸は管長Ｌに対する一方の未塗布部１１aの長さlの比l/Lを示している。
【００２９】
なお、本実験はＦＬＲ４０Ｓ．ＥＸ−Ｎ/３６−Ｈの透明導電性膜１１の両端部に未塗布部１１aを形成した管長が約１１７６ｍｍの蛍光ランプおよび高周波標準回路を用いて行った。それ以外の蛍光ランプおよび回路の設定は全て同じ条件で行った。
【表１】
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【００３０】
図３および表１から分かるように、始動電圧は未塗布部１１aを管長に対して４％以上形成すると下がり始め、約１０％で極小値となる。未塗布部１１aがそれ以上形成されると逆に始動電圧は上昇し約３０％あたりからそれ以上上昇しなくなる。
【００３１】
このように、透明導電性膜１１を形成した蛍光ランプ１は、未塗布部１１aを管長Ｌに対して４〜３０％形成しておく事によって高周波回路で点灯させたときの始動電圧を下がる事が分かる。
【００３２】
これは、電極２０のフィラメント２４近傍に透明導電性膜１１が形成されている場合には、微放電がフィラメント２４近傍の管壁に向かって発生するが、所定の未塗布部１１aを形成することによって、上記微放電が発生しにくくなり、一方のフィラメント２４から対向するフィラメント２４に向かって放電が発生し易くなるため、始動電圧が下がる方向に寄与するものと考えられる。このことは、ラピッドスタート式の安定器と組合せて点灯させたときにも効果があるが、高周波点灯専用のインバータと組合わせて点灯させたときに顕著に現れる。いずれにしても、本願の構成のように透明伝導性膜１１aを所定の長さで形成することによって、ラピッドスタート式の安定器または高周波点灯専用のインバータによる点灯の始動性が改善され管端部の黒化も減少する。
【００３３】
また、ガラスバルブ１０の両端部に未塗布部１１aを形成しておくことによって、ガラスバルブ１０の端部とフィラメント２４との間で微放電が発生し難くなり、ガラスバルブ１０の黒化を抑制することができる。
【００３４】
次に透明導電性膜１１の形成方法について説明する。
【００３５】
透明導電性膜１１は、有機錫、例えば（ＣＨ３）２ＳｎＣｌ２の溶液をバルブ１０の内側に塗布し、このガラスバルブ１０を加熱すると上記有機錫が化学反応することにより透明導電性膜１１が形成される。つまり、上記（ＣＨ３）２ＳｎＣｌ２は加熱によりＳｎと２ＣＨ３Ｃｌとに分解される。一方、ガラスバルブ１０を加熱すると、バルブ材料からＮa２Ｏが析出し、上記加熱によって生成されたＣｌと化学的に安定したＮａＣｌが生成される。このため、ＳｎとＯ２との反応が促されバルブ１０内面に導電性のＳｎＯ２被膜が形成される。
【００３６】
この反応は温度に依存しており温度が高いほど反応は促進される。このため、バルブ１０の加熱を制御することによってＳｎＯ２被膜の形成を制御することができる。例えば、端部側に比べて管中央部の温度を高くすることによって管中央部のＳｎＯ２被膜の量を多くすることができる。また、管中央部のみを加熱し両端部を加熱しない事によって、両端部におけるＳｎＯ２被膜の生成を抑制し両端部に未塗布部１１aを形成することができる。このように、温度を制御することによって導電膜の形成および導電膜の電気抵抗値を制御することができる。
【００３７】
また、未塗布部１１aの形成方法としてはＳｎＯ２被膜の生成のための加熱を行う前に予めバルブ１０の両端部の有機錫を剥がしておいてもよい。
【００３８】
なお、未塗布部１１aが形成された状態において、透明導電性膜１１はガラスバルブ１０の端部側に比べて、中央部の抵抗値を下げておく事によって始動性を良好にし、管端部の黒化をさらに抑制することができる。
【００３９】
図４は、ガラスバルブ１０の各位置における透明導電性膜１１の抵抗値を示している。実線が本願発明に係る蛍光ランプ１の抵抗値、点線が従来のラピッドスタート形蛍光ランプの抵抗値を示している。ここで、透明導電性膜１１の抵抗値はガラスバルブ１０の軸方向の５０ｍｍ間の抵抗をマルチメータで測定した値である。
【００４０】
このように、両端部の抵抗値を上げることによって始動性を良好にする事ができた。
【００４１】
一般形蛍光ランプでは点灯始動時に、フィラメントから対向するフィラメントへ向かって放電が発生する。一方、透明導電性膜１１が形成されているラピッドスタート式の蛍光ランプはフィラメントから管壁に向かって微放電が発生する。ラピッドスタート式の蛍光ランプを高周波点灯するには、この微放電が始動性の悪化に関係していると考えられる。
【００４２】
図５はガラスバルブおよび透明導電性膜上の電位を示した図である。図に示すように透明導電性膜上に電位の谷が形成されると、谷が形成された方向に放電が引き寄せられる。本願発明者らが詳しく調べたところ、管端部の透明導電性膜上に電位の谷が形成されやすくこれによって始動性が悪くなっている事が分かった。これは、ガラスバルブ１０に有機錫を塗布形成した際に管端部の一部に被膜が厚くなった部位が形成され、これが加熱によって導電性の被膜となり電位の谷を形成するものと考えられる。
【００４３】
本発明によれば、両端から管長に対して４〜３０％の未塗布部１１aを形成するため、このような電位の谷が形成されなくなり、始動性が向上すると考えられる。
【００４４】
図６は、本実施の形態に係る照明装置を示す正面図である。
図に示す照明装置Dは天井直付け形の照明器具であって、図中D１は照明器具本体で、この本体D１には天井面などの構造体への取付具（図示しない。）、電源接続機構や安定器D２などの点灯装置が収納され、この本体D１の下方には一対のランプソケットD３、D３が取付けられ、その間に蛍光ランプ１０が装着されている。この蛍光ランプ１０はソケットD３、D３に支持されているとともに、安定器D２およびソケットD３、D３を介して給電され、安定的に点灯される。
【００４５】
なお、本発明は上記の実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】蛍光ランプの全体を示した一部切り欠き正面図。
【図２】蛍光ランプを正面方向から見た透視図。
【図３】高周波点灯回路による点灯における透明導電性膜の未塗布部の長さと始動電圧の関係図。
【図４】蛍光ランプの各位置とその位置における透明導電性膜の抵抗値との関係図。
【図５】従来のラピッドスタート形蛍光ランプのガラスバルブの各位置と透明導電性被膜上の電位および管壁の電位との関係図。
【図６】本実施の形態に係る照明装置を示す正面図。
【符号の説明】
【００４７】
１    蛍光ランプ
１０  ガラスバルブ
１１  透明導電性膜
１２  保護膜
１３  蛍光体層
２０  電極
Ｄ    照明装置
Ｄ１  照明器具本体
【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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