(57)【要約】【課題】蛍光体膜の発光管からの剥離及び全光束低下を抑制でき、しかも、良好な光束立上がり特性が得られる蛍光ランプを提供する。【解決手段】透光性を有する発光管４０の内面に設けられる蛍光体膜１３の中に、γ−アルミナ、セリア、シリカ、ジルコニアおよびイットリアの少なくとも一種からなる金属酸化物１５の粒子を含み、その金属酸化物粒子の形状が実質的に真球状であることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する発光管の内面に設けられる蛍光体膜の中に、γ−アルミナ、セリア、シリカ、ジルコニアおよびイットリアの少なくとも一種からなる金属酸化物の粒子を含み、その金属酸化物粒子の形状が実質的に真球状であることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
前記金属酸化物粒子が、その投影像の面積をＳ１、該投影像の外接円の面積をＳ２とした場合に、Ｓ１／Ｓ２が０．７〜１．０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】
前記金属酸化物粒子のＢＥＴ比表面積Ｓと分子量Ｍとの積Ｓ×Ｍが２０００〜１２０００［ｍ２／ｍｏｌ］であることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光ランプ。
【請求項４】
前記金属酸化物粒子が、ガス状或いは液状とした金属を酸素を含むガス雰囲気中で酸化させたものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の蛍光ランプ。
【請求項５】
前記蛍光体膜は、ＢＥＴ比表面積が０．５〜３．５［ｍ２／ｇ］であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の蛍光ランプ。
【請求項６】
前記蛍光ランプの発光管内に主アマルガムが設けれていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の蛍光ランプ。
【請求項７】
前記発光管内に、金、銀、パラジウム、白金、鉛、亜鉛、ビスマス、ニッケル、アルミニウム、または錫を主成分として形成される補助アマルガムが設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の蛍光ランプ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の蛍光ランプと、基板及びこの基板に実装された電子部品を有し、前記蛍光ランプを点灯させる点灯装置と、一端側に口金を有しているとともに、他端側に前記蛍光ランプを保持する保持部を有し、前記点灯装置を収容するカバー体と、を具備していることを特徴とする電球形蛍光ランプ。
【請求項９】
前記蛍光ランプの発光管の端部に、前記口金側に向い前記カバー体内の前記口金側空間まで延在する中空の突出部が設けられているとともに、前記突出部内に主アマルガムが設けられていることを特徴とする請求項８に記載の電球形蛍光ランプ。
【請求項１０】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の蛍光ランプ、または請求項８若しくは請求項９に記載の電球形蛍光ランプが装着される器具本体と、を具備していることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光ランプ、電球形蛍光ランプ、及び照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプが備える発光管の内面には、一般に、蛍光体膜が焼き付け固着されている。しかしながら、この蛍光体膜は、衝撃等により発光管から剥れ易い。この蛍光体膜の剥がれを防止するため、蛍光体膜には、ＢＥＴ比表面積値が２〜２０[ｍ２／ｇ]のα−アルミナが結着剤として微量（蛍光体の重量に対して数ｗｔ％程度）添加されている（例えば、特許文献１参照。）。さらに、この金属酸化物粒子に、その長径ａと短径ｂの関係を０．５≦ｂ／ａ≦１．０としたα−アルミナを用いることも公知である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
また、この他にも、蛍光体膜に、α−アルミナよりも粒径が小さく、ＢＥＴ比表面積値が大きいγ−アルミナ（例えば、デグッサＣ（商品名、デグッサ社（the Degussa Company）製））を結着剤として添加してなる蛍光ランプが知られている。
【特許文献１】特開平７−３２０６９３号公報（段落０００７〜段落００３４、図１〜図４）
【特許文献２】特開２０００−３４０１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したデグッサＣは、α−アルミナよりも粒径が小さいことから、α−アルミナよりも分子間力が大きく、発光管の内面と蛍光体膜との間の接触強度が高い。そのため、デグッサＣを結着剤として用いると、α−アルミナを結着剤として用いた場合と比べて、蛍光体膜の発光管からの剥離を抑制する効果が高い。
【０００５】
しかしながら、その反面、デグッサＣを結着剤として用いた蛍光ランプは、ランプ始動初期の光束が小さく、良好な光束立上がり特性が得られ難いという問題がある。これは、デグッサＣが表面に多くの空孔を有しており、この表面に分子を物理吸着し易いためであると考えられている。すなわち、ランプ始動直後において発光管内に存在する水銀蒸気が放電によるエネルギーで管壁方向に拡散すると、水銀蒸気が蛍光体膜中のデグッサＣに物理吸着され、正味の水銀量が減少してしまう。また、表面に分子を物理吸着し易いデグッサＣを結着剤として用いた蛍光ランプは、その製造工程中において、発光管の排気状態を悪化させ易いということもわかってきている。発光管の排気状態の悪化は、光束立上がりを遅らせる要因となるため好ましくない。
【０００６】
一方、α−アルミナは、粒径がデグッサＣよりも大きく、しかも、ＢＥＴ比表面積値が小さい。そのため、α−アルミナを結着剤として用いた蛍光ランプは、デグッサＣを結着剤として用いた蛍光ランプと比べて良好な光束立上がり特性を得ることができる。
【０００７】
しかしながら、その反面、α−アルミナを添加した蛍光体膜は、その膜強度が低いという問題がある。すなわち、蛍光体膜は、結着剤粒子の分子間力によって蛍光体粒子間の結着を高めることで、その膜強度を高めている。ところが、粒径が大きいα−アルミナでは、蛍光体粒子間に入り込み難く、蛍光体膜に良好な膜強度を与えることが難しい。また、結着剤粒子は、粒径が大きくなる程、水銀が発する紫外線や蛍光体粒子が発する可視光線を吸収し易くなる。よって、結着剤としてα−アルミナを用いると、蛍光ランプの全光束が低くなるという問題もある。
【０００８】
先行技術の特許文献２には、アルミナの結着剤を用いることが記載されていて、その場合にそのアルミナ粒子の長径ａと短径ｂの比ａ／ｂを０．５ないし１．０の範囲とすることが記載されている。しかし、ここには好適なアルミナはα−アルミナ結晶構造であると記載されていることからも分かるように、これはもっぱら蛍光体膜の剥離防止を目的としたものと解される。これに対して、本願発明は、蛍光体膜の剥離を防止しながら、安定点灯時の高い全光束と、ランプ始動直後の高い初期光束を、全て満足したものである点でこの先行技術とは相違するものである。
【０００９】
本発明は、このような事情にもとづいてなされたもので、結着剤入り蛍光体膜を有する蛍光ランプにおいて、安定点灯時の高い全光束、ランプ始動直後の高い初期光束、十分な膜強度の全てを満足した蛍光ランプ、電球形蛍光ランプ、及び照明器具の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明の蛍光ランプは、透光性を有する発光管の内面に設けられる蛍光体膜の中に、γ−アルミナ、セリア、シリカ、ジルコニアおよびイットリアの少なくとも一種からなる金属酸化物の粒子を含み、その金属酸化物粒子の形状が実質的に真球状であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明の蛍光ランプは、前記金属酸化物粒子が、その投影像の面積をＳ１、該投影像の外接円の面積をＳ２とした場合に、Ｓ１／Ｓ２が０．７〜１．０であることを特徴とする。
【００１２】
本発明及び以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は以下の通りである。
【００１３】
透光性を有する発光管は、例えば、ガラスや、透光性気密容器を形成可能なセラミックス等の材質で形成することができる。発光管は、直管単体、環状管単体、或いは屈曲管単体で構成される他、複数の屈曲管の端部同士を連通管を介してつなぎ合わせることで内部に少なくとも１本の放電路が形成されるように併設したもの等、周知の構成が適用可能である。
【００１４】
発光管が屈曲管を有する場合、この屈曲管は、直管状のガラスバルブの略中央部を加熱溶解して屈曲させるか、又は、ガラスバルブをモールド成形することによってＵ字状に屈曲させることで形成可能である。ここで、Ｕ字状に屈曲された屈曲管とは、放電路が折り返されて放電が屈曲するように屈曲管が形成されていることを意味し、曲管部が湾曲状または円弧状に形成されたものに限定されず、角形状や尖鋭状に形成されたものも含む。要するに、放電路が屈曲するように直管部の一端部同士を連続させて形成したバルブを意味する。また、屈曲管は、略平行な２本の直管部の一端部同士を吹き破り等によって形成された連通管によって接続したものや、スパイラル状に形成されたものであってもよい。
【００１５】
発光管の内部には、放電媒体が封入されている。放電媒体としては、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン等の不活性ガスや、水銀等を用いることができる。発光管内の放電媒体（封入ガス）中で放電を生起させる放電生起手段としては、放電路を形成する発光管の両端部に対向して封装された一対の電極を用いるのが一般的であるが、発光管の外部に配置された少なくとも一方の電極を放電生起手段としても構わない。
【００１６】
また、蛍光体膜は、紫外線によって促進される発光管と水銀との反応に伴う発光管の着色抑止、光束維持率低下の抑止、発光管の強度低下抑止等のため、発光管の内面に蛍光体膜の下地として保護層を含むようにしてもよい。
【００１７】
金属酸化物は、蛍光体膜に含まれる（蛍光体に添加される）ことで、結着剤として好適に作用する。金属酸化物は、蛍光体に対して０．５重量％以上５重量％以下の範囲内で添加されるのが好ましい。その理由は、０．５重量％未満では結着力が不足するおそれがあり、５重量％を超えると全光束低下及び光束立上がり特性が損なわれ易い傾向を呈するからである。
【００１８】
本発明の金属酸化物の粒子は、その形状が真球状である。図４は、本発明で用いる金属酸化物の形状を、従来の金属酸化物の形状と比較して模式的に示したものである。図４で（Ｃ）が本発明の金属酸化物の粒子形状、（Ａ）が従来の粒子（デグッサＣなど）形状、（Ｂ）がその中間の形状をした金属酸化物である。（Ａ）は、その一次粒子の粒子表面に窪みや細孔が多数ある。このためにこの粒子は凝集して表面に窪みや細孔のある２次粒子を形成しやすい。図４で（Ｃ）は表面に窪みや細孔がほとんどない真球状の金属酸化物粒子である。本発明の金属酸化物を、高倍率の顕微鏡、例えばＴＥＭ（透過形電子顕微鏡）で観察すると、その７０％以上はこの（Ｃ）のような真球状をなし、それ以外に図（Ｂ）のような形状や、その他ほんの一部に（Ａ）のような粒子が混在しているものである。
【００１９】
本発明で用いる金属酸化物の粒子を高倍率の顕微鏡、例えばＴＥＭで観測して、その金属酸化物粒子の２次元に投影された像の面積をＳ１、前記像の外接円の面積をＳ２とした場合に、０．７≦Ｓ１／Ｓ２≦１．０の関係式を満足する形状とするのが好ましい。すなわち、金属酸化物は、その粒子の表面に窪みや細孔が少なく、真の球体に近いのが好ましい。
【００２０】
本発明で金属酸化物の表面に窪みや細孔が少ないことの利点は、その粒径に対して表面積を小さくすることができることである。つまり、従来結着剤として用いられている上記デグッサＣよりも少し大きい程度にまで粒径を小さくしても、上記デグッサＣと比べてＢＥＴ比表面積値を半分程度或いはそれ以下に抑制することができる。このような金属酸化物を結着剤として用いることで、発光管からの蛍光体膜の剥離及び全光束低下を抑制しつつ、点灯直後の光束立上がりを向上させることが可能となる。
【００２１】
本発明の蛍光体膜に含まれる真球状の金属酸化物としては、アルミナ（酸化アルミニウム、Ａｌ２０３）、シリカ（酸化珪素、ＳｉＯ２）、セリア（酸化セリウム、ＣｅＯ２）、ジルコニア（酸化ジルコニウム、ＺｒＯ２）、及びイットリア（酸化イットリウム、Ｙ２Ｏ３）のうちの少なくとも１つを含む。アルミナ、シリカ、セリア、ジルコニア、及びイットリアは、水銀原子が放出する紫外線や、蛍光体膜をなす蛍光体が発する可視光の波長に対して吸収が殆ど無い（すなわち、無色である）。したがって、アルミナ、シリカ、セリア、ジルコニア、及びイットリアを蛍光体膜に含ませると、発光管からの蛍光体膜の剥離を抑制できるとともに、良好な光束立上がり特性が得られるだけでなく、蛍光ランプの全光束の低下を抑制できるといった効果がある。また、球状の金属酸化物は、アルミナと、シリカ、セリア、ジルコニア及びイットリアのうち少なくとも１つを含むようにしてもよい。
【００２２】
真球状の金属酸化物にアルミナが含まれる場合、その結晶構造は、γ型であるのが好ましい。具体的には、アルミナは、全結晶のうち、５０％以上がγ結晶であればよく、好ましくは８０％以上がγ結晶がよい。γ−アルミナの粒径は、一般にα−アルミナの粒径と比べて小さい。つまり、γ−アルミナは、α−アルミナよりも分子間力が大きいため、発光管の内面と蛍光体膜との間の接触強度（蛍光体膜の膜強度）を高めることができる。しかも、γ−アルミナは、紫外線に対して非常に安定であるため、蛍光ランプの全光束を低減させ難く、しかも光束維持率を向上させることができるという効果がある。さらに、γ−アルミナは、カラーセンターが出来難いという性質を有しているため、ランプ点灯時の着色を抑制することができる。
【００２３】
請求項１及び２に係る発明の蛍光ランプによれば、結着剤として好適に機能する金属酸化物の粒子形状を真球状とすることで、ＢＥＴ比表面積値の増大を抑制しつつ、粒径を小さく設定することができる。よって、発光管からの蛍光体膜の剥離を抑制でき、しかも、良好な光束立上がり特性が得られる。
【００２４】
真球状の金属酸化物としては、ガス状或いは液状とした金属を、酸素を含むガス雰囲気中で酸化させる方法を用いて形成したものを用いるのが好ましい。
【００２５】
ガス状或いは液状とした金属を、酸素を含むガス雰囲気中で酸化させる方法としては、例えば、溶融した金属を、酸素を含むガス雰囲気中に噴霧することで、霧状の溶融金属を酸化させる方法（金属メタル溶融法）や、金属に熱エネルギーを与えて金属原子の蒸気とし、この金属原子の蒸気を、酸素を含むガスと接触させることで酸化させるとともに、生成した金属酸化物（クラスター）を瞬時に冷却する方法（物理気相合成法）等があるが、これらに限定されない。
【００２６】
微粒子状のアルミナは、塩化アルミニウムを火炎中に投入する、或いは、溶液中で硝酸沈降させることにより形成される。しかしながら、このように形成したアルミナは、粒径が大きくなりやすくなる（ＢＥＴ比表面積値が大きくなる。）とともに、結晶化が促進されてα−アルミナとなり易い。また、塩化アルミニウムを火炎中に投入する、或いは、溶液中で硝酸沈降させる方法でγ−アルミナを形成することは可能だが、自然空孔が多いことには変わりないので、ＢＥＴ比表面積値が増大する。
【００２７】
これに対し、金属アルミニウムを気相中で酸化させてなるアルミナは、粒子形状が球状であり、しかも、自然空孔が少ないアルミナが得られる。つまり、気相法を用いると、例えば、α−アルミナと比べて粒径が小さく、しかも、デグッサＣと比べて自然空孔の少ない真球状のアルミナを得ることができる。珪素、セリウム、及びイットリウムもまた、同様に形成することで、真球状の金属酸化物とすることが可能である。
【００２８】
このように、気相法では、粒径が小さい割には、ＢＥＴ比表面積値の小さい球状粒子を得ることができる。よって、気相法で形成された金属酸化物を蛍光体膜に含ませることで、発光管の内面と蛍光体膜との間の接触強度（蛍光体膜の膜強度）を良好に高めることができる。
【００２９】
金属酸化物のＢＥＴ比表面積値Ｓは、３０［ｍ２／ｇ］以上１００［ｍ２／ｇ］以下とするのが好ましい。これは、金属酸化物のＢＥＴ比表面積値Ｓが３０［ｍ２／ｇ］未満となると、蛍光体膜と発光管との間の結着力を不足させるおそれがあり、金属酸化物のＢＥＴ比表面積値Ｓが１００［ｍ２／ｇ］を越えると、点灯直後の発光管内における水銀の拡散速度が遅くなったり、蛍光ランプの製造工程において排気状態が悪化する等して、光束を低下させたり、光束立上がり特性を損ねたりし易い傾向を呈するためである。
【００３０】
なお、金属酸化物のＢＥＴ比表面積値Ｓとは、金属酸化物全体のＢＥＴ比表面積値を指しており、金属酸化物に含まれる個々の化合物についてのＢＥＴ比表面積値を指すものではない。すなわち、例えば、金属酸化物がアルミナとシリカとを含んでいる場合、ＢＥＴ比表面積値Ｓとは、アルミナとシリカとを含む金属酸化物全体のＢＥＴ比表面積値であり、アルミナやシリカといった個々の化合物のＢＥＴ比表面積値ではない。
【００３１】
また、金属酸化物のＢＥＴ比表面積値Ｓと金属酸化物の分子量Ｍとの積Ｓ×Ｍは、２０００[ｍ２／ｍｏｌ]以上１２０００[ｍ２／ｍｏｌ]以下とするこが好ましい。最適には４０００［ｍ２／ｍｏｌ］以上８０００［ｍ２／ｍｏｌ］以下であることが好ましい。ＢＥＴ比表面積値Ｓと分子量Ｍとの積Ｓ×Ｍが２０００[ｍ２／ｍｏｌ]未満となると、蛍光体膜と発光管との間の結着力を不足させるおそれがあり、ＢＥＴ比表面積値Ｓと分子量Ｍとの積Ｓ×Ｍが１２０００[ｍ２／ｍｏｌ]を越えると、光束立上がり特性が損なわれ易い傾向を呈するためである。
【００３２】
なお、金属酸化物のＢＥＴ比表面積値Ｓとは、金属酸化物全体のＢＥＴ比表面積値を指しており、金属酸化物に含まれる個々の化合物についてのＢＥＴ比表面積値を指すものではない。すなわち、例えば、金属酸化物がアルミナとシリカとを含んでいる場合、ＢＥＴ比表面積値Ｓとは、アルミナとシリカとを含む金属酸化物全体のＢＥＴ比表面積値であり、アルミナやシリカといった個々の化合物のＢＥＴ比表面積値ではない。
【００３３】
また、金属酸化物の分子量Ｍは、金属酸化物全体の分子量を指しており、金属酸化物に含まれる個々の化合物についての分子量を指すものではない。また、金属酸化物のＢＥＴ比表面積値Ｓと金属酸化物の分子量Ｍとの積Ｓ×Ｍとは、金属酸化物全体のＢＥＴ比表面積値と金属酸化物全体の分子量Ｍとの積を指している。
【００３４】
金属酸化物は、平均粒径を５[ｎｍ]以上１００[ｎｍ]以下とすることが好ましい。さらに、金属酸化物を含んだ蛍光体膜のＢＥＴ比表面積値Ｓ０は、０．５[ｍ２／ｇ]以上３．５[ｍ２／ｇ]以下となるようにするのが好ましい。これは、蛍光体膜のＢＥＴ比表面積値Ｓ０が０．５[ｍ２／ｇ]未満となると、蛍光体膜と発光管との間の結着力を不足させるおそれがあるためであり、蛍光体膜のＢＥＴ比表面積値Ｓ０が３．５[ｍ２／ｇ]を越えると、光束立上がり特性が損なわれ易い傾向を呈するためである。
【００３５】
蛍光体膜が含む蛍光体としては、例えば、希土類金属酸化物蛍光体、ハロリン酸塩蛍光体等が挙げられるがこれに限らない。しかし、発光効率を向上させるためには、蛍光体膜には、赤、青、緑の各色に発光する蛍光体を混合した三波長発光形の蛍光体を使用するのが好ましい。
【００３６】
なお、蛍光体膜のＢＥＴ比表面積値Ｓ０は、金属酸化物や蛍光体を含む蛍光体膜全体のＢＥＴ比表面積値を指している。蛍光体膜が保護層を含むような場合には、この保護層も含んだ蛍光体膜全体のＢＥＴ比表面積値をＳ０とする。
【００３７】
請求項６は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の蛍光ランプにおいて、蛍光ランプの発光管内に主アマルガムが設けれていることを特徴とするものである。
【００３８】
主アマルガムは、安定点灯時に適切な水銀蒸気圧に制御するためのものである。すなわち、本発明では、主アマルガムを設けることで、蛍光ランプ内に水銀が封入されるようになっている。主アマルガムとしては、安定点灯時の水銀蒸気圧が適正な値に制御可能な特性を有するものであればよい。主アマルガムの水銀蒸気圧特性は、アマルガム形成金属の組成と水銀含有量で決定されるが、例えば、アマルガム形成金属としては、ビスマス（Ｂｉ）、鉛（Ｐｂ）、及び錫（Ｓｎ）を挙げることができる。主アマルガムとしては、その他にも、例えば、ビスマス（Ｂｉ）−錫（Ｓｎ）−水銀（Ｈｇ）合金、ビスマス（Ｂｉ）−錫（Ｓｎ）−鉛（Ｐｂ）−水銀（Ｈｇ）合金、亜鉛（Ｚｎ）−水銀（Ｈｇ）合金等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３９】
主アマルガムは、上述のように、安定点灯時に適切な水銀蒸気圧に制御するものである。よって、光束立上がり特性を改善するためには、安定点灯時の主アマルガムの温度は低い方が好ましい。
【００４０】
すなわち、電球形蛍光ランプでは、従来、主アマルガムとして、高温化（９０℃〜１３０℃程度）であっても、発光管の水銀蒸気圧を最適値である１Ｐａ前後となるように制御するものが用いられている。しかしながら、このような主アマルガムは、純水銀よりも水銀蒸気圧が一桁以上低い特性を有しているため、周囲温度が約２５℃の雰囲気で消灯し、発光管内の温度が外部雰囲気の温度と平衡状態となる程度まで放置した後の点灯瞬時の水銀蒸気圧は０．１Ｐａ前後であり、自己発熱によって高温雰囲気に至るまでは光束が低いという問題がある。この問題を解決するためには、安定点灯時の主アマルガムの温度を低くできればよく、このようにすれば、主アマルガムによって水銀蒸気圧を過度に低く制御する必要がなくなり、点灯瞬時の水銀蒸気圧を高くできるので、光束の立上がりを改善することが可能となる。
【００４１】
請求項６に係る発明の蛍光ランプによれば、上述のように配置された主アマルガムと球状の金属酸化物とを併用することで、さらなる光束立上がり特性の改善を図ることができる。
【００４２】
また、請求項１ないし６のいずれか１項に係る発明の蛍光ランプを実現させる際、請求項７に係る発明の蛍光ランプのように、発光管内に、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、又は、錫（Ｓｎ）を主成分として形成される補助アマルガムを設けるのが好ましい。
【００４３】
点灯開始直後に加熱されやすい部分にアマルガムを配置することで、点灯開始直後の水銀蒸気圧を速やかに上昇させることができる。加熱されやすい部分とは、例えば、電極近傍や放電密度の高い部分である。すなわち、発光管内に配置され、実質的に安定時の水銀蒸気圧をコントロールするアマルガム（いわゆる主アマルガム）は、点灯開始直後の水銀蒸気圧を速やかに上昇させるアマルガム（いわゆる補助アマルガム）には含まれない。
【００４４】
点灯開始直後の水銀蒸気圧を速やかに上昇させるアマルガム（いわゆる補助アマルガム）として、例えば、インジウムのように水銀の吸着力が高いアマルガムを用いると、消灯中に水銀蒸気圧を低下させ易く、点灯開始直後の蛍光ランプ内の水銀蒸気圧を良好に補うことが難しい。これに対し、金、銀、パラジウム、白金、鉛、亜鉛、ビスマス、ニッケル、アルミニウム、又は、錫を主成分として形成される補助アマルガムは、インジウム等と比べて水銀の吸着力が低い。そのため、金、銀、パラジウム、白金、鉛、亜鉛、ビスマス、ニッケル、アルミニウム、又は、錫を主成分として形成される補助アマルガムを用いると、点灯開始直後の蛍光ランプ内の水銀蒸気圧を良好に補い、光束立ち上がり特性を改善することができる。
【００４５】
ここで、金、銀、パラジウム、白金、鉛、亜鉛、ビスマス、ニッケル、アルミニウム、又は、錫を主成分とするとは、金、銀、パラジウム、白金、鉛、亜鉛、ビスマス、ニッケル、アルミニウム、又は、錫を概ね９０％以上含むものであって、不純物等が許容されることは勿論のこと、他の金属や非金属を１０％未満程度混入させたものを含むことを意味している。
【００４６】
請求項７に係る発明の蛍光ランプによれば、上記主アマルガムと上記補助アマルガムと真球状の金属酸化物とを併用することで、さらなる光束立上がり特性の改善を図ることができる。
【００４７】
請求項８に係る発明の電球形蛍光ランプによれば、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の蛍光ランプを具備しているので、発光管から蛍光体膜が剥離し難く、しかも、点灯直後の光束立上がり特性の良好な電球形蛍光ランプが得られる。しかも、電球形蛍光ランプは、白熱電球よりも消費電力が少なく、白熱電球と置換して照明器具等に適用することで、省エネルギー化が図れる。
【００４８】
請求項９に係る発明の電球形蛍光ランプを実現させる際、請求項８に係る発明の電球形蛍光ランプのように、蛍光ランプの発光管の端部に、口金側に向いカバー体内の口金側空間まで延在する中空の突出部が設け、この突出部内に主アマルガムを設けるのが好ましい。
【００４９】
本発明者らにより、点灯装置の主要部品が集まっている空間の温度は１００℃程度或いはそれ以上の高温となるが、それら主要部品よりも口金側の空間の温度は４０〜５０℃程度と比較的低くなっていることが突き止められている。そのため、本発明のように、発光管の端部に、口金側に向いカバー体の口金側空間まで延在する中空の突出部を設け、この突出部内に主アマルガムを設けることで、光束の立上がりを改善することができる。
【００５０】
突出部は、発光管の端部の外径よりも細く形成された中空の細管とするのが好ましい。さらに、突出部は、その中間部に屈曲部を設け、この屈曲部より先端側部分を発光管側の根元部よりも口金の中心を通る軸線に近づけるように形成するのが好ましい。これにより、突出部をカバー体と当接しないように先端側部分を前記軸線側に寄せながらこの先端側部分を口金側に延在させることができるので、蛍光ランプの大型化を抑制しつつ主アマルガムの基板面からの離間距離を確保できる。
【００５１】
請求項９に係る発明の電球形蛍光ランプによれば、上述のように配置された主アマルガムと真球状の金属酸化物とを併用することで、さらなる光束立上がり特性の改善を図ることができる。
【００５２】
請求項１０に係る発明の照明器具は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の蛍光ランプ、または請求項８若しくは請求項９に記載の電球形蛍光ランプのいずれか１つが装着される器具本体と、を具備している。
【００５３】
器具本体としては、蛍光ランプの規格、形状、寸法、用途などに応じて、一般的に使用されている器具本体の中から選ぶことができる。器具本体としては、例えば、ダウンライト等の埋込器具や直付器具等の器具本体を用いてもよい。また、器具本体としては、既設の照明器具の器具本体を用いてもよい。
【００５４】
請求項１０に係る発明の照明器具によれば、発光管からの蛍光体膜の剥離が抑制され、しかも、点灯直後の光束立上がりが良好な高品質の照明器具が得られる。
【発明の効果】
【００５５】
請求項１ないし７に係る発明によれば、蛍光体膜の発光管からの剥離及び全光束低下を抑制でき、しかも、良好な光束立上がり特性が得られる蛍光ランプが得られる。
【００５６】
請求項８および９に係る発明によれば、蛍光体膜の発光管からの剥離及び全光束低下を抑制でき、しかも、良好な光束立上がり特性が得られる電球形蛍光ランプが得られる。
【００５７】
請求項１０に係る発明によれば、発光管からの蛍光体膜の剥離が抑制され、しかも、点灯直後の光束立上がりが良好な高品質の照明器具が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明の第１の実施形態を、電球形蛍光ランプ２０に適用した図１〜図３を参照して説明する。
【００５９】
図１に示すように、電球形蛍光ランプ２０は、トリプルＵ形蛍光ランプ３０と、基板５０及び電子部品５１を有する点灯装置３１と、口金６０及び保持部としてのホルダ６１を有するカバー体３２と、グローブ３３とを備えている。カバー体３２とグローブ３３とから構成される外囲器３４は、定格電力が４０Ｗ形相当の白熱電球等の一般照明用電球の規格寸法に近似する外形に形成されている。すなわち、口金６０を含む高さＨ１は１１０〜１２５[ｍｍ]程度、直径すなわちグローブ３３の外径Ｄ２が５０〜６０[ｍｍ]程度、カバー体３２の外径Ｄ１が４０[ｍｍ]程度に形成されている。なお、一般照明用電球とは、ＪＩＳ Ｃ ７５０１で規格化されているものである。
【００６０】
蛍光ランプ３０は、透光性を有する発光管４０、及び発光管４０の内面に設けられた蛍光体膜１３等を備えている。発光管４０は、図２に示すように、外形が略同形状の複数本例えば３本の屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃを備えている。これら屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃを所定の位置に配置し、連通管４２を介して順次連結することによって、１本の放電路が形成される。３本の屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃは夫々、互いに略平行な一対の直管部４３及びこれら直管部４３の一端同士を連続させる曲管部４４を有してＵ字状に形成されている。これら屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、夫々の直管部４３が円周上に位置するように配設して、３つの曲管部４４が三角形状をなすトリプルＵ形に形成されている。なお、屈曲管を４つ使用して曲管部が四角形状をなすように形成してもよい。
【００６１】
各屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、管外径が約１１[ｍｍ]、管内径が約９．４[ｍｍ]、肉厚が約０．８[ｍｍ]の無鉛ガラスバルブで、１１０〜１３０[ｍｍ]程度の直管の中間部を滑らかに湾曲するように屈曲形成したものである。屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃの曲管部４４は、直管の中間部を加熱して屈曲させた後、屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃの屈曲箇所を成形型に入れ、その内部を加圧することによって所望形状に成形される。この成形型の形状によって、曲管部４４の形状を任意に成形することが可能である。
【００６２】
なお、屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃの管外径は９．０〜１３[ｍｍ]、肉厚は０．５〜１．５[ｍｍ]とするのが好ましく、また、発光管４０の放電路長は２５０〜５００[ｍｍ]の範囲とし、ランプ入力電力は８〜２５[Ｗ]とするのが好ましい。屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、製造工程における加熱や点滅温度差によって変形し易く、連通管４２の機械的強度が弱くなる条件は、使用するガラス管の管外径と肉厚との関係に大きく依存する。管外径が９．０[ｍｍ]よりも小さい場合または肉厚が０．５[ｍｍ]よりも小さい場合には、屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃの変形以外の要因に基づき発光管４０が破損しやすいため好ましくない。また、管外径が１３[ｍｍ]を超えた場合または肉厚が１．５[ｍｍ]を超えた場合には、連通管４２の機械的強度がある程度確保できる。管外径が９．０〜１３[ｍｍ]、肉厚が０．５〜１．５[ｍｍ]のガラス管を用いた発光管４０としては、放電路長が２５０[ｍｍ]〜５００[ｍｍ]、ランプ入力電力が８〜２５[Ｗ]として設計することで、白熱電球形状に近似した電球形の蛍光ランプ３０を構成することが可能となる。
【００６３】
屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、ピンチシール等により一端部が封着されているとともに、他端部には、管外径２〜５[ｍｍ]、管内径１．２〜４．２[ｍｍ]の中空の細管４５ａ〜４５ｃがピンチシール等によって発光管４０の端部から突出するように封着されている。一側に配置される屈曲管４１ａの細管４５ａはダミーであり、中間に配置される屈曲管４１ｂの細管４５ｂは発光管４０中の排気を行なうためのものである。また、他側に配置される屈曲管４１ｃに設けられた突出部としての細管４５ｃは、その中間部に屈曲部４６ａを有しており、口金６０側に向いカバー体３２内の口金６０側空間まで延在している。したがって、屈曲部４６ａより先端側部分４６ｂは、発光管４０側の根元部によりも口金６０の中心Ｃを通る軸線Ｌに近い位置に設けられることとなる。細管４５ｃ内には、電球形蛍光ランプ２０が組立てられた状態において基板５０の前記口金６０側の面との間が５[ｍｍ]以上５０[ｍｍ]以下となる位置に主アマルガム７１が封入されている。主アマルガム７１としては、例えば、ビスマス（Ｂｉ）が５０〜６０重量％、錫（Ｓｎ）が３５〜５０重量％からなる合金板に水銀を１２〜２５重量％含有させたものが用いられている。
【００６４】
発光管４０の両側に位置する屈曲管４１ａ，４１ｂの連通管４２側とは反対側の端部には、電極としてのフィラメントコイル４７が一対のウエルズ４８に支持された状態で封止されている。一対のウエルズ４８は、両側の屈曲管４１ａ，４１ｃの端部にマウントを用いないピンチシール等により封着されたジュメット線（図示せず）を介して、発光管４０から導出されたワイヤー４９に接続されている。そして、発光管４０から導出された２対すなわち４本のワイヤー４９は、点灯装置３１に電気的に接続されている。
【００６５】
屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃ内には、補助アマルガム７２が設けられている。中間の屈曲管４１ｂに設けられた補助アマルガム７２は、ピンチシール等により封着されたウエルズ７３に取付けられており、放電路の中間位置に配置されている。一端の屈曲管４１ａに設けられた補助アマルガム７２は、一対のウエルズ４８のうちの一方に取付けられている。他端の屈曲管４１ｃに設けられた補助アマルガムもまた、一対のウエルズ４８のうちの一方に取付けられている。補助アマルガム７２としては、ステンレス板に金を主成分とする金属をメッキしたものを用いている。
【００６６】
この実施形態では、発光管４０は、屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃの高さＨ２が５０〜６０[ｍｍ]、放電路長が２００〜３５０[ｍｍ]、屈曲管４１ａ，４１ｂ，４１ｃの並設方向の最大幅が３２〜４３[ｍｍ]に形成されている。そして、この発光管４０には、封入ガス比率が９９％以上のアルゴンガスが封入圧力４００〜８００[Ｐａ]で封入されている。
【００６７】
蛍光体膜１３は、図３に模式的に示すように、三波長発光形の蛍光体１４と、結着剤として機能する粒子形状が球状の金属酸化物（以下、真球状金属酸化物という）１５とを含んでいる。三波長発光形の蛍光体１４の赤色発光蛍光体としては、６１０[ｎｍ]付近にピーク波長を有するユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体（Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ）等が挙げられる。青色発光蛍光体としては、４５０[ｎｍ]付近にピーク波長を有するユーロピウム付活アルミン酸バリウム・マグネシウム発光体（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ）等が挙げられる。緑色発光蛍光体としては、５４０[ｎｍ]付近にピーク波長を有するセリウム・テルビウム付活リン酸ランタン発光体（ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ）等が挙げられる。なお、三波長発光形蛍光体には、赤、青、緑の各色に発光する上記発光体以外に、他の色を発光する蛍光体を混合して所望の色度に発光するように調製してもよい。蛍光体１４のＢＥＴ比表面積値は、０．５[ｍ２／ｇ]である。
【００６８】
真球状の金属酸化物１５としては、表１−１に示すように、例えばＢＥＴ比表面積値Ｓが、それぞれ５５，４５，８０[ｍ２／ｇ]、ＢＥＴ比表面積値Ｓと分子量Ｍとの積Ｓ×Ｍが、それぞれ５６０８，４５８８，８１５７[ｍ２／ｍｏｌ]、平均粒径が３０[ｎｍ]であり、その結晶構造の８０％がγ型となっている真球状のアルミナ（以下、真球状アルミナという。）を用いる（後述する試料Ａ，Ｆ，Ｇに対応）。なお、真球状金属酸化物１５としては、この他に、例えばＢＥＴ比表面積値Ｓが３５[ｍ２／ｇ]、ＢＥＴ比表面積値Ｓと分子量Ｍとの積Ｓ×Ｍが７９０３[ｍ２／ｍｏｌ]、平均粒径が３０[ｎｍ]である真球状のイットリア（以下、真球状イットリアという。）（後述する試料Ｂに対応）、ＢＥＴ比表面積値Ｓが１１０[ｍ２／ｇ]、ＢＥＴ比表面積値Ｓと分子量Ｍとの積Ｓ×Ｍが６６０９[ｍ２／ｍｏｌ]、平均粒径が２５[ｎｍ]である球状のシリカ（以下、真球状シリカという。）（後述する試料Ｈに対応）、ＢＥＴ比表面積値Ｓが６０[ｍ２／ｇ]、ＢＥＴ比表面積値Ｓと分子量Ｍとの積Ｓ×Ｍが１０３２７[ｍ２／ｍｏｌ]、平均粒径が１５[ｎｍ]である球状のセリア（以下、真球状セリアという。）（後述する試料Ｉに対応）、ＢＥＴ比表面積値Ｓが８０[ｍ２／ｇ]、ＢＥＴ比表面積値Ｓと分子量Ｍとの積Ｓ×Ｍが９８５８[ｍ２／ｍｏｌ]である球状のジルコニア（以下、真球状ジルコニアという。）（後述する試料Ｊに対応）などを用いる。
【００６９】
なお、ＢＥＴ比表面積値は、窒素分子を利用したガス吸着法により測定している。また、平均粒径は、例えば、動的散乱法により測定された粒度分布から求めている。粒度分布は、例えば、「動的散乱式粒子径分布測定装置、ＬＢ−５５０（堀場製作所製）」により測定することができる。
【００７０】
真球状金属酸化物１５は、酸素を含む気相中に溶融金属を噴霧することで、金属を気相中で酸化させてなる金属メタル溶融法により形成されたものを用いている。蛍光体膜１３は、蛍光体１４に対し真球状金属酸化物１５を２重量％相当量添加し、水性バインダーを混合・調製した蛍光体１４混合液を塗布・焼き付けることで、発光管１１の内面に形成されている。
【００７１】
以下、口金６０側を上側、グローブ３３側を下側として説明する。
【００７２】
カバー体３２は、カバー本体６２を備えている。カバー本体６２は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の耐熱性合成樹脂等により形成されており、図１に示すように、下側に向かって拡開する略円筒状をなしている。カバー本体６２の内部は、点灯装置３１を収容する空間となる。カバー本体６２の上端側にはＥ２６型等の口金６０が被せられ、接着剤またはかしめ等により固定されている。なお、口金６０は、カバー本体６２に直接装着される必要はなく、間接的に装着されるものやカバー本体６２の一部が口金６０を構成するものであってもよい。
【００７３】
カバー本体６２の下端側には、発光管４０を支持するホルダ６１が設けられている。ホルダ６１は、発光管固定部材であるとともに点灯装置固定部材でもある。このホルダ６１は、発光管４０の端部が挿通可能な発光管挿通部６１ａを有しており、発光管４０は、このホルダ６１に支持されている。また、ホルダ６１には、点灯装置３１の基板５０が嵌合手段（図示せず）により取付けられている。このホルダ６１がカバー本体６２の下側の開口を覆うようにカバー本体６２に装着されている。これにより、点灯装置３１は、カバー本体６２内に収容される。なお、カバー本体６２とホルダ６１とは別体に形成するのが好ましいが、一体構造であっても構わない。
【００７４】
点灯装置３１は、図１に示すように、口金６０の中心Ｃを通る軸線Ｌに対して略垂直に配置される基板５０及びこの基板５０に実装された複数の電子部品５１を有して、高周波点灯を行なうインバータ回路（高周波点灯回路）を構成している。この点灯装置３１は、電子部品５１の大部分が口金６０側に配置されるように基板５０が装着されてカバー体３２に収容されている。この点灯装置３１は、口金６０及び蛍光ランプ３０と電気的に接続され、口金６０を介して給電されることにより動作し、電極に高周波電力を入力させて、蛍光ランプ３０を点灯させる。点灯装置３１は、平滑用電解コンデンサを備えるものが一般的であるが、これに限定されない。
【００７５】
基板５０は、略円板状で、発光管４０の最大幅の１．２倍以下の直径（最大幅寸法）に形成されている。基板５０の口金６０側の一面には、平滑用電解コンデンサ、インダクタ、トランス、抵抗やフィルムコンデンサ等からなる電子部品５１の大部分が実装されている。基板５０の発光管４０側の他面には、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）や整流ダイオード（ＲＥＣ）、チップ抵抗等が実装されている。
【００７６】
グローブ３３は、透明或いは光拡散性を有する乳白色等であって透光性を有している。このグローブ３３は、ガラス或いは合成樹脂等により、一般照明電球のガラス球と略同形状の滑らかな曲面状に形成されている。このグローブ３３は、蛍光ランプ３０を内包するとともに、開口部をカバー体３２の下端側に嵌合させた状態で、このカバー体３２の下端側に取付けられている。なお、グローブ３３は、拡散膜等の別部材を組み合わせ、輝度の均一性を向上させることもできる。
【００７７】
そして、点灯装置３１は、例えば、７〜１５Ｗのランプ電力により発光管４０を点灯させるように構成されている。本実施形態の電球形蛍光ランプ２０は入力電力規格１３[Ｗ]で、発光管４０には１２[Ｗ]の電力の高周波で加わり、ランプ電流は２００[ｍＡ]、ランプ電圧は８０[Ｖ]となっている。
【００７８】
表１の試料Ａ，Ｂ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊに用いる結着剤としての金属酸化物と、この金属酸化物を含む蛍光体膜の膜強度との関係を測定・評価した。この他に、比較例として、以下のような試料Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｋ，Ｌ，Ｍに用いる結着剤としての金属酸化物と、この比較例の金属酸化物を含む蛍光体膜の膜強度との関係を測定・評価した。
【００７９】
試料Ａ，Ｆ，Ｇは、蛍光体膜の結着剤として上述した真球状のアルミナを用いた実施形態の電球形蛍光ランプ、試料Ｂは、蛍光体膜の結着剤として上述した真球状のイットリウムを用いた本実施形態の電球形蛍光ランプ、試料Ｈは、蛍光体膜の結着剤として上述した真球状のシリカを用いた本実施形態の電球形蛍光ランプ、試料Ｉは、蛍光体膜の結着剤として上述した真球状のセリアを用いた本実施形態の電球形蛍光ランプ、試料Ｊは、蛍光体膜の結着剤として上述した真球状のジルコニアを用いた本実施形態の電球形蛍光ランプである。
【００８０】
比較例の試料Ｃは、蛍光体膜の結着剤としてγ−アルミナ（針状、板状、角状等の混合体）を用いた従来の電球形蛍光ランプ、比較例の試料Ｄは、蛍光体膜の結着剤として平均粒径１００ｎｍのα−アルミナ（針状、板状、角状等の混合体）を用いた従来の電球形蛍光ランプ、試料Ｅは、蛍光体膜の結着剤として試料Ｄとは平均粒径が異なる（平均粒径３００ｎｍ）のα−アルミナ（針状、板状、角状等の混合体）を用いた従来の電球形蛍光ランプである。比較例の試料Ｋは、蛍光体膜の結着剤として真球状のチタニアを用いた電球形蛍光ランプである。比較例の試料Ｌは、蛍光体膜の結着剤として酸化亜鉛を用いた電球形蛍光ランプである。比較例の試料Ｍは、蛍光体膜の結着剤として、ＢＥＴ比表面積値Ｓが２２０[ｍ２／ｇ]、ＢＥＴ比表面積値Ｓと分子量Ｍとの積Ｓ×Ｍが２７１０８[ｍ２／ｍｏｌ]であるジルコニアを用いた電球形蛍光ランプである。
【００８１】
蛍光体膜の膜強度の測定は、次の通りである。まず、直径１．２[ｍｍ]、長さ１００[ｍｍ]の高炭素鋼線（いわゆるピアノ線）を用意する。高炭素鋼線の一端部を固定するとともに、他端部が６０[ｍｍ]の高さに位置するように高炭素鋼線を撓らせた状態で、高炭素鋼線の他端部を蛍光ランプ１０の表面に叩きつける治具を用意する。高炭素鋼線の他端部の下方に蛍光ランプ１０を配置し、高炭素鋼線の他端部が蛍光ランプ１０の表面に叩きつけられることによる衝撃によって、蛍光体膜１３が発光管１１から剥離するか否かを判定する。結果は、以下の表１−１のとおりである。なお、○は、全面にわたり蛍光体膜の剥れが無いことを示し、×は、蛍光体膜が剥れたことを示している。また、△は蛍光体膜の一部が剥がれたことを示している。
【表１】
2005123170.tif 000003
【００８２】
【表２】
2005123170.tif 000004
【００８３】
表１に示すように、試料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｍでは、他端部が６０[ｍｍ]の高さに位置するように高炭素鋼線を撓らせた状態で高炭素鋼線の他端部を蛍光ランプの表面に叩きつける程度の衝撃では、蛍光体膜の剥れが生じないが、比較例にあたる試料Ｄ，Ｅでは、前記衝撃で蛍光体膜に剥れが生じることがわかった。このように、真球状のアルミナ、イットリア、シリカ、セリア、ジルコニア、チタニアを結着剤として用いると、蛍光体膜の膜強度を高め、発光管の内面に良好に定着させることができる。これに対して、真球状でないα−アルミナを用いた試料Ｄ，Ｅでは、蛍光体膜の剥離が生ずることが分かる。また、酸化亜鉛を用いた試料Ｌも十分でないことがわかる。この状態は図７にまとめて図で示した。
【００８４】
また、試料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｍを用いたものについて、安定時間経過後の光束を１００％としたときの光束（相対光束）の時間変化を測定・評価した。
【００８５】
図５は、点灯開始からの時間[秒]と、安定時間経過後の光束を１００％としたときの相対光束[％]との関係を示している。図５に示すように、球形度が低くＢＥＴ値が大きい試料Ｃは、球形度が高くＢＥＴ値が小さい試料Ａと比べて著しく光束立上がり特性が悪いことがわかった。また、試料Ａでは、ＢＥＴ値が同等であるものの、粒径が大きく球形度の低い試料Ｄや試料Ｅよりも光束立上がり特性が良好であることがわかった。また、試料Ｂでも、試料Ｄや試料Ｅと同程度の光束立上がり特性が得られることがわかった。また、粒径も小さく真球の試料Ｋは、紫外線を吸収しやすいため、相対光束および全光束は比較的低い傾向にある。このように、真球状のアルミナやイットリアを結着剤として用いると、良好な光束立上がり特性が得られる。
【００８６】
さらに、試料Ａ〜試料Ｍを用いて、ＢＥＴ比表面積値Ｓ及び分子量Ｍの積が相対光束に与える影響について実験・評価した。この結果を、表１，表２にＢＥＴ比表面積値Ｓ及び分子量Ｍの積Ｓ×Ｍと、３０秒後における相対光束との関係で示している。また、この結果を図６に示した。
【００８７】
表１，表２及び図６に示すように、粒子形状が針状、板状、角状等の混合体であるアルミナ（α−アルミナ、γ−アルミナ）を結着剤として用いた蛍光ランプ（試料Ｃ，Ｄ，Ｅ）では、Ｓ×Ｍの値が大きい程、これに比例するように光束立上がり特性が低くなることがわかった。これに対し、真球状アルミナや真球状イットリアを結着剤として用いた蛍光ランプ（試料Ａ及び試料Ｂ）は、ＢＥＴ比表面積値Ｓ×Ｍの値がα−アルミナ（試料Ｄ及び試料Ｅ）程は小さくないにもかかわらず、α−アルミナを結着剤として用いた蛍光ランプと同程度の良好な光束立上がり特性を得られることがわかった。
【００８８】
以上の測定結果から、粒子形状が針状、板状、角状等の混合体であるγ−アルミナを結着剤として用いた従来の蛍光ランプは、蛍光体膜の発光管からの剥離が若干抑制できるものの、ランプ始動初期の光束が小さいことがわかった。また、粒子形状が針状、板状、角状等の混合体であるα−アルミナを結着剤として用いた従来の蛍光ランプは、光束立上がり特性は良好であるものの、蛍光体膜に良好な膜強度を与えることができず、蛍光体が発光管から簡単に剥離してしまうことがわかった。
【００８９】
これに対し、本実施形態の球状アルミナや球状イットリアといった球状金属酸化物１５を結着剤として用いた蛍光ランプは、上記γ−アルミナを結着剤として用いた従来の蛍光ランプよりも蛍光体膜の発光管からの剥離を抑止する能力が高く、しかも、上記α−アルミナを結着剤として用いた従来の蛍光ランプと同程度に良好な光束立上がり特性を得られることがわかった。
【００９０】
さらに、試料Ａ〜試料Ｍを用いて、点灯３時間後における全光束と、点灯１００時間後における全光束とを測定・評価した。結果は表１のとおりである。
【００９１】
表２に示すように、粒径の大きい試料Ｄ及び試料Ｅは、３時間後における全光束、１００時間後における全光束、及び、３時間後を１００とした時の１００時間後の光束維持率ともに、他の試料よりも低いことがわかった。また、真球状で粒径が比較的小さい試料Ａ及び試料Ｂの光束維持率は、球状でないが粒径の小さい試料Ｃよりも優れていることがわかった。
【００９２】
このように、粒径が小さい試料Ａ及び試料Ｂは、光束立上がり特性に優れるだけでなく、長期間良好な光束を維持することができる。
【００９３】
以上のように、本実施形態の蛍光ランプ３０及びこれを用いた電球形蛍光ランプ２０によれば、蛍光体膜１３の発光管４０からの剥離及び全光束低下を抑制でき、しかも、良好な光束立上がり特性が得られる。
【００９４】
また、本実施形態では、蛍光ランプ３０の発光管４０の端部に、口金６０側に向いカバー体３２内の口金６０側空間まで延在する中空の細管４５ｃを設けるとともに、この細管４５ｃ内の基板５０の口金６０側の面との間が５[ｍｍ]以上５０[ｍｍ]以下となる位置に主アマルガム７１を設けているため、安定点灯時の主アマルガム７１の温度を低くできる。よって、光束立上がり特性を改善することができる。
【００９５】
さらに、本実施形態では、発光管４０内に、水銀の吸着率が低い金を主成分とする補助アマルガム７２が設けられているため、光束立上がり特性をさらに改善することができる。
【００９６】
以下、本発明の第２の実施形態を、直管形蛍光ランプ１０に適用した図８を参照して説明する。
【００９７】
本実施形態の蛍光ランプ１０は、透光性を有する直管形の発光管１１、この発光管１１の両端部に設けられた一対の口金１２、及び、発光管１１の内面に設けられた蛍光体膜１３等を備えている。発光管１１内には、希ガスが封入されているとともに、両端部に一対の電極（図示せず）が設けられている。一対の電極は、口金１２と各々電気的に接続して封装されている。発光管１１の両端部には、一対の排気管（図示せず）が設けられており、一対の排気管のうちの一方の排気管内に、Ｂｉ-Ｓｎ-Ｈｇアマルガム（図示せず）が封入されている。
【００９８】
発光管１１は、管径１６[ｍｍ]、管長５４０[ｍｍ]のソーダライムガラスバルブである。蛍光体膜１３は、三波長発光形の蛍光体１４と、結着剤として機能する真球状のアルミナとを含んでいる（図３参照）。なお、蛍光体膜１３は、第１の実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００９９】
本実施形態のように、直管形蛍光ランプ１０であっても、蛍光体膜１３に、結着剤として機能する真球状のアルミナを含ませることで、第１の実施形態と同様の効果が得られる。電球形蛍光ランプ２０や直管形蛍光ランプ１０は、照明器具に適用することができる。
【０１００】
図９は、第１の実施形態の電球形蛍光ランプ２０を備えた照明器具１を例示している。この照明器具１は、天井Ｘに埋め込まれたダウンライトであり、器具本体２に取付けられたソケット３に蛍光ランプ３０が取付けられている。
【０１０１】
上述のように規定された電球形蛍光ランプ２０を一般照明用電球の照明器具に用いた場合、蛍光ランプ３０の配光が一般照明用電球の配光と近似することで、器具本体２内に配設されたソケット３近傍の反射体への光照射量が十分に確保され、反射体の光学設計どおりの機器特性を得ることができる。しかも電球スタンドのように内部光源のイメージが布製等の光拡散性カバーに映し出される照明器具１であっても、蛍光ランプ３０の配光が一般照明用電球の配光と近似することで違和感なく使用できる。
【０１０２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。例えば、発光管４０の材質、形状、蛍光ランプ３０の仕様等は、その用途などに応じて適宜選ぶことができる。また、上記実施形態では、電球形蛍光ランプを装着してなる照明器具１について説明したが、照明器具１は、装着する蛍光ランプの形状に応じて器具本体２を適宜選ぶことで、種々に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電球形蛍光ランプを一部切り欠いて示す側面図。
【図２】図１の電球形蛍光ランプが備える蛍光ランプの発光管の構造を説明する展開図。
【図３】図１の電球形蛍光ランプが備える蛍光ランプの発光管の内面を拡大して示す模式図。
【図４】金属酸化物の形状を模式的に示した説明図。
【図５】点灯開始からの経過時間［秒］と相対光束との関係を示す線図。
【図６】ＢＥＴ比表面積値Ｓと分子量Ｍとの積Ｓ×Ｍと、点灯３０秒後の相対光束との関係を示す線図。
【図７】ＢＥＴ比表面積値Ｓと分子量Ｍの積Ｓ×Ｍとの積と、膜強度の関係を示す線図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る直管形蛍光ランプを一部切り欠いて示す側面図。
【図９】図１の電球形蛍光ランプを備えた照明器具を一部断面して示す側面図。
【符号の説明】
【０１０４】
１…照明器具、  ２…器具本体、  １０，３０…蛍光ランプ、  ２０…電球形蛍光ランプ、  １１，４０…発光管、  １３…蛍光体膜、  １４…蛍光体、１５…金属酸化物、  ３１…点灯装置、  ３２…カバー体、  ６０…口金、  ６１…保持部（ホルダ）、  ７１…主アマルガム、  ７２…補助アマルガム
【図１】
2005123170.tif 000005
【図２】
2005123170.tif 000006
【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】
2005123170.tif 000011
【図８】
2005123170.tif 000012
【図９】
2005123170.tif 000013