(57)【要約】【課題】寿命末期時に放電を確実に停止させることができる蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを備えた照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】透光性のガラスバルブ３と；前記ガラスバルブ３の内面に形成された蛍光体層２と；前記ガラスバルブ３内に封入された放電媒体と；前記ガラスバルブ３内の端部にそれぞれ導入された一対のインナーウエルズ７と；前記一対のインナーウエルズ７に支持される支持部８a、この支持部８a間に形成される中央部８bおよび前記支持部８aよりも外側に突出する外端部８cを有し、前記中央部８bには電子放射性物質９が担持され前記外端部８cには陰極輝点が形成されることによってガスを放出するガス放出物質１０が担持されたフィラメント８と；を具備することを特徴とする。フィラメント８の外端部８cにガス放出物質１０が担持されているので、電子放射物質９が枯渇した後に陰極輝点がフィラメント８の外端部へ移転し、放電空間内にガスを放出して放電を停止させることができる。【選択図】図２
2007250322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性のガラスバルブと；
前記ガラスバルブの内面に形成された蛍光体層と；
前記ガラスバルブ内に封入された放電媒体と；
前記ガラスバルブ内の端部にそれぞれ導入された一対のインナーウエルズと；
前記一対のインナーウエルズにそれぞれ支持される支持部、この支持部間に形成される中央部および前記支持部よりも外側に突出する外端部を有し、前記中央部には電子放射性物質が担持され前記外端部には陰極輝点が形成されることによってガスを放出するガス放出物質が担持されたフィラメントと；
を具備することを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項２】
請求項１に記載の蛍光ランプと；
この蛍光ランプが取付けられた照明装置本体と；
前記蛍光ランプを点灯させる点灯装置と；
を具備した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、蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、蛍光ランプのフィラメント電極には、熱電子を放射する電子放射性物質（エミッタ）が形成されている。電子放射性物質は、例えば酸化バリウムのようなアルカリ土類金属の酸化物から構成されている。この電子放射性物質は、アルカリ土類金属の炭酸塩をフィラメントに塗布した後、フィラメント電極を支持している一対のインナーウエルズ間で通電させて、炭酸塩を熱分解させることにより活性化され、エミッタが形成される。
【０００３】
ところで、この炭酸塩を誤ってインナーウエルズに付着してしまうと、インナーウエルズ間の通電によりフィラメントの炭酸塩を熱分解させた場合であっても、インナーウエルズ付近は熱分解に必要なほど温度が上昇しないために、炭酸塩の状態で残存してしまうことがある。この残存した炭酸塩がランプ点灯中に不純ガスを放出すると、不点にいたるといった不具合が発生してしまう。このため、従来は電子放射性物質を付着させないレグ部をインナーウエルズから所定長さ形成している。このレグ部を約１ｍｍ設けて、電子放射性物質がインナーウエルズに付着しないようにフィラメントを形成していた。
【０００４】
一方、このようなレグ部を有するフィラメントを封装した蛍光ランプをコールドスタート方式で始動させると、グロー放電からアーク放電に転移する際（グロー・アーク転移時）にレグ部にイオンが集中して、レグ部がスパッタリングされてしまう。その結果、レグ部が断線して、蛍光ランプが早期に寿命を迎えるという問題がある。そこでレグ部の長さを所定の長さ以下に規定してレグ部にイオンが集中しないようにした蛍光ランプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１６８３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の蛍光ランプは、点灯寿命を迎えて、電子放射性物質が枯渇することにより陰極降下電圧が上昇しても放電が継続する場合がある。特に高周波点灯方式でランプが点灯している場合には半波放電を継続することにより電極が異常発熱して、電極周囲の口金が溶融するなどの不具合が発生する恐れがあった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、寿命末期時に放電を確実に停止させることができる蛍光ランプおよびこの蛍光ランプを備え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】
【０００７】
請求項１記載の蛍光ランプは、透光性のガラスバルブと；前記ガラスバルブの内面に形成された蛍光体層と；前記ガラスバルブ内に封入された放電媒体と；前記ガラスバルブ内の端部にそれぞれ導入された一対のインナーウエルズと；前記一対のインナーウエルズに支持される支持部、この支持部間に形成される中央部および前記支持部よりも外側に突出する外端部を有し、前記中央部には電子放射性物質が担持され前記外端部には陰極輝点が形成されることによってガスを放出するガス放出物質が担持されたフィラメント電極と；を具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明及び以下の各発明において、特に言及しない限り用語の定義及び技術的意義は次のとおりとする。
【０００９】
放電容器は、蛍光体層によって発生した所望波長域の可視光を外部に透過することができれば、どのよう材料で形成されていてもよい。このような放電容器は、例えば、鉛を含んだ鉛ガラス、実質的に鉛を含まない無鉛ガラス、ソーダライムガラス、或いは石英ガラス等のガラス材料や、アルミナ等のセラミックスから形成することができる。
【００１０】
放電容器は、直管状、環状、屈曲形状等が含まれるが、形状は、特に限定されない。屈曲形状としては、例えば、Ｕ形、ダブルＵ形、トリプルＵ形、鞍形のような形状が挙げられる。放電容器の端部は、例えば封止部材を用いて封止することができる。封止部材を用いて封止する場合には、フレアステム、およびボタンステム等の既知のステム構造を採用することができる。また、放電容器の端部を封止部材を用いないで直接封止する場合には、ピンチシール等を採用することができる。
【００１１】
蛍光体層は、放電容器の内面に形成されている。「内面」とは、放電容器の内面に直接的に形成されている場合、或いは放電容器の内面に保護膜および反射膜等を介して間接的に形成されている場合のいずれをも含むものとする。
【００１２】
フィラメント電極は、導電性であり、かつ電子放射性物質を担持することができれば、どのような材料から形成されていてもよい。このような材料としては、例えば、タングステン、タンタル等の遷移金属が挙げられる。
【００１３】
フィラメント電極は、タングステンワイヤ等の高融点導電性線材をコイル状に形成したものである。また、コイル状の中でも、電子放射性物質の担持量の面から、ダブルコイル状が好ましく、トリプルコイル状がより好ましい。
【００１４】
インナーウエルズは、導電性であれば、どのような材料から形成されていてもよい。このような材料としては、例えば、鉄−ニッケル合金線、銅線、ジュメット線が挙げられる。
【００１５】
電子放射性物質は、フィラメント電極の加熱によって熱電子を放出し易いものであれば、どのようなものであってもよい。このような電子放射性物質としては、例えば、酸化バリウム（BaO）、酸化ストロンチウム（SrO）、酸化カルシウム（CaO）等の混合物が好適である。他にも、タンタル酸バリウム（BaTaO3）、チタン酸バリウム（BaTiO3）、ジルコニウム酸バリウム（BaZrO3）、チタン酸ストロンチウム（SrTiO3）、チタン酸ストロンチウムバリウム（Ba0.6Sr0.6TiO3）などが使用できる。
【００１６】
ガス放出物質は、陰極輝点が発生したときにガスを放出する物質である。例えばアルカリ土類金属の炭酸塩を主成分として使用することができ、電子放射物質の熱分解前の材質であると好都合である。
【００１７】
本発明の蛍光ランプは、通常の点灯においてフィラメント中央に担持された電子放射性物質に陰極輝点が形成される。そして、電子放射性物質が枯渇しても放電が継続される場合にはフィラメントの外端部に電界が集中しているためこの外端部に陰極輝点が移転する。そして、フィラメントの外端部に担持されたガス放出物質が温度上昇することによって放電空間内に不純ガスを放出するので、この不純ガスによって点灯維持電圧が上昇し、速やかに放電を停止させるこができる。
【００１８】
請求項２記載の照明装置は、請求項１に記載の蛍光ランプと；この蛍光ランプが取付けられた照明装置本体と；前記蛍光ランプを点灯させる点灯装置と；を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の蛍光ランプによれば、フィラメントの外端部にガス放出物質が担持されているので、電子放射性物質が枯渇した後に陰極輝点がフィラメントの外端部へ移転し、ガス放出物質が昇温することで放電空間内に不純ガスを放出して放電を停止させることができる。
【００２０】
請求項２の照明装置によれば、請求項１に記載の蛍光ランプを備え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】
【００２１】
以下、本発明の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。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る蛍光ランプの全体を示した一部切り欠き正面図であり、図２は、本実施の形態に係る蛍光ランプの電極を示す要部拡大図である。
【００２３】
蛍光ランプ１は、内面に蛍光体層２が形成されたガラスバルブ３を有し、このガラスバルブ３の両端部に一対の接続ピン４を備えた口金５が封着されている。また、ガラスバルブ３の両端部はステム６、ステム６から導出されて一対の接続ピン４とそれぞれ接続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６によって封着支持された一対のインナーウエルズ７、７およびこのインナーウエルズ７、７に支持されるフィラメント８からなる電極９が封装されている。
【００２４】
フィラメント８には、支持部８a、８a間に形成された中央部８bに酸化バリウム（BaO）からなる電子放射性物質９、支持部８aよりも外側の外端部８cに炭酸バリウム（BaCO3）からなるガス放出物質１０が担持されている。
【００２５】
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る。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、ネオン（Ｎｅ）は石英ガラスを透過しやすいので、放電容器を石英ガラスで形成する場合には、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）またはキセノン（Ｘｅ）が推奨される。また、希ガスには、混合希ガスであってもよい。なお、希ガスの圧力は、１００〜１０００Ｐａ程度である。
【００２９】
次に、本実施形態に係る蛍光ランプの電極の製造方法について説明する。
【００３０】
インナーウエルズ７、７は、ステム６によって先端部の離間寸法が３．０〜６．０ｍｍになるように保持される。インナーウエルズ７、７の先端部はそれぞれクランプされており、フィラメント８の支持部８a、８aをそれぞれ狭持している。フィラメント８はトリプルコイル状に形成され、外端部は３ターン以上のダブルコイルによって形成されている。この状態で、支持部８a、８aの中間に位置している中央部８bおよび外端部８cに炭酸バリウム（BaCO3）を担持させる。支持部８a、８aと中央部８bとの間には０．６ｍｍ以下、好ましくは０．２〜０．５ｍｍの幅を有するレグ部が形成されている。レグ部とは、フィラメント上に何も担持されていない部分をいう。レグ部の幅を０．６ｍｍ以下と規定したのは、前記範囲内であれば、フィラメント８の中央部８bにイオンが集中し易くなるためである。なお、インナーウエルズ７、７に炭酸バリウムが付着されないように電子放射性物質９を形成することが可能であればレグ部を設けることなく、支持部８aと中央部８１ｂとの間の炭酸バリウム未形成領域の幅を０ｍｍとしてもよい。次にガラスバルブ３の両端部にステム６を封装し、インナーウエルズ７、７間に電流を流してフィラメント８を発熱させる。フィラメント８の自己発熱により、フィラメント８の熱分布は中央部８bが最も高温になるが、外端部８aの温度はさほど上昇しない。中央部８bには約１０００℃になるように電流が流されるので、炭酸バリウム（BaCO3）は、約１０００℃程度で熱分解して酸化バリウム（BaO）に変化する。これにより中央部８bには電子放射性物質としての酸化バリウム（BaO）９が形成され、外端部８c、８cにはガス放出物質としての炭酸バリウム（BaCO3）１０が分解されずに残ることになる。また、外端部８c、８cは蛍光ランプの点灯中の温度も１０００℃以下であるから、炭酸バリウム（BaCO3）１０が分解することがなく、不純ガスも放出しない。ガス放出物質は、片側の外端部８cのみに担持される構成であってもよいが、両側の外端部８c、８cに担持させる方が好ましい。一種類の炭酸塩を別々の領域に塗布することによってこのような構成に形成することができるので製造が容易である。また、支持部８a、８aの間隔が３．０〜６．０ｍｍであればインナーウエルズ７、７間の通電によってフィラメント８を十分に昇温させることができる。このため、ランプ製造時に炭酸塩を確実に分解することができ、電子放射性物質９である酸化バリウム（BaO）等の金属酸化物等を生成することができる。即ち、支持部８aの間隔が小さいほど、インナーウエルズ７、７間を通電させたときフィラメント８の外端部８cの温度が高くなる。従って、支持部８a、８aの間隔が６．０ｍｍより大きい蛍光ランプと比べて、本発明の蛍光ランプの方が、フィラメント８の温度が高くなり、製造時に炭酸塩が確実に分解する。一方、支持部８a、８aの間隔が３．０ｍｍよりも小さくなると、フィラメント８の外端部８bが過剰に熱せられてしまうので、炭酸塩が熱分解しないように工程管理を行うことが難しい。このため支持部８aの間隔は３．０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３１】
次に、本発明による蛍光ランプの作用効果について説明する。
【００３２】
インナーウエルズ７、７に支持されたフィラメント８は、中央部８bに酸化バリウム（BaO）からなる電子放射性物質９が担持されている。このため、容易に二次電子および熱電子が放出される。従って、グロー放電からアーク放電に転移した時、フィラメント８の中央部８bにイオン集中が起こっても、電子放射性物質９から二次電子が放出されるので、フィラメント８がスパッタリングされることを防ぐことができる。また、蛍光ランプの点灯中はフィラメント８の中央部８bに集中的に放電が起こり陰極輝点が形成される。しかし、点灯寿命に至り電子放射性物質９が枯渇しても放電を継続する場合には電界が集中しているフィラメント８の外端部８cに、陰極輝点が移転するようになる。この現象はインバータ装置により１０ｋＨｚ以上の高周波で蛍光ランプが点灯しているときに起きやすい。このとき、炭酸バリウム（BaCO3）の仕事関数がフィラメント８およびインナーウェルズ７の材質のそれよりも低いと、外端部８cに陰極輝点が形成されやすくなる。またフィラメント陰極輝点の部位は約１０００℃まで温度上昇するが、中央部８bに陰極輝点が形成されているときの外端部８cの温度は８００℃程度である。このため、中央部８bに陰極輝点が形成されているときは、外端部８cに担持された炭酸バリウム（BaCO3）は分解されず、不純ガスを放出することもない。しかし、外端部８cに陰極輝点が形成されると炭酸バリウム（BaCO3）の温度が１０００℃まで上昇し、酸化バリウム（BaO）に熱分解される。このとき、放電空間内に熱分解に伴って炭酸ガスが放出され、放電維持可能なランプ  点灯電圧が上昇し、点灯装置の出力電圧の許容値を超えるので放電が停止する。
【００３３】
次に、本実施の形態に係る照明装置について説明する。
【００３４】
図３は、本実施の形態に係る照明装置を示す正面図である。
【００３５】
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。
【００３６】
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】
【００３７】
【図１】本実施の形態に係る蛍光ランプの全体を示した一部切り欠き正面図である。
【図２】図１の電極を示す要部拡大図である。
【図３】本実施の形態に係る照明装置を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３８】
３…ガラスバルブ、７…インナーウエルズ、８…フィラメント、８a…支持部、８b…中央部、８c…外端部、９…電子放射性物質、１０…ガス放出物質、Ｄ…照明装置。
【図１】
2007250322.tif 000003
【図２】
2007250322.tif 000004
【図３】
2007250322.tif 000005