JP2000348679A

JP2000348679A - 蛍光ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JP2000348679A
Application number: JP11340676A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Toda; 尚之戸田; Seiichi Futagami; 誓一二神; Kimiyoshi Nagasawa; 公義長澤; Yoshito Kinoshita; 好人木下; Keiji Hatakeyama; 圭司畠山
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】気密容器（ガラス管バルブ）端部に斑点模様
が発生するのを抑制するとともに、始動性が損なわれな
いように改善した一般形およびラピッドスタート形蛍光
ランプならびにこれら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】両端に電極マウント２Ａ，２Ｂが封止さ
れた長尺状の透光性気密容器１と、気密容器１の内面
に、両端のうち一端１ａよりも他端１ｂの膜厚が大きく
なるように金属酸化物を主体として形成された透明保護
膜５と、保護膜５の内面に形成された蛍光体膜６と、気
密容器１の一端１ａ側の電極マウント２Ａに設けられた
排気管４と、気密容器１の両端の電極マウント２Ａ，２
Ｂに設けられた電極３，３と、気密容器１内に封入され
た希ガスおよび水銀とを具備している蛍光ランプＬ１お
よびこのランプＬ１を用いた照明装置Ｄである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガラス管バルブなど
からなる気密容器の内面に透明保護膜または透明導電膜
を形成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。

【０００２】

【従来の技術】一般に蛍光ランプは、ガラス管バルブな
どからなる透光性気密容器の内面に蛍光体膜を形成し、
この気密容器内に水銀およびアルゴンガスなどの希ガス
からなる放電媒体を封入して構成されている。そして、
気密容器端部のステムに設けた熱陰極や冷陰極などの内
部電極あるいは容器外面に設けた外部電極により容器内
に放電を発生させ、この放電により気密容器内の水銀蒸
気を電離および励起し紫外線を発生させて蛍光体膜で可
視光に変化し、この可視光を気密容器を通じて外部に放
射するようにしている。

【０００３】この蛍光ランプで気密容器の内面に直接に
蛍光体膜を形成したものは、水銀イオンが蛍光体膜を透
過してバルブと直接に接触し、容器を構成するガラス材
質のうちのナトリウム（Ｎａ）と水銀とが反応してアマ
ルガムを生成し、容器を変色して、ランプの点灯時間の
経過とともに発光効率が低下するということがある。そ
して、このような現象を防ぐ手段として、気密容器の内
面と蛍光体膜との間に水銀が直接に接触するのを阻止す
る保護膜を設けることが行われている。すなわち、容器
の内面と蛍光体膜との間に酸化アルミニウム（Ａｌ
₂Ｏ₃）、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）、酸化セリウム（Ｃｅ₂Ｏ₃）、酸化けい素（ＳｉＯ
₂）やピロリン酸カルシウム（Ｃａ₂Ｐ₂Ｏ₇）などの金属
酸化物からなる保護膜を形成することにより、水銀イオ
ンがこの保護膜によって遮断され、また、電気的にも反
発して気密容器の内面に直接接触するのが防止され、よ
ってアマルガムの生成や蛍光体膜の劣化を防止するよう
にしている。

【０００４】また、環形の蛍光ランプやＵ字形、Ｗ字
形、ダブルＵ字形のコンパクト形の蛍光ランプは、製造
過程において内面に蛍光体粉末のスラリーを塗布して蛍
光体膜を形成したガラス管バルブを加熱し湾曲や折曲す
るが、軟化溶融したガラス管のガラス中に蛍光体粒子が
入り込み蛍光体膜を破壊して発光特性を低下したり、甚
だしい場合には異物として入った蛍光体粒子が起因して
気密容器にクラックを発生することがある。

【０００５】このため、通常は気密容器内面側に上記酸
化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）などからなる透明保護膜を
形成した上に蛍光体膜を形成し、容器を加熱溶融させた
際に蛍光体膜がガラス管のガラス中に入り込まないよ
う、この保護膜により阻止するようにしている。

【０００６】また、点灯管が不要であって、かつ、即時
に点灯できるラピッドスタート形蛍光ランプは、商店、
事務所、工場などの照明用としてに広く普及している。
この蛍光ランプはガラス管バルブの内面に全長に亘り透
明性の導電膜を形成したタイプのものが主流となってい
る。

【０００７】しかし、このラピッドスタート形蛍光ラン
プは、長時間の使用に伴い、ガラス管バルブ端部内面に
多数の黒点が付着する現象が発生することがある。この
原因は、放電空間内の水銀と導電膜との間で発生する微
放電に起因すると考えられている。

【０００８】すなわち、蛍光ランプの点灯中に蛍光体層
内面側に被着した水銀粒と導電膜との間には絶縁物質と
しての蛍光体膜および保護膜を介してかなりの電位差が
かかっており、この電位差によって発生した微放電によ
って水銀が酸化（ＨｇＯ）したり、蛍光体物質が変色し
たりして蛍光体膜に多数の黒点などの斑点模様が発生す
ると考えられる。この斑点模様は、電極近傍の電位差が
特に高くなるため、電極が封装されるガラス管バルブ両
端部で発生する割合が非常に大きい。

【０００９】そこで、このような斑点模様の発生を抑制
するために、特開平６−２４３８３２号公報に記載のラ
ピッドスタート形蛍光ランプが知られている（従来技術
１）。

【００１０】この従来技術１記載の蛍光ランプのガラス
管バルブに形成した導電膜の抵抗値は、両端部で高く、
中央に向うに従い低くなるいわゆる略「Ｖ字状」を呈す
るように構成されている。この導電膜の抵抗値分布を略
「Ｖ字状」にすることによつて、ガラス管バルブ両端部
における水銀粒と導電膜との間の電位差を低くすること
ができるため、微放電を防止できることが可能となり、
斑点模様の発生を抑制することができる。

【００１１】一方、特開平６−９６７２８号公報には、
蛍光ランプに封装されるフィラメン卜電極の周囲に金属
製リングを配置し、このリングに高周波誘導加熱により
水銀を放出する水銀合金を塗布形成した水銀放出構体の
構成が開示されている（従来技術２）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】そして、上記透明保護
膜あるいは透明導電膜を形成した一般形やラピッドスタ
ート形蛍光ランプは、上述したように気密容器の内面に
形成した被膜に変色などが生じるのを抑制できる効果は
あるが、未だ一部のランプに変色などの不具合が発生す
るものがあった。

【００１３】本発明者等はこの蛍光ランプの被膜が変色
などすることについて究明をすすめた結果、さらにこの
不具合の発生を改善できることを見出だした。

【００１４】すなわち、これら蛍光ランプは日用品とし
て需要も多く安価に提供する必要があることからその製
造は、自動化した大量生産方式が採られている。そし
て、このランプの製造過程において蛍光体膜や保護膜の
形成は、ガラス管バルブを垂直に保持しておいて上方か
らガラス管バルブ内に蛍光体スラリーなどを流し込み内
面に液を塗布する流下方式により行っているため、バル
ブ内における被膜の厚さが上方側は下方側に比べて薄く
なっていた。

【００１５】そして、従来、被膜が形成されたガラス管
バルブは、生産が自動化されている関係で被膜形成時の
向きは全品が同じで、すなわち、被膜が薄い側が全品共
上方に在るとか左方に在るとかなっていた。そして、ラ
ンプの排気工程においては被膜が厚い側の方が不純ガス
の発生量が多いことから、被膜の厚い側のステムに設け
た排気管を通じバルブ内の排気を行っていた。

【００１６】なお、このガラス管バルブ内に形成される
被膜の厚さはどの部分をとっても均一であるのが好まし
いが、流下方式によるとスラリーの濃度や温度、雰囲気
の温度や湿度などの影響を受けて、バルブの上方側と下
方側との間で被膜の厚さが大きく変ることがあり、この
ようなときにランプに変色などの不具合が発生すること
が多かった。

【００１７】そして、本発明者等の考察によると被膜の
変色などは、たとえば保護膜の膜厚が薄いとか被膜が形
成されていない部分に水銀が吸着し易いため発生するこ
とが分かった。たとえばガラス管バルブを垂直にして上
方から排気し、液状の水銀を排気管を通じ落下させる
と、バルブ下方の保護膜厚の薄い部分に水銀が付着して
ランプ完成後、点灯中にこの部分に陰影を生じランプの
外観品質を低下させていた。

【００１８】また、上記従来技術１記載のラピッドスタ
ート形蛍光ランプにおいては、上記従来技術２の水銀放
出構体を使用した場合、始動性が著し低下し、場合によ
っては点灯しないことがあった。

【００１９】これは、導電膜の抵抗値分布に問題がある
もので、図６は始動性に不具合が生じた従来技術の蛍光
ランプＬの導電膜の抵抗値分布を示す概略図である。図
６に示すように、抵抗値分布は水銀放出構体が配設され
たバルブ端部１ａ、１ｂの抵抗値が低くなっており、抵
抗値分布が略「Ｖ字状」ではなくバルブ中央部と端部と
の間に抵抗値のピークが現れる略「逆Ｎ字状」を呈して
いた。

【００２０】ラピッドスタート形蛍光ランプがこのよう
な略「逆Ｎ宇状」を示すと、フィラメント電極から放出
された熱電子が導電膜へ放電するが、バルブ中央部と端
部との間に抵抗値の大きいピークがあると一対の電極間
方向の導電が阻害され、放電が伸展しないことから、始
動性が低下するものと考えられる。

【００２１】特に、インバータ装置によって蛍光ランプ
を高周波点灯により始動させる場合、抵抗値分布が略
「逆Ｎ字状」を呈していると始動性が著しく低下し、場
合によっては点灯しなくなる。

【００２２】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、気密容器（ガラス管バルブ）端部に斑点模様が
発生するのを抑制するとともに、始動性が損なわれない
ように改善した一般形およびラピッドスタート形蛍光ラ
ンプならびにこれら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。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の蛍光ランプは、両端に電極マウントが封止された長尺
状の透光性気密容器と；気密容器の内面に、両端のうち
一端よりも他端の膜厚が大きくなるように金属酸化物を
主体として形成された透明保護膜と；保護膜の内面に形
成された蛍光体膜と；気密容器の一端側の電極マウント
に設けられた排気管と；気密容器の両端の電極マウント
に設けられた電極と；気密容器内に封入された希ガスお
よび水銀と；を具備していることを特徴としている。

【００２４】本請求項および以下の請求項において、用
語の技術的意味は特に指定の無い限り以下の説明によ
る。

【００２５】長尺状の透光性気密容器は、両端が電極マ
ウントのステムで封止され蛍光体膜が放射する可視光を
透過し得て、かつ内部に放電を周囲の雰囲気から隔離し
て包囲できる容器であり、材質、形状および寸法は限定
されない。一般的には対環境、経済性および加工性など
の理由からソーダライムガラスや鉛ガラスなどのガラス
管バルブが使用されることが多い。また、気密容器（ガ
ラス管バルブ）の形状は一般照明用であれば、直管状を
なすものが使用されることが多い。

【００２６】また、上記容器（ガラス管バルブ）の両端
を封止する電極マウントのステムは、少なくとも一方側
がフレアステム、ボタンステムやビードステムなどの排
気管を有するものを用いることができる。

【００２７】放電煤体は、水銀および希ガスからなり、
水銀は、液状やペレット状の水銀あるいは後述する水銀
放出構体を用いることができ、この水銀放出構体の場合
は高周波誘導加熱することによつて水銀が放出され、容
器内に封入されるものである。なお、補助的にアマルガ
ムを使用しても構わない。

【００２８】また、希ガスは、主としてアルゴン（Ａ
ｒ）を使用するが、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋ
ｒ）、キセノン（Ｘｅ）やヘリウム（Ｈｅ）のいずれか
一種およびこれら任意の複数種を混合して使用すること
ができる。希ガスの封入圧力は既知の範囲を適用するこ
とができる。

【００２９】透明保護膜は、主として酸化アルミニウム
（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ₂）、酸化けい素（ＳｉＯ₂）やピロリン酸カルシウム
（Ｃａ₂Ｐ₂Ｏ₇）などの金属酸化物から形成されてお
り、金属酸化物の組成、微粒子の粒径などは可視光線の
透過特性が大きいものを選択して用いればよい。

【００３０】また、保護膜は、ガラスからなる容器の内
面に形成されている。この保護膜の膜厚は、容器の長手
方向に沿って変化している。これは金属酸化物スラリー
を容器内面に流し込んで保護膜を形成する場合には、容
器の一端から他端に向うに従い膜厚が連続的に大きくま
たは小さくなるように形成される。

【００３１】蛍光体膜は、既知の各種蛍光体を使用し得
るものであり、たとえば一般照明用の蛍光ランプに対し
てはハロリン酸蛍光体、３波長希土類蛍光体などを使用
することができる。その他蛍光ランプの用途やグレード
に応じて任意の蛍光体を使用することができるのはいう
までもない。

【００３２】一対の電極は、通常コイル状のフィラメン
トからなる熱陰極が使用されるが、本発明は電子放射物
質を有するセラミックスなどの焼結体やニッケルなどの
冷陰極などであつてもよい。

【００３３】次に本発明の蛍光ランプの作用を説明す
る。本発明の請求項１に記載の蛍光ランプは、容器の一
端側を閉塞する電極マウントのステムに設けた排気管を
上方にして排気装置の排気ヘッドに気密に装着し長尺の
容器（ガラス管バルブ）を垂直に保持して排気作業がす
すめられる。この工程において容器（ガラス管バルブ）
は、垂直状態で排気や希ガスの封入が行われ、最後に液
状や塊状の水銀が排気管を介し供給され、供給された水
銀粒は容器（ガラス管バルブ）の他端側の底部にまで達
する。

【００３４】そして、この容器（ガラス管バルブ）は、
排気管を設けた一端側より下方に位置する他端側の保護
膜の膜厚さが大きく、すなわち厚膜となるように形成し
てあるので、落下した水銀粒子が端部近傍に飛散付着し
ても容器の外からは目立たずその存在すらも分からなく
することができる。

【００３５】この蛍光ランプを点灯回路を介し始動させ
ると、電極から放出された初期電子により一対の電極間
に放電が開始され、この放電により水銀が蒸発して紫外
線が発生する。紫外線は蛍光体を励起するので、蛍光体
は可視光を放射し、蛍光ランプは点灯する。

【００３６】本発明の請求項２に記載の蛍光ランプは、
両端に電極マウントが封止された長尺状の透光性気密容
器と；気密容器の内面に、両端のうち一端よりも他端の
膜厚が大きくなるように金属酸化物を主体として形成さ
れた透明保護膜と；保護膜の内面に形成された蛍光体膜
と；気密容器の両端の電極マウントに設けられた電極
と；気密容器内に封入された希ガスおよび一対の電極の
うち気密容器の膜厚が大きい端部側の電極近傍にのみ配
設された高周波誘導加熱により水銀を放出する水銀放出
構体と；を具備していることを特徴としている。

【００３７】放電煤体として容器内に封入する水銀を、
水銀放出構体として容器（ガラス管バルブ）内の保護膜
の膜厚さが大きい電極近傍側にのみ配設し、この水銀放
出構体を高周波誘導加熱により加熱して水銀を容器（ガ
ラス管バルブ）内に放出させた蛍光ランプで、水銀の放
出を除いては上記請求項１に記載と同様な作用を奏す
る。

【００３８】また、水銀放出構体は、一対の電極のうち
気密容器の他端側に封装された電極近傍にのみ配設され
たものであり、高周波誘導によって発熱する基体と、こ
の基体表面に形成された加熱によって水銀を放出する水
銀合金を含んで構成されている。一般的には、基体とし
て鉄（Ｆｅ）にニッケル（Ｎｉ）をメッキした金属製の
リングにチタン（Ｔｉ）−水銀（Ｈｇ）合金粉末を塗布
したものが使用されるが、水銀カプセルやアマルガムが
充填された金属容器のように高周波誘導加熱によつて水
銀を放出する構成であればこれに限らない。

【００３９】なお、この請求項２でいう気密容器の一端
側および他端側は、一義的に決められるものでなく任意
的なものである。

【００４０】本発明の請求項３に記載の蛍光ランプは、
透光性気密容器の内面と透明保護膜との間に透明導電膜
が形成されていることを特徴としている。

【００４１】この請求項３の発明はラピッドスタート形
蛍光ランプなどに適用でき、透明導電膜は、気密容器内
面に塗布形成されるものであり、透明の程度は蛍光体が
放射した可視光を気密容器の外部に導出するのに支障な
い程度に着色されたものであってもよい。酸化スズ（Ｓ
ｎＯ₂）に適量のドーパントを添加したものが好適であ
るが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００４２】この導電膜は、気密容器（ガラス管バル
ブ）の両端の抵抗値分布を高くするために、両端よりも
中間の膜厚が大きくなるように容器の長手方向に沿って
山形となるように形成されている。また、両端のうち一
端よりも他端の膜厚が小さくなるように気密容器内面に
形成されている。この膜厚の調整方法は導電膜形成時の
加熱温度を調整する他、塗布量を調整することなど周知
の手段で実現可能である。

【００４３】導電膜は水銀放出構体の加熱に伴い抵抗値
が低下するが、本発明者らは導電膜の膜厚が大きいほど
加熱による抵抗値の低下傾向が大きいことを実験により
確かめた。このことにより、水銀放出構体が配設される
気密容器他端側の導電膜の膜厚を一端側より小さくする
ことにより、導電膜の抵抗値低下を抑制することを可能
にした。

【００４４】請求項４の蛍光ランプは、両端に電極マウ
ントが封止された長尺状の透光性気密容器と；気密容器
の両端よりも中間の膜厚が大きく、かつ両端のうち一端
よりも他端の膜厚が小さくなるように気密容器内面に形
成された透明導電膜と；導電膜の内面に金属酸化物を主
体として形成された透明保護膜と；保護膜の内面に形成
された蛍光体膜と；気密容器の両端の電極マウントに設
けられた電極と；気密容器内に封入された希ガスおよび
一対の電極のうち気密容器の他端側に封装された電極近
傍にのみ配設された高周波誘導加熱により水銀を放出す
る水銀放出構体と；を具備していることを特徴としてい
る。

【００４５】この請求項４の発明はラピッドスタート形
蛍光ランプなどに適用でき、水銀放出構体が配設される
気密容器の他端に形成される透明導電膜の膜厚が一端よ
りも小さくなるように気密容器内面に形成されているた
め、導電膜の抵抗値分布は略「逆Ｎ宇状」にならず、略
「Ｖ宇状」を呈し、容器端部に斑点模様が発生するのを
抑制されるとともに、始動性が損なわれることが抑制さ
れるなど上記請求項３に記載と同様な作用を奏する。

【００４６】また、導電膜は水銀放出構体の加熱に伴い
抵抗値が低下するが、本発明者らは導電膜の膜厚が大き
いほど加熱による抵抗値の低下傾向が大きいことを実験
により確かめた。このことにより、水銀放出構体が配設
される気密容器他端側の導電膜の膜厚を一端側より小さ
くすることにより、導電膜の抵抗値低下を抑制すること
を可能にした。

【００４７】さらに、このラピッドスタート形蛍光ラン
プにおいて、緻密な透明導電膜と蛍光体膜との間に粒径
が０．８〜１．２μｍ程度の酸化チタン（ＴｉＯ₂）か
らなる紫外線防止膜を形成することによって、ＥＣ黒化
を防止して蛍光体膜の変色を防ぐことができる。

【００４８】請求項５の蛍光ランプは、気密容器に形成
された透明保護膜の膜厚は、１００〜３０００ｎｍの範
囲内にあることを特徴としている。

【００４９】請求項５は、上記保護膜の膜厚が、１００
ｎｍ未満であると薄過ぎて保護膜の作用をなさず、ま
た、逆に３０００ｎｍを越えると厚過ぎて亀裂や剥離の
虞があり、実用的には３００〜２０００ｎｍ程度が好ま
しかった。

【００５０】請求項６の蛍光ランプは、気密容器の他端
の導電膜の膜厚は０．５〜２０ｎｍ、保護膜の膜厚は１
００ｎｍ以上であることを特徴としている。

【００５１】請求項６は、請求項３ないし請求項５記載
の蛍光ランプにおいて、気密容器の他端の導電膜の膜厚
は０．５〜２０ｎｍ、保護膜の膜厚は１００ｎｍ以上で
あることを特徴とする。

【００５２】請求項６の蛍光ランプによれば、容器他端
の導電膜の膜厚を一定範囲円に規定することによって、
水銀放出構体が高周波誘導加熱されても他端の導電膜の
抵抗値が大きく低下することを確実に抑制することがで
きる。

【００５３】請求項７の照明装置は、請求項１ないし６
のいずれか一記載の蛍光ランプと；蛍光ランプを安定に
点灯する点灯装置と；蛍光ランプおよび点灯装置を収納
する照明装置本体と；を具備していることを特徴として
いる。

【００５４】請求項７の照明装置によれば、請求項１な
いし６記載の蛍光ランプの作用を有する照明装置を提供
することができる。

【００５５】点灯装置は、鉄心安定器を限流インダクタ
として使用する商用周波数点灯タイプの他、インバータ
を備えた高周波点灯タイプのどちらでもよい。

【００５６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００５７】図１は本発明に係わる一般形の直管形蛍光
ランプおよびその一部断面を拡大した概略正面図であ
る。

【００５８】図中１はソーダライムガラス製の長尺の直
管形をなすガラス管バルブで、バルブ１の両端には後述
する電極マウント２Ａ、２Ｂを封止して透光性の気密容
器を構成している。

【００５９】この電極マウント２Ａ、２Ｂは、フレアス
テム２１に一対のリード線２２、２２が気密に封止され
ているとともに、容器（バルブ）１内に臨むリード線２
２、２２の先端間にフィラメントコイルにエミッタ（図
示しない。）を塗布した熱陰極形の電極３、３が接続し
てある。そして、これら電極３、３は容器（バルブ）１
の両端に電極マウント２Ａ、２Ｂを封止することによ
り、容器（バルブ）１内に離間対向して封装されてい
る。また、４は一方のステム２Ａが有する排気管で、こ
のステム２Ａの側面には排気管４と連通する排気孔（図
示しない）が形成されている。

【００６０】５は気密容器１の内面に形成された可視光
を透過する金属酸化物からなる透明性の保護膜で、金属
酸化物として酸化亜鉛（ＺｎＯ）および酸化チタン（Ｔ
ｉＯ ₂）の微粒子を主体として形成されている。ここで
いう金属酸化物の微粒子の粒径は、平均粒径が１００ｎ
ｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であ
る。また、この保護膜５の膜厚は、３００ｎｍ〜１００
０ｎｍの範囲で、気密容器の両端のうち排気管４を有す
る電極マウント２Ａ側の一端１ａ側よりも他端１Ｂ側の
排気管４を有しない電極マウント２Ｂ側の方が膜厚が大
きくなるよう、すなわち、厚く形成されていて、その膜
厚の変化は気密容器１の一端１ａ側から他端１ｂ側に向
うに従い膜厚が連続的に大きくなるように形成される。

【００６１】６は三波長発光形蛍光体からなる蛍光体膜
で、保護膜５の内面に形成されている。蛍光体膜６は、
三波長発光形蛍光体以外にも既知の各種蛍光体を使用し
得るものであり、例えば一般照明用の蛍光ランプに対し
てはハロリン酸蛍光体などを使用することができる。

【００６２】なお、この図１では気密容器１の一端１ａ
側と他端１ｂ側とでは保護膜５および蛍光体膜６の膜厚
が異なることを強調して説明するために、便宜上それぞ
れの膜厚差を大きくしている。

【００６３】７、７は一対の口金で、それぞれ気密容器
１の両端に接合されているとともに口金７、７から突出
した接続ピン７１、７１に電極マウント２Ａ、２Ｂから
導出したリード線２１、２１をそれぞれ電気的に接続し
て一般形の蛍光ランプＬ１を構成している。

【００６４】そして、この蛍光ランプＬ１の製造は、ま
ず、ガラス管バルブ１をほぼ垂直に保持して上方から内
面に酸化亜鉛（ＺｎＯ）と酸化チタン（ＴｉＯ₂）との
微粒子を５０：５０で混合したスラリーを流し込み塗布
した後、乾燥・焼成して透明保護膜５を形成する。この
ときガラス管バルブ１の内面に形成された透明保護膜５
の膜厚は、上方側（一端１ａ側）より下方側（他端１ｂ
側）の方が大きく（厚く）なっている。

【００６５】ついで、上記と同様にガラス管バルブ１を
ほぼ垂直に保持して上方から透明保護膜５の内面にたと
えば三波長発光形蛍光体のスラリーを流し込み塗布した
後、乾燥・焼成して蛍光体膜６を形成する。このときガ
ラス管バルブ１の内面に形成された蛍光体膜６の膜厚
も、上方側（一端１ａ側）より下方側（他端１ｂ側）の
方が大きく（厚く）なっている。

【００６６】この後、ガラス管バルブ１の両端に電極マ
ウント２Ａ、２Ｂのフレアステム２２、２２部分を封止
する。このときガラス管バルブ１内面に形成した透明保
護膜５の膜厚が小さい（薄い）方の一端１ａ側には排気
管４を有する電極マウント２Ａ側が封止され、透明保護
膜５の膜厚が大きい（厚い）方の他端１ｂ側には排気管
を有しないかあるいは排気管を予め封塞した電極マウン
ト２Ｂ側が封止されている。

【００６７】つぎに、この封止済みランプは、上記ガラ
ス管バルブ１端部の排気管４を有する電極マウント２Ａ
側を上方にして、この排気管４の先端側が縦型排気装置
の排気ヘッドに気密に装着して保持され排気作業がすす
められる。この工程においてガラス管バルブ１は、垂直
状態でバルブ１内の排気や希ガスの封入が行われ、最後
に液状やペレット状の水銀が排気管４を介し供給され、
供給された水銀粒はガラス管バルブ１の他端１ｂ側の底
部にまで達する。この希ガスおよび水銀の封入後、排気
管４は溶封されガラス管バルブは気密容器１となる。

【００６８】この排気作業の後、気密容器１の両端部に
は必要に応じ口金７、７が接合されるとともに口金７、
７から突出した接続ピン７１、７１に電極マウント２
Ａ、２Ｂから導出したリード線２２、２２が溶接、かし
めあるいは半田付けなどの手段で電気的に接続され一般
形の蛍光ランプＬ１が完成する。

【００６９】そして、この蛍光ランプＬ１は、排気管４
を設けた一端１ａ側より下方に位置する他端１ｂ側の保
護膜５の膜厚さが大きく、すなわち厚膜となるように形
成してあるので、落下した水銀粒子が他端部１Ｂ近傍の
蛍光体膜６や透明保護膜５上に飛散しても保護膜５によ
り水銀とナトリウムＮａの反応が抑制される。このため
水銀が付着しにくく、また、付着しても僅かで容器１の
外からは目立たずその存在すらも分からなくすることが
できる。

【００７０】また、この蛍光ランプＬ１は点灯回路装置
を介し始動させると、電極３、３から放出された初期電
子により一対の電極３、３間に放電が開始され、この放
電により水銀が蒸発して紫外線が発生する。紫外線は蛍
光体を励起するので、蛍光体は可視光を放射し、蛍光ラ
ンプＬ１は点灯する。

【００７１】また、図２は本発明の他の実施の形態を示
す蛍光ランプに用いる電極マウント２Ｃを拡大して示す
斜視図である。

【００７２】この電極マウント２Ｃは、図１に示す蛍光
ランプＬ１において、図中、右方に示す電極マウント２
Ｂに変えて封装されるもので、図１と同一部分には同一
の符号を付してその説明は省略する。

【００７３】上記電極マウント２Ｃは、ステム２１に封
止された一対のリード線２２、２２間に掛け渡されたフ
ィラメントコイル３を取り囲むように配設されたリング
状の水銀放出構体９から構成されている。また、この水
銀放出構体９はステム２１に植股されたサポートワイヤ
２３によって支持されている。

【００７４】この水銀放出構体９は、一対の半楕円状金
属製帯体９ａ、９ｂを付け合わせて構成されており、一
方の帯体９ａの内側面には水銀とチタンとの合金粉から
なる水銀合金９ｃが塗布され、帯体９ａの外側面にはア
ルミニウム（Ａｌ）とジルコニウム（Ｚｒ）の合金から
なるゲッタ９ｄが塗布されている。

【００７５】水銀放出構体９の一方の帯体９ａは、他方
の帯体９ｂよりも直線部の寸法が長いため、サポートワ
イヤ２３は水銀合金９ｃが塗布された一方の帯体９ａに
必ず取付けられる。サポートワイヤ２３は帯体の上縁部
および下縁部の２個所で電気的スボット溶接によって取
付けられるので、溶接箇所が一方の帯体９ａと他方の帯
体９ｂとでは電気抵抗が異なり、一定の溶接強度が確保
できないが、本実施形態ではワイヤ２３が必ず一方の帯
体９ａに溶接されるので、電流密度が一定となり、ばら
つきなく強固に溶接することが可能となる。

【００７６】また、サポートワイヤ２３には、ステム２
１のガラスの熱膨脹係数に近い特性を有するニッケル
（Ｎｉ）−クロム（Ｃｒ）合金が用いられており、高周
波誘導加熱によってステム２１に微小クラックが生じな
いようにしている。このワイヤ２３の使用によって、製
造後に発生するスローリークが防止される。

【００７７】そして、この水銀放出構体９を有する電極
マウント２Ｃは、上記実施の形態の蛍光ランプＬ１の右
方の電極マウント２Ｂに変えてガラス管バルブ１の透明
保護膜５の膜厚が大きい（厚い）他端１ｂ側に封止られ
る。

【００７８】また、この電極マウント２Ｃを用いるラン
プの製造は、水銀放出構体９を有しているため排気工程
において水銀の封入作業が行われない他は上述した実施
の形態と同じにすすめられる。また、この電極マウント
２Ｃを封装したランプは、排気管４の溶封後、水銀放出
構体９を高周波誘導により加熱して、バルブ１内に水銀
を放出させることができる。

【００７９】また、水銀放出構体９にはゲッタ９ｄが塗
布されているとともに、ステム２１には排気管４が設け
られているため、排気後の電極マウント２Ｃの近傍はバ
ルブ１の一端１ａ側側に比べて清浄化されており、高周
波誘導による加熱によっても不純ガスの放出が極力抑え
られる。

【００８０】そして、このランプは、気密容器（バル
ブ）の一端１ａ側より他端１ｂ側の保護膜５の膜厚さが
大きく、すなわち厚膜となるように形成してあるので、
水銀放出構体９を高周波誘導により加熱して水銀を放出
させ、水銀粒子が他端部１Ｂ近傍の蛍光体膜６や透明保
護膜５上に飛来しても、上記実施の形態と同様に付着し
にくく、また、付着しても僅かで容器（バルブ）１の外
からは目立たず、ランプの外観品質を向上することがで
きる。

【００８１】なお、この電極マウント２Ｃを用いる場
合、この電極マウント２Ｃを容器（バルブ）１の保護膜
５の膜厚が厚膜となる側に封止して排気管４を用い排気
作業を行っても上述したと上述したと同様な作用効果を
奏する蛍光ランプが得られる。また、この電極マウント
２Ｃは、ステム２１に排気管４を有していなくてもある
いは排気管４の作用を行なわさせずに排気孔が閉塞して
あるものを用いてもよい。

【００８２】そして、上記実施の形態に示す蛍光ランプ
Ｌ１および実施の形態に示す電極マウント２Ｃを用いた
蛍光ランプと、従来の構成の蛍光ランプとの水銀付着状
況を視感により外観比較した結果は下記の通りであっ
た。

【００８３】なお、蛍光ランプの品種はＦＬＲ４０ＳＥ
Ｘ−Ｎ／Ｍで、本発明品の透明保護膜５は酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）と酸化チタン（ＴｉＯ₂）との微粉末を５０：５
０（固形分比）混合した材料をスラリーとしてガラス管
バルブ（容器）の内面に塗布（塗布量５０ｍｇ）して
形成した。

【００８４】その結果を表１に示す。

【００８５】

【表１】また、図３は本発明の他の実施の形態を示す直管形蛍光
ランプおよびその一部断面を拡大した概略正面図で、図
１および図２と同一部分には同一の符号を付してその説
明は省略してある。

【００８６】この図３に示すのはラピッドスタート形蛍
光ランプＬ２で、このランプＬ２の場合は、気密容器
（ガラス管バルブ）１の内面に透明性の導電膜８が形成
され、また、この透明導電膜８の内面に可視光を透過す
る透明保護膜５が、さらに、この透明保護膜５の内面に
三波長発光形蛍光体やハロリン酸蛍光体などからなる蛍
光体膜６が形成してある。

【００８７】気密容器（ガラス管バルブ）１の内面に形
成される透明導電膜８は、その膜厚が一端１ａ側よりも
他端１ｂ側の方が小さくなるように形成されている。な
お、この図３でもバルブ１の一端１ａ側と他端１ｂ側と
では導電膜８、透明保護膜５および蛍光体膜の膜厚が異
なることを強調して説明するために、使宜上膜厚差を大
きくしているが、実際には導電膜８よりも保護膜５の膜
厚の方がかなり大きい。すなわち、厚い。

【００８８】そして、上記ガラス管バルブ１内面への透
明導電膜８の形成は、たとえば塩化錫溶液を加熱状態の
ガラス管バルブ１内に噴霧して分解せさることにより形
成することができるが、このバルブ１の温度を一端１ａ
側、他端１ｂ側および中間部で異ならせることでバルブ
１の内面で溶液の反応温度の違いにより膜厚の大小（厚
薄）関係を調整することができる。また、溶液の噴霧量
を調整することで所望の膜厚分布を得ることも可能であ
る。

【００８９】ここで、透明導電膜８の一端１ａ側、他端
１ｂ側および中間部のそれぞれの膜厚は、それぞれ１０
〜３０ｎｍ、２０〜８０ｎｍ、０．１〜２０ｎｍであ
る。

【００９０】そして、このガラス管バルブ１の他端１ｂ
側には上記水銀放出構体９を有する電極マウント２Ｃが
封止され、また、一端１ａ側には水銀放出構体９を有し
ない円環状のシールドリング（図示しない）を設けた電
極マウントが封止されている。

【００９１】図４は、上記透明導電膜８の膜厚と抵抗値
分布との関係を示すグラフである。導電膜８は、バルブ
１の中央の膜厚が最も大きく、その膜厚が一端１ａ側よ
りも他端１ｂ側の方が小さくなるように形成され、抵抗
値は中央が低く、両端側が高くなるように略「Ｖ字状」
を呈している。

【００９２】この実施の形態の蛍光ランプＬ２の透明導
電膜８は、水銀放出構体９が配設されるバルブ１の他端
１ｂ側の膜厚が一端１ａ側より小さくなるように形成さ
れているので、水銀放出構体９の加熱に伴い抵抗値が低
下することを抑制し、抵抗値分布を略「Ｖ字状」とする
ことを可能にした。

【００９３】表２は、この実施の形態の蛍光ランプＬ２
と従来の蛍光ランプとの始動電圧と黒化点数を比較した
ものである。蛍光ランプはいずれもラピッドスタート形
４０Ｗ蛍光ランプである。従来の蛍光ランプは、導電膜
の膜厚が中央で最も大きく両端はほぼ等しいもので、水
銀放出構体が一対の電極の一方に配設されたものを用意
した。

【００９４】また、従来の蛍光ランプの抵抗値分布を調
べたところ、図５に示すように略「逆Ｎ字状」を呈して
いた。また、黒化点数は、複数の試験品を５０００時間
点灯後の斑点模様を同一観測者が目視により評価した値
の平均値である。

【００９５】

【表２】表２から分かるように、この実施の形態の蛍光ランプＬ
２は、高周波点灯、商用周波数点灯のいずれにおいても
始動電圧が低下し、黒化点数も良好（１０点満点）であ
ることが確認された。

【００９６】この実施の形態のラピッドスタート形蛍光
ランプＬ２は、特にインバータを備えた高周波点灯装置
で点灯させても始動性が損なわれることなく点灯する。
ラピッドスタート形蛍光ランプは、点灯周波数が高くな
り、透明導電膜８の抵抗値が低くなるに従って導電膜８
への漏れ電流が大きくなるため、導電膜８の抵抗値分布
が略「逆Ｎ字状」になっていると導電膜８の電界が分散
するため放電の進展が難しくなり、始動電圧が上昇す
る。

【００９７】しかし、この実施の形態によれば、抵抗値
分布が略「Ｖ字状」になるので、高周波点灯させても始
動性が損なわれることなく点灯する。

【００９８】図５は本発明の他の実施の態様である照明
装置Ｄを示す概略正面図である。図において、Ｄ１は照
明装置本体で、蛍光ランプＬ１やＬ２を支持する一対の
ソケットＤ２、Ｄ２が設けられ、内部に鉄心安定器を限
流インピーダンスとして使用する商用周波数形式やイン
バータを備えた高周波形式などの点灯装置Ｄ３を収納し
ている。

【００９９】そして、この実施の態様に示す照明装置Ｄ
は、上述した本発明の各種の蛍光ランプを安定して点灯
させることができる。

【０１００】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、気密容器（バ
ルブ）内の両端部において膜厚に差をもって形成された
透明保護膜の膜厚の小さい（薄い）側の端部に排気管を
設けたので、封入された水銀が膜厚の大きい（厚い）側
において飛散し容器（バルブ）に水銀が付着することを
抑制して、容器（バルブ）に黒色斑点や変色を生じるこ
とがなく外観品質の向上した蛍光ランプを提供すること
ができる。

【０１０１】請求項２の発明によれば、電極マウントに
水銀放出構体を設けた蛍光ランプにおいて、上記請求項
１に記載したと同様な効果を奏する。

【０１０２】請求項３の発明によれば、気密容器（バル
ブ）内に透明導電膜を形成した蛍光ランプにおいて、上
記請求項１に記載したと同様な効果を奏する。

【０１０３】請求項４の発明によれば、気密容器（バル
ブ）内の両端部において膜厚に差をもって形成された透
明導電膜の膜厚の小さい（薄い）側の端部に水銀放出構
体を設けたので、導電膜の抵抗値分布が略「Ｖ字状」と
なり、容器（バルブ）端部に斑点模様が発生するのを防
止できるとともに、始動性が損なわれることが抑制され
た蛍光ランプを提供することができる。

【０１０４】請求項５の発明によれば、容器（バルブ）
端部の保護膜の膜厚を一定範囲内に規定することによっ
て、上記上記請求項１〜４に記載したと同様な効果を奏
する。

【０１０５】請求項６の発明によれば、容器（バルブ）
端部の導電膜の膜厚を一定範囲内に規定することによっ
て、水銀放出構体が高周波誘導加熱されても端部の導電
膜の抵抗値が大きく低下することを確実に抑制すること
ができる。

【０１０６】請求項７の発明によれば、請求項１ないし
６記載の効果を奏する蛍光ランプを装着しているので、
長期間安定してランプを点灯できる照明装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す一般形の直管形蛍光
ランプおよびその一部断面を拡大した概略正面図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態を示す蛍光ランプに用いる
電極マウントを拡大して示す斜視図である。

【図３】本発明の他の実施の形態を示すラピッドスター
ト形蛍光ランプおよびその一部断面を拡大した概略正面
図である。

【図４】図３の蛍光ランプの透明導電膜の膜厚と抵抗値
分布との関係を示すグラフである。

【図５】本発明の実施の態様である照明装置を示す概略
正面図である。

【図６】従来技術の蛍光ランプの導電膜の抵抗値分布を
示す概略図である。

【符号の説明】

Ｌ１、Ｌ２：蛍光ランプ１：透光性気密容器（ガラス管バルブ）１ａ：容器（バルブ）の一端側１ｂ：容器（バルブ）の他端側２Ａ、２Ｂ、２Ｃ：電極マウント３：電極４：排気管５：透明保護膜６：蛍光体膜８：透明導電膜９：水銀放出構体Ｄ：照明装置Ｄ１：照明装置本体Ｄ３：点灯装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長澤公義東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者木下好人東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者畠山圭司東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端に電極マウントが封止された長尺状
の透光性気密容器と；気密容器の内面に、両端のうち一
端よりも他端の膜厚が大きくなるように金属酸化物を主
体として形成された透明保護膜と；保護膜の内面に形成
された蛍光体膜と；気密容器の一端側の電極マウントに
設けられた排気管と；気密容器の両端の電極マウントに
設けられた電極と；気密容器内に封入された希ガスおよ
び水銀と；を具備していることを特徴とする蛍光ラン
プ。
【請求項２】両端に電極マウントが封止された長尺状
の透光性気密容器と；気密容器の内面に、両端のうち一
端よりも他端の膜厚が大きくなるように金属酸化物を主
体として形成された透明保護膜と；保護膜の内面に形成
された蛍光体膜と；気密容器の両端の電極マウントに設
けられた電極と；気密容器内に封入された希ガスおよび
一対の電極のうち気密容器の膜厚が大きい端部側の電極
近傍にのみ配設された高周波誘導加熱により水銀を放出
する水銀放出構体と；を具備していることを特徴とする
蛍光ランプ。
【請求項３】透光性気密容器の内面と透明保護膜との
間に透明導電膜が形成されて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】両端に電極マウントが封止された長尺状
の透光性気密容器と；気密容器の両端よりも中問の膜厚
が大きく、かつ両端のうち一端よりも他端の膜厚が小さ
くなるように気密容器内面に形成された透明導電膜と；
導電膜の内面に金属酸化物を主体として形成された透明
保護膜と；保護膜の内面に形成された蛍光体膜と；気密
容器の両端の電極マウントに設けられた電極と；気密容
器内に封入された希ガスおよび一対の電極のうち気密容
器の他端側に封装された電極近傍にのみ配設された高周
波誘導加熱により水銀を放出する水銀放出構体と；を具
備していることを特徴とする蛍光ランプ。
【請求項５】気密容器に形成された透明保護膜の膜厚
は１００〜３０００ｎｍの範囲内にあることを特徴とす
る請求項１または２のいずれか一記載の蛍光ランプ。
【請求項６】気密容器の他端の導電膜の膜厚は０．５
〜２０ｎｍ、保護膜の膜厚は１００ｎｍ以上であること
を特徴とする請求項３ないし５のいずれか一記載の蛍光
ランプ。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれか一記載の蛍
光ランプと；蛍光ランプを安定に点灯する点灯装置と；
蛍光ランプおよび点灯装置を収納する照明装置本体と；
を具備していることを特徴とする照明装置。